第七届青年地学论坛

       矿物环带是矿物结晶环境转变的最好证据，可以提供包含岩浆演化以及撞击事件在内的重要细节信息（Streck et al., 2008）。玄武质辉玻无球粒陨石（shergottites）作为冲击程度最强的一类火星陨石，其中的辉石颗粒往往具有典型的环带结构，即成分均一的富镁辉石核部被富铁辉石包裹（Nyquist et al., 2001）。已有学者对Shergotty，Los Angeles和QUE94201等火星陨石的环带进行岩相学的研究，并结合模拟实验结果，推断该类火星陨石中的辉石环带成因是一个多期次的结晶过程，认为核部富镁辉石颗粒（普通辉石）是在深部熔体缓慢结晶过程中形成的，富铁环带（三斜铁辉石）则被解释为残余熔体在近火星表面的岩浆侵入过程或者喷出过程中快速冷凝（Bridges and Warren, 2006；McSween et al., 1996）。尽管有学者已经对火星陨石中的辉石环带开展大量岩相学研究，但目前仍然缺乏精细的富铁环带矿物学研究，这将直接影响我们对其成因的合理判断。
       我们在本研究中通过原位XRD，显微拉曼，电子探针以及透射电镜等原位微区分析手段，综合分析了一块新的火星陨石（NWA 12522）中辉石颗粒极端富铁环带的矿物学特征。研究结果表明该火星陨石的富铁环带具有复杂的矿物相组合，并不是单一的三斜铁辉石单一矿物相。一方面，富铁环带主体具有与核部富镁辉石相似的出溶特征（高钙辉石：Fs_30.5Wo_35.3; 低钙辉石：Fs_55.3Wo_5.5），出溶片晶宽度约为40 nm。另一方面，大量的富铁易变辉石（Fs_74.3Wo_18.6）以细脉状形式任意贯穿出溶片晶。除此之外，富铁环带物质中分布有大量的纳米级易变辉石以及三斜铁辉石矿物颗粒（约20 nm），其中三斜铁辉石中的FeO含量达49.3 wt%。
       在背散射图像下，NWA 12522中辉石颗粒的边部环带与核部明暗分界非常明显，并且其分界线形状不规则，不具有成分均匀过渡的特征，此类证据表明其辉石环带的成因并不是单一的岩浆演化结晶过程，而更可能是辉石结晶后的一次结晶环境突变。我们观察到的富铁易变辉石贯穿原生的辉石出溶片晶，该证据表明辉石颗粒在结晶后经历了一次重熔事件，产生更富铁的熔体。环带中发现的纳米级矿物三斜铁辉石颗粒反映该事件的持续时间必须足够短，才得以让这些纳米颗粒保存下来并不被分解形成陨石中常见的后成合晶（钙铁辉石+铁橄榄石+二氧化硅）（Lindsley et al., 1972）。综上，这些矿物特征提供的证据表明NWA 12522中的辉石环带更可能是形成辉石结晶后的一次冲击事件，可以为这类复杂矿物产生提供所需的必要结晶条件。
 

火星陨石，辉石环带，冲击变质