第七届青年地学论坛

近年来，对地球形成初期的氧化还原环境的争论（Rubie et al,2004; Corgne et al,2008; Corgne et al,2009; Georg and Shahar,2015），地球地幔演化过程中氧逸度变化的探讨（Frost et al,2004; 2008），甚至地球动力学需要的热源可能来自地核中的放射性同位素（Wohlers and Wood,2015）等问题的讨论，都显示出构建一个还原环境下的类地行星的形成和演化模型的必要性。形成于小行星带内侧的，具有强还原特征的顽火辉石球粒陨石（Enstatite Chondrite）具有独特的、十分接近地球的同位素化学组成，被认为其母体与地球是同源的（Javoy,1995; Javoy et al,2010）。新的同位素研究结果比较倾向支持顽火辉石球粒陨石与早期地球建构物质类似，也是形成月球的大碰撞的碰撞体的主要组成物质（Douphas,2017）。
    根据理论模型推算的地球化学组成，或者以类似地球成分的天然陨石作为初始材料进行高温高压岩石矿物学的实验研究，是对地球早期形成模型的非常有效的验证手段。本研究以顽火辉石球粒陨石Sahara 97072/Sahara 97096为初始材料，利用活塞圆筒在0.5-1.5 GPa，1150-1550 ℃的条件进行了高温高压熔融实验。实验结果显示：（1）顽火辉石球粒陨石的熔融产物可分为2类4相，其中金属相主要是Fe-Ni-S合金和以FeS为主的硫化物，硅酸盐相主要是顽火辉石和硅酸盐熔体。（2）0.5 GPa，1500 ℃的条件下完成2个实验，由于实验过程中分别使用单层石墨样品舱和双层石墨样品舱，造成实验中氧逸度有较大的不同，而相对还原的环境更有利于金属熔体的稳定保存。（3）1.5 GPa，1200-1550 ℃的3个实验结果显示，随着温度的升高，硅酸盐熔体的Mg^#降低，熔融程度升高，金属相中S、Fe的含量增加；体系内金属熔体的含量随着温度的升高而增加，并且金属熔体内部出现了两相不混溶现象，合金相更富集Fe和Ni，亏损S；在最高温度条件下（＃B324，1550℃），金属液滴呈现出同心环状纹理，具有金属合金成分的小尺寸球体与（Fe,Ni）S完全分开。
 

顽火辉石球粒陨石；高温高压熔融实验；早期地球；液相不混溶