GCA：南京大学地球科学与工程学院刘晓文在灶神星早期演化研究方面取得重要进展

助研空间 · 公众号 · 互联网安全科技自媒体 · 2024-11-07 16:56

主要观点总结

灶神星是一颗演化过程相对简单的原行星，为研究月球及类地行星复杂地质演化过程提供了重要参照。灶神星陨石主要包括玄武质岩石Eucrite和超镁铁岩石Diogenite。灶神星内部演化远比想象的复杂，灶神星内部的镁同位素的不均一性暗示了其复杂性。该研究涉及灶神星演化的重要发现被发表在地球化学顶级刊物 Geochimica et Cosmochimica Acta 上。

关键观点总结

关键观点1: 灶神星为研究月球及类地行星的地质演化提供了重要参照。

灶神星因其较小的质量而拥有一个相对简单的演化过程，其光谱学特征与月球和类地行星相似，因此是研究这些天体地质演化的重要参照。

关键观点2: 灶神星陨石主要由Eucrite和Diogenite组成。

这两种岩石类型的成因联系一直是研究的热点，对理解灶神星的演化至关重要。

关键观点3: 西北非洲陨石研究揭示了Eucrite和Diogenite之间的成因联系。

通过详细研究一块名为 Northwest Africa 8326 的陨石，研究者提出了该陨石是灶神星幔部部分熔融形成的超镁铁岩浆在上升过程中或侵位后被Eucrite物质同化混染的产物。

关键观点4: 该研究揭示了灶神星内部演化的复杂性。

通过高质量镁同位素组成测试，发现灶神星内部镁同位素的不均一性，表明其内部演化远比想象的复杂。

关键观点5:

该研究对理解灶神星的演化具有重要意义，其结果发表在地球化学顶级刊物Geochimica et Cosmochimica Acta上，为探索月球和类地行星的演化提供了新的视角和依据。

正文

灶神星是一颗直径约 540 公里的原行星。因为质量较小，演化过程相对简单，所以灶神星的研究可为揭示月球及类地行星的复杂地质演化过程提供了重要参照。根据光谱学特征的相似性，科学家已发现三千多块陨石可能来自于灶神星，为探索灶神星的演化提供了极佳的机会。

已有的灶神星陨石主要有玄武质岩石 Eucrite （玄武岩和辉长岩）和超镁铁岩石 Diogenite （斜方辉石岩、方辉橄榄岩和纯橄岩组成）组成。弄清 Eucrite 和 Diogenite 的成因联系直接影响到对灶神星大尺度演化的认识，但是学界对两者的成因联系存在很多争论。

Northwest Africa 8326 是一块主要由斜方辉石组成的非角砾岩型岩石，但是相对斜方辉石岩，它含有更多的长石（ ~20 vol% ）和普通辉石（ ~5 vol% ）；矿物模式丰度处于 Eucrite 和 Diogenite 之间，为探索两者的成因联系提供了绝佳机会。我院张爱铖教授和陈立辉教授指导的博士研究生刘晓文对该陨石开展详细的矿物学和地球化学研究工作。根据锆石阴极发光图像揭示的核 - 边结构（图 1 ），他提出了 Northwest Africa 8326 陨石是灶神星幔部部分熔融形成的超镁铁岩浆在上升过程中或侵位后被 Eucrite 物质同化混染的产物（图 2 ）。该结论暗示如果混染的 Eucrite 物质很少，超镁铁岩浆形成的岩石即可能是 Diogenite 。该研究还发现了原生玻璃相，提出该陨石的母岩石侵位后不久上覆岩石可能就被撞击作用溅射掉，从而没有受到灶神星早期大规模变质作用的影响。该研究的结果表明用岩浆洋结晶模型解释 Diogenite 陨石成因可能过于简单，更支持 Diogenite 陨石的灶神星壳部成因。该研究还通过高质量镁同位素组成测试揭示了灶神星内部镁同位素的不均一性，暗示灶神的的内部演化远比想象的复杂。该成果最近被地球化学顶级刊物 Geochimica et Cosmochimica Acta 接收发表。

图 1 ：具有核 - 边结构的锆石集合体的背散射电子像（ a 和 c ）和阴极发光图像（ b 和 d ）

图 2 ： NWA 8326 的成因模型

张爱铖教授课题组近年来在灶神星演化取得了一系列重要发现，比如发现灶神星深部存在富铝岩性的矿物学记录（