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我校地科院发现灶神星第一个新矿物Vestaitewww.8

发布时间:2019-12-13 06:52编辑:产品评测浏览(193)

    (地球科学与工程学院 科学技术处)

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    最近,地球科学与工程学院张爱铖教授和王汝成教授团队在灶神星陨石高压矿物研究方面取得新进展,相关研究成果近期以“High-pressure minerals in eucrite suggest a small source crater on Vesta”为题发表于 Scientific Reports (6:26063; DOI: 10.1038/srep26063)。博士研究生庞润连为第一作者,张爱铖教授为通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金面上项目,国家重点实验室自主研究课题和中央高校基础科研业务费的资助。

    科学家已在自然界发现了五千余种矿物,这些矿物的发现对于我们认识太阳系及其行星系统的起源与演化有重要意义。发现新矿物不仅仅是发现自然界的新物质,对限定其寄主岩石的形成与演化历史也有重要意义,有些还具有重要的材料学参考价值。

    天体撞击是太阳系中最重要最广泛的过程之一,弄清不同天体撞击强度与时空分布可以为构建太阳系天体的动力学演化理论提供重要制约参数。陨石中的高压矿物几乎都是天体撞击的产物,它们主要发现于普通球粒陨石、火星陨石和月球陨石。这与这些陨石母体表面存在大量撞击坑一致。令人费解的是,在近1700块灶神星陨石中却极少有高压矿物报道,只有日本学者于2014年在一块灶神星陨石发现了二氧化硅的高压相。这样的发现频率与灶神星表面存在大大小小的撞击坑极为不符。曾有学者用小行星带的平均撞击速度较低来解释这个矛盾,同时也有学者认为灶神星陨石主要来自灶神星南极的超大撞击盆地。

    灶神星是太阳系主小行星带第四颗小行星;最近几年美国的黎明号飞船对灶神星进行了探测,掀起了一股灶神星研究热潮。近五年,张爱铖教授课题组投入大量精力来研究灶神星陨石,已经取得了一系列丰硕的成果。去年,庞润连在一块灶神星陨石中观察到了5种高压矿物相(其中3种是第一次在灶神星陨石中报道),为限定形成灶神星陨石的撞击坑大小和强度提供了重要制约。在该研究的基础上,庞润连在该陨石中发生撞击熔融的区域发现了一种很小(< 3 µm)但高度富钛的氧化物矿物Ti4+3O9。借赴德国耶拿大学联合培养的机会,庞润连和同事使用先进的透射电镜分析技术鉴定出这个氧化物应该是一个新矿物。今年7月份,张爱铖教授课题组向国际矿物学会提出申请,认为这是一个新的富钛的氧化物矿物,并将该新矿物根据其母体小行星命名为Vestaite—灶神星矿。国际矿物学会新矿物命名与分类委员会花费两个多月的时间,经20位专家评委投票表决通过了新矿物申请和命名。Vestaite是灶神星陨石中发现的第一个新矿物,它的发现不仅对认识灶神星陨石的冲击变质强度和历史有重要意义,对认识地球深部物质组成也有重要的价值。

    图2、不同撞击体产生10 GPa压力对应的瞬态撞击坑直径下限

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