(地球科学与工程学院 科学技术处)

橄榄石是组成行星和小行星最主要的矿物之一,其成分特征对限定太阳系星云环境与行星小行星的演化过程至关重要。近期,地科院张爱铖教授和王汝成教授团队从矿物晶体化学角度来探索橄榄石成分特征对太阳系早期星云环境和小行星表面演化过程的指示意义。他们的一个着眼点是生命必需元素磷在橄榄石中的含量及富磷橄榄石的成因机制。

图1、富磷橄榄石的透射电子显微镜观察及X射线扫描结果

该研究成果近期以“Formation of phosphorus-rich olivine in Dar al Gani 978
carbonaceous chondrite through fluid-assisted metamorphism”为题发表于
矿物学领域权威刊物 American Mineralogist (DOI:
10.2138/am-2016-5881)。研究生李洋为第一作者,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的资助。

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富磷橄榄石已经在一系列地球与地外样品中被发现,它们可产出于完全不同的岩石类型中。前人研究发现很多的富磷橄榄石或呈现从高温熔体快速结晶的岩石学结构,或发育非常细的振荡环带。这些观察使得前人认为高温熔体快速结晶是富磷橄榄石的唯一成因机制。在张爱铖教授和王汝成教授的指导下,地科院硕士研究生李洋在一块球粒陨石中的球粒边部观察到部分橄榄石可以含有~5
wt%的P2O5。新发现的富磷橄榄石呈现交代辉石的岩相学结构,含有大量细粒富Cr的氧化物包裹体,并与磷酸盐矿物共生。但是同一球粒中的原生橄榄石则具有贫磷特征。由于该富磷橄榄石的岩相学和矿物学完全不同于前人的发现,他们提出了一种富磷橄榄石新的成因机制。他们认为该陨石中的富磷橄榄石是在小行星母体上富磷低硅流体交代辉石的产物。该研究认为富磷橄榄石成因的共性是体系富磷低硅的成分特征及非平衡的结晶环境,是否是高温熔体成因不是最关键因素。

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