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第58样 钾稀土磷高 或为月球克里普陨石
样品特征:

与磁铁相吸程度为中等;数据有岩片照片、有矿物分析、有元素分析、有稀土和微量元素分析、有同位素分析

鉴定结论:

非常规岩石:含钙钛矿BaFeO2;钾含量高;稀土含量高;磷含量高;氧18同位素低,为-1.9‰

样品类别:

(7)非常规岩石

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  本岩石的特殊性在于:(1)含钙钛矿型氧化物 BaFeO2 矿物;(2)氧18同位素非常低;(3)挥发性元素Pb,Zn含量高类似于月球KREEP岩;(4)稀土元素含量特别高,类似于月球KREEP岩;(5)镍含量特别低类似于月球陨石;(6)铬含量低于ICP-MS检测限。

详细叙述见最后部分

1. 岩石整体图


图1 整体照片

2. 发现地及断面照片


图2 被发现前状态

 


图3 搬运中


图4 搬运中



图 5 局部图


图 6 分析用样品切面

 


图 7 分析用样品切面局部图

 


图 8 分析用样品切面局部图

 


图 9 岩片, 横向长度约 25mm

 

 


岩片显微照片

 


图10 岩片正交偏光显微照片

 


图11 岩片正交偏光显微照片

 


图12 岩片正交偏光显微照片

3. 矿物分析

谱图:


图13 XRD分析谱图

检出矿物:

表 1 XRD分析检出矿物

4.扫描电镜-能谱(SEM-EDS) 分析结果


图 14 SEM-EDS 分析的微区 (反光拍摄)

 


图 15 SEM-EDS 分析的微区 (反光+背光拍摄)

 


图 16 电子显微镜下SEM-EDS 分析的微区 (与图14和图15同一区域)

 

图 17 电子显微镜下SEM-EDS 分析的微区 (与图14和图16的方框为同一区域) 及SEM-EDS第A次测试之测试点

 


图 18 第A次测试的测试点1的SEM-EDS 分析结果

 


图 19 第A次测试的测试点3的SEM-EDS 分析结果

 


图 20 第A次测试的测试点5的SEM-EDS 分析结果

 


图 21 电子显微镜下SEM-EDS 第B次分析的微区及测试点位置

 


图 22 第B次测试的测试点1的SEM-EDS 分析结果

 

表 2 SEM-EDS 元素分析结果汇总

  在已经合成的钡铁氧化物 BaFeO2.174(PDF 01-089-4613), BaFeO2.25(01-089-4618), BaFeO2.60(00-039-0183), BaFeO2.67(01-070-1321), BaFeO2.73(01-070-0034), BaFeO2.78(00-039-0184), BaFeO2.9(00-025-0068), BaFeO3(01-075-0276)和 BaFeO3-x(00-023-1023)中, 没有任何一种的X射线衍射峰与本样品的衍射峰类似。 以上数据已经表明,样品中确定含有BaFeO2 ,图6-图8白色小亮点就是 BaFeO2

5. 全岩元素组成

  XRF分析得到的元素含量(十字线交叉)与已知陨石相应元素含量对比:

 

钙、铝偏低,但钙铝比合适。

  元素含量与已知陨石相应元素含量范围吻合的不很好,但是特殊矿物BaFeO2的发现,表明该样品的特殊性。

 

6.微量和稀土元素分析 (单位为 微克/克 或ppm)

(1)分析数据

 

(2)稀土元素配分模式

  本样品稀土元素含量特别高,类似于月球KREEP岩,轻稀土含量与KREEP 72275岩相当,重稀土与KREEP 61156岩相当,没有Eu负异常。

 

(3)微量元素特点

  铬Cr含量低于ICP-MS检测限;

  镍含量特别低,仅检出含7.3ppm;

  挥发性元素Pb、Zn含量高;Y含量64ppm,Yb含量6.0ppm 都属于高含量的级别。

  代表性元素之间的比例见下列个图:

(本样品Rb/Sr=0.129、K/U=43221)

 

(本样品K=11800ppm、K/U=43221)


 

 

(4)Fe/Ni比

  本样品的Fe/Ni=12689,“Fe/Ni比在月海玄武岩中达到15000-20000(地球玄武岩的Fe/Ni为100-500,球粒陨石为20,月海纯橄岩中为500)”(欧阳自远 《天体化学》第129页 ),本岩石Fe/Ni与地球玄武岩相差很大。

(5)Fe/Mn比

  月球陨石的FeO/MnO=70,近乎为常数。本样品的MnO%=0.30,FeO%=11.8,FeO/MnO=40,落入HED陨石和地球岩石的范围,不符合火星陨石和月球陨石特征。

  以上数据表明,本样品某些特征符合这种陨石,另一些特征又符合其它类别的陨石,又有特征符合地球岩石。没有统一符合哪种固定种类陨石的特征,不能确定是陨石。

7. 全岩同位素分析结果

(1) 氧同位素: δ18OSMOW = -1.9‰

  地球岩石氧同位素分布:下图红色区域 5.5 - 6.5‰ 为地球岩石的常规基性岩氧18同位素范围,仅冰岛(Iceland)和黄石公园(Yellowstone)的岩石为负值,要在中国大陆找到一块氧18同位素为负值的超基性岩(Ultramafic Rock)或基性岩(Basaltic Rock),也就是我们常说的玄武岩,比找一块陨石还困难!

本样品氧18同位素为负值(δ18OSMOW = -1.9‰):

(2) 碳同位素: δ13CPDB = -9.215‰

 

8.本岩石的特殊性

  (1)含钙钛矿型氧化物 BaFeO2 矿物,尽管XRD矿物分析检出角闪石、石英等地球矿物,但EDS检出特殊矿物BaFeO2,这种矿物目前仅仅是停留在数学计算的水平上,还没有人能合成,而且岩片特征也不同于常规的地球火山岩,其基质处于熔融状态。“地幔可进一步划分为上地幔、过渡带及下地幔三部分,...,过渡带与下地幔的界面则与矿物转变为具有钙钛矿结构的深度一致(640-670km)...”(路凤香,桑隆康著《岩石学》第5-6页),“已有资料表明,(科学家)获得的样品最大深度达200km”(路凤香,桑隆康著《岩石学》第4页),也就是说,本石头有可能是科学家迄今还没有获得的、来自地下深度640-670km的过渡带与下地幔界面的岩石。

  (2)氧18同位素非常低, δ18OSMOW = -1.9‰,说明成岩温度很高,但是其挥发性元素Pb,Zn含量也很高,类似于月球KREEP岩,这二者是互相矛盾的。Pb含量23ppm,Zn含量203ppm,属于非常高的级别。“月壳某些岩石中的挥发性元素含量较高(如66095-含大量KREEP岩及斜长辉长岩等的符合角砾岩),富含Cl,Pb,Br,Zn,Rb,Ag和Tl等元素,可能是CI或彗星撞击后加入的组分。”(欧阳自远 《天体化学》第114页 )

  (3)稀土元素含量特别高,类似于月球KREEP岩,轻稀土含量相当于KREEP 72275岩,重稀土与KREEP61156岩相当,没有Eu负异常。月岩“稀土元素模式有比球粒陨石丰度低10倍而Eu富集者,也有比球粒陨石高20倍而Eu没有异常者,也还有比球粒陨石稀土丰度高200倍,Eu呈极明显的负异常者。”(欧阳自远 《天体化学》第116页 ) Eu没有异常也属正常。

  (4)镍含量特别低,仅检出含7.3ppm,类似于月球陨石,“Fe/Ni比在月海玄武岩中达到15000-20000(地球玄武岩的Fe/Ni为100-500,球粒陨石为20)”(欧阳自远 《天体化学》第116页 ),本岩石的Fe/Ni=12689,远非地球玄武岩所具备的特征。

  (5)铬含量低于ICP-MS检测限,不同于任何陨石和地球火山岩,或者说几乎不含Cr,这在火成岩中是极其罕见的。另外Y含量64ppm,Yb含量6.0ppm 都属于高含量的级别。

  (6)地幔相容元素Cr、Ni、Co含量低、地幔不相容元素K、Ba、La、REE、Th、Ti和P等含量高,符合克里普岩的特征。

 

鉴定结论:样品的特征符合月球克里普的特征,列入“非常规岩石”类,本样品是高钾、高稀土、高磷含量的克里普岩类。

 

 

  本样品分析数据的后续研究,发布在本网站“陨石谷 陨石知识 鉴定流程 资料下载 信息发布”区,可点击如下链接继续阅读:

 一块克里普岩(KREEP),陨石谷第58样,别不信,看完且看懂了,你就信了 (电脑浏览)

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