随州陨石中铬铁矿和谢氏超晶石的产状和矿物化学

详细信息   

• 责任者：谢先德^c中国科学院广州地球化学研究所 ; 陈鸣 ; 王春云
• 刊名：中国科学：地球科学
• 出版年：2011
• 卷期：41^b4
• 关键词：铬铁矿 ; 新矿物11^a湖北20^a陨石 ; 电子探针 ; 拉曼光谱 ; 化学成分 ; 产状 ; 晶体结构30^a谢氏超晶石31^a随州
• 页码：518～531
• 索书号：P106/141-1
• 图表：^c表10参26插图
• 分类号：0200
• 文摘期号：2011/11

摘要

该文利用多种近代微矿物学技术，对随州陨石中铬铁矿和谢氏超晶石的产状和矿物化学进行了研究，发现了3种产出类型的铬铁矿，即粗粒铬铁矿、斜长石熔体池中的铬铁矿集合体簇团和橄榄石晶体中的片状出溶铬铁矿。前两种类型的铬铁矿在化学成分上完全相同，但出溶铬铁矿的成分不均一，Al₂O₃含量变化明显。谢氏超晶石是不久前在随州陨石中发现的一种超尖晶石结构新矿物，它是由铬铁矿高压相变形成的一种具CT结构的高压多形。在随州陨石中谢氏超晶石也有3种产出类型，即熔脉内的单相粗粒谢氏超晶石、熔脉边上由谢氏超晶石内带+CF结构相中间带+铬铁矿外带组成的三相颗粒，以及熔脉内由谢氏超晶石分别与玲根石、林伍德石或镁铁榴石等硅酸盐高压相矿物组成的两相颗粒。在两相颗粒中，谢氏超晶石与硅酸盐高压相矿物间的分界线有轻到中度的弯曲，表明硅酸盐矿物曾发生过局部甚至整体的熔融。EPMA和EDS的分析结果显示，单相和三相颗粒中的谢氏超晶石，在成分上与脉外的铬铁矿完全相同，但在两相颗粒中，谢氏超晶石与硅酸盐高压相矿物之间则发生过明显的组分交换:少量的Al³⁺从玲根石和少量的Fe²⁺从林伍德石向谢氏超晶石扩散，而微量的Cr³⁺则从谢氏超晶石向玲根石或林伍德石扩散。在谢氏超晶石+镁铁榴石的双相颗粒中，镁铁榴石的母矿物斜方辉石已全熔，并与周围的熔脉硅酸盐熔体已有相当程度的混合，致使其晶出的石榴子石相中SiO₂和MgO含量明显下降，而Al₂O₃和CaO的含量则急剧增高。熔脉中两相颗粒在矿物化学上的复杂化，可以用冲击熔脉的温度(1 800～2 000 ℃)大大高于陨石未熔主体的温度(～1 000 ℃)和硅酸盐矿物的密度(2.6～3.3 g/cm³)都比铬铁矿(4.43 g/cm³)要低，对冲击波的阻抗能力明显低于铬铁矿来解释，因为冲击波易从高阻抗物质向低阻抗物质反射，使后者局部甚至整体熔融，并引起颗粒内元素在两相之间的扩散，甚至使斜方辉石与颗粒外的熔体发生组分的交换。