地質地球所在Sutter’s Mill隕石前太陽物質的納米離子探針研究中...

2020-12-15 中國科學院

　　隕石中的前太陽物質是在太陽系形成之前，由恆星晚期噴出物凝聚形成的塵埃顆粒，是人類唯一能獲得的其他恆星樣品。對其進行研究，不僅可以為恆星核合成過程提供信息，還能對恆星大氣物理化學條件以及顆粒在太陽星雲和隕石母體中經歷的後期蝕變歷史進行約束。Sutter’s Mill 隕石為CM2型碳質球粒隕石角礫巖，其不同角礫經歷了不同程度的水蝕變和熱蝕變。巖相學研究表明，一些角礫經歷了強烈的水蝕變，導致其富鈣鋁包體中的尖晶石碳酸鹽化；另一些角礫則含有大量硫化鈣，表明未受到水蝕變的影響。因此，對Sutter’s Mill 隕石的不同角礫進行前太陽顆粒的原位研究，可以揭示隕石母體的二次蝕變與前太陽顆粒礦物類型以及豐度等的關係。

    中國科學院地質與地球物理研究所比較行星學學科組博士後趙旭晁與合作導師林楊挺研究員等人利用納米離子探針對Sutter’s Mill 隕石的四塊樣品進行了元素與同位素的高分辨掃描。C，N，Si同位素成像研究表明，Sutter’s Mill 隕石含有大量前太陽碳質顆粒（63ppm）。其中，多數為SiC，其餘為碳質顆粒（可能為前太陽石墨顆粒）。氧同位素掃描僅發現一顆氧同位素異常顆粒，隨後的O-Si-Mg-Al元素同位素掃描表明為前太陽剛玉（Al2O3）。該研究涉及的四塊樣品中前太陽SiC的平均豐度為55 ± 10 ppm，該結果與前人對其它CM型碳質球粒隕石研究得到的前太陽SiC顆粒豐度值一致（圖1）。同時它們各自的豐度值在誤差範圍內也保持一致，這表明四塊樣品之間不存在明顯差異。前太陽SiC在樣品SM2-4的兩個基質區域間存在明顯的不均勻分布，豐度分別為54 ppm和12 ppm。根據該隕石的巖相學特徵，研究者們認為：SiC豐度低的基質可能來源於隕石母體中與其他基質完全不同的位置，曾經受到更高程度的熱蝕變使得SiC受到破壞；隕石母體表面曾受到其它小行星的猛烈撞擊，衝擊成因熱事件使一些基質受到影響而降低了SiC豐度。此外，在Sutter’s Mill 隕石中僅發現了一顆氧同位素異常顆粒，表明該隕石曾經歷廣泛的水蝕變，從而破壞了大部分前太陽富氧顆粒，尤其是矽酸鹽。

    該研究成果近期發表在國際知名隕石和行星科學研究期刊Meteoritics & Planetary Science上（Zhao et al. Presolar grains in the CM2 Chondrite Sutter’s Mill. Meteoritics & Planetary Science, 2014, 49(11): 2038-2046）。此外，包括該成果在內的系列研究成果同時被美國NASA網站報導。

　　原文連結 

　　NASA報導 

 

圖1：Sutter’s Mill 隕石中前太陽SiC豐度 

　　隕石中的前太陽物質是在太陽系形成之前，由恆星晚期噴出物凝聚形成的塵埃顆粒，是人類唯一能獲得的其他恆星樣品。對其進行研究，不僅可以為恆星核合成過程提供信息，還能對恆星大氣物理化學條件以及顆粒在太陽星雲和隕石母體中經歷的後期蝕變歷史進行約束。Sutter’s Mill 隕石為CM2型碳質球粒隕石角礫巖，其不同角礫經歷了不同程度的水蝕變和熱蝕變。巖相學研究表明，一些角礫經歷了強烈的水蝕變，導致其富鈣鋁包體中的尖晶石碳酸鹽化；另一些角礫則含有大量硫化鈣，表明未受到水蝕變的影響。因此，對Sutter’s Mill 隕石的不同角礫進行前太陽顆粒的原位研究，可以揭示隕石母體的二次蝕變與前太陽顆粒礦物類型以及豐度等的關係。
    中國科學院地質與地球物理研究所比較行星學學科組博士後趙旭晁與合作導師林楊挺研究員等人利用納米離子探針對Sutter’s Mill 隕石的四塊樣品進行了元素與同位素的高分辨掃描。C，N，Si同位素成像研究表明，Sutter’s Mill 隕石含有大量前太陽碳質顆粒（63ppm）。其中，多數為SiC，其餘為碳質顆粒（可能為前太陽石墨顆粒）。氧同位素掃描僅發現一顆氧同位素異常顆粒，隨後的O-Si-Mg-Al元素同位素掃描表明為前太陽剛玉（Al2O3）。該研究涉及的四塊樣品中前太陽SiC的平均豐度為55 ± 10 ppm，該結果與前人對其它CM型碳質球粒隕石研究得到的前太陽SiC顆粒豐度值一致（圖1）。同時它們各自的豐度值在誤差範圍內也保持一致，這表明四塊樣品之間不存在明顯差異。前太陽SiC在樣品SM2-4的兩個基質區域間存在明顯的不均勻分布，豐度分別為54 ppm和12 ppm。根據該隕石的巖相學特徵，研究者們認為：SiC豐度低的基質可能來源於隕石母體中與其他基質完全不同的位置，曾經受到更高程度的熱蝕變使得SiC受到破壞；隕石母體表面曾受到其它小行星的猛烈撞擊，衝擊成因熱事件使一些基質受到影響而降低了SiC豐度。此外，在Sutter’s Mill 隕石中僅發現了一顆氧同位素異常顆粒，表明該隕石曾經歷廣泛的水蝕變，從而破壞了大部分前太陽富氧顆粒，尤其是矽酸鹽。
    該研究成果近期發表在國際知名隕石和行星科學研究期刊Meteoritics & Planetary Science上（Zhao et al. Presolar grains in the CM2 Chondrite Sutter’s Mill. Meteoritics & Planetary Science, 2014, 49(11): 2038-2046）。此外，包括該成果在內的系列研究成果同時被美國NASA網站報導。
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　　NASA報導 
 
圖1：Sutter’s Mill 隕石中前太陽SiC豐度 

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