内蒙东乌旗石铁陨石

内蒙东乌旗石铁陨石 第13卷 第2期 岩 石 学 报 V o . l 13, N o. 2 1 9 9 7 年 5 月 1997 A C TA P E T ROL O G ICA S IN ICA M ay, Ξ 内蒙东乌旗石铁陨石 , -Iron M e teor ite Fa llen to D on guj im q in Inn er A Ston y , M on go l ia Ch ina 陶克捷 杨主明 张培善 , T ao K e jieY an g Zh um in g an d Zh an g P e ish an ()中国科学院地质研究所 北京 100029 ( ), , 100029, I ns t itu te of G eology C h inese A cad em y of S c iencesB e ij ing C h ina 摘 要 1995年9月7日下午1时45分在内蒙古东乌珠穆沁旗、呼热图苏木、阿日斯楞图嘎查地区 ( ) 452?0′, 119?陨落了各相距10的三块陨石, 分别编号为 . 1、. 2和 . 3, 其重量分别为88. 2, 38. 0 N E km N oN oN o 和2. 6。三块陨石表面的熔壳发育程度不一, . 2和 熔壳发育, . 1不发育, 表明是经历了二次爆裂破 . 3k gN oN oN o 碎的结果。据肉眼观察, 陨石中金属矿物和非金属矿物分布不均一, 它们聚集成大小不同的团块星散分布在陨 2 石中。陨石有4×8面积大小的辉石矿物晶体。在偏光显微镜下呈现角砾状重结晶结构, 辉石和橄榄石 . 2N ocm 矿物呈大小不等的角砾状颗粒, 并被细小重结晶的矿物包围。铁纹石中有条带状的镍纹石, 二者呈网状结构。 较大的铁纹石颗粒状的中部有近球状和微小粒状的陨硫铁矿物。陨石的矿物组成中, 金属矿物以铁纹石为主,() (其次为镍纹石和陨硫铁等。非金属矿物以辉石 = 24. 79,= 2. 91, = 72. 30为主, 其次有橄榄石 =F sW o E u Fo )()62, = 35、斜长石 = 89. 5, = 10, = 0. 5、鳞石英、磷镁钙矿、磷钙石和堇青石等。陨石化学成分分 F aA n A b O r () ()析表明, 金属含量为50. 67 % , 非金属为41. 76 % 。据陨石结构和矿物组成及金属和非金属矿物的比值, 该 () 陨石应为石铁陨石当中的中铁陨石 。m e so side r ite 1995, A m e teo r ite show e r fe ll a t 13: 45′o n Sep tem be r 7, A bstrac t a t th e a rea o f A r isileng tu2 gach a 150km to th e so u th ea st o f th e tow n o f D o ngu jim q in, Inne r M o ngo lia, C h ina, i. e. 453?0′N , 119?E. () () () 88. 2. 1, 38. 0. 22. 6. 3T h ree f ragm en t s o f k g N ok g N oand k g N ow e re reco ve red f rom a na r row a rea 20 2. , abo u t km lo ng in th e d irec t io n o f no r th so u thF rom th e app ea rance sa ll o f th ree ne teo r ite s h ave fu sio n . . 2 . 3 - c ru st s in va ry ing deg ree sT h e m e teo r ite sam p le s o f N oand N oh ave m o re w e lldeve lop ed fu sio n c ru st s . 1 . . 1 . th an th e N oh a sIt im p lie s th a t th e N om ay h a s exp e r ienced d isrup t io nB y th e o b se rva t io n o n su rface s 4 8 , o f th e m e teo r ite s a ltho ugh th e re a re p y ro xene f ragm en t s w ith d iam e te r s abo u t to cm w h ich w e re sca t2 ) ( ) ( te red in th e m e teo r ite s, m o st o f m e ta llic m ine ra ls 50. 67% and no n - m e ta llic m ine ra ls 41. 76w t% w e re Ξ 1996- 02- 15收稿, 1997- 03- 09改回. 第一作者简介: 陶克捷 女 1937年出生 副研究员 矿物学专业 f ine ly d issem ina ted and w e re inhom o geneo u sly d ist r ibu ted. A m o ng th e m e ta llic m ine ra ls th e m a in com po nen t , . 2is k am ac ite and o th e r s a re taen itet ro ilite and sch re ibe r siteFo r no n m e ta llic m ine ra ls th e dom inan t m ine ra l () (= 24. 79, = 2. 91, = 73. 30, = 89. 5, =is p y ro xene F sW o E u som e o th e r m ine ra ls inc lude p lag io c la se A n A b ) ( ) 10, = 0. 5, = 62, = 38, , , . O r o liv ine Fo F a t r idym itestanf ie ld itew h it lo ck ite and co rd ie r iteP y ro xene is 2. b recc ifo rm su r ro unded by num e ro u s f ineg ra ined c ry sta lsA lso th e g ra in s o f o liv ine and p lag io c la se a re ir reg2 2. , . u la rW h ith in th e g ra in o f k am ac ite th e re a re banded taen iteand bo th o f th em co n st itu te a ne tlik e tex tu re 22. Som e f ineg ra ined t ro ilite c ry sta ls and f ineg ra ined p r ism a t ic sch re ibe r site c ry sta ls o ccu r s in k am ac iteA c2 , co rd ing to th e ana ly se s o f m ine ra l co n st ituen t s and tex tu re sth e D o ngu jim q in M e teo r ite s can be iden t if ied a s 2.m e so side r ite o f sto nyiro n m e teo r ite s 石铁陨石 内蒙东乌旗 主题词 2: ; , Key wordsS to nyIro n m e teo r iteD o ngu jim q inInne r M o ngo lia 分类号: P 185. 83 . : 185. 83C la ss if iccodeP 1995年9月7日下午1时45分, 在内蒙古锡盟, 东乌珠穆沁旗的呼热图卓尔苏木和阿日斯楞 ( ) 图嘎查 4530?′?地区, 天空无云, 突然牧民听到高空几声巨响, 巨响声传至几十公里 , 119N E 远, 随即天空出现一缕青烟。牧民巴图孟克在家附近拾到一块重为88. 2陨石, 嵌入地下1米 k g 多深。牧民乌宁巴雅尔在家房后东北侧100处, 拾到嵌入地下半米左右重为38. 0陨石。牧 m k g 民巴特尔在家附近找到了一个重为2. 6陨石。三块陨石分别称为 和 。三块 . 1, . 2. 3k g N oN oN o陨石表面熔壳发育程度不一。和 陨石熔壳发育程度好。陨石发育不完好, 可能 . 2. 3. 1N oN oN o 是由于陨石在距地面较近处又炸裂成小碎块所造成。迄今, 国内外目睹石铁陨石陨落的次数很 ( 少, 至1985 年国外报道有73 次石铁陨石, 仅有10 次是目睹陨落的石铁陨石 . ,G rah am e t a l )() 1985。在国内, 陶克捷 1980报道了我国唯一的石铁陨石。本文对这次陨落的石铁陨石作如下 研究简报。 1 陨石的结构 对三块陨石的肉眼观察, 陨石表面熔壳呈灰黑色, 气印发育程度不一, 新鲜断面为青灰色,金属矿物和非金属矿物分布不均一, 有的聚集成大小不同的团块星散分布于陨石中, 特别令人 2 注目的是在 陨石表面有4×8面积大的辉石矿物巨晶。. 2cm N o 偏光显微镜下观察, 光薄片中陨石呈角砾状重结晶结构。角砾大部分是辉石、长石、橄榄石 等单矿物的棱角状碎屑, 粒径约为1, 5。其中辉石和橄榄石角砾较大。角砾周围有再结晶mm () 的矿物微晶体 图1。辉石解理发育。长石角砾较小。细小的矿物还有铝尖晶石、堇青石、磷钙 ( )石、磷镁钙矿和鳞石英等 图2, , 。非金属矿物约占总体积的50%, 60% 。金属矿物铁纹石 ab c 和镍纹石呈网状结构。较大的铁纹石颗粒中部有近球状的陨硫铁矿物。这种结构是由陨石陨落 之前的母体经历了破裂作用之后的再结晶作用形成。结构中增大的粒度及发育的反应边, 与 () R o b e r t 1981所列举的中铁陨石的第二类岩石结构类型是相一致的。 图1 东乌珠旗陨石显微照片 ( )硅酸盐矿物角砾周围有再结晶的矿物微晶体; 深色部分为金属矿物, 浅色部分为非金属矿物 ×540. 为斜 O p x 方辉石; 为单斜辉石; 1为斜长石; 1为橄榄石; 为铁纹石; 为镍纹石Cp x P O Kxm T ae . 1 . F igM ic rop ho to g rap h o f th e D o ngu jim q in M e teo r ite sM ic ro c ry sta ls o f rec ry sa lliza t io n m ine ra ls a ro und rubb le s ( ); 2×240. o f silica te m ine ra lsth e da rk p a r t s a re m e ta llic m ine ra ls and th e ligh t p a r t s a re no nm e ta llic m ine ra ls 2 陨石矿物 东乌旗陨石的矿物种类多, 矿物颗粒大小有很大差异, 大者可以形成巨斑, 而小者在偏光镜下难以进行光学性质研究, 需要借助于扫描电镜进行细致的矿物生成顺序研究。此次研究经 () 偏光显微镜和反光显微镜的观察, 用电子探针仪分析了九个矿物的化学成分 表1, 东乌旗陨石的矿物可分为金属矿物和非金属矿物两类。金属矿物以铁纹石和镍纹石为主,有少量的陨硫铁出现, 其成分见表1。铁纹石多于镍纹石, 二者都具条带状和网状结构, 分布在 硅酸盐矿物的晶屑中。陨硫铁颗粒细小, 星散分布在辉石、鳞石英和堇青石等矿物中, 颗粒较大 的陨硫铁分布于铁纹石中, 见图2和 。a c 非金属矿物主要是硅酸盐类的辉石和橄榄石, 斜长石和堇青石少见。还有其他少量矿物如 磷镁钙矿、磷钙矿和铝尖晶石。辉石属于紫苏辉石, 呈角砾状, 颗粒大小不均一, 粒径一般为1, 5。据表1, 其计算的标准端员组分, 为24. 79, 为2. 912, 为72. 36。橄榄石属于透铁 mm F s W o E u ( )橄榄石, 多呈略大的角砾状碎屑颗粒, 含量少于辉石, 颗粒中有铝尖晶石小细脉 图2。根据b 2+ 2+ 2+ ((() ) 化学成分 表1, 计算的端员组分, 为62, 为38, + = 0. 385, + //Fo F a F eF eM g M g F e ) = 0. 615。斜长石和辉石关系密切, 呈拉长条状分布于辉石周围。其端员组分 为89. 5,M g A n A b 为10, O r 为0. 5, 为中长石。堇青石呈细小不规则的颗粒存在于中长石中。在地球上堇青石 ( )是典型变质矿物, 一般出现在高温低压变质带中, 也与紫苏辉石共生 图2。这里的堇青石是 c否是中长石高温变质形成的, 有待进一步研究。 图2 东乌珠旗陨石中矿物分布的背散射电子图象 () () () 金属矿物铁纹石 和镍纹石 呈网状, 深色为陨硫铁 ; , , 为角砾状重结晶结构; 橄榄 . aKam T aeT ro bcd () () () ( ) () () () ( )石 1; 斜长石 1; 辉石 ; 尖晶石 ; 堇青石 ; 磷钙矿 ; 磷镁钙矿 ; 鳞石英 O P P y rSp Co rW h iS taT r i . 2 : . 2F igT h e back sca t te red e lec t ro n im age s o f m ine ra l d ist r ibu t io n s in D o ngu jim q in M e teo r ite sane tlik e () () () () , , ; . 1,tex tu re o f Kam ac ite Kam T aen ite T aeth e da rk p a r t s rep re sen t T ro ilite T ro bO liv ine s O () () () () () 1, , ; . , ;P lag io c la se P P y ro xene s P y rSp ine ls Sp cCo rd ie r ite s Co rW h it lo ck ite s W h i ( ) (). , dS tanf ie ld ite s S taT r idym ite s T r i ()表1 矿物化学成分 % ()1 % T ab le C h em ica l com po sit io n o f m ine ra ls in D o ngu jim q in M e teo r ite s 化学成分 铁橄榄石 紫苏辉石 中长石 鳞石英 堇青石 磷镁钙矿 磷镁矿 陨硫铁 铁纹石 镍纹石 0. 00 0. 00 1. 00 0. 00 0. 00 N a2O 29. 08 26. 30 0. 18 0. 00 10. 92 16. 51 3. 46 M gO 0. 18 0. 41 30. 98 0. 04 33. 47 A l2O 3 0. 05 36. 71 53. 99 51. 82 100. 05 49. 21 S iO 2 0. 00 0. 16 0. 07 0. 00 0. 00 K 2O 0. 16 1. 17 16. 12 0. 32 0. 09 24. 94 47. 84 C aO 0. 05 0. 24 0. 00 0. 23 0. 00 T iO 2 0. 43 0. 78 0. 12 0. 00 0. 14 C r2O 3 0. 87 0. 33 0. 10 0. 00 0. 27 1. 04 M nO 32. 43 17. 14 0. 52 0. 39 5. 38 9. 31 1. 31 F eO 0. 09 0. 00 0. 00 0. 15 0. 29 0. 01 N iO 47. 52 P 2O 5 49. 03 36. 80 S 63. 87 93. 97 61. 40 F e 0. 07 5. 35 37. 62 N i 99. 99 100. 51 100. 91 101. 19 99. 78 100. 82 100. 19 100. 74 总量 99. 02 99. 33 分析者: 中国科学院地质研究所徐平. 磷镁钙矿是地球上少见的矿物, 偏光显微镜下为无色透明, 表面极干净, 干涉色一级黄, 出 ( ) 现于铁纹石和斜长石中间, 与鳞石英共生。矿物晶体内有铁纹石的小晶体 图2d , 其成分见表 ()1。磷钙矿在陨石中含量较少, 与辉石共生 图2。鳞石英呈细小颗粒存在于磷镁钙矿和紫苏辉 c ()石中 图2。d 3 陨石的化学成分 本次测定东乌旗陨石的样品是一个混合样, 由选自 . 1和 . 3陨石多个部位的样品混N oN o 合而成。用湿法会析, 数据见表2。化学成分中硅酸盐总量和金属总量与报道的中铁陨石近于一 。 315致, 计算的原子数比值: A l/M g 为0. 446, S i/M g 为2. 211, M n /M g 为0. 032, C a/M g 为0. ( )其中/值与相关的无球粒陨石相比较明显偏高, 而其他元素比值则较一致 图3。但计 M n M g () 算的硅酸盐组分 表2上半部分中, 明显低。而 明显的高。S iO 2 F eO 4 结语 东乌旗陨石具角砾状重结晶结构。金属矿物以铁纹石和镍纹石为主, 呈网状分布在硅酸盐矿物的晶屑中。非金属矿物主要是辉石和橄榄石。硅酸盐组分与金属组分含量分别为41. 76% 和50. 67% 。这些特征与报道的中铁陨石是一致的, 但较低的 S iO 2 , 较高的 F eO 、F eS 和 M n /M g 值表明东乌旗陨石的独有的特点。它在陨落之前的母体可能经历破裂和重结晶事件, 进一 步的研究正在进行。 表2 东乌旗石铁陨石 () 与其他三个石铁陨石化学成分 % 的对比 () 2 % T ab le T h e com p a r iso n o f ch em ica l 2com po sit io n s in fo u r sto nyiro n m e teo r ite s 陨落地点 东乌旗 渭源 C a r. M o r. 33. 38 49. 54 49. 59 51. 28 S iO 2 10. 10 13. 62 13. 84 12. 22 M gO 41. 30 15. 44 15. 35 15. 59 F eO 5. 70 8. 26 9. 81 9. 68 A l2O 3 4. 41 7. 77 6. 61 6. 70 C aO 0. 60 0. 49 0. 57 0. 56 M nO 0. 45 0. 63 0. 52 0. 57 T iO 2 2. 13 2. 47 0. 97 0. 67 P 2O 5 0. 02 K 2O 0. 17 N a2O 1. 03 C r2O 3 +0. 65 H 2O 烧失量 ( )( )1. 77 2. 74 2. 73 总量 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 44. 06 44. 60 49. 50 硅酸盐 41. 76 43. 29 F eO 7. 12 6. 80 8. 83 8. 55 N iO 0. 26 CoO 0. 04 C uO 0. 03 P bO 图3 中铁陨石中硅酸盐组分的部分元素原子 0. 03 比值变化及其与相关无球粒陨石的比较 ZnO 1. 堆晶岩钙长辉长陨石; 2. 快速结晶的钙长辉长陨石; 50. 67 金属 52. 95 54. 60 49. 80 3. 古铜钙长无球粒陨石; 4. 奥长古铜无球粒陨石; 5. 中 6. 39 0. 37 0. 76 0. 66 F eS ( ) 铁陨石 以上据 东乌旗陨石, 1981; 6. Ro be r t ( ) 东乌旗 本文数据分析者为中国科学院地质研究所 1. . 3 F igV a r ia t io n o f se lec ted e lem en t ra t io s ( ) 董光复; 2. 渭源陨石引自陶克捷 1980; 3. . . 分 C a rand M o rin th e silica te fac t io n o f m e so side r ite s ()别为 , 1971.C a rbo rch a rd and M o r r istow n Pow e ll 致谢 内蒙古东乌穆沁旗满都拉和苏乙拉图, 以及北京天文馆王玉卿等参加野外考察, 在 此一并表示感谢。 参 考 文 献 ( ) 陶克捷. 1980. 渭源中陨铁陨石。地质科学, 3: 390, 197 , . 1985. . . G rah am A L B evan A W and H u tch iso n RC a ta lo gue o f M e teo r ite sT h e U n ive r sity o f A r izo na P re ss. 1971. 2II . , 35: 1, 6Pow e ll B NP e t ro lo gy and ch em ist ry o f M e so side r ite sGeo ch im ica e t co sm o ch im ica A c ta . 1981. . .Ro be r t T DM e teo r ite sC am b r idge U n ive r sity P re ss