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还原条件下利用气体射流悬浮系统对放射状辉石球粒的再现实验

地球与行星天体物理 2024-01-23 v4 天体物理仪器与方法

摘要

为模拟原行星盘中球粒的形成,在还原气氛下使用 Ar-H2\mathrm{H_2} 或 Ar 气体射流悬浮系统进行了放射状辉石(RP)球粒的再现实验。实验再现了 RP 球粒结构,其由成组的细长辉石晶体及晶体间的填隙玻璃组成。然而,天然 RP 球粒中辉石与玻璃质填隙之间的铁分配系数(DFe\rm{D_{Fe}} = Fe mol%pyroxene\rm{\%_{pyroxene}} / Fe mol%mesostasis\rm{\%_{mesostasis}})远高于实验再现的 RP 球粒。天然 RP 球粒的高 DFe\rm{D_{Fe}} 表明,在辉石晶体生长后,铁于高温下从填隙熔体中迁出。我们发现填隙玻璃中形成了许多细小金属铁包裹体,表明填隙高温熔体中的 FeO 被还原为金属铁,且填隙中的铁扩散进入新形成的金属包裹体。还原气氛下的实验再现了填隙中金属铁包裹体的形成,证实天然 RP 球粒的 DFe\rm{D_{Fe}} 在 RP 晶体生长后升高。因此,RP 球粒的 DFe\rm{D_{Fe}} 可作为约束球粒形成过程中冷却速率与氧化还原状态的一个指标。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.05787,
  title  = {Reproduction Experiments of Radial Pyroxene Chondrules Using a Gas-jet Levitation System under Reduced Conditions},
  author = {Kana Watanabe and Tomoki Nakamura and Tomoyo Morita},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05787},
  year   = {2024}
}

备注

9 pages, 4 figures, 3 tables, accepted for publication in ApJ