CM 碳质球粒陨石的热蚀变：矿物学变化与变质温度
地球与行星天体物理
2021-03-10 v1 地球物理
摘要
CM 碳质球粒陨石记录了早期太阳系中的低温水反应。若干 CM 球粒陨石还经历了 200C 至超过 750C 温度下的短时、水合后热变质。热变质的确切条件以及未加热与加热 CM 球粒陨石之间的关系尚不清楚，但对理解含水小行星的形成与演化至关重要。此处我们使用位置敏感探测器 X 射线衍射(PSD-XRD)、热重分析(TGA)和透射红外(IR)光谱表征了 14 个加热 CM 及未分类碳质球粒陨石的矿物学与水含量。我们表明加热 CM 球粒陨石经历了与未加热 CM 相同程度的水蚀变，但在热变质下其矿物学最初(300 至 500C)从水合层状硅酸盐变为脱水非晶层状硅酸盐相。在更高温度(超过 500C)下我们观察到橄榄石与 Fe-硫化物的重结晶以及金属的形成。热变质还使加热 CM 球粒陨石的水含量从 13 wt percent 降至 3 wt percent，并导致 IR 光谱中 3 微米特征强度随后降低。我们估计加热 CM 球粒陨石已损失其在水蚀变结束时所含水的 15 至 65 percent。若撞击是变质主因，则与 20 至 50 GPa 的冲击压力一致。然而，并非所有加热 CM 球粒陨石都保留冲击特征，表明部分由太阳辐射加热。来自 Hayabusa2 与 OSIRIS-REx 任务的证据表明脱水物质可能在原始小行星表面常见，我们的结果将支持即将对小行星 Ryugu 与 Bennu 返回样品的分析。
引用
@article{arxiv.2102.07634,
title = {Thermal alteration of CM carbonaceous chondrites: mineralogical changes and metamorphic temperatures},
author = {Ashley J. King and Paul F. Schofield and Sara S. Russell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.07634},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in Geochimica et Cosmochimica Acta