周劍凱，陳宏毅，謝蘭芳，繆秉魁，仲 艷

(桂林理工大學(xué) 廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 桂林 541006； 行星地質(zhì)演化廣西高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 桂林 541006; 桂林理工大學(xué) 隕石與行星物質(zhì)研究中心， 廣西 桂林 541006)

月球的起源和演化是我們認(rèn)識(shí)太陽(yáng)系和地球起源和早期演化的一個(gè)重要參考(中國(guó)科學(xué)院貴陽(yáng)地球化學(xué)研究所, 1977)。20世紀(jì)60年代末開(kāi)始，美國(guó)Apollo計(jì)劃和前蘇聯(lián)Lunar計(jì)劃共計(jì)帶回382 kg月表樣品(Filibertoetal., 2011)，為早期研究月球的物質(zhì)組成提供了重要的科學(xué)依據(jù)。自從第一塊月球隕石Allan Hills A81005在南極洲發(fā)現(xiàn)并被證實(shí)以來(lái)(Grossetal., 2011)，截至發(fā)稿前國(guó)際隕石協(xié)會(huì)通過(guò)命名的月球隕石已經(jīng)有360塊(包括成對(duì)隕石)，合計(jì)268 kg(來(lái)自國(guó)際隕石數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì))。

月球曾經(jīng)歷了強(qiáng)烈的撞擊作用，絕大部分月球隕石都是角礫巖，只有少部分玄武巖質(zhì)和斜長(zhǎng)巖質(zhì)月球隕石保留了未碎裂的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，極少部分為原始結(jié)晶的玄武巖(陳宏毅等, 2015)。按照產(chǎn)地、主要礦物組成及其含量，月球隕石可劃分為月海玄武巖、高地斜長(zhǎng)巖和沖擊角礫巖3種類型，但由于強(qiáng)烈的撞擊作用，地球上發(fā)現(xiàn)的月球隕石大部分為角礫巖。根據(jù)斜長(zhǎng)巖質(zhì)與玄武巖質(zhì)的比例，角礫巖可劃分為斜長(zhǎng)巖質(zhì)角礫巖、玄武巖質(zhì)角礫巖、斜長(zhǎng)巖-玄武巖混合角礫巖(繆秉魁等， 2013)。月球隕石NWA 12279樣品屬于原始結(jié)晶的斜長(zhǎng)巖(86%)和沖擊熔融角礫巖(14%)的混合巖，本文對(duì)其開(kāi)展了詳細(xì)的巖石學(xué)和礦物化學(xué)研究工作，重點(diǎn)對(duì)沖擊熔融區(qū)域的巖石、礦物學(xué)特征等進(jìn)行了詳細(xì)描述，并探討了隕石所經(jīng)歷的沖擊歷史事件和隕石的源區(qū)。

1 樣品及實(shí)驗(yàn)方法

Northwest Africa 12279 (以下簡(jiǎn)稱NWA 12279，該名稱為國(guó)際命名)月球隕石于2016年10月被發(fā)現(xiàn)于西撒哈拉沙漠，總質(zhì)量為1 830 g。隕石樣品正面可見(jiàn)明顯的棕褐色熔殼、橢圓形-圓形的沖擊氣印，并發(fā)育有龜背裂紋狀收縮裂隙。隕石背面可見(jiàn)明顯的熔流線。熔流線呈褐色放射狀，并發(fā)育于土黃色-黃褐色熔殼上，長(zhǎng)度大于5.0 cm，寬約0.1～0.2 cm，放射狀熔流線的中心為一個(gè)熔蝕坑。隕石中14%的物質(zhì)為沖擊熔融體。熔融體呈明顯的角礫狀，沖擊熔融部分無(wú)熔殼。隕石新鮮面呈灰白色，具角礫狀結(jié)構(gòu)。

本文研究用隕石樣品是從NWA 12279主體上切割下來(lái)的一部分，質(zhì)量為37 g，其中包含約8%的沖擊熔融體(圖1)。由于樣品較疏松、易脫落，故首先將樣品進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂注膠，然后對(duì)注膠樣品進(jìn)行切片，最后制成標(biāo)準(zhǔn)厚度(0.03 mm)的光薄片進(jìn)行觀察。巖石學(xué)觀察和礦物成分分析在廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)顯微鏡和電子探針實(shí)驗(yàn)室完成，激光拉曼光譜分析在有色金屬及材料加工新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。礦物化學(xué)成分定量分析利用JEOL JXA-8230型電子探針，加速電壓為15 kV，束流為20 nA，單礦物分析采用散焦方法測(cè)定，束斑為1 μm(斜長(zhǎng)石采用5 μm散焦)，分析標(biāo)樣為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院制作的天然硅酸鹽礦物和氧化物，使用標(biāo)樣及元素最低檢測(cè)限(單位：10-6)為：Na(鈉長(zhǎng)石,97)、Mg(橄欖石, 69)、Al(鈉長(zhǎng)石, 88)、Si(橄欖石, 69)、K(金云母, 77)、Ca(硅灰石, 155)、Ti(金紅石, 153)、Cr(金屬鉻, 83)、Mn(氧化錳, 171)、Fe(橄欖石, 91)、Ni(金屬鎳, 201)。所有分析結(jié)果采用ZAF方法校正(陳捷等, 1984；陳宏毅等，2015)。利用CorelDraw軟件的網(wǎng)格功能和Photoshop的像素功能計(jì)算碎屑中不同礦物的模式豐度。用于礦物拉曼波譜分析的激光拉曼儀型號(hào)Renishawinvia，激光光源為Ar+，波長(zhǎng)514 nm，功率為20 mW，實(shí)際作用在樣品表面的束斑直徑為1 μm，采用單晶硅標(biāo)樣進(jìn)行拉曼譜峰位置標(biāo)定(謝超等, 2016)。

2 巖石學(xué)特征

NWA 12279隕石由斜長(zhǎng)巖和沖擊熔融角礫巖兩種巖性組成(圖1)，玻璃質(zhì)熔脈左側(cè)為斜長(zhǎng)巖區(qū)域，右側(cè)為角礫巖區(qū)域。斜長(zhǎng)巖具全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)(圖2)，部分斜長(zhǎng)石熔長(zhǎng)石化，含自形到半自形的尖晶石(圖3)。角礫巖沖擊變質(zhì)程度高，含有玻璃質(zhì)沖擊熔脈、脫?；男遍L(zhǎng)石雛晶和大量的巖屑、晶屑和玻屑。

圖 1 NWA 12279隕石薄片背散射電子圖像全拼圖Fig.1 BSE images of the thin section of NWA 12279a～h為本文討論的角礫區(qū)域，放大見(jiàn)圖4； 1～4為區(qū)域放大圖： 1—玻基斑狀結(jié)構(gòu)； 2—嵌晶結(jié)構(gòu)； 3—次輝綠結(jié)構(gòu)； 4—熔脈； Pl—斜長(zhǎng)石； Ol—橄欖石； Px—輝石； Gl—玻璃； Mask—熔長(zhǎng)石； Spi—尖晶石； Q—石英； An—斜長(zhǎng)巖； Fv—熔脈； Fc—熔殼a～h are breccia for this discussion, partly enlarged images in Fig. 4; 1～4 are partly enlarged images： 1—vitriphyric texture; 2—poikilitic texture; 3—sub-ophitic texture; 4—fusion veins； Pl—plagioclase; Ol—olivine; Px—pyroxene; Gl—glass; Mask—masklynite; Spi—spinel; Q—quartz; An—anorthosite; Fv—fusion veins; Fc—fusion crust

2.1 斜長(zhǎng)巖

在電子背散射圖中，斜長(zhǎng)巖具?；郀罱Y(jié)構(gòu)(圖1-1)和嵌晶結(jié)構(gòu)(圖1-2)。嵌晶結(jié)構(gòu)區(qū)域，不規(guī)則狀它形輝石顆粒(50～100 μm，10.0%)、渾圓狀它形橄欖石顆粒(10～50 μm，11.3%)、圓形到次圓形半自形尖晶石(80～200 μm，7.0%)顆粒以及少量細(xì)小的石英(0.32%)、鉻鐵礦(0.21%)和鈦鐵礦(0.17%)等礦物被斜長(zhǎng)石(71.0%)主晶包裹(圖2)。尖晶石顆粒較大(圖1)，具有404 cm-1的標(biāo)準(zhǔn)拉曼吸收峰(圖3)。嵌晶結(jié)構(gòu)局部發(fā)育次輝綠結(jié)構(gòu)(圖1-3)，板條狀的斜長(zhǎng)石形成三角形空間，中間被輝石或橄欖石顆粒充填(圖1-3)。約58%的斜長(zhǎng)石已熔長(zhǎng)石化，構(gòu)成?；郀罱Y(jié)構(gòu)。熔長(zhǎng)石條帶寬0.2～1.0 mm，呈不規(guī)則條帶狀、樹(shù)枝狀分布，斑晶的主要類型為輝石、橄欖石和尖晶石，形態(tài)和含量與嵌晶結(jié)構(gòu)區(qū)域一致。

2.2 沖擊熔融角礫巖

沖擊熔融角礫巖呈角礫狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為熔融玻璃，熔融條帶寬2～5 mm，與斜長(zhǎng)巖區(qū)域具有明顯且筆直的界線，交界處發(fā)育沖擊程度較高的玻璃質(zhì)熔脈(圖1-4)，在熔融角礫巖外側(cè)發(fā)育0.5～1.0 mm寬的沖擊破碎角礫，指示遭受強(qiáng)烈的沖擊作用。整體結(jié)構(gòu)以角礫(86.4%)和基質(zhì)(13.6%)組成。角礫呈不規(guī)則棱角狀和少量渾圓狀，大小一般為0.10～3.60 mm。角礫類型多樣，主要為晶屑(70.8%)、巖屑(12.5%)和少量玻屑(3.10%)。晶屑主要為橄欖石、紫蘇輝石、易變輝石、普通輝石、斜長(zhǎng)石及鎂鋁尖晶石，粒徑大小為0.1～0.5 mm左右；玻屑主要為斜長(zhǎng)石質(zhì)，粒徑一般為0.10～0.52 mm，呈長(zhǎng)條狀和不規(guī)則狀；巖屑主要以斜長(zhǎng)巖巖屑、輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑、輝長(zhǎng)巖巖屑和微斑沖擊熔融角礫巖巖屑為主，粒徑一般為0.17～3.16 mm(表1)。基質(zhì)主要是細(xì)小的玻屑和礦物碎屑形成的混合物(圖1)。

圖 2 斜長(zhǎng)巖區(qū)域全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)背散射圖像Fig. 2 BSE image of pleocrystalline texture of anorthositePl—斜長(zhǎng)石； Ol—橄欖石； Px—輝石； Q—石英Pl—plagioclase; Ol—olivine; Px—pyroxene; Q—quartz

2.2.1 巖屑的類型及特征

巖屑是角礫巖區(qū)中的主要碎屑，依據(jù)St?ffler等(1980)劃分巖屑類型的標(biāo)準(zhǔn)，本文巖屑包括斜長(zhǎng)巖巖屑、輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑、微斑熔融角礫巖巖屑和輝長(zhǎng)巖巖屑4種(表1、圖4)。

圖 3 尖晶石背散射電子圖像及激光拉曼譜圖Fig. 3 BSE images and laser Raman spectra of the spinelSpi—尖晶石；尖晶石標(biāo)準(zhǔn)峰來(lái)源于加利福尼亞理工學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)礦物拉曼譜峰庫(kù)RRUFF, 網(wǎng)址： http://rruff.info/Spi—spinel; the spinel standard spectrum data from the RRUFF Project website containing an integrated database of Raman spectra, X-ray diffraction and chemistry data for minerals in California Institute of Technology, URL： http://rruff.info/

角礫類型數(shù)量形態(tài)碎屑粒徑范圍/mm橄欖石輝石斜長(zhǎng)石其他斜長(zhǎng)巖巖屑12棱角狀0.13～0.250～60～390～97鈦鐵礦0～2,鉻鐵礦0～1輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑8棱角狀、渾圓狀0.45～3.6113～3212～2240～53鉻鐵礦0～8微斑熔融角礫巖巖屑5渾圓狀0.53～1.372～93～1170～89鈦鐵礦0～4輝長(zhǎng)巖巖屑4棱角狀0.12～0.20-51～6040～47鉻鐵礦0～2斜長(zhǎng)石晶屑127板條狀、次棱角狀0.10～0.30--100-尖晶石晶屑3渾圓狀、次圓狀0.50～0.98----橄欖石晶屑34棱角狀、次棱角狀0.10～0.40100---輝石晶屑29次棱角狀、渾圓狀0.10～0.15-100--長(zhǎng)石質(zhì)玻屑9長(zhǎng)條狀、似圓狀0.12～0.190～40～1313～20玻璃質(zhì)57～80

圖 4 代表性碎屑的背散射電子圖像(具體位置見(jiàn)圖1)Fig.4 The BSE images of the typical clastics in breccia area (the specific location shown in Fig. 1) a—斜長(zhǎng)巖巖屑； b—輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑； c—微斑熔融角礫巖巖屑； d—輝長(zhǎng)巖巖屑； e—橄欖石晶屑； f—具有出溶條帶的輝石晶屑； g、h—玻屑; Pl—斜長(zhǎng)石； Ol—橄欖石； Aug—普通輝石； Pig—易變輝石； Hyp—紫蘇輝石； Gl—玻璃質(zhì)玻屑； Ilm—鈦鐵礦； Chr—鉻鐵礦 a—anorthositeclasts; b—gabbro-troctolite-anorthositeclasts; c—microporphyritic crystalline impact melt breccia; d—gabbro clast; e—olivine clast; f—exsolution of the pyroxene clast; g,h—glass clast; Pl—plagioclase; Ol—olivine; Aug—augite; Pig—pigeonite; Hyp—hypersthene; Gl—glass; Ilm—ilmenite; Chr—chromite

斜長(zhǎng)巖巖屑，主要礦物為斜長(zhǎng)石，含極少量橄欖石和鈦鐵礦，是主要碎屑類型。一典型斜長(zhǎng)巖巖屑斜長(zhǎng)石含量為97%，大小為0.25 mm×0.16 mm，具棱角狀邊緣，表面具不規(guī)則裂紋，橄欖石和鈦鐵礦呈它形粒狀分布在巖屑中(圖4a)。

輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑，主要礦物為斜長(zhǎng)石、橄欖石、普通輝石和紫蘇輝石。其中一輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑，具不等粒結(jié)構(gòu)，發(fā)育不規(guī)則裂紋，大小為0.45 mm×0.30 mm，礦物組成為斜長(zhǎng)石(51%)、橄欖石(29%)、紫蘇輝石(12%)、普通輝石(6%)以及少量的鉻鐵礦(2%)(圖4b)。

微斑熔融角礫巖巖屑，斑狀結(jié)構(gòu)，由少量以斜長(zhǎng)石和鈦鐵礦為主的斑晶和細(xì)粒-極細(xì)?；|(zhì)礦物(橄欖石、輝石、斜長(zhǎng)石)組成。一典型的微斑熔融角礫巖巖屑，大小為0.53 mm×0.74 mm，呈次棱角邊緣，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶為斜長(zhǎng)石(84%)、橄欖石(13%)和鈦鐵礦(3%)(圖4c)。

輝長(zhǎng)巖巖屑，具輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，主要礦物為紫蘇輝石和斜長(zhǎng)石。一典型輝長(zhǎng)巖巖屑，大小為0.17 mm×0.16 mm，棱角狀邊緣，表面有裂紋，礦物組成為斜長(zhǎng)石(47%)、紫蘇輝石(51%)和鉻鐵礦(2%)，斜長(zhǎng)石和輝石均呈半自形-它形存在，極少數(shù)鉻鐵礦以粒狀散分布在整個(gè)巖屑中(圖4d)。

2.2.2 晶屑的類型及特征

晶屑主要為斜長(zhǎng)石、橄欖石、紫蘇輝石、易變輝石、普通輝石及尖晶石，其次為鈦鐵礦和鉻鐵礦(表1)。斜長(zhǎng)石為半自形晶，部分已熔長(zhǎng)石化。橄欖石具波狀消光，晶面發(fā)育破裂面，粒度為200 μm左右(圖4e)。輝石呈次棱角狀或渾圓狀，部分輝石具有出溶條帶(圖4f)，說(shuō)明部分區(qū)域遭受較強(qiáng)烈的熱變質(zhì)作用。尖晶石呈次圓-渾圓狀，整個(gè)薄片中均有分布，以在斜長(zhǎng)巖中居多。鈦鐵礦、鉻鐵礦主要為不規(guī)則狀, 粒度一般為0.1 mm左右，在斜長(zhǎng)巖和沖擊熔融角礫巖中均有分布。

2.2.3 玻屑的類型及特征

玻屑為長(zhǎng)石質(zhì)，按照玻屑的結(jié)構(gòu)特征分為玻璃質(zhì)玻屑和?；郀畈Ｐ肌Ｔ诮堑[巖區(qū)域中，有3塊較大的玻璃質(zhì)玻屑存在，呈似圓狀和長(zhǎng)條狀。其中一典型玻屑呈長(zhǎng)條狀，邊界清晰，粒徑大小為0.12 mm×0.49 mm(圖4g)。?；郀畈Ｐ蓟|(zhì)為玻璃，斑晶為斜長(zhǎng)石(極少數(shù)為普通輝石和橄欖石)，呈彎曲條狀和不規(guī)則粒狀，粒徑大小0.19 mm×0.31 mm，玻璃邊部存在氣孔(圖4h)。

2.2.4 基質(zhì)及特征

基質(zhì)主要存在于沖擊熔融角礫巖區(qū)域中，為細(xì)粒-極細(xì)粒隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，由小于0.1 mm的細(xì)小晶屑和玻屑膠結(jié)而成?；|(zhì)除了粒徑大小和碎屑物質(zhì)存在差異之外，其他特征和晶屑均沒(méi)有明顯的差異。

2.3 沖擊熔脈

在斜長(zhǎng)巖和角礫巖中均有沖擊熔脈發(fā)育。斜長(zhǎng)巖中的熔脈主要發(fā)育在熔長(zhǎng)石化區(qū)域，熔脈寬10～50 μm，長(zhǎng)度小于2 mm，發(fā)育時(shí)間晚于熔長(zhǎng)石形成時(shí)間，含有橄欖石和輝石角礫。樣品角礫巖和斜長(zhǎng)巖交界處發(fā)育一長(zhǎng)達(dá)5 mm、寬50～100 μm的玻璃質(zhì)熔脈，成分均一，不含角礫(圖1)。

3 礦物化學(xué)成分特征

3.1 斜長(zhǎng)石

NWA 12279隕石中的長(zhǎng)石均為鈣長(zhǎng)石(An92.9～98.4)，角礫與基質(zhì)成分基本一致。由于受到?jīng)_擊作用，使得大部分斜長(zhǎng)石(58%)發(fā)生固態(tài)相變變?yōu)槿坶L(zhǎng)石。不同區(qū)域碎屑中斜長(zhǎng)石成分稍有差別，斜長(zhǎng)巖區(qū)域中的斜長(zhǎng)石(An97.2～98.4)相對(duì)角礫巖區(qū)域中的斜長(zhǎng)石(An92.9～98.4)具有高鎂、貧硅鋁的特征。其中斜長(zhǎng)巖巖屑鈣含量最高(An97.2～98.4)，輝長(zhǎng)巖巖屑中鈣含量最低(An92.9～93.8)，微斑熔融角礫巖巖屑和輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑基本一致(An96.3～97.3)(表2、圖5a)。

3.2 橄欖石

NWA 12279隕石中的橄欖石多以富鎂橄欖石(Fo53.7～89.4)為主，不同的碎屑中橄欖石成分稍有差別，輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑中橄欖石相對(duì)富鎂(Fo81.7～82.9)，斜長(zhǎng)巖巖屑中橄欖石相對(duì)富鐵(Fo58.7～64.7)(圖5b)。部分橄欖石具有明顯的成分環(huán)帶，核部富鎂貧鐵，邊部富鐵貧鎂，核部到邊部成分變化趨勢(shì)明顯(圖6)。

3.3 輝石

NWA 12279隕石輝石類型多樣，礦物成分范圍變化較大。不同碎屑中輝石具有不同的分布特征：其中輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)-斜長(zhǎng)巖巖屑中有兩種輝石，分別為紫蘇輝石(Fs15.5～32.2Wo2.98～4.22)和普通輝石(Fs8.42～23.0Wo23.7～44.1)，普通輝石以出溶條帶形式產(chǎn)出；輝長(zhǎng)巖巖屑以紫蘇輝石(Fs19.7～32.2Wo3.0～3.17)為主，相對(duì)其他類型的輝石富鐵；不同區(qū)域的輝石晶屑出溶不同類型的條帶，沖擊熔融區(qū)的輝石出溶普通輝石(Fs14.4～24.9Wo19.6～41.3)，原始斜長(zhǎng)巖區(qū)的輝石出溶易變輝石(Fs27.9～53.1Wo7.19～14.7)(圖7)。

圖 5 隕石中斜長(zhǎng)石(a)及橄欖石(b)的成分投圖Fig.5 Mineral compositions of plagioclase (a) and olivine (b) in NWA 12279

圖 6 橄欖石顆粒由核部到邊部的成分變化圖Fig. 6 The growth zoning of olivine from core to rim

3.4 尖晶石

斜長(zhǎng)巖與角礫巖區(qū)域均存在鎂鋁尖晶石[w(MgO)=20.1%～23.6%,w(Al2O3)=59.5%～69.2%)(表2)，以斜長(zhǎng)巖為主。尖晶石成分較均一，化學(xué)式為 (Mg4.97Fe0.86)5.83(Al11.4Cr0.61)12.0O24，可簡(jiǎn)化為MgAl2O4。由于受強(qiáng)烈的撞擊作用，尖晶石表面均發(fā)育有破裂紋理(圖1、圖3)。

圖 7 輝石的化學(xué)成分Fig.7 Mineral compositions of pyroxene of NWA 12279

4 沖擊變質(zhì)特征

月表在隕星的撞擊作用下，月巖中的礦物可出現(xiàn)波狀消光、面狀破裂、馬賽克消光、沖擊熔脈、斜長(zhǎng)石熔長(zhǎng)石化等沖擊變質(zhì)特征(丁明偉等, 2008)。NWA 12279隕石中存在大量破碎程度較高的巖石碎屑、礦物碎屑和發(fā)生熔長(zhǎng)石化的斜長(zhǎng)石。該隕石的沖擊變質(zhì)特征為： ① 由不同的斜長(zhǎng)巖角礫碎塊沖擊膠結(jié)而成，角礫巖和斜長(zhǎng)巖具有明顯的界線，界線為玻璃質(zhì)的沖擊熔脈； ② 斜長(zhǎng)巖中的熔長(zhǎng)石為不規(guī)則 樹(shù)枝狀，但具有方向上的一致性； ③ 角礫巖從左到右依次為玻璃質(zhì)沖擊熔脈、固結(jié)較好的角礫巖和固結(jié)程度不高的角礫巖，顯示了不同的沖擊變質(zhì)程度； ④ 熔長(zhǎng)石占所有斜長(zhǎng)石的58.0%以上，是沖擊熔體和熔脈基質(zhì)的主要成分(圖8a)； ⑤ 沖擊裂隙(圖8b)、面狀裂隙(圖8c)、角礫化、波狀消光(圖8d)等沖擊特征明顯； ⑥ 沖擊熔融體中有淬火結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)(圖8e)，雛晶為斜長(zhǎng)石； ⑦ 大量發(fā)育的沖擊熔脈有兩種：一種含有未熔融的輝石和橄欖石晶屑，一種轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆换牟ＡЩ遍L(zhǎng)石(圖8f)。依據(jù)斜長(zhǎng)石發(fā)生熔長(zhǎng)石化、沖擊熔脈、呈淬火結(jié)構(gòu)的沖擊熔融體、角礫化等沖擊變質(zhì)特征，按照St?ffler等(1991)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，推斷NWA 12279經(jīng)歷的沖擊程度為S5～S6。

5 討論

5.1 NWA 12279隕石來(lái)自月球的證據(jù)

該隕石來(lái)源于月球的證據(jù)主要有： ① 巖性主要以斜長(zhǎng)巖為主，符合典型的月球巖石與月球隕石的巖性特征(Isaacsonetal., 2011)； ② 月球高地斜長(zhǎng)巖中的斜長(zhǎng)石主要以鈣長(zhǎng)石為主(Carteretal., 1968; 郭迪江, 1995; Korotev, 1983; Korotevetal., 2003; 陳鳴, 2009)，而該隕石中的斜長(zhǎng)石An值范圍為92.9～98.4，符合高地斜長(zhǎng)巖中鈣長(zhǎng)石的組分范圍； ③ Fe/Mn值是區(qū)分小行星、火星、月球和地球來(lái)源的重要參數(shù)，它是判別隕石是否為月球起源的重要依據(jù)(Korotevetal., 2003)。該隕石中的橄欖石和3種不同類型的輝石的n(Fe)/n(Mn)值分別為62～102和37～69，均落在月球巖石趨勢(shì)線范圍內(nèi)(圖9)，明顯區(qū)別于其他行星和小行星起源的隕石和地球上的巖石(Papike, 1998)。因此，可以認(rèn)為NWA 12279起源于月球。

圖 9 NWA 12279隕石中橄欖石與輝石的Fe/Mn值Fig.9 Concentrations of Fe and Mn in pyroxene and olivine from NWA 12279火星、地球和月球的趨勢(shì)線來(lái)源于Papike等(1998)The trend lines of the Mars, the Earth and the Moon from Papike et al., 1998

5.2 NWA 12279隕石的巖石學(xué)類型

NWA 12279隕石整體由86.0%的未破碎斜長(zhǎng)巖和14.0%的沖擊熔融角礫巖兩部分組成。斜長(zhǎng)巖區(qū)域以斜長(zhǎng)巖為主，礦物組成主要為斜長(zhǎng)石，其次為橄欖石、輝石和尖晶石；角礫巖區(qū)域角礫以斜長(zhǎng)巖質(zhì)居多，晶屑類型與斜長(zhǎng)巖區(qū)域一致，角礫巖的礦物組成與斜長(zhǎng)巖基本一致，但是角礫巖中的碎屑類型、粒徑、結(jié)構(gòu)、巖屑類型、晶屑礦物化學(xué)成分之間存在明顯差異(表3)。

NWA 12279中有3種玻璃質(zhì)：斜長(zhǎng)巖熔殼、角礫巖中的熔脈和玻屑。角礫巖中的熔脈和玻屑化學(xué)成分基本一致，而與斜長(zhǎng)巖熔殼有明顯區(qū)別(表4)。熔殼在一般意義上可以代表隕石全巖成分，說(shuō)明斜長(zhǎng)巖區(qū)的全巖成分和角礫巖熔脈成分不同。

斜長(zhǎng)巖和角礫巖具有相同的礦物組成，共同起源于月球高地，但斜長(zhǎng)巖和角礫巖中不同的巖屑、結(jié)構(gòu)、粒徑大小、碎屑類型及礦物化學(xué)成分說(shuō)明二者來(lái)自于不同的高地區(qū)域，并經(jīng)歷不同的溫度，是通過(guò)撞擊作用結(jié)合在一起的。通過(guò)分析NWA 12279的巖石學(xué)、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，對(duì)照St?ffler等(1980)對(duì)高地斜長(zhǎng)巖的分類標(biāo)準(zhǔn)，確定NWA 12279為局部角礫巖化的富尖晶石輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)的斜長(zhǎng)巖。

5.3 源區(qū)分析

目前在地球上發(fā)現(xiàn)的月球高地斜長(zhǎng)巖(包括斜長(zhǎng)巖質(zhì)角礫巖)隕石共有53塊，而含有大量尖晶石的高地斜長(zhǎng)巖在月球隕石中是極其罕見(jiàn)的(Greshakeetal., 2001; Grossetal., 2011)。NWA 12279隕石與ALHA 81005(Grossetal., 2011)、Dhofar 081(Greshakeetal., 2001)等隕石在巖石結(jié)構(gòu)和礦物組成上等具有類似性，巖性均以斜長(zhǎng)巖為主，均含有斜長(zhǎng)石、橄欖石、低鈣輝石、高鈣輝石等礦物，但NWA 12279含有約7 %的鎂鋁尖晶石(100～200 μm，F(xiàn)e#值為0.15)，斜長(zhǎng)石、橄欖石和輝石等礦物顆粒細(xì)小，而ALHA 81005中一顆含尖晶石巖屑為輝長(zhǎng)橄長(zhǎng)斜長(zhǎng)巖(碎屑大小300 μm×500 μm)，尖晶石成分為鎂鐵鋁尖晶石(Fe#值為0.35)，含量30%，直徑30～50 μm。ALHA 81005被認(rèn)為起源于M3探測(cè)器探測(cè)到的月球遠(yuǎn)邊Moscoviense盆地邊緣的區(qū)域，這些區(qū)域富含鎂鐵鋁尖晶石，并含有少于5%的鎂鐵硅酸鹽礦物(橄欖石和輝石)(Grossetal., 2011)。顯然，NWA 12279從礦物含量、尖晶石大小和成分等方面與ALHA 81005隕石并不完全一致，也與Moscoviense盆地邊緣礦物含量不一致。Dhofar 081隕石中的尖晶石為富鈦鉻尖晶石，二者礦物顆粒、巖屑大小均具有粗大的特征，可能起源于遠(yuǎn)離月球前緣的KREEP巖性的高地(Greshakeetal., 2001)。因此，NWA 12279與ALHA 81005、Dhofar 081的來(lái)源并不完全相同。同時(shí)，到目前為止，NWA 12279隕石與Apollo系列采樣帶回的月球巖石(Warren and Kallemeyn, 1991; Warren and Taylor, 2014)成分之間也存在明顯差異，說(shuō)明NWA 12279源區(qū)不同于Apollo系列采集的月球巖石區(qū)域。Luna 20 登月采樣任務(wù)帶回來(lái)的一個(gè)月球粉塵樣品Troctolite 2003在2003年被挑選出來(lái)，質(zhì)量為1.75 mg、小于60 μm的橄欖石(Fo95～96)和尖晶石(Al2O3=66.6%～68.9%， MgO = 24.9%～26.1%， FeO = 3.99%～4.57%， Cr2O3=1.81%～2.25%)客晶嵌鑲在斜長(zhǎng)石主晶中(Snyderetal., 1999)，NWA 12279 中的尖晶石與Troctolite 2003尖晶石成分類型相似，但粒徑要大許多，橄欖石成分上相對(duì)富鐵，說(shuō)明NWA 12279起源于比Troctolite 2003碎屑更深的月殼下方。Troctolite 2003采樣點(diǎn)位于與月球東邊高地的Crisium盆地(Snyderetal., 1999)，屬于自動(dòng)化采集的月球土壤樣品，其原來(lái)的來(lái)源不得而知。因此，除了ALHA 81005一顆小于1 mm的巖石碎屑和Troctolite 2003中一顆200 μm×300 μm的碎屑物質(zhì)外，在地球和登月采樣的樣品中均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與NWA 12279 類型一致、化學(xué)成分一致的巖石，NWA 12279是非常獨(dú)特的原始巖漿結(jié)晶的富尖晶石輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)斜長(zhǎng)巖，可能起源于月球高地一個(gè)新的富含尖晶石(～7%)的輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)斜長(zhǎng)巖巖體。

表 3 NWA 12279隕石斜長(zhǎng)巖區(qū)域與角礫巖區(qū)域特征一覽表
Table 3 The characteristics of anorthosite and breccias area in NWA 12279

表 4 角礫巖區(qū)玻璃質(zhì)熔脈、玻屑和斜長(zhǎng)巖區(qū)熔殼間成分對(duì)比wB/%Table 4 Compositional comparison of the vitreous veins, glass and fusion crust

元素角礫巖區(qū)玻璃質(zhì)熔脈角礫巖區(qū)玻屑斜長(zhǎng)巖區(qū)熔殼Na2O0.370.110.54MgO6.117.400.37Al2O328.224.834.6SiO244.545.044.2P2O50.03--K2O0.020.070.02CaO17.216.321.0TiO20.250.340.04V2O3--0.03Cr2O30.110.180.02MnO0.110.10-FeO4.186.590.47NiO---Total101101101

“-”代表低于檢測(cè)限。

5.4 沖擊壓力和溫度約束

隕石中不同的沖擊效應(yīng)及高壓相礦物是判斷其溫壓歷史的重要指標(biāo)(朱佳玲等, 2018)。不同溫壓條件下產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)均不相同(表5)。NWA 12279隕石由未破碎的斜長(zhǎng)巖和沖擊熔融角礫巖兩部分組成，二者區(qū)域內(nèi)橄欖石、輝石與斜長(zhǎng)石均表現(xiàn)出波狀消光的特征，說(shuō)明其遭受到的壓力應(yīng)高于約20 GPa，溫度高于約336℃(Mülleretal., 1969; Homemannetal., 1971; Schaaletal., 1979; Daietal., 1991; Hiesinger, 2006)。

NWA 12279隕石的沖擊熔融角礫巖區(qū)域的形成可能是由于隕星撞擊月表時(shí)，部分斜長(zhǎng)巖受撞擊后破碎并在高溫、高壓下礦物發(fā)生熔融、膠結(jié)所導(dǎo)致。受沖擊熔融的膠結(jié)作用，使礦物碎屑不斷緩慢膠結(jié)周圍物質(zhì)，內(nèi)部形成固結(jié)程度較好的角礫，邊部由于溫度、壓力的逐漸減小，快速冷凝固結(jié)成巖，形成固結(jié)程度不高的角礫。沖擊減壓保溫過(guò)程中，輝石發(fā)育出溶條帶(圖4)。角礫巖區(qū)域發(fā)育明顯的玻璃質(zhì)熔脈與玻璃，二者間鐵、鎂、鈣含量較高(表4)，說(shuō)明高溫使橄欖石和輝石發(fā)生了熔融，經(jīng)歷的溫度約為1 420～1 890℃(姚新娟等, 2010; 李明建等, 2011)，淬火結(jié)構(gòu)的沖擊熔融體及巖石角礫化的出現(xiàn)，表示經(jīng)歷的壓力最高約為78 GPa，溫度約為1 120～1 500℃(Kiefferetal., 1976; Daietal., 1991; Bischoffetal., 1992; Hiesinger, 2006)。綜上所述，角礫巖區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷的沖擊變質(zhì)壓力最高約為78 GPa，溫度最高約為1 890℃，沖擊變質(zhì)程度為S6。

當(dāng)壓力最高達(dá)約45 GPa時(shí)斜長(zhǎng)石可熔長(zhǎng)石化(St?ffleretal., 1972, 1980, 1991; Schaaletal., 1977， 1979; Ostertag, 1983; Xie Xiandeetal., 2016)，發(fā)育含未熔融的輝石、橄欖石的沖擊熔脈及橄欖石的面狀破裂，指示受到的壓力至少可達(dá)20 GPa，溫度約為472℃(Mülleretal., 1969; Homemannetal., 1971; Schaaletal., 1977, 1979; St?ffleretal., 1978, 1980, 1991)，橄欖石結(jié)晶環(huán)帶(圖6)的存在，指示該區(qū)域受到的熱變質(zhì)程度要小于角礫巖區(qū)域，因此斜長(zhǎng)巖區(qū)域受到的沖擊變質(zhì)壓力最高約為45 GPa，溫度最高約為1 100℃，沖擊變質(zhì)程度為S5。

6 結(jié)論

(1) NWA 12279 為一塊月球隕石，根據(jù)其巖石學(xué)特征、礦物成分、含量和結(jié)構(gòu)等特征綜合分析，確定該隕石為局部角礫巖化的含尖晶石的輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)的斜長(zhǎng)巖。

(2) NWA 12279由斜長(zhǎng)巖和角礫巖兩部分組成，二者礦物成分、含量、形態(tài)、大小和沖擊變質(zhì)程度有明顯差別，說(shuō)明二者可能起源于高地斜長(zhǎng)巖的不同撞擊點(diǎn)，通過(guò)撞擊作用膠結(jié)在一起。

(3) NWA 12279隕石的斜長(zhǎng)巖區(qū)含有約7.0%的鎂鋁尖晶石，與Troctolite 2003隕石中尖晶石成分及類型相似，但碎屑粒徑要大許多，橄欖石成分上相對(duì)富鐵，是一顆非常獨(dú)特的原始巖漿結(jié)晶的含尖晶石輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)斜長(zhǎng)巖，可能起源于月球高地一個(gè)新的含尖晶石的輝長(zhǎng)-橄長(zhǎng)巖質(zhì)斜長(zhǎng)巖巖體。

(4) 沖擊熔融角礫巖具有玻璃質(zhì)熔脈、沖擊熔體、巖石角礫化特征，指示沖擊變質(zhì)壓力、溫度最高分別約為78 GPa、1 890℃，沖擊變質(zhì)程度S6；部分熔長(zhǎng)石化的斜長(zhǎng)巖具有熔長(zhǎng)石化、橄欖石面狀破裂、含有未熔融的輝石、橄欖石的沖擊熔脈特征，指示沖擊變質(zhì)壓力、溫度最高分別約為45 GPa和1 100℃，沖擊變質(zhì)程度S5。

致謝鐘國(guó)冰先生捐贈(zèng)了研究用樣品，匿名評(píng)委和編輯提出了很好的修改意見(jiàn)，在此一并表示感謝。