非岩浆型铁陨石形成时间和演化过程的Re-Os同位素研究

Compared with magmatic iron meteorites which have been researched in detail on their origin and evolution, it is still unclear and controversial for origin of nonmagmatic iron meteorites. This project intends to study the nonmagmatic iron meteorites which include IAB/IIICD and IIE group. We will analyze Re-Os isotopic compositions of the major components in the nonmagmatic iron meteorites, using negative thermal ionization mass spectrometry (NTIMS). The components in the iron meteorites include FeNi metals (major phase), and inclusions (e.g., troilites, schreibersites, silicate). And we will also measure the trace elements of metal sections using ICP-MS. The Re-Os system data can be used to determine crystallization ages of IAB/ IIICD and IIE group, as well as interior isochrone ages of the minerals. The trace elements data will display the distrubution patterns of the nonmagmatic iron meteorites. All above research results will help us to understand the differentiation time and genetic relationships among nonmagmatic iron groups and different components in a meteorite sample. The study will result in better understnd on the evolution processes of the early solar system.

相对于被广泛研究的岩浆型铁陨石，非岩浆型铁陨石的成因和形成过程仍不清楚并存在很大争议。本项目拟通过对非岩浆型铁陨石内的主体金属相及其内部其它主要组分，如陨硫铁、陨磷铁镍石、硅酸盐包体等，应用负离子热电离质谱（NTIMS）开展Re-Os同位素组成的高精度分析，以期获得IAB/IIICD和IIE群非岩浆型铁陨石的结晶年龄；以及计算单个陨石中陨硫铁、陨磷铁镍石和硅酸盐包体的内部等时线；并对主体金属相部分使用ICP-MS进行微量元素测定，确定非岩浆型铁陨石微量元素的分布模式。从而了解非岩浆型铁陨石群之间、及样品中金属与硫化物及硅酸盐相的结晶分异时间和成因关系，进而探讨非岩浆型铁陨石的成因并建立其演化模式。此项研究对理解太阳系早期的演化过程将有重要启示。

通过本次面上项目资助，申请人着手建立了新的针对铁陨石的微量元素ICP-MS高精度测定方法，及Os同位素的10^13Ω放大器的高精度测定方法。我们建立的微量元素ICP-MS高精度测定方法解决了铂族元素难以完全溶解和易挥发性元素容易丢失的难题，是目前唯一可替代传统中子活化测定方法可获得精准铁陨石微量元素含量的方法，比中子活化方法既快速精准，又可获得更多的元素含量信息。新建立的Os同位素高精度测定方法，利用新的硬件配置----10^13Ω放大器在国际上首次完成负离子状态下低含量高精度测试，实现常规测定量（>10 ng）的1/10的样品含量（<1 ng），进行测定并获得最好的测定精度（187Os/188Os的精度 < 30 ppm）。并利用这些新建立的方法，对30块非岩浆型铁陨石进行了高精度元素测定，及对其中7块铁陨石样品进行了Re-Os同位素高精度测定。对这些样品同时进行了光薄片磨制，及岩石矿物学等基础研究。