重大突破

　　近日，中科院紫金山天文台天体化学团队联合中国科学技术大学、德国柏林自由大学、中科院南京地质古生物研究所、南京大学和美国圣路易斯华盛顿大学，对来自原行星盘外部区域的四个碳质原始无球粒陨石开展了详细的岩相学、矿物学、O-Cr同位素和Mn-Cr年代学研究，成果以“Tracking and dating incipient melting of a new grouplet of primitive achondrites”为题发表在地学一区期刊Geochimica et Cosmochimica Acta（NI收录）上。

　　一直以来，行星科学领域有待回答的一个基本科学问题是小行星/星子在太阳系早期是何时、何地以及如何吸积、熔融和分异的。这些问题的答案需要在各种陨石中寻找，因为作为最直接的地外样品，陨石如实地记录了早期发生在不同星子上的物理化学过程。原始无球粒陨石界于原始的球粒陨石和分异的无球粒陨石之间，其全岩化学成分接近球粒陨石，但同时显示火成或变质结构。不同的原始无球粒陨石记录了球粒陨石到分异的无球粒陨石之间不同的过渡阶段，为科学家们解密早期太阳系星子的热历史和形成演化提供了绝佳样本。

　　研究团队选择四个原始无球粒陨石样品（NWA 12869, NWA 3250, NWA 11112和Tafassasset）（图1），利用CT扫描技术对陨石样品进行扫描，构建陨石中金属和长石在三维空间上的分布，为原始无球粒陨石初始熔融的发生提供了最直接的岩相证据。联用O-Cr同位素，将原始无球粒陨石在原行星盘的形成位置确定为外部区域（图2）。另外，利用短寿期放射性核素Mn-Cr定年，将熔融的时间精确限制为太阳系形成后三至四百万年内（图3）。该研究提出了一个新的原始无球粒陨石亚群，是在原行星盘外部区域形成的星子母体上在短寿期放射性核素26Al衰变热的驱动下部分熔融形成的。此项研究拓展了小行星母体尤其是原行星盘外部区域形成星子的多样性，为雪线以外的星子形成和原行星盘演化提供了最重要的线索。

　　该论文第一作者和通讯作者为紫金山天文台蒋云副研究员。本研究得到了国家重点研发计划、中科院行星科学先导B项目、国防科工局民用航空航天技术预研项目、国家自然科学基金及小行星基金会资助。

　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703723000480#s0070

图1 原始无球粒陨石NWA 12869的背散射图（a）和元素面扫描图（b），显示矿物类型及变质结构

图2 四个原始无球粒陨石NWA 12869, NWA 3250, NWA 11112和Tafassasset的O-Cr同位素成分投图

图3 原始无球粒陨石NWA 12869（a）和Tafassasset（b）的Mn-Cr年龄