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陨石是指起源于外太空,穿越地球或其它行星大气层并与之撞击后未被毁坏的小行星或流星体的残余部分。它是天体化学研究的重要对象,也是研究太阳系中其它天体形成和演化的珍贵样品。本次研究共收集3件陨石样品,包括2件最新降落的普通球粒陨石(Chelyabinsk,Novato)和l件月球陨石(Dhofar1442)。 新降落的Chelyabinsk陨石属于LL5型的普通球粒陨石。采用二次离子探针U-Pb同位素分析方法,本论文获得了该陨石中磷灰石矿物U-Pb谐和图的上交点年龄为4452±21Ma,207Pb/206Pb加权平均年龄为4447±20Ma。根据岩相学的观察结果,本论文认为Chelyabinsk的磷灰石U-Pb年龄代表了母体表面与撞击作用有关的富Cl熔体或流体的交代时间,而且该撞击事件在太阳系演化早期普遍发生。 另一块新降落的Novato陨石是L6型普通球粒陨石。本论文采用二次离子探针的U-Pb同位素分析方法,获得了该球粒陨石中磷灰石U-Pb谐和图的上交点年龄4472±31Ma,下交点年龄473±38Ma。其中,Novato磷灰石的上交点年龄与Chelyabinsk普通球粒陨石磷灰石年龄在误差范围内一致,代表了月球形成大撞击事件溅射出的碎片到达原始主带小行星的峰期年龄;Novato磷灰石的下交点年龄,不仅与冲击L型普通球粒陨石的高精度Ar-Ar年龄在误差范围内一致,而且与瑞典和中国发现的陨石化石和地外铬铁矿残留的地层年龄一致(奥陶纪地层,467.3±1.6Ma),该年龄代表了Gefion小行星家族破碎形成时间。 目前所收集到的月球陨石中,月土角砾岩Dhofar1442是最富集KREEP成分的陨石之一。采用二次离子探针U-Pb同位素分析方法,本论文获得了月球陨石Dhofar1442中锆石和磷酸盐的U-Pb年龄。其中,Dhofar1442最古老的锆石颗粒位于基质中,该锆石U-Pb谐和图的交点年龄为4353±20Ma,207Pb/206Pb年龄的加权平均值为4352±23Ma,代表了月球表面古老的撞击事件;除了月球之外,4.35Ga的古老撞击事件在小行星(灶神星)和火星上都有反映,暗示太阳系内晚重轰击事件的开始时间可能是4.35Ga。与锆石年龄相比,Dhofar1442中同一岩屑的磷酸盐年龄一般较年轻,这与锆石和磷酸盐中U-Pb体系的封闭温度的差异有关。采用对应岩屑中的斜长石铅同位素组成进行普通Pb校正,磷酸盐年龄的峰值年龄(~3.85Ga)与锆石年龄谱图中的最年轻的峰值年龄对应,这说明磷酸盐与锆石相比,更容易“丢失”古老的年龄信息。Dhofar1442磷灰石的水含量变化范围为50-168ppm,结合锆石的Ti温度计结果(1016±36℃),本论文认为Dhofar1442的源区,甚至是月球是相对较“干”的。此外,Dhofar1442中磷灰石的δD值(-102至-235‰)和δCl值的变化范围(19-26‰)与Apollo14样品的同位素组成比较接近,结合已有的年代学资料,本论文认为Dhofar1442的源区极有可能是Apollo14登月点附近。