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原始无球粒陨石(如:acapulcoite、lodranite、brachinite和winonaite)是球粒陨石和无球粒陨石之间的过渡产物,它们记录了太阳系早期演化过程中球粒物质向无球粒物质的转变过程,包括热变质历史和部分熔融等。Winonaite原始无球粒陨石是其中重要的一个类型,相对于其它类型的原始无球粒陨石,它收集的数量较少(约30块)且研究相对较为薄弱。为了详细研究winonaite陨石母体的部分熔融过程与演化历史,本论文针对六块winonaite陨石样品(NWA725、NWA6448、GRV022890、GRV021663、NWA4024和SAH02029,除GRV021663外,其余5块样品尚无深入研究的报道),开展了详细的岩石学结构观察、矿物学研究、和矿物化学等研究,对winonaite陨石母体部分熔融和演化历史(如:热变质历史和冲击历史等)进行了详细的探讨。 岩石学观察发现:本论文涉及的六块Winonaite陨石样品均具有不同的岩石结构特征,包括:球粒陨石结构(NWA725)、细粒无球粒结构(NWA6448)、中粒重结晶结构(GRV022890)、粗粒富橄榄石结构(GRV021663)、粗粒富Fe-Ni金属结构(NWA4024)和粗粒贫FeS结构(SAH02029)。这些陨石具有类似的矿物组成(低钙辉石、橄榄石、透辉石、斜长石、铬铁矿、硫铁矿、陨硫铬铁矿等),但模式含量具有较大的变化,这说明winonaite陨石经历了复杂的形成过程。 Winonaite陨石经历了复杂的角砾化过程、热变质过程和撞击历史等,岩石学和矿物化学特征表明,winonaite经历了不同程度的热变质作用,造成了winonaite陨石在结构上从细粒到粗粒的变化以及Fe,Ni-FeS金属的熔融甚至硅酸盐矿物的部分熔融。虽然有些样品发生了部分熔融,但总体来说还具有球粒陨石的矿物组成,说明这些winonaite陨石经历的部分熔融程度相对有限。此外,虽然前人研究发现大多数winonaite陨石都具有较低的冲击变质等级(S1-S2),但是我们在winonaite样品中观察到了许多残留的冲击特征,说明winonaite陨石很可能经历了广泛的冲击退火作用,使得大多数winonaite陨石呈现较低的冲击变质等级。因此,可以说撞击作用在winonaite陨石母体演化过程这种扮演着重要的作用。 针对winonaite陨石母体的部分熔融,虽然前人指出winonaite陨石中粗粒富橄榄石部分很可能代表了硅酸盐部分熔融残余相,但一直缺少有力的证据支持。通过本论文的研究,我们发现了两块经历硅酸盐部分熔融的样品:GRV022890和SAH02029。岩石学和地球化学研究表明:GRV022890发生了局部的硅酸盐部分熔融和重结晶,但没有发生熔体迁移,同样SAH02029经历了硅酸盐部分熔融和熔体迁移,它很可能代表了winonaite母体真正的熔融残余相。 综合前人研究的数据与本论文的分析结果,根据不同岩石结构特征之间的关系,我们推测,winonaite陨石母体由多层不同岩石结构的物质组成,其中撞击作用和热变质作用在其演化历史中扮演着重要作用。结构不同的winonaite陨石样品可能来自winonaite母体的不同部位。综合分析推断:winonaite母体表层为具有球粒结构且孔隙度较高的物质组成(如:NWA725),表层物质经历了不同程度的混合作用、冲击作用和热变质作用,形成了细粒无球粒结构物质(如:NWA6448)、中粒重结晶物质(如:GRV022890)、粗粒富橄榄石物质(如:GRV021663)和粗粒富Fe-Ni金属物质(如:NWA4024),另外,winonaite陨石母体还在内部热源或冲击加热的共同作用下发生了一定程度的部分熔融和熔体迁移(如:SAH02029)。