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摘要
灶神星是小行星带最大天体之一。研究其演化过程不仅可以揭示小行星的动力学演化历史，还可为探索月球甚至类地行星的早期演化过程提供参考。比较行星学卓越创新中心张爱铖团队近期在一块灶神星陨石中发现了两种高演化物质，为揭示灶神星的复杂演化历史提供了重要证据。
我们的太阳系现在主要是由太阳、行星、矮行星、小行星以及彗星组成。其中，小行星是太阳系早期星子的残留，也是行星的初始物质。研究小行星的物质组成和演化不仅可以帮助科学家理解太阳系早期物质的演化，也可为认识行星的形成及其如何发展成宜居行星提供重要参考。现有的行星科学理论认为岩石质天体都是以球粒陨石为初始化学成分开始演化的。地球因为有足够的能量和板块构造活动，所以形成了大面积花岗岩（地球上的一种主要由石英和长石组成的高演化岩石类型，），从而区别于其他以玄武岩为主要岩石类型的行星和岩石质小天体。科学家已通过样品研究和遥感探测发现月球和火星局部存在相对高硅的岩石，为揭示月球和火星的复杂地质演化历史提供了重要线索和证据。最近，随着越来越多陨石的收集，不断有不同程度富硅的陨石被报道，表明部分太阳系小行星的演化也极为复杂。灶神星是直径超过千米的分异小行星，是主小行星带第二大小行星。因为光谱特征相似性，灶神星被认为是Howardite-Eucrite-Diogenite陨石（通常简称为灶神星陨石）的母体。在这个较大的分异小行星上是否也存在演化程度高于玄武岩的岩石类型一直也是陨石学探索的科学问题之一。已有国外学者在灶神星陨石中观察到一些岩石碎屑，认为可能是灶神星高演化岩石的碎片。但因为这些岩石碎片的矿物组合与玄武岩质灶神星陨石结晶晚期的矿物组合相似，而且这些岩石碎片常呈孤例出现，所以它们是否代表了高演化岩石仍是未解之谜。最近，南京大学张爱铖教授课题组在国际陨石学会权威刊物MeteoriticsPlanetaryScience上发表文章，报道了灶神星陨石中存在两种高演化物质记录。这是该课题组年发现灶神星内部存在含刚玉的富铝岩石之后，又一次为灶神星的复杂地质演化提供证据。图1、微文象结构岩屑的假彩图像
新发现的两种高演化物质是在一块发现于西北非沙漠的陨石(NWA)中观察到的。一种高演化物质是具有微文象结构的岩石碎屑，主要是表现为粗粒钙长石中包裹定向分布的钾长石、二氧化硅相、普通辉石和钙磷酸盐矿物等（图1），区别于玄武岩晚期结晶产物。微文象结构岩屑中的普通辉石稀土元素含量明显高于文献报道的所有灶神星普通辉石（稀土元素的富集程度是限定岩石演化程度的重要指标）。同时，相比于玄武质灶神星陨石，这些微微文象岩屑富集碱元素的特征非常明显（图2）。图2、两种高演化物质与典型玄武岩质灶神星陨石成分对比图
另一种高演化物质并不具有明显的岩石结构，但高度富集石英和钛铁矿。这使得总的SiO2和TiO2含量异常高，其中SiO2含量比典型灶神星玄武岩高出15wt%（图2），落在英安岩的SiO2含量范围。图3、NWA陨石切片的照片
新发现的灶神星高演化物质与前人研究相比有一个重要特点。前人发现的都是孤立的岩石碎屑，能否代表原来岩石的特征存疑。而这次新发现的高演化物质是以一种层状单元出现在陨石中的，上下都是玄武质岩石碎块（图3）。因为小行星表面的主要过程是撞击作用和太空风化作用，它们不具有对物质类型进行分选的功能。因此，这种层状单元中的高演化物质应该是被撞击作用从临近源区溅射过来的。遥感探测和陨石样品研究是我们探索小行星特征和演化过程最重要的两个途径。“黎明号”遥感探测揭示了灶神星大尺度岩石类型分布特征；灶神星岩石学、矿物学和地球化学研究揭示了灶神星的精细演化记录。但新发现高演化灶神星物质在“黎明号”探测结果中是找不到线索，这表明我们对灶神星的特征和演化的认识仍然非常有限。未来，对更多的灶神星陨石甚至灶神星返回样品进行研究，才可以揭开灶神星形成和演化的面纱。南京大学博士生何阳是这篇文章的第一作者，张爱铖教授是通讯作者。该工作受到了国家自然科学基金（，和）、中科院类地行星先导专项（XDB）和民用航天预先研究项目的（D04）资助。
论文信息
HeY,LiuXW,ZhangAC.()Evolved
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