0、引言
自20世紀60年代以來，人們通過繞月衛星、月球車、無人和載人登月探測樣等方式對月球開展了深入研究，并獲得了極其豐富的月球科學數據。
Apollo和Lunar計劃從月球采集了382kg樣品，為研究月球物質成分提供了重要的科學依據，但月球是一個物質成分不均一的巨大天體，它由不同類型、不同形成年齡的各種巖石物質構成，因此，受采樣位置的局限，Apollo和Lunar樣品不能完全代表月殼的結構特征和物質組成。然而，月球隕石是來自于月表的隨機樣品，因此，除Apollo和Lunar樣品外，月球隕石是研究月球物質成分的巖石樣品的重要補充。從國際隕石數據庫了解到，到目前為止，已經有165塊月球隕石獲得國際隕石命名。根據對月球巖石樣本和隕石的成分和成因研究，月球隕石分為三個大類:月海玄武巖、高地斜長巖和混合角礫巖。
EET96008隕石是一塊于1996年被美國南極隕石搜查隊在南極Elephant山區的冰磧中發現的，重量52．97g\\(圖1\\)，為玄武巖質的角礫巖，前人已經對其做了大量的研究工作，包括與EET87521成對隕石的判定、同位素定年以及暴露年齡等工作。
本文工作建立在由美國NASA工作組提供的EET96008-36號薄片上。在前人的工作基礎上，通過對該薄片展開的詳細礦物學和巖石學工作，討論了該隕石的巖石礦物學特征、沖擊變質特征以及富鐵輝石在沖擊作用下的分解作用等。
1、實驗分析方法
本次研究巖石學工作主要在透反射偏光顯微鏡\\(NIKONECLIPSE50iPOL\\)和JXA-8230電子探針背散射電子成像模式下完成的。礦物的化學成分的測定在相同的電子探針分析儀上完成。硅酸鹽礦物分析所用加速電壓15kV，束流20nA，束斑1μm;其中該樣品的角礫全巖分析采用對單個礦物組分進行統計分析，最后用礦物體積模式百分含量加權平均的計算方法求得。標準樣品采用自然礦物。分析的數據采用ZAF法進行校正，元素的檢出限為0．01%。使用Photoshop軟件像素和CorelDＲAW網格功能計算出巖屑中不同礦物的面積，并據此求出不同礦物的模式豐度\\(vol%\\)。以上所有實驗均在桂林理工大學廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室內完成。
2、巖石學特征
EET96008-36薄片呈不規則的五邊形，樣品面積約為110mm2\\(圖2\\)。該薄片中有明顯的3個沖擊暗化區域\\(圖2中Ⅰ、Ⅱ，Ⅲ區域所示\\)，區域內礦物顆粒相對主體區域較小，礦物顏色較深，主要礦物為輝石、橄欖石，其次為長石和石英。該隕石的主體以及沖擊暗化區域都呈現為典型的碎屑結構，它主要由角礫\\(50．2vol%\\)和基質\\(49．8vol%\\)組成，其角礫為棱角狀-次棱角狀，渾圓度低，角礫大小一般為0．1—2mm。該隕石角礫類型多樣，主要有晶屑\\(40．5vol%\\)、玻屑\\(8．47vol%\\)和少量巖屑\\(1．22vol%\\)。\\(1\\)晶屑，主要為輝石\\(A型\\)、橄欖石\\(B型\\)、斜長石\\(C型\\)以及石英\\(D型\\)等;\\(2\\)巖屑，主要為基性巖巖屑\\(E型\\)、變粒巖巖屑\\(F型\\)及蘇長巖質斜長巖巖屑\\(G型\\);\\(3\\)玻屑\\(H型\\)，主要為斜長巖質。由于基質與角礫在顆粒粒度上是連續過渡的，為此，本文主觀地將粒度小于0．1mm的礦物碎屑劃分為基質，而大于0．1mm的礦物屑和巖屑為角礫?；|中礦物組成與晶屑的相同，主要有輝石、橄欖石、長石以及石英等，此外，基質中還有細小玻屑，因此，基質是細小玻屑粘接礦物碎屑而成的混合物。
整個薄片中晶屑角礫為主要角礫類型，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域以及主體部分都可以見到，其中輝石晶屑角礫中出溶輝石晶屑更多的出現在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域，基性巖巖屑角礫僅一塊，位于主體區域，變粒巖巖屑\\(F型\\)角礫在Ⅰ、Ⅱ區域常見，主體部分相對較少，蘇長巖質斜長巖巖屑角礫僅兩塊，位于Ⅰ、Ⅱ區域，玻屑僅出現在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域。Ⅰ區域內還可見沖擊作用形成的熔融囊，Ⅲ區域大部分已經熔融，可見輝石以及長石質的玻璃，有少量的礦物晶屑。
不同類型角礫和基質巖石學特征詳細描述如下。
A型角礫為輝石晶屑，輝石晶屑是薄片中最常見的角礫，從0．1—1．5mm都可見，分布廣泛。輝石晶屑主要分為2種，出溶輝石及未出溶輝石，其中出溶的輝石晶屑較常見，且主要分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ沖擊暗化區域。圖3A為具有出溶條紋的易變輝石晶屑\\(150μm×200μm\\)，位于Ⅰ區域，出溶條帶寬約1μm，該顆粒出溶分解后形成普通輝石，在該角礫的邊部有鈦鐵礦的包體。
B型角礫是斜長石晶屑，一般為次棱角狀，顯微鏡下可見有殘余的長石雙晶出現，斜長石晶屑顆粒較大，大小在0．1—1．8mm，主要分散于薄片的主體區域，沖擊暗化區域相對主體區域分布較少。圖3B中為典型的斜長石雙晶角礫，顆粒大\\(300μm×800μm\\)，位于主體區域，為鈣長石，An93．8。
C型角礫為橄欖石晶屑，大量分散于薄片中，粒徑較其他晶屑角礫小，在100—500μm，多見波狀消光和馬賽克消光。圖3C中是一顆橄欖石晶屑，呈次棱角狀，大小為250μm×300μm，表面破裂，正交鏡下可波狀消光，Fo38．7，該角礫位于主體區域。
D型角礫為石英晶屑，石英晶屑在薄片中較為少見，僅看到6顆，分布在主體和Ⅰ、Ⅱ區域，顆粒大小在100μm左右。圖3D的石英晶屑為長條棱角狀\\(50μm×150μm\\)，顆粒表面具有不規則破裂紋，局部有沖擊熔融特征，該晶屑位于Ⅰ區域。此外，該石英晶屑四周有小于20μm的石英顆粒。
E型角礫僅見到一塊，為含石英的粗?；詭r巖屑\\(0．3mm×0．7mm\\)\\(圖3E\\)，具半自形粒狀結構，位于主體區域，它主要由2種不同輝石\\(36vol%、31vol%\\)、橄欖石Fo49．4\\(24vol%\\)、石英\\(7vol%\\)少量斜長石等組成，其中輝石為普通輝石\\(Fs25．1En40．3Wo34．6\\)、富鐵鈣鐵輝石\\(Fs51．1En5．30Wo43．6\\)，斜長石由于沖擊作用，發生熔長石化。
F型變粒巖巖屑:該類型巖屑主要由石英、鐵橄欖石、鈣鐵輝石等特征礦物組成，外形一般呈不規則狀，大小在200—600μm，它主要分布在Ⅰ、Ⅱ沖擊區域，主體區域分布較少。根據礦物含量比例，該類型出現有三種結構差異:F-1型結構，圖3F-1為典型的該巖屑角礫，位于主體區域，石英和鐵橄欖石表現為后成合晶分布在鈣鐵輝石主晶之中，石英\\(11．2vol%\\)和橄欖石\\(27．5vol%\\)的模式豐度明顯小于鈣鐵輝石\\(59．1vol%\\)，橄欖石和石英主要呈粒狀和條帶狀，且具有定向分布趨勢，結構特征與嵌晶結構相似;F-2型結構\\(圖3F-2\\)，位于Ⅰ沖擊區域，為它形不等粒變晶結構，鈣鐵輝石為該巖屑的主體，鐵橄欖石、石英呈不規則粒狀分布，該巖屑周圍的輝石與該角礫的邊界不清晰，與F-1型結構相比，石英\\(15．9vol%\\)和橄欖石\\(32．8vol%\\)兩者的豐度有明顯增加，鈣鐵輝石\\(51．3vol%\\)相近。F-3型結構\\(圖3F-3\\)為典型的半自形等粒狀變晶結構，位于Ⅱ沖擊區域，與F-1型和F-2結構相比，F-3型結構中三種礦物的模式豐度趨于相近，尤其是輝石\\(37．8vol%\\)和橄欖石\\(39．8vol%\\)，石英\\(22．4vol%\\)的模式豐度也超過了前兩者一半。該巖屑邊界清晰，四周為大量玻璃質及少量細粒的輝石和橄欖石。從F-1、F-2、F-3三種類型結構，輝石的模式豐度逐漸減少，輝石的粒度由大變小，鐵橄欖石和石英豐度增加，礦物顆粒逐漸變成等粒狀。三種結構的橄欖石和石英的大小基本相當，在20—50μm。
G型的角礫為蘇長巖質斜長巖巖屑，僅出現兩例，分別位于Ⅰ、Ⅱ兩個暗化區域內，具有橢圓形外形，大小約為300μm×400μm。圖3G中該巖屑為半自形變晶結構，主要由斜長石\\(81vol%\\)、斜方輝石\\(11vol%\\)及橄欖石\\(8vol%\\)組成。斜長石為半自形晶體，低鈣輝石和橄欖石呈它形粒狀分布與斜長石顆粒之間。該巖屑中斜長石出現局部沖擊熔融現象。
H型為玻屑，分布廣泛，存在于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域，玻屑一般呈不規則狀，大小從100μm到1mm不等。大的玻屑從核部到邊部存在一定的結構變化，核部玻璃相對致密，氣孔少，其他角礫少，幔部玻璃氣孔多，具有流動構造，含有一定的其他角礫，邊部玻璃一般是滲透到其他角礫和基質之間。圖3H為典型的玻屑角礫，邊界模糊，呈似圓狀，大小約為1mm，核部為長石質玻璃，成分與鈣長石相似，幔部具有大量小于10μm的氣孔，該角礫中大量玻璃質充填在其他礦物屑和巖屑之間，該角礫位于Ⅰ區域。
基質:為細小\\(＜0．1mm\\)的晶屑和玻屑組成，其中晶屑包含了所有巖屑和晶屑中的礦物碎屑，可見少量的隕硫鐵、尖晶石、鉻鐵礦、鋯石\\(50μm\\)，但是未見Fe-Ni金屬。
3、礦物化學和巖屑全巖成分特征
本文成分分析有兩個方面:礦物成分\\(表1\\)和H型巖屑的全巖成分\\(表2\\)。不同角礫中礦物成分特征和H型巖屑全巖成分特征詳細描述如下。
3．1礦物成分特征
輝石:該隕石中輝石成分變化較大\\(Fs18．0-58．0Wo4．0-45．2En3．5-79．1\\)，其涵蓋了大部分的輝石類型\\(圖4\\)。在不同類型角礫中，輝石種類和成分存在著明顯差異:在輝石晶屑角礫中，出溶輝石晶屑與無出溶的輝石晶屑在礦物成分上也存在著不同，無出溶現象的輝石晶屑成分多變\\(Fs26．8-53．7Wo9．1-43．3En3．5-67．7\\)，從低鈣輝石到高鈣輝石均有出現，出溶的輝石晶屑中輝石成分分為兩個區間，其暗色輝石的成分區域范圍為Fs24-43Wo18-38En33-51，亮色輝石的成分區域范圍為Fs51-58Wo7-20En31-43;含石英基性巖巖屑角礫中存在著兩種不同化學成分的輝石，為普通輝石\\(Fs25．1Wo34．6En40．3\\)和鐵鈣鐵輝石\\(Fs51．1Wo43．6En5．3\\);在蘇長巖質斜長巖巖屑角礫中有斜方輝石的出現，其平均成分為Fs24．3Wo4En71．7，Al2O3相對其他角礫中含量較高，平均為4．33%，平均Cr2O3為0．77%;變粒巖巖屑角礫中輝石富Fe、Ca，成分變化較小\\(Fs51-57Wo37-45En9-26\\);基質中的輝石的成分特征與該薄片中輝石的整體變化類似，變化較大\\(Fs22-55Wo9-43En8-73\\)。
長石:該隕石長石都為基性的斜長石，無論是角礫還是基質，其成分均一，含鈣量較高\\(圖5a\\)，鉀含量非常低\\(K2O＜0．1%\\)，Na2O含量在0．05%—1%之間。鈣長石最高的組分為An97．7，最低An85．0，平均An93．0，部分長石已經轉變成熔融態，成為熔長石。在蘇長巖質斜長巖巖屑中，其平均An為92．3mol%。在Ⅰ、Ⅱ區域中，有富鈣的熔長石\\(An92．1\\)的出現，在Ⅲ區域長石全部熔融成為玻璃質\\(SiO2=62．2wt%，Al2O3=22．9wt%，CaO=10．1wt%，FeO=0．73wt%，MgO=0．01wt%，NaO=4．72wt%\\)。
橄欖石:該隕石中的橄欖石中鐵含量較高，平均Fa71．8，最高Fa93．9，最低Fa33．1，Fa值百分比分布見圖5b，從圖中可見橄欖石Fa分為兩個峰值，Fa50-70以及Fa80-95，各角礫橄欖石成分特點見圖6，具體分布特征如下:C型角礫的成分主要落在Fa50-70的區域，有少量橄欖石礦物屑Fa值大于70，其平均Fa68．4，最高Fa91．3，最低Fa34．9;E型角礫中的橄欖石的Fa值為50．6mol%;F型角礫中的橄欖石含鐵量普遍高于其他區域，主要為富鐵橄欖石，成分相對均一，平均Fa89．0，最高Fa93．9，最低Fa87．7;G型角礫中，橄欖石鎂含量相對其他角礫較高，平均Fa36．5?；|的橄欖石礦物屑成分特征與橄欖石礦物屑角礫類似，Fa主要富集在50—70，其平均Fa66．5，最高Fa87．9，最低Fa37．5。
3．2F型角礫的全巖成分特征
對三種F型變粒巖巖屑角礫進行了模式全巖分析，分析結果見表2。
在巖石學觀察中，F型角礫呈現三種礦物模式含量逐漸過渡的結構，通過對其模式全巖成分分析，發現F型角礫的全巖成分與輝石類似，整個角礫富鐵。其中F-1型的鎂含量最低，Fs62．5Wo26．9En10．6，F-2型角礫與F-1型鐵含量類似，但是富鎂貧鈣，Fs62．4Wo22．7En14．8，F-3型角礫的鐵含量相對前兩者都高，Fs70．8Wo16．5En12．7。
4、討論
4．1與其他玄武巖質角礫巖月球隕石的相似性
前人通過研究認為QUE94281也為玄武巖質角礫巖，并認為其可能與EET96008的成對隕石———EET87521為成對隕石?，F通過前人的研究與本次工作相結合，將QUE94281與EET96008進行對比，其對比特征如下。
\\(1\\)QUE94281與EET96008的結構非常相似，皆為破碎嚴重的角礫巖，具有大量的碎屑，其碎屑主要為輝石晶屑和長石晶屑，其次為玻屑，含有少量的橄欖石晶屑和巖屑。兩者的部分礦物晶屑都達到1mm以上，玻屑主要呈脈狀和團塊狀。兩者都具有高地斜長巖組分的巖屑，EET96008-36中可見少量蘇長巖質斜長巖巖屑，QUE94281中可見蘇長巖巖屑以及輝長巖巖屑。盡管兩者在結構特征上具有相似性，但是未見QUE94281中有變晶結構的變粒巖巖屑的報道。
\\(2\\)兩者的輝石具有相似性:在巖石學上，兩者的輝石晶屑顆?？蛇_mm級以上，破裂明顯，大部分可見波狀消光，出溶現象普遍，出溶輝石條帶可達到1μm;在礦物化學上，兩者的輝石成分都較為復雜\\(圖7a\\)，基本包含了常見的輝石種類，單斜輝石及斜方輝石同時存在，其中QUE94281輝石成分為Wo4-42Fs19-55En8-66，EET96008中輝石成分為Wo4-45Fs18-58En3-79。
\\(3\\)EET96008與QUE94281中具有大量斜長石晶屑，部分出現熔長石化，兩者均富鈣\\(圖7b\\)，EET96008長石的An值在85—98，主要富集在91—97的區域，QUE94281中長石An值73—97，主要富集在87—94的區域。
\\(4\\)QUE94281中橄欖石主要存在于晶屑角礫和基質中，在蘇長巖和輝長巖巖屑中也少量的橄欖石存在，這與EET96008類似;但是由于QUE94281中沒有富鐵的變粒巖巖屑，所以缺少了此類產狀的橄欖石，這可能也是導致了QUE94281中的橄欖石Fe含量低于EET的一個重要原因。不僅如此，橄欖石Fa值在QUE值與EET中富集特點也存在著一定的差異\\(圖7c\\)，EET96008中的橄欖石Fa值富集在50—70及80—95區域，而QUE94281則主要富集在20—40區域，少量富集在60—100區域。整體上，QUE94281中的橄欖石比EET富鎂貧鐵。
\\(5\\)兩者都具有較強的沖擊變質效應，沖擊變質特征相似，都存在有較大的沖擊熔融區域，大量的玻璃脈和氣孔存在于它們中，QUE94281及EET96008分別有2．5mm×2mm和2mm×2mm的沖擊囊，熔長石現象普遍;不同之處在于QUE94281中有球狀和橢球狀的玻璃出現，被認為是月表的風化物質，在EET中未發現有球狀的玻璃。
因此，雖然EET96008和QUE94281同為月海成分為主的玄武巖質角礫巖，但上述對比差異性表明，它們為非成對隕石，而且它們的源區可能不一樣。
4．2沖擊變質特征
月表在撞擊作用下，產生的沖擊波使月巖中礦物或者礦物集合體的結構和成分產生變化，出現波狀消光、面狀破裂、馬賽克消光、沖擊熔脈、長石熔長石化和礦物高壓相等沖擊變質特征。St\ue56effler依據這些沖擊變質效應，將隕石的沖擊變質程度劃分為S1—S6。
EET96008-36薄片中存在著大量的礦物屑和巖石屑，破碎嚴重，在主體區域和沖擊暗化的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區域存在著不同的沖擊變質特征。主體區域內的沖擊特征有如下幾點:\\(1\\)橄欖石輝石普遍具有波狀消光現象;\\(2\\)礦物顆粒破碎嚴重;\\(3\\)部分礦物表面有明顯的破裂紋;\\(4\\)部分橄欖石可見到馬賽克消光。按照St\ue56effler的標準，這塊隕石的主體部位沖擊作用已經達到了S4。
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ沖擊暗化區域內，沖擊特征有如下幾點:\\(1\\)礦物顆粒粒徑明顯小于主體區域，角礫數量少;\\(2\\)大部分礦物具有破裂紋;\\(3\\)在Ⅰ區域中可見到2mm以上的沖擊熔融囊;\\(4\\)Ⅲ區域除了少量細粒礦物屑外，大部分已經熔融成了玻璃;\\(5\\)三個區域中均可見大量的熔長石。因此這三個區域遭受了比主體區域更為嚴重的沖擊作用，沖擊程度達到S5以上。
4．3富鐵輝石分解現象及其意義
在EET96008-36薄片中，根據特征礦物組合特征，經過普查，發現存在著30多顆由石英-鐵橄欖石-鈣鐵輝石組成的變粒巖巖屑。整體上三種礦物相互交生，鐵橄欖石、石英呈長條狀或粒狀分布在輝石主晶上。這些巖屑存在三種結構:分解結構\\(F-1\\)、半自形不等粒變晶結構\\(F-2\\)和半自形等粒變晶結構\\(F-3\\)。根據特征的礦物組合\\(CaFe輝石+鐵橄欖石+石英\\)、逐漸過渡的模式含量和相似的礦物化學成分，這種礦物組合的變粒巖巖屑是由鈣鐵輝石分解形成的。隨著釋放的熱能加強，鈣鐵輝石由分解的后成合晶逐漸變為變粒巖。
最早發現具此類結構的礦物組合是在Apollo11回收的月巖樣品中，此后，相繼在一些月球隕石和火星隕石中也發現了它們的存在，比如Y79319、Yamato82193、A881757、NWA773、MET01210、MIL05035、QUE94201等。
大部分學者認為這些細粒石英、鐵橄欖石和鈣鐵輝石為由不太穩定的富鐵輝石亞固相的分解，EET96008中該角礫全巖成分分析的結果也與鐵輝石的成分一致，且部分該角礫與相連輝石的邊界模糊且邊界具有連貫性的特點也支持這一觀點。
不過對于富鐵輝石分解所需溫度壓力的來源，有兩種觀點:一種是來源于高溫高壓的月幔環境，另一種是來源于月表所受到的沖擊作用。在EET96008中，該現象大多發生在沖擊作用更強的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ暗化區域，而在主體區域中少見，這似乎也證明富鐵輝石的分解與所受的沖擊作用相關，因此，富鐵輝石分解現象的研究對于了解月球表面沖擊歷史提供了重要的科學依據。
5、結論
EET96008為一塊復雜的月球角礫巖，礦物角礫以輝石、橄欖石、長石、玻璃質角礫為主，還有少量的石英角礫，多礦物角礫為由輝石-橄欖石-石英組合角礫、輝石-橄欖石-石英交生角礫、蘇長巖角礫，玻璃質角礫等。該隕石與QUE94281都是以月海玄武巖成分為主的角礫巖，有著相似的巖石學結構特征，都是以礦物屑、巖屑及玻屑組成，但是在巖屑類型上存在著不同，QUE94281缺失富鐵輝石分解產生的變粒巖角礫。雖然在輝石和長石成分上，兩者沒有明顯的差異，但是橄欖石Fa值富集特點存在較大區別。因此得出:EET96008與QUE94281為非成對隕石，且源區并不相同。
該隕石在沖擊作用下導致整個隕石破碎嚴重，形成了大量的礦物碎屑，導致三個沖擊區域內產生了大量的玻璃質，這三個角度的沖擊作用強度達到S5以上。富鐵輝石在高壓沖擊作用下，逐漸分解形成了等粒變晶結構的鈣鐵輝石-鐵橄欖石-石英礦物組合的變粒巖角礫，這一現象為研究對于了解月球表面沖擊歷史提供了重要的科學依據。
致謝
感謝美國NASA休斯頓空間中心隕石樣品庫提供研究樣品。感謝評審專家提出了建設性的修改意見。感謝桂林理工大學章濤碩士對本樣品測試提供的實驗幫助。
