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利用微坏德莱石和发射产生的锆石解决火星陨石年龄难题

自然体积499，页面454 - 457 (2013）引用本文

主题

摘要

行星动力学和演化的宝贵记录可以从单个陨石的地球化学系统中恢复1．然而，火星喷射出的火成岩地壳的解释年龄相差高达40亿年1，2，3.，4，5，6，一个难题7部分原因是很难单独使用地球化学来区分形成的年龄和向地球发射碎片的撞击事件的年龄。这里我们通过组合来解决这个难题原位抗氧化微矿物恶德莱铁矿(ZrO)的电子束纳米结构分析和U-Pb(铀-铅)同位素测量2)，并在高度冲击变质的西北非洲5298(参考文献)中含有火成岩矿物。8)，这是一种玄武质火星陨石。我们认为微坏斑石颗粒由于受到冲击，与宿主火成岩矿物共生，并保留了原始火成岩生长分区，因此早于发射事件。受冲击扰动影响最小的颗粒富含放射性铅，可将火星表面附近的玄武岩结晶追溯到距今1.87±33亿年。铅同位素主要矿物的原始的、非放射性成因的铅同位素组成，普遍存在于大多数铅铅矿中1，2，3.，4这并不能帮助我们确定陨石的年代，而是表明了一个岩浆源区，它在40多亿年前就被分割了9，10，11，12形成迄今为止火星独有的持久储层1，9．大约2200±200万年前，在火星喷射过程中的局部撞击熔化导致了未受冲击的发射产生的锆石的生长和坏德利石日期的部分扰动。因此，我们可以确认在年轻的火山火星下存在古老的非对流地幔，为喷出的火星地壳的行星际旅行时间设定一个上限，并验证了太阳系内部地质年代学的新方法。

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图1:火星坏德利石颗粒的纳米结构数据，显示未受冲击锆石的火成岩生长分区、冲击状态和发射产生的反应边缘。
图2同位素数据U-Pb和Pb-Pb(插图)图σbaddeleyite和邻近的火成岩矿物的置信水平)表明结晶年龄较年轻，受冲击扰动的年龄可变，并且继承了原始火星铅。
图3:玄武岩shergottite NWA 5298根据地球化学和纳米结构观测记录的火星地壳三阶段演化。

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确认

我们感谢NWA 5298号捐赠者D.格雷戈里的慷慨。该项目由NSERC发现基金资助D.E.M.和K.T.T，怀俄明州NASA空间基金资助K.R.C, NSF EAR/IF基金资助加州大学洛杉矶分校SIMS实验室，以及来自加拿大政府和西安大略大学行星科学与探索中心的博士后资助J.R.D.。我们感谢S. Swapp和N. Swoboda-Colberg帮助定位和成像SIMS目标，以及I. Craig(西安大略大学)的图形艺术支持。我们也感谢L. Nyquist和A. Brandon对手稿的审阅。

作者信息

作者指出

  1. j·r·达林

    现地址:现地址:朴茨茅斯大学地球与环境科学学院，伯纳比路，朴茨茅斯PO1 3QL，英国

作者及隶属关系

  1. 西安大略大学地球科学系，加拿大安大略省伦敦里士满街1151号N6A 5B7

    莫泽，达林，巴克

  2. 怀俄明大学地质与地球物理系，美国怀俄明州拉勒米市3006东大学大道1000号，82071

    k·r·张伯伦

  3. 皇家安大略博物馆自然历史矿物学部，安大略省多伦多市M5S 2C6，加拿大

    k.t.泰特和b.c.海德

  4. 加州大学洛杉矶分校地球与空间科学系，美国加利福尼亚州洛杉矶市查尔斯杨路595号

    A. K.施密特

作者
  1. 莫泽
    查看作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学者

  2. k·r·张伯伦
    查看作者出版物

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  3. 泰特
    查看作者出版物

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  4. A. K.施密特
    查看作者出版物

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  5. j·r·达林
    查看作者出版物

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  6. 巴克
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  7. B. C.海德
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贡献

所有作者都对这项工作做出了贡献。D.E.M, krc和ktt设计了最初的项目。所有作者都进行了基本场发射枪扫描电子显微镜和SIMS数据收集的一部分或两者的一部分。aks, krc, D.E.M.和J.R.D.还原了同位素数据。D.E.M, I.R.B.和J.R.D.减少了场发射枪扫描电子显微镜的数据。D.E.M.撰写主论文，所有作者在各个阶段讨论结果并对手稿进行评论。

相应的作者

对应到莫泽．

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有相互竞争的经济利益。

补充信息

补充信息

该文件包括补充图1-3和补充表1-3。补充图集中显示了来自陨石NWA 5298 (SF1, SF3)的代表火成岩火星微巴德莱石周围的矿物结构，以及陆地巴德莱石晶体中类似火成岩CL分区的例子(图SF2)。补充表包括a) EBSD分析的设置(表S1)和b)微baddeleite(表S2)中U和Pb的SIMS同位素测量(表S3)以及陨石NWA 5298中宿主相的Pb(表S3)。(PDF 985 kb)

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权利和权限

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关于本文

引用本文

莫泽，D，张伯伦，K，泰特，K。et al。利用微坏德莱石和发射产生的锆石解决火星陨石年龄难题。自然499， 454-457(2013)。https://doi.org/10.1038/nature12341

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  • DOI：https://doi.org/10.1038/nature12341

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