对新的火星和灶神星陨石进行包括岩石矿物学、微结构、全岩化学组成、矿物微量元素和同位素组成、宇宙成因核素,以及同位素年代学等研究,确定这二个新陨石的形成和演化历史、母岩浆成分,探讨火星和灶神星的早期岩浆活动,表面冲击变质作用、火星和灶神星幔的物质组成。通过对次生矿物的研究,提供火星表面流体活动和火星古老生命遗迹的线索。
火星陨石是目前唯一获得的火星样品,其中的二辉橄榄岩类型此前仅有3块。灶神星陨石则是最古老的玄武岩,同样非常珍贵。本项目以我国在南极发现的二辉橄榄岩火星陨石和灶神星陨石为对象,开展岩矿、矿物微量元素和H同位素、全岩化学组成和Mg同位素组成、宇宙成因核素等分析。该火星陨石由亏损的火星幔部分熔融产生的岩浆,在封闭条件下堆结晶形成。该幔具有球粒陨石的铂族元素比值,形成于较氧化条件下的火星核-幔分异。该岩浆很少受到火星壳源物质的混染,保持了贫轻稀土和较还原的特征。强烈的撞击事件,使该陨石部分熔融,并使少量的火星大气水混入。该陨石被重新掩埋,并缓慢冷却。距今约4Ma的另一撞击事件,将该陨石从火星表面挖掘出来,抛射到地球轨道。该陨石具有低的橄榄石含量和低的全岩稀土,以及独特的撞击-热变质历史,不同于其他同类火星陨石。灶神星陨石的形成温度约1100度,然后在较深的埋藏深度缓慢冷却。强烈的撞击使其部分熔融,并重新被热的表土掩埋而缓慢结晶,反映了灶神星表面复杂的撞击和热变质历史。搜集到九千多块南极陨石,并鉴定出新的火星陨石和灶神星陨石。首次在陨石中发现了灭绝核素36Cl,对太阳系的起源提出新的证据。