球粒陨石

具有独特的球粒结构的石陨石

大约92.8%的 陨石 是 石陨石 ,其主要成分是硅酸盐矿物。根据是否有球粒 (球粒是指球粒状的、由 单晶 或多晶组成的 硅酸盐 颗粒,可能是熔融的硅酸盐急速冷却所形成的),石陨石还可分为球粒陨石和 无球粒陨石 两个亚类。在陨石中,球粒陨石是最普通的一类陨石。

球粒陨石主要由 橄榄石 、 辉石 、 斜长石 、 铁镍 微颗粒及少量其他矿物组成,密度为3~3.5 g/cm³。

球粒陨石的 化学 成分有明显差异,据此,可以将球粒陨石划分为三类五个化学群: 碳质球粒陨石 (C群)、 顽火辉石球粒陨石 (E群)和 普通球粒陨石 (H、L、LL群)。

球粒陨石中含有嵌于微细基质内的毫米大小球粒。典型的球粒由细小的矿物或金属颗粒、碎片及各种因母 天体 流质活动而形成的矿物组成。

球粒陨石的母天体是一些细小的 小行星 ,它们的体积不足以出现熔融和地质分化。这些小行星从45亿年前 太阳系 刚形成后,便没有出现太大改变。

在我国境内发现的 吉林1号陨石 ,是迄今发现的体积最大的球粒陨石,质量达1770 千克 。

来源

球粒陨石主要由4种组分构成,即:球粒、Fe-Ni金属富钙-铝的难熔包体(Ca-Al-rich inclusions,简称CAIs)和似 变形虫 状 橄榄石 集合体(amoeboid olivine aggregates,简称AOAs)及细粒基质。一般学者认为球粒、金属和难熔包体是在 太阳星云 内的高温作用(凝聚作用,蒸发作用)形成的,随后许多CAIs、大多数球粒和Fe-Ni金属在其多期加热过程中发生过熔融,基质、一些CAIs和一些球粒陨石(CH及CB球粒陨石)中的金属似乎逃避了这些高温星云事件,虽然大多数球粒陨石在其母体 小行星 上经受 过热 的事件(水的蚀变、热变质和冲击变质),但它们未受到熔融和火成分异作用,因此,它们保存了太阳星云内物理和化学作用的记录。

组成成分

球粒陨石的特征是具有球粒。球粒大部分呈球形或准球形,主要由 硅酸盐 组成。球粒的直径为0.1mm至20mm以上,平均直径为1mm。在矿物成分上,球粒主要由 橄榄石 、 辉石 或二者混合构成,此外尚有 斜长石 、 石英 、玻璃、陨硫铁、金属Ni-Fe以及这些矿物组合而成。因此从矿物组成上可分为单矿物球粒、多矿物球粒和玻璃球粒。另外,按结晶程度和结晶形态可分为玻璃球粒、骸晶球粒、结晶球粒。

化学分类

分类

球粒 石陨石 是最常见的陨石,其化学成分有明显差异,球粒陨石的化学分类反映了陨石之间的原生差异。根据陨石中TFe/ SiO2 比值,Feº/TFe比值,橄榄石成分和SiO2/MgO壁纸等 化学 参数,球粒陨石可划分为三类五个化学群: 碳质球粒陨石 (C群)、 顽火辉石球粒陨石 (E群)和 普通球粒陨石 (H、L、LL群)。

按化学成分区分,球粒陨石有以下类型:

碳质球粒陨石(占所有球粒陨石的3.5%)

普通球粒陨石(占所有球粒陨石的95%),再细分为:

H球粒陨石 (占所有球粒陨石的44%)

L球粒陨石 (占所有球粒陨石的38%)

LL球粒陨石(占所有球粒陨石的13%)

E球粒陨石顽火辉石球粒陨石 (占所有球粒陨石略多于1%)

R球粒陨石Rumuruti (罕有)

K球粒陨石Kakangari (罕有)

F球粒陨石Forsterite (罕有)

划分参数

化学性质

顽火辉石球粒陨石 是还原性最强的球粒陨石,而 碳质球粒陨石 氧化性最强,几乎不含金属铁,甚至出现三价铁( 磁铁矿 四氧化三铁 ), 普通球粒陨石 介于两者之间。

L群 陨石 的Ni/Fe比值低于0.3,金属铁对全铁的比值为0.2-0.5,而LL群的金属铁含量甚微,Ni/Fe比值高于0.4,金属铁与全铁的比值一般为0.04-0.11。

岩石学分类

球粒 石陨石 的 岩石学 分类反应陨石形成过程和形成之后经历的变化。根据 矿物学 和岩石学特征,球粒陨石可以划分为7种岩石类型,代表7种不同程度的 变质作用 。岩石类型越高,所经历的变质程度越高,变质再结晶作用越明显,矿物、 化学 和 同位素 的平衡程度越高。

第1~2型:受到 液态水 蚀变作用,球粒不明显。水的来源可能是 陨石 上的 冰晶 被加热至0℃以上时融化(水蚀变较轻微的第2型),或是含水的 硅酸盐 在 摄氏度 数 百度集团 因脱水而产生(水蚀变较严重的第1型)。

第3型:是基础形态, 石陨石 与原始状态差异不大。易于看到大量原始的球粒。而且陨石拥有较高含量的 挥发性 物质(包括惰性气体和水),这类陨石从未加热至超过400~600℃,与原始 太阳星云 物质最为相近。

第4~6型:受到热变质影响,数字越大球质越不明显,而且惰性气体和水含量比1~3型少得多。这类 陨石 有可能曾埋藏于母 天体 深处,在被 吸积 后数百万年内受放射物质加热,温度可能达600~950℃

第7型:受热变质严重影响,虽然陨石保留了原来的化学成分,但球粒已不可见。有理论认为这些是向 无球粒陨石 过渡的类型。

但没有一种类型的球粒陨石曾遭受足以引致熔融的加热,只有少数罕有的角砾化球粒陨石曾经历撞击而出现部分熔融。

研究意义

球粒陨石的研究具有重要意义,其一,球粒陨石的组成与 太阳 光谱成份一致,而与 地球 表面和非球粒陨石完全不同,因此它可能代表着原始太阳的组成;其二,球粒陨石的形成年龄(4.6Ga)比任何地球、月球的岩石都要老,为月球、地球和太阳年龄对比提供了依据;其三,其 岩石学 特征明显与任何已知的 行星 过程不一致。球粒 陨石 的“岩石学类型”也是一个广泛用于指示热变质程度的参数,在陨石及其母体 小行星 研究中常指示封闭温度或峰值温度。球粒 石陨石 由金属颗粒(Fe、Ni合金), 陨硫铁 (FeS)和 硅酸盐 以基质和球粒的形式组成:球粒是由毫米大小的硅酸盐聚集而成,且在形成陨石之前便已存在。这种不同物质的混合,并具微细结构,显然不是 星云 过程的产物,而是一种 宇宙 沉积的形式。球粒是大多数球粒陨石群的主要组成物质,在未变质的普通球粒中大约占70%~75%体积比,其成因并不清楚,普遍认为球粒形成于 太阳星云 中的瞬间熔融,也有人认为是凝聚等其它成因,球粒的组成研究也可提供星云加热事件的信息。

参考资料