碳質(zhì)球粒隕石（外文名：Carbonaceous chondrite），是一種富含水與有機(jī)化合物的球粒隕石，約占已知隕石的5%。其主要成分為硅酸鹽、氧化物及硫化物，特征是含橄欖石和蛇紋石。由于含有具揮發(fā)性的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)和水，因此可以確定自形成后，它沒(méi)有遭受過(guò)高于200℃的加熱。碳質(zhì)球粒隕石被認(rèn)為最能保存形成太陽(yáng)系的太陽(yáng)星云的成分。已有的碳質(zhì)球粒隕石包含8個(gè)化學(xué)群及一些未分群的碳質(zhì)球粒隕石。
1806年，首顆碳質(zhì)球粒石隕石墜于法國(guó)阿萊斯，因異于普通隕石遭質(zhì)疑。1834年，瑞典化學(xué)家伯齊利厄斯確認(rèn)其含大量碳化物，成分類似地球腐殖土，但認(rèn)為碳化物源于母體巖石演化而非生物起源。1838年南非、1857年匈牙利各墜落一顆隕石，維勒從南非隕石中提取油狀物質(zhì)，提出有機(jī)化合物生物起源說(shuō)。1864年，法國(guó)奧蓋爾隕石墜落，克洛斯發(fā)現(xiàn)其類似泥炭，含銨鹽，總碳化合物達(dá)6.4%，支持生物起源說(shuō)。1868年，伯賽洛特證實(shí)其中有類似石油的碳?xì)浠衔铩?983年，陜西寧強(qiáng)墜落4塊石隕石，總重4600克（最大3100克），是中國(guó)首次收集的原始太陽(yáng)系樣品，是自1969年墨西哥阿連德隕石發(fā)現(xiàn)后天文學(xué)的重要收獲。
2020年，印尼蘇門答臘島Kolang隕石墜落，經(jīng)確認(rèn)屬極罕見CM1/2型，有45億年歷史，重約2.5公斤。2025年10月，中國(guó)科學(xué)家在嫦娥六號(hào)探測(cè)器2克月壤樣品中識(shí)別出CI型碳質(zhì)球粒隕石的撞擊殘留物。該成果表明，此前在月球上發(fā)現(xiàn)的水很可能由這類隕石撞擊貢獻(xiàn)，并已發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。碳質(zhì)球粒隕石是人類所掌握的最珍貴的太陽(yáng)系“考古”樣品，對(duì)揭開太陽(yáng)系誕生、行星和生命的起源之謎，具有很大的科學(xué)價(jià)值。
定義
碳質(zhì)球粒隕石是一類具有相似地球化學(xué)特征的未分異球粒隕石統(tǒng)稱，僅占已知隕石總量約5%。這類隕石以富含水與有機(jī)化合物為特點(diǎn)，主要包含硅酸鹽、氧化物及硫化物成分，其顯著特征在于含有大量橄欖石和蛇紋石礦物。因保留揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)和水分的特性，可證實(shí)其自形成后未經(jīng)歷超過(guò)200℃的熱蝕變作用。作為最接近原始太陽(yáng)星云物質(zhì)組成的隕石類型，碳質(zhì)球粒隕石為研究太陽(yáng)系早期演化提供了關(guān)鍵樣本。
歷史沿革
碳質(zhì)球粒隕石是一種含有碳化物的隕石，已知約有20個(gè)。從已發(fā)現(xiàn)的數(shù)千塊石隕石來(lái)看，它屬于一個(gè)特殊的變種。最早的碳質(zhì)球粒隕石于1806年墜落在法國(guó)阿萊斯。由于其與普通隕石差異顯著，瑞典化學(xué)家伯齊利厄斯曾對(duì)其真實(shí)性提出過(guò)懷疑。他在1834年的研究中確認(rèn)了其中含有大量碳化物，并指出其成分與地球腐殖土相似，由此引發(fā)了關(guān)于地外生命存在的疑問(wèn)。然而，伯齊利厄斯本人并不認(rèn)為這些碳化物是生物起源，而是推測(cè)其源于母體巖石的某種演化過(guò)程。
此后，第二顆和第三顆此類隕石分別于1838年和1857年在南非科爾德博凱維爾德及匈牙利科巴墜落。它們被送往以合成尿素聞名的有機(jī)化學(xué)家弗里德里希·維勒處進(jìn)行檢驗(yàn)。維勒從科爾德博凱維爾德隕石中提取出油狀物質(zhì)，并斷定這些有機(jī)化合物為生物起源。
1864年，法國(guó)奧蓋爾地區(qū)落下了大量碳質(zhì)球粒隕石，最大的直徑達(dá)30厘米。法國(guó)化學(xué)家克洛斯對(duì)樣品的研究結(jié)論是：這些隕石類似于泥炭或褐煤礦，含有銨鹽，總碳化合物含量高達(dá)6.4%。他同樣支持生物起源說(shuō)。1868年，貝特洛在研究奧蓋爾隕石時(shí)，也證實(shí)其中存在類似石油的碳?xì)浠衔铩?/p>
1969年9月，一顆隕石墜落在澳大利亞的麥啟遜（Murchison）地區(qū)，經(jīng)鑒定為碳質(zhì)球粒隕石。在隕石墜落后，克文沃爾登（Kvenvolden）等研究人員于1970至1971年間迅速收集了樣本，并對(duì)其內(nèi)部的氨基酸及碳?xì)浠衔?2進(jìn)行了分析。
1983年6月25日，在陜西省寧強(qiáng)縣燕子鄉(xiāng)降落了一次石隕石，共有四塊，收集到的樣品總重量為四千六百克，其中最大的一塊重三千一百克，隕落地點(diǎn)的地球坐標(biāo)是東經(jīng)105度54點(diǎn)4分、北緯32度55點(diǎn)5分。中國(guó)科學(xué)院南京紫金山天文臺(tái)的科學(xué)工作者對(duì)這次降落隕石的研究結(jié)果表明，中國(guó)第一次收集到一種比以往更為原始的太陽(yáng)系天體樣品--碳質(zhì)球粒隕石。這次碳質(zhì)球粒隕石的發(fā)現(xiàn)是1969年墨西哥阿連德碳質(zhì)球粒隕石被發(fā)現(xiàn)之后的天文學(xué)上的又一次重要收獲。
2020年8月，一顆隕石墜落在印度尼西亞蘇門答臘島，并砸穿了一處民居的屋頂。該石隕石后被命名為Kolang，經(jīng)得克薩斯州月球和行星研究所確認(rèn)，其總重量約為2.5公斤。專家鑒定，這塊隕石有45億年的歷史，屬于極其罕見的CM1/2碳質(zhì)球粒隕石。據(jù)估計(jì)，其市場(chǎng)價(jià)值約為每克857美元（約合5628人民幣），整塊隕石總價(jià)約185萬(wàn)美元（約合1200萬(wàn)人民幣）。戶主在出售該隕石后，獲得了巨額收入。據(jù)悉，除主體部分外，后續(xù)還在附近發(fā)現(xiàn)了3塊隕石碎片。
2025年10月21日，中國(guó)科學(xué)家在對(duì)嫦娥六號(hào)探測(cè)器2克月壤樣品的科學(xué)分析中，識(shí)別出來(lái)自CI型碳質(zhì)球粒石隕石的撞擊殘留物，而此前在月球樣品中檢測(cè)到的具有正氧同位素特征的水，很可能來(lái)自這類隕石的撞擊貢獻(xiàn)。該成果已于北京時(shí)間10月21日凌晨3時(shí)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。
特征
碳質(zhì)球粒隕石區(qū)別于非碳質(zhì)球粒隕石的特征包括：
①碳質(zhì)球粒隕石的平均難熔親石元素與硅的豐度比大于等于1，非碳質(zhì)球粒隕石的豐度比小于等于0.95。
②大部分碳質(zhì)球粒隕石的氧同位素成分氧-17同位素千分偏差（6170）小于等于-2%（CI群除外），非碳質(zhì)球粒隕石的8170大于等于-1%。
③大部分碳質(zhì)球粒隕石中難熔包體豐度大于等于0.1%（CI群除外），非碳質(zhì)球粒隕石的豐度小于等于0.1%。
④大部分碳質(zhì)球粒隕石的基質(zhì)/球粒模式豐度比大于等于0.9（CH和CB群除外），大部分非碳質(zhì)球粒隕石的模式豐度比小于等于0.9（K群除外）。
⑤相對(duì)于地球，所有的碳質(zhì)球粒隕石都富集穩(wěn)定同位素鉻-54和鈦-50，而非碳質(zhì)球粒隕石均虧損這兩個(gè)穩(wěn)定同位素。
分類
已有的碳質(zhì)球粒隕石包含8個(gè)化學(xué)群及一些未分群的碳質(zhì)球粒隕石。
CI群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性石隕石lvuna（1938年降落在坦桑尼亞）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。CI群碳質(zhì)球粒隕石數(shù)量很少，著名的樣品還有Orguei隕石。除了氫（H）和氦（He），CI群碳質(zhì)球粒隕石的化學(xué)成分最接近太陽(yáng)光球?qū)拥某煞痔卣鳎虼吮徽J(rèn)為是具有最原始成分特征的隕石類型，可以用作衡量太陽(yáng)系中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)分異程度的標(biāo)準(zhǔn)。CI群碳質(zhì)球粒隕石主要由經(jīng)過(guò)高度水蝕變作用形成的含水層狀硅酸鹽礦物、磁鐵礦、硫酸鹽和碳酸鹽礦物組成，水含量可達(dá)20%，因此球粒隕石的巖石學(xué)類型是1型。CI群碳質(zhì)球粒隕石不含有球粒和難熔包體，但可以含有一些孤立的橄欖石和輝石顆粒。（CI群碳質(zhì)球粒隕石中可含有多環(huán)芳香烴和氨基酸等有機(jī)化合物。
CM群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性石隕石Mighei（1889年降落在烏克蘭）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石，最著名的樣品是Murchison隕石（1969年降落在澳大利亞）。在CM群碳質(zhì)球粒隕石中，鎂鐵質(zhì)球粒和難熔包裹體較為常見，但通常都存在不同程度蝕變。基質(zhì)在CM群碳質(zhì)球粒隕石中占有很高的體積豐度（約70%），但已被高度水蝕變?yōu)楹?a href="/hebeideji/7207648060666265632.html">硅酸鹽和碳酸鹽礦物。由于很強(qiáng)的水蝕變作用，鐵鎳金屬幾平完全消失。CM群碳質(zhì)球粒隕石樣品的水蝕變程度差異較大，但大部分樣品的球粒隕石的巖石學(xué)類型為2型，僅少量樣品為1型。CM群碳質(zhì)球粒石隕石中可以含有復(fù)雜的有機(jī)化合物，Murchison隕石樣品中曾發(fā)現(xiàn)幾十種不同類型的氨基酸。
CR群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石Renazz0（1824年降落在意大利）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。CR群碳質(zhì)球粒隕石特征主要有：①大量較大的鎂質(zhì)斑狀球粒，這些鎂質(zhì)球粒通常富含鐵鎳和粗粒火成邊：②球粒橄欖石中三氧化二鉻（Cr03）含量較高（約0.5%）；③基質(zhì)水蝕變程度高；④富鈣鋁包體和植物病原線蟲狀橄欖石集合體體積豐度較低。大部分CR群石隕石含有大量層狀硅酸鹽、碳酸根、疊盤狀和草莓狀磁鐵礦、硫化物等次生礦物，它們的球粒隕石的巖石學(xué)類型為2型，少量樣品為1型或者3型。
CV群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石Vigarano（1910年降落在意大利）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石，最著名且研究最多的CV群隕石是Allende隕石（1969年降落在墨西哥）。CV群碳質(zhì)球粒隕石具有如下特征：含有毫米級(jí)的球粒，大部分呈現(xiàn)斑狀結(jié)構(gòu)；②具有較高的基質(zhì)球粒比例（0.5~1.2）；③含有較高體積豐度的毫米-厘米尺度的富鈣鋁包體和植物病原線蟲狀橄欖石集合體；④火成結(jié)構(gòu)的黃長(zhǎng)石尖晶石-輝石富鈣鋁包體較為常見：⑤基質(zhì)主要是細(xì)粒富鐵橄欖石。
根據(jù)樣品中金屬和磁鐵礦的模式豐度比及金屬與硫化物中鎳的含量，CV群隕石又可以分為還原型和氧化型兩個(gè)亞群。還原型亞群包括Vigarano石隕石。還原型亞群幾乎沒(méi)有經(jīng)歷蝕變作用，含有較多的鐵-鎳金屬，磁鐵礦較少。氧化型亞群又可進(jìn)一步分為Allende型和Bali型。Alende型隕石中含有磁鐵礦、富鎳硫化物、鐵橄欖石（Fa30~60）、霞石和方鈉石等次生礦物。而Bali型隕石中含有層狀硅酸鹽、磁鐵礦、富鎳硫化物、鐵橄欖石（Fa95~100）和鈣鐵輝石等次生礦物。對(duì)應(yīng)于不同的蝕變程度和礦CV群碳質(zhì)球粒隕石呈現(xiàn)很大的氧同位素成分變化范圍，整體上Bali型隕石相對(duì)于Allende型和還原型隕石虧損氧-16物組合，（160）。已發(fā)現(xiàn)的所有CV群碳質(zhì)球粒石隕石都是3型，但是不同的隕石之間經(jīng)歷的熱變質(zhì)程度可存在很大差異。
CK群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石Karoonda（1930年降落于澳大利亞）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。CK群碳質(zhì)球粒隕石主要有如下特征：①基質(zhì)豐度很高：②球粒以較大的斑狀球粒為主，幾乎不存在非斑狀球粒且球粒沒(méi)有火成邊；③氧化程度高，鐵-鎳幾乎不存在，橄欖石中鐵橄欖石組分高（Fa29~33），硫化物中鎳含量高，大量的磁鐵礦含有鈦鐵礦和尖晶石出溶葉片；④富鈣鋁包體和植物病原線蟲狀橄欖石集合體稀少；⑤斜長(zhǎng)石成分變化大（An45~78）；⑥總的氧同位素組成和難熔親石元素豐度落在CV和CO群碳質(zhì)球粒隕石之間。大部分CK群的球粒隕石的巖石學(xué)類型是4型，但也有CK群隕石為3型或者5~6型。
CO群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石Ornans（1868年降落于法國(guó)）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。CO群碳質(zhì)球粒隕石主要有如下特征：①存在大量（35%~45%）相對(duì)較小（約150微米）圓形的球粒；②含有金屬的鎂質(zhì)球粒具有較高的比例；③大量富鈣鋁包體和植物病原線蟲狀橄欖石集合體（約10%）；④基質(zhì)豐度相對(duì)較低（30%~45%）；⑤存在一個(gè)熱變質(zhì)序列（球粒隕石的巖石學(xué)類型為3.0~3.7），很多特征類似于3型普通球粒隕石：⑥球粒和富鈣鋁包體的次生蝕變礦物與CV群類似，包含霞石、方鈉石、鐵質(zhì)橄欖石、鈣鐵輝石、鈣鐵榴石等，幾乎不含有層狀硅酸鹽礦物。
CH群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石ALH 85085（1985年發(fā)現(xiàn)于南極洲）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石，是唯一沒(méi)有以代表型隕石樣品首字母命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。CH中的H代表高金屬含量，CH群碳質(zhì)球粒隕石樣品中含有約20%的鐵-鎳。除了富集金屬外，CH群碳質(zhì)球粒隕石還有如下主要特征：①球粒和富鈣鋁包體較小，平均直徑均小于100微米；②球粒以隱晶質(zhì)球粒為主；③球粒橄欖石中Cr0,含量較高（約0.5wt%）；④幾乎不存在基質(zhì)，但是可以出現(xiàn)嚴(yán)重水蝕變的巖石碎屑；⑤極其富集氮-15同位素。所有的CH群碳質(zhì)球粒石隕石均屬于3.0型樣品，是最原始的一類隕石。
CB群碳質(zhì)球粒隕石
以代表性隕石Bencubbin（1930年發(fā)現(xiàn)于澳大利亞）命名的一類碳質(zhì)球粒隕石。高度富含金屬（60%~70%）。除了高度富含金屬外，CB群碳質(zhì)球粒隕石有如下主要特征：①極其虧損中等揮發(fā)性親石元素；②極其富集氮-15同位素；③不含鐵-鎳的鎂質(zhì)球粒僅呈現(xiàn)隱晶質(zhì)或者骨架狀等非斑狀結(jié)構(gòu)；④球粒橄欖石具有較高的Cr,03含量（約0.5%）；⑤富鈣鋁包體稀少，且均呈貧160特征；⑥細(xì)粒基質(zhì)幾乎不存在，但是可以含有少量高度水化的巖石碎屑。所有的CB群碳質(zhì)球粒隕石均屬于3.0型樣品。根據(jù)巖石學(xué)和化學(xué)成分特征的不同，CB群碳質(zhì)球粒隕石可以被分為兩個(gè)亞群中國(guó)男子籃球職業(yè)聯(lián)賽和CBb。CBa亞群隕石中含有約60%金屬球粒為厘米級(jí)，富鈣鋁包體極少。而CBb亞群隕石中含有超過(guò)70%金屬，球粒為毫米級(jí)，難熔包體較為常見。
未分群碳質(zhì)球粒隕石
在球粒隕石巖石學(xué)和地球化學(xué)特征方面與已知的碳質(zhì)球粒隕石類型存在很多相似之處，但是無(wú)法歸類到其中某一類的隕石這些碳質(zhì)球粒隕石的巖石學(xué)類型主要是2型和3型，少量可以是4~6型。研究較多的未分群碳質(zhì)球粒隕石有Acfer 094Adelaide，Ningqiang和Tagish Lake等，其中Acfer 094是最原始的球粒隕石之一。
價(jià)值意義
碳質(zhì)球粒隕石是迄今為止人類所掌握的最珍貴的太陽(yáng)系“考古”樣品，對(duì)揭開太陽(yáng)系誕生、行星和生命的起源之謎，具有很大的科學(xué)價(jià)值。
碳質(zhì)球粒隕石是天體化學(xué)研究最重要的樣品，其中常見且原始的富鈣鋁包體和球粒對(duì)認(rèn)識(shí)太陽(yáng)星云中精細(xì)天體物理過(guò)程起到了關(guān)鍵作用。同時(shí)，幾類富含碳元素的碳質(zhì)球粒隕石因?yàn)闆](méi)有經(jīng)歷較高溫的變質(zhì)過(guò)程，其中的有機(jī)化合物和前太陽(yáng)物質(zhì)得到了較好的保存。因此，碳質(zhì)球粒隕石是這兩類重要物質(zhì)的最主要載體，是研究銀河系和大陽(yáng)系物質(zhì)形成與化學(xué)演化最重要的樣品。
參考資料 >
碳質(zhì)球粒隕石.中國(guó)大百科全書（第三版網(wǎng)絡(luò)版）.2025-11-04
天降橫財(cái)!印度尼西亞男子家中突降隕石 瞬間成為百萬(wàn)富翁.環(huán)球博覽.2025-11-04
嫦娥六號(hào)月壤中發(fā)現(xiàn)隕石殘留物有助解釋月球水來(lái)源.百家號(hào).2025-11-04