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球粒隕石
來源:互聯網

大約92.8%的隕石是石隕石,其主要成分是硅酸鹽礦物。根據是否有球粒 (球粒是指球粒狀的、由單晶或多晶組成的硅酸鹽顆粒,可能是熔融的硅酸鹽急速冷卻所形成的),石隕石還可分為球粒隕石和無球粒隕石兩個亞類。在隕石中,球粒隕石是最普通的一類隕石。

球粒隕石主要由橄欖石輝石斜長石、鐵鎳微顆粒及少量其他礦物組成,密度為3~3.5 g/cm3。

球粒隕石的化學成分有明顯差異,據此,可以將球粒隕石劃分為三類五個化學群:碳質球粒隕石(C群)、頑火輝石球粒隕石(E群)和普通球粒隕石(H、L、LL群)。

球粒隕石中含有嵌于微細基質內的毫米大小球粒。典型的球粒由細小的礦物或金屬顆粒、碎片及各種因母天體流質活動而形成的礦物組成。

球粒隕石的母天體是一些細小的小行星,它們的體積不足以出現熔融和地質分化。這些小行星從45億年前太陽系剛形成后,便沒有出現太大改變。

在我國境內發現的吉林1號隕石,是迄今發現的體積最大的球粒隕石,質量達1770千克

來源

球粒隕石主要由4種組分構成,即:球粒、Fe-Ni金屬富鈣-鋁的難熔包體(Ca-Al-rich inclusions,簡稱CAIs)和似變形蟲狀橄欖石集合體(amoeboid olivine aggregates,簡稱AOAs)及細粒基質。一般學者認為球粒、金屬和難熔包體是在太陽星云內的高溫作用(凝聚作用,蒸發作用)形成的,隨后許多CAIs、大多數球粒和Fe-Ni金屬在其多期加熱過程中發生過熔融,基質、一些CAIs和一些球粒隕石(CH及CB球粒隕石)中的金屬似乎逃避了這些高溫星云事件,雖然大多數球粒隕石在其母體小行星上經受過熱的事件(水的蝕變、熱變質和沖擊變質),但它們未受到熔融和火成分異作用,因此,它們保存了太陽星云內物理和化學作用的記錄。

組成成分

球粒隕石的特征是具有球粒。球粒大部分呈球形或準球形,主要由硅酸鹽組成。球粒的直徑為0.1mm至20mm以上,平均直徑為1mm。在礦物成分上,球粒主要由橄欖石輝石或二者混合構成,此外尚有斜長石石英、玻璃、隕硫鐵、金屬Ni-Fe以及這些礦物組合而成。因此從礦物組成上可分為單礦物球粒、多礦物球粒和玻璃球粒。另外,按結晶程度和結晶形態可分為玻璃球粒、骸晶球粒、結晶球粒。

化學分類

分類

球粒石隕石是最常見的隕石,其化學成分有明顯差異,球粒隕石的化學分類反映了隕石之間的原生差異。根據隕石中TFe/SiO2比值,Feo/TFe比值,橄欖石成分和SiO2/MgO壁紙等化學參數,球粒隕石可劃分為三類五個化學群:碳質球粒隕石(C群)、頑火輝石球粒隕石(E群)和普通球粒隕石(H、L、LL群)。

按化學成分區分,球粒隕石有以下類型:

碳質球粒隕石(占所有球粒隕石的3.5%)

普通球粒隕石(占所有球粒隕石的95%),再細分為:

H球粒隕石(占所有球粒隕石的44%)

L球粒隕石(占所有球粒隕石的38%)

LL球粒隕石(占所有球粒隕石的13%)

E球粒隕石頑火輝石球粒隕石 (占所有球粒隕石略多于1%)

R球粒隕石Rumuruti (罕有)

K球粒隕石Kakangari (罕有)

F球粒隕石Forsterite (罕有)

劃分參數

化學性質

頑火輝石球粒隕石是還原性最強的球粒隕石,而碳質球粒隕石氧化性最強,幾乎不含金屬鐵,甚至出現三價鐵(磁鐵礦四氧化三鐵),普通球粒隕石介于兩者之間。

L群隕石的Ni/Fe比值低于0.3,金屬鐵對全鐵的比值為0.2-0.5,而LL群的金屬鐵含量甚微,Ni/Fe比值高于0.4,金屬鐵與全鐵的比值一般為0.04-0.11。

巖石學分類

球粒石隕石的巖石學分類反應隕石形成過程和形成之后經歷的變化。根據礦物學和巖石學特征,球粒隕石可以劃分為7種巖石類型,代表7種不同程度的變質作用。巖石類型越高,所經歷的變質程度越高,變質再結晶作用越明顯,礦物、化學同位素的平衡程度越高。

第1~2型:受到液態水蝕變作用,球粒不明顯。水的來源可能是隕石上的冰晶被加熱至0℃以上時融化(水蝕變較輕微的第2型),或是含水的硅酸鹽攝氏度百度集團因脫水而產生(水蝕變較嚴重的第1型)。

第3型:是基礎形態,石隕石與原始狀態差異不大。易于看到大量原始的球粒。而且隕石擁有較高含量的揮發性物質(包括惰性氣體和水),這類隕石從未加熱至超過400~600℃,與原始太陽星云物質最為相近。

第4~6型:受到熱變質影響,數字越大球質越不明顯,而且惰性氣體和水含量比1~3型少得多。這類隕石有可能曾埋藏于母天體深處,在被吸積后數百萬年內受放射物質加熱,溫度可能達600~950℃

第7型:受熱變質嚴重影響,雖然隕石保留了原來的化學成分,但球粒已不可見。有理論認為這些是向無球粒隕石過渡的類型。

但沒有一種類型的球粒隕石曾遭受足以引致熔融的加熱,只有少數罕有的角礫化球粒隕石曾經歷撞擊而出現部分熔融。

研究意義

球粒隕石的研究具有重要意義,其一,球粒隕石的組成與太陽光譜成份一致,而與地球表面和非球粒隕石完全不同,因此它可能代表著原始太陽的組成;其二,球粒隕石的形成年齡(4.6Ga)比任何地球、月球的巖石都要老,為月球、地球和太陽年齡對比提供了依據;其三,其巖石學特征明顯與任何已知的行星過程不一致。球粒隕石的“巖石學類型”也是一個廣泛用于指示熱變質程度的參數,在隕石及其母體小行星研究中常指示封閉溫度或峰值溫度。球粒石隕石由金屬顆粒(Fe、Ni合金),隕硫鐵(FeS)和硅酸鹽以基質和球粒的形式組成:球粒是由毫米大小的硅酸鹽聚集而成,且在形成隕石之前便已存在。這種不同物質的混合,并具微細結構,顯然不是星云過程的產物,而是一種宇宙沉積的形式。球粒是大多數球粒隕石群的主要組成物質,在未變質的普通球粒中大約占70%~75%體積比,其成因并不清楚,普遍認為球粒形成于太陽星云中的瞬間熔融,也有人認為是凝聚等其它成因,球粒的組成研究也可提供星云加熱事件的信息。

參考資料 >

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