複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

球粒隕石

鎖定
具有獨特的球粒結構石隕石成為球粒隕石;除H、He和其他揮發成分外,其化學成分最接近於太陽的成分。球粒隕石中常含有大量毫米級球粒。但球粒隕石的術語可以應用於任何成分與太陽接近的隕石,I型碳質球粒隕石雖然沒有球粒,也歸類於球粒隕石之中。 [1] 
球粒隕石被認為是原始太陽星雲凝聚產生的最原始的物質,但各種球粒隕石在化學、礦物學、岩石學、同位素成分等方面有很大的差別,表明它們經歷了不同程度的變質作用改造,與原始太陽星雲物質產生了不同程度的偏離。 [1] 
中文名
球粒隕石
外文名
Chondrite
定    義
具有獨特的球粒結構的石隕石
來    源
太陽星雲凝聚產生的最原始物質
球粒直徑
0.1-20mm,平均1mm
球粒形狀
大部分呈球形或準球形
球粒成分
主要為硅酸鹽

球粒隕石來源

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雲內的高温作用(凝聚作用,蒸發作用)形成的,隨後許多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温星雲事件,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、熱變質和衝擊變質),但它們未受到熔融和火成分異作用,因此,它們保存了太陽星雲內物理和化學作用的記錄。 [2] 

球粒隕石組成成分

球粒隕石的特徵是具有球粒。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。 [3] 

球粒隕石化學分類

球粒隕石分類

球粒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羣:碳質球粒隕石(C羣)、頑火輝石球粒隕石(E羣)和普通球粒隕石(H、L、LL羣)。 [1] 
按化學成分區分,球粒隕石有以下類型:
碳質球粒隕石(佔所有球粒隕石的3.5%)
普通球粒隕石(佔所有球粒隕石的95%),再細分為:
H球粒隕石(佔所有球粒隕石的44%)
L球粒隕石(佔所有球粒隕石的38%)
LL球粒隕石(佔所有球粒隕石的13%)
E球粒隕石頑火輝石球粒隕石 (佔所有球粒隕石略多於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)

球粒隕石劃分參數

球粒隕石各化學羣的劃分
化學參數
TFe/SiO2
Feº/TFe
Fa
SiO2/MgO
化學羣名稱
頑火輝石球粒隕石
E
0.77±0.30
0.80±0.1
0
1.90±0.15
普通球粒隕石
H
0.77±0.07
0.63±0.07
18±2
1.55±0.05
L
0.55±0.05
0.33±0.07
24±2
1.59±0.05
LL
0.40±0.03
0.08±0.07
29±2
1.58±±0.05
碳質球粒隕石
C
0.77±0.07
——
——
1.42±0.05

球粒隕石化學性質

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Fe3O4),普通球粒隕石介於兩者之間。
L羣隕石的Ni/Fe比值低於0.3,金屬鐵對全鐵的比值為0.2-0.5,而LL羣的金屬鐵含量甚微,Ni/Fe比值高於0.4,金屬鐵與全鐵的比值一般為0.04-0.11。 [1] 

球粒隕石岩石學分類

球粒隕石的岩石學分類反應隕石形成過程和形成之後經歷的變化。根據礦物學和岩石學特徵,球粒隕石可以劃分為7種岩石類型,代表7種不同程度的變質作用。岩石類型越高,所經歷的變質程度越高,變質再結晶作用越明顯,礦物、化學和同位素的平衡程度越高。 [1] 
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),或是含水的硅酸鹽在攝氏數百度因脱水而產生(水蝕變較嚴重的第1型)。
第3型:是基礎形態,隕石與原始狀態差異不大。易於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℃,與原始太陽星雲物質最為相近。
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於母天體深處,在被吸積後數百萬年內受放射物質加熱,温度可能達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。

球粒隕石研究意義

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,因此它可能代表着原始太陽的組成;其二,球粒隕石的形成年齡(4.6Ga)比任何地球、月球的岩石都要老,為月球、地球和太陽年齡對比提供了依據;其三,其岩石學特徵明顯與任何已知的行星過程不一致。球粒隕石的“岩石學類型”也是一個廣泛用於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温度或峯值温度。球粒隕石由金屬顆粒(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,並具微細結構,顯然不是星雲過程的產物,而是一種宇宙沉積的形式。球粒是大多數球粒隕石羣的主要組成物質,在未變質的普通球粒中大約佔70%~75%體積比,其成因並不清楚,普遍認為球粒形成於太陽星雲中的瞬間熔融,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雲加熱事件的信息。 [4] 
參考資料
  • 1.    李春來,歐陽自遠 等.空間化學.哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2005:254-260
  • 2.    王道德,繆秉魁,林楊挺. 隕石的礦物-岩石學特徵及其分類[J]. 極地研究,2005,(01):45-74.
  • 3.    柳志青. 太陽系化學.杭州:浙江大學出版社,1987:38
  • 4.    王桂琴,繆秉魁,林楊挺. 荷葉塘隕石:一個L3型普通球粒隕石的岩石學和地球化學特徵[J]. 岩石學報,2015,(09):2724-2736.