碳质
球粒陨石(carbonaceous chondrite),也称C型球粒陨石或“CCS”,是一种富含水与
有机化合物的球粒陨石,占已知陨石的5%左右。其成分主要为
硅酸盐、
氧化物及
硫化物,具有
橄榄石和
蛇纹石这两种矿物。碳质球粒陨石是球粒陨石家族中氧化还原程度比较高的成员,因其
化学特征也最接近原始
太阳及
太阳星云早期形成的物质,是研究
太阳系行星与恒星起源的最理想标本。
矿物简介
碳质球粒陨石,是陨石大家族中一种比较特殊含碳物质元素的陨石,说它特殊是因为它们具有很高的科研价值与现实意义。它们代表的是最原始太阳系中的演化与成因物质,它们是太阳星云形成初期幸存下来的固体物质。它们保存了一些太阳星云的凝聚、演化及成因信息,其矿物成因学和化学物质组分反映了早期太阳星云、
行星、
小行星和
恒星的形成和演化历史。碳质球粒陨石在含水蚀变过程中保留下的一些特征,与早期
太阳星云低温演化关系有着密切的联系,因此, 碳质球粒陨石是早期太阳星云形成和演化的见证者。不同
化学组分的碳质球粒陨石代表了太阳星云不同区域的演化产物,它们的形成区域不同也与太阳之间保持的距离不同,其
物理化学条件也会由氧化转变为强还原。
近些年来, 学术界已在一些碳质
石陨石中发现了诸多种不同的氨基酸,这些地外氨基酸不断地被发现,加上研究它们的一些
同位素变化与差异性,研究这些特殊的星际物质,可帮助我们寻找到外星生命和揭开生命起源提供了重要的线索。碳质球粒陨石,也称C型球粒陨石或“CCS”,相对非碳质球粒陨石,碳质球粒陨石岩相中含有一定的碳物质,因其含碳物质因素所以被命名为碳质球粒陨石或碳质陨石。碳质球粒陨石是球粒陨石家族中氧化还原程度比较高的成员,因其
化学特征也最接近原始
太阳及
太阳星云早期形成的物质,碳质球粒陨石是研究
太阳系行星与恒星起源的最理想标本。目前已知的碳质球粒陨石类型已被划分为8至9个群组,通过矿物化学进行分类,碳质球粒陨石已被分为:CI群、CV群、CM群、CR群、CH群、CB 群、CK群、CO群及未被分组的C类群等。
矿物形成
它的成分主要为
硅酸盐、
氧化物及
硫化物。具有
橄榄石和
蛇纹石这两种矿物是它的一大特征。
矿物分类
碳质球粒陨石按不同的成分分类,被认为能反映其母
天体的类型。种类名称以该类中最具代表性的(通常是首先被发现的)一颗
石陨石来命名。一些著名的碳质球粒陨石包括:Orgueil、Ivuna、Murray、Murchison和Tagish Lake等。
碳质球粒陨石根据独特的成分,反应它们源自的母体进行分类。这些分类都以著名的陨石-往往都以最先发现的陨石-命名。
几种值得注意的碳质球粒陨石包括:CM群和CI群,包含高百分比的水(从3%至22%),和
有机化合物。它们的主要成分是
硅酸盐、
氧化物、
硫化物,典型的特色矿物是
橄榄石和
蛇纹石。挥发性、有机化学品和水的存在,显示它们形成时没有经历过有影响的加热(\u003e200°C),因此它们的组成被认为与凝聚出
太阳系的
太阳星云相近。其它的C
球粒陨石,像是CO、CV、和CK球粒陨石,相对的缺乏挥发性化合物,并且其中一些在其母体
小行星经历了重大的加热。
CI群
其岩石类型定为1型,它的岩相中含水蚀变特征比较明显,常含有3%至20%左右的水和
有机化合物。岩相成分多为
硅酸盐、
氧化物、
硫化物等矿物构成,其中比较典型的一些特色矿物是
橄榄石和
蛇纹石。蛇纹石本身就是一种含水的富镁硅酸盐矿物,蛇纹石的生成常与中温热液交代作用有关,主要是岩石经历热液蚀变而成。一些被蛇纹石化的典型矿物,是由橄榄石、斜方
辉石等受热液蚀变分解而成的。CI碳质球粒陨石中含有的一些挥发物质、有机物和水的存在,显示它们在形成初期没有经历过很高的热液影响,因此它们的
化学组成被认为与
太阳系和
太阳星云的初期形成像似。
此群中的“C”字代表Carbonaceous(碳质)、“I”来自Ivuna
石陨石。CI群被认为是碳质球粒陨石中最小被改变的一种。它具有高比例的水(可达20%),以及以氨基酸和PAH形式存在的
有机化合物,水蚀变促进了黑色基质中含水片状
硅酸盐、
磁铁矿和
橄榄石结晶的形成,及可能导致球粒的缺少。一般认为,碳质球粒陨石未曾被加热超过50℃,暗示它在太阳星云较冷的外围区域形成。
5种已知的CI
球粒陨石为: Ivuna、Orgueil、Alais、Tonk及Revelstoke。Ivuna和Orgueil的氨基酸浓度比CM球粒陨石低(约30%),以及具有独特的成分,例如高浓度的β-
β-氨基酸、甘氨酸、γ-氨基
丁酸和β-胺基正丁酸,以及较低浓度的氨基异丁酸和异胺酸。这暗示此两种碳质球粒陨石的母天体和产生过程皆不相同。
CV群
这一群的名称来自维加拉诺陨石(Vigarano meteorite),这一类型的
球粒陨石大部分属于沉积岩型3。观察到的CV坠落陨石有:
CM群
这群
石陨石的名称来自Mighei,但是最著名与被研究得最多的却是
默奇森陨石(Murchison meteorite)。已经观察到许多众所周知的CM群球粒陨石含有丰富且复杂的
有机化合物,像是氨基酸和
嘌呤/
嘧啶碱基。
CR群
这一群的名称来自Renazzo(
意大利费拉拉省),智神星被怀疑是最可能的母体。被观测到的CR群坠落陨石有:
有机物
Ehrenfreund等人(2001年)发现在Ivuna和Orguei的氨基酸含量比CM
石陨石(~30%)的浓度低很多,并且它们在β-
β-氨基酸、
甘氨酸、γ-
氨酪酸 acid和β-
氨基n-butyric-acid的成分明显偏高,但α-aminoisobutyric acid (AIB)和isovaline偏低。这意味着它们是由不同的通路合成,以及在与CM陨石不同的母体中形成。在CI和CM碳质球粒陨石中,大多数
有机化合物碳是一种不溶性的复杂材料;这类似于对
油母页岩质的描述。
火星陨石ALH84001(一颗无粒陨石)也是类似油母质的物质。CM陨石的默奇森有超过70外星的氨基酸和包括
羧酸、
羟基羧酸、
磺酸、磷酸、脂肪族、芳香和
极性碳氢化合物、
杂环化合物、
羰基化合物、
乙醇、胺和
酰胺等的其它化合物。
最新发现
2012年4月,猎人罗伯特·伍德(RobertWard)发现了两个小石块大小的
石陨石,这两个微小的陨石是在北
加利福尼亚州的塞拉利昂山麓被发现的。两块陨石每个大约重10克(合0.35盎司),或是相当于两枚镍币的重量。估价超过了1000美元(约合700英镑)。
这些陨石碎片来自于一颗火流星,它们的形成可追溯至40到50亿年之前太阳系形成之初的时候。科学家说它们是一个巨大火流星体的一部分,这颗巨大的火流星的威力相当于二战末期投放在广岛的原子弹威力的三分之一。