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、陨流铁、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:
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。