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欢迎各位朋友们来到星石空间站,本次星际知识之旅将分享一期关于陨石的球粒的科普内容。

星石空间站一、球粒陨石

1.1概述

通俗讲,球粒陨石(Chondrits)是具有球粒结构的多种陨石类群的统称。具体分类如图1.1所示。

图1.1球粒陨石分类图

球粒结构可以看作原始太阳星云冷凝析出的固态物质经历吸积等作用形成的“沉积岩”。这种岩石最大特征就是由隐晶质的基质包裹着球状或近球状的硅酸盐包体(球粒)。它是太阳系最初形成的固态物质之一,其形成时间代表了太阳系的年龄,即:45.±0.亿年。

图1.2太阳系形成演化示意图

1.2球粒的成因

目前学术界对陨石球粒的成因还没有完全研究透彻。根据大量的观察和研究,有两个模型可以合理解释观察到球粒呈现的不同现象,已经得到各国研究者的高度认可,即:星云凝聚模型和固态重熔模型。

图1.球粒(LL~型)

是以球粒陨石的挥发组分特征的观察为基础的系统研究建立的理论模型。模型认为,炽热的原始太阳星云气体随着温度的逐渐降低,在静电力、引力等作用下冷凝为一颗颗液滴,再经冷却形成毫米级的固态小球体,经聚结形成大小不等的石块(星子)。通俗讲就是由星云物质冷凝形成。

图1.4球粒陨石(EL群)

在太阳的强辐射下使尘粒重熔形成球粒或者尘埃之间的多次碰撞重熔再冷凝也会形成球粒。当太阳星云冷凝到一定温度时,星云中有许多已凝聚的尘埃物质聚集成小的团块,尘埃及团块以及它们本身之间的相互碰撞产生冲击熔融,形成熔体。熔体冷凝成斑状结构的碎块,经历重熔冷凝形成辐射状球粒和炉条状球粒。有些保留了原始的不规则斑状球粒,还有些形成含有金属铁镍细小颗粒的斑状硅酸盐球粒。通俗讲就是由星云尘埃碰撞熔融再冷凝形成。

图1.5球粒陨石(L群)

因此,可以说原始太阳星云的直接凝聚与固态物质的重熔冷凝都是球粒形成的重要过程,后期又经历了不同程度的变质作用,使得球粒呈现化学成分、矿物组成和结构形态的多样性。

图1.6球粒(CVox型)

球粒陨石被誉为太阳系的“化石”,球粒中保留了原始太阳星云加热事件的关键信息,为研究太阳系的天体形成和演化提供了重要的依据。

二、球粒的矿物组成

球粒主要组成矿物包括:橄榄石(olivin)、辉石(pyroxn)、斜长石(Plagioclas);次要矿物包括:尖晶石(spinl)、铬铁矿(chromit)、陨硫铁(troilit)和铁纹石(kamacit)等,见表1所示。

表1球粒陨石的常见组成矿物三、球粒的分类

球粒是球粒陨石的典型特征,在岩相显微镜下观察球粒陨石的玻片,能够发现球粒的结构丰富多样,颜色绚丽多彩。

陨石学中常用的矿物名词

镁橄榄石(Forstrit,Fo)

铁橄榄石(Fayalit,Fa)

顽火辉石(Enstatit,En)

铁辉石(Frrosilit,Fs)

硅灰石(Wollastonit,Wo)

.1化学成分分类

根据球粒的化学成分差异,将陨石的球粒分为2个类型,即:I型球粒和II型球粒。

I型球粒,橄榄石或低钙辉石的F/(F+Mg)原子比值小于10%,橄榄石和辉石中FO含量较低(贫FO);Fo,En>90。如图.1所示。

图.1I型球粒

II型球粒,橄榄石和低钙辉石的F/(F+Mg)原子比值大于10%,橄榄石和辉石中FO含量较高(富FO);Fo,En<90。

球粒中橄榄石和低钙辉石的F/(F+Mg)比值取决于球粒结晶时的温度。

图.2NWA陨石

.2矿物占比分类

根据球粒中橄榄石和辉石所占比例将球粒划分为个亚型,即:A亚型、AB亚型和B亚型,见表2所示。

A型球粒,橄榄石丰度高(>80vol%);B型球粒,辉石的丰度高(>80vol%);AB型球粒,橄榄石和辉石丰度介于A型与B型之间。

表2球粒的分类表

.矿物的分布形态分类

根据球粒的矿物及分布形态,将球粒分为8个类型,即:PO、PP、POP、RP、BO、C、GOP和玻璃质球粒,如图.所示。

图.球粒的8个形态类型

1.斑状橄榄石球粒(Porphyriticolivin,PO)。球粒中的主要组成矿物为橄榄石,晶体尺寸基本相当,呈斑状。如图.4所示。

图.4PO球粒

2.斑状辉石球粒(Porphyriticpyroxn,PP)。球粒中的主要组成矿物为辉石,晶体尺寸基本相当,呈斑状。如图.5所示。

图.5PP球粒

.斑状橄榄石-辉石球粒(Porphyriticolivin-pyroxn,POP),球粒的主要组成矿物为橄榄石、辉石,晶体的尺寸基本相当。如图.6所示。

图.6POP球粒

4.放射状辉石球粒(Radialpyroxn,RP),球粒的主要组成矿物为辉石,晶体呈放射状。如图.7所示。

图.7RP球粒

5.炉条状橄榄石球粒(Barrdolivin,BO),球粒的主要组成矿物为橄榄石,且橄榄石晶体的取向相同。如图.8所示。

图.8BO球粒

6.隐晶质球粒(Cryptocrystallin,C),主要由硅酸盐玻璃质组成。通过光学显微镜观察,没有可辨认晶体结构的球粒。如图.9所示。

图.9C球粒

7.细粒状橄榄石-辉石球粒(Granularolivin-pyroxn,GOP),亦称为G群球粒。G群球粒由许多均匀分布的10μm的橄榄石和辉石微小晶体颗粒,且晶体轮廓不清晰。再细分为GO型、GOP型和GP型。如图.10所示。

图.10GOP球粒

8.玻璃质球粒(Glassychondruls):几乎全部由硅酸盐玻璃质组成。如图.11所示。

图.11玻璃质球粒四、不同类群球粒陨石的球粒特征

通过大量观察各类群球粒陨石的球粒特征发现,不同类群的球粒陨石的球粒丰度和粒径各有差异,具体数据见表所示。

表球粒陨石的球粒丰度与粒径表

球粒陨石的球粒平均粒径通常为0.2~1.0mm,其中个类群的球粒最为特殊。

图4.1NWA陨石,CR2

CI群碳质球粒陨石不含有球粒,属于层状硅酸盐结构。如图4.2所示。

图4.2Ivuna陨石,CI1型

CH群碳质球粒陨石的平均粒径最小,仅0.02mm。如图4.所示。

图4.LoV,CH型

CBa亚群碳质球粒陨石的平均粒径最大,可达10mm。如图4.4所示。

图4.4Gujba陨石,CBa亚群

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文章作者:吕齐(星石空间站)

发布日期:年1月11日

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