球粒隕石

具有獨特的球粒結構的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套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。

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。

基本介紹

• 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：主要為矽酸鹽

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溫作用（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溫星雲事件，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。

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，主要由矽酸鹽組成。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、隕流鐵、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)

劃分參數

球粒隕石各化學群的劃分

化學參數		TFe/SiO2	Feº/TFe	Fa	SiO2/MgO
化學群名稱
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

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

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。

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），或是含水的矽酸鹽在攝氏數百度因脫水而產生（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，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溫度或峰值溫度。球粒隕石由金屬顆粒（Fe、Ni合金），隕硫鐵（FeS）和矽酸鹽以基質和球粒的形式組成：球粒是由毫米大小的矽酸鹽聚集而成，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。