無球粒隕石科研終結篇

2020-08-10 湖南中歷隕石鑑定

對於橄輝無球粒隕石的成因一直存在爭議。現階段最主要的兩種觀點，橄輝無球粒隕石是經過大約 15%—25% 部分熔融的殘餘物 ，或是從缺乏 斜 長 石 的 巖 漿 中 經 過 堆 晶 作 用 而 形 成的。

一般認為橄輝無球粒隕石是堆晶作用形成而不是部分熔融的殘留，最有利的證據表現在巖石的結構上，即在粗粒的矽酸鹽礦物中存在面理和線理結構 等。但是實驗表明在熱壓縮試驗的殘餘體中也能夠出現線理構造 ，這也就意味著即使作為部分熔融的殘餘物，在橄輝無球粒隕石中也有可能會出現這樣的結構特徵。

其母體可能經歷了不止一次的分異過程，並且與部分熔融的殘餘成因較為一致。在部分熔融殘餘體這種觀點中，除了在復礦橄輝無球粒隕石中發現有一些長石質碎屑外，作為與橄輝無球粒隕石成分互補的玄武質巖石組分暫時沒有發現，其可能的原因是，由於熔體中經過還原作用，使熔體的浮力變得很大，因此不會停留形成巖漿房而是直接爆發式地噴出地表 ，然後直接消失在太空中。從這兩塊隕石的具體特徵來看，這些橄欖石-易變輝石組合的橄輝無球粒隕石，具有部分熔融的殘餘物的巖石學特徵，其同時期高含量的富碳質物質的出現，以及在亞固相條件下發生還原反應形成還原邊結構在堆晶模式中難以解釋，也與部分熔融的殘留物模型更為相符。

因為隕石中 Fe、Mn、Mg 含量和比值的變化可以反映行星體演化中源區物質、巖漿過程、金屬-矽酸鹽分異以及氧化還原狀態等信息 ，本文將從這方面進行成因探討。從橄欖石剖面中的 Mg-Fe-Mn 變化關係可見，橄欖石核部鐵含量明顯較高而鎂含量相對較低，邊部鎂含量會增高而鐵含量會相應降低，錳的含量與鎂含量的變化趨勢較為一致。

Fe-Mg 的變化是完全協同的，基本上是等比例甚至等含量變化，但是 Fe-Mn 的變化只是趨勢上是一個對橄輝無球粒隕石中最常見的反環帶還原邊結構，認為是橄欖石與碳質物質反應，形成金屬鐵顆粒和富鎂的橄欖石，其反應式可表示為：Fe 2 SiO 4 +Mg 2 SiO 4 +2C =2Fe +2CO +SiO 2 +Mg 2 SiO 4橄欖石 鎂橄欖石但是 Singletary 等 在輝石顆粒內出現與輝石同期的金屬顆粒，但是在橄欖石顆粒中卻沒有相應金屬顆粒的發現，因此推斷這些輝石以及其中的金屬鐵顆粒可能是橄欖石還原形成的，並由此提出了反應，因此除了還原反應外，應該還存在還原反應(2):

olivine +carbon +silicate liquid → pigeonite +Fe +CO橄欖石 矽酸鹽熔體 易變輝石GＲV 052408 中部分它形的輝石以及其中明顯的高金屬含量也驗證了這個反應這個反應來看，易變輝石含量越高意味著其還原程度越高，如果這兩個反應是同時進行的話，也可以說明易變輝石含量越高，橄欖石的 Mg#會越高。在橄輝無球粒隕石中輝石和橄欖石均表現為 MnO-FeO 的負相關關係［13，32-34］ 而同樣的負相關關係也發現於普通球粒隕石的 H、L、LL 族中 。

Miyamoto 等 曾對 AL-HA77257 中的 Mn-Fe 的負相關關係做過詳細研究，通過熔體實驗結果表明橄欖石中 Mn-Fe 的負相關與還原作用有關，而 Mn-Fe 的正相關則是在氧化條件下形成，並且與溫度也存在一定的關係。將本文所研究的兩塊隕石中的橄欖石的 MnO-FeO 進行投 ，可以發現在 FeO 含量 ＞5wt%的情況下，從核部到邊部的含量變化均表現出明顯的 Mn-Fe負相關關係，與橄欖石的還原邊現象映襯，而在 FeO含量 ＜5%之後幾乎不變。

由於 Fe/Mg-Fe/Mn 的變化可以用於去識別一些影響隕石母體的主要過程(既可以在星雲凝聚階段，也可以在母體的巖漿分異階段形成) ，因此建立了 Fe/Mg-Fe/Mn 模型 。

在該模型中，原始無球粒隕石被認為是母體物質的殘餘，而分異隕石是熔體或者熔體的堆積產物。GＲV 022888 和 GＲV052408 這兩塊隕石的橄欖石成分整體投在原始無球粒隕石範圍區域並且連續變化，但是輝石成分卻在原始和分異的分界範圍內。對於輝石成分落在分界範圍內，可能是與 Mn 在輝石和橄欖石之間的分配係數有關。橄輝無球粒隕石的 Mn/Mg 比值落在球粒隕石質的範圍內意味著其可能為球粒隕石質物質的熔融殘餘物，利用輝石成分進行計算的結果和實驗結果 顯示其平衡巖漿中 Ca/Al 比值比球粒隕石高(≥2(CI)並且 Ca、Al 含量不均勻。

鑑別隕石要以科學為主，目前國際研究隕石都是以科學檢測化驗為根本，任何口頭肯定的隕石均為疑似隕石，而我國擁有全球數據的鑑定機構目前不超過三家，

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