科普:稀有的HED族隕石來自哪裡?

2020-12-16 星石空間站

收藏隕石，先要學習科學的隕石知識！

歡迎各位朋友們來到星石空間站，本次星際知識之旅將為您簡單介紹HED隕石，也就是俗稱的灶神星隕石！

HED隕石又名灶神星隕石，屬於無球粒隕石。

HED隕石是三種無球粒隕石的總稱，分別為：古銅鈣無粒隕石（Howardites）、鈣長輝長無粒隕石（Eucrites）、古銅無球隕石（Diogenites）。屬於隕石中極為珍貴稀有的隕石類型之一。

隕石分類表

一、灶神星

灶神星是小行星帶發現的第4號小行星，由德國天文學家奧伯斯於1807年3月29日發現。奧伯斯在他發現第2號小行星的天區室女座西北部發現了灶神星。他給這第4號小行星取名為Vesta，中文譯名為灶神星。

灶神星

二、形成過程

1.灶神星被撞擊拋射出碎片，產生直徑10公裡或更小的V-型小行星碎片。無論拋出的是大的小行星，或成為小的碎片，其中一些小的小行星組成了灶神星族，其他的則進一步的散射至各處。這些事件被認為發生不超過10億年，其中有一次巨大的撞擊，在南半球的巨大隕石坑是這個撞擊點位置的最佳證據。而且需要多次的撞擊，拋射出的巖石才能達到已知的V-型小行星數量。

灶神星地質構造

2.有些小行星的碎片經歷漫長的旅程進入3：1的柯克伍德空隙。由於木星強大的攝動，這是一個不穩定的區間，在這的小行星大約經過100萬年的時間就會被拋出，遠離到不同的軌道上。有些受到攝動後進入到接近地球的軌道，形成小的V-型近地小行星，例如（3551）Verenia、（3908）Nyx、和（4055）麥哲倫。

3.然後發生在這些接近地球天體上的較小型撞擊，將它們擊碎成隕石體大小的石塊，其中一些在稍後抵達地球。根據宇宙射線暴露的測量，認為多數的HED隕石來自幾次不同型態的撞擊事件，並且在太空中經歷600～7,300萬年的時間才撞擊到地球。

NWA12227 灶神星隕石

三、研究價值

灶神星是木星和火星之間的主小行星帶的第4號小行星。一般認為它具有類似地球的核幔殼結構，是了解類地行星起源的理想研究對象，也是國際深空探測的重要目標之一。

灶神星隕石都被認為是來自小行星灶神星的地殼，期間的差異只在於來自不同地質歷史的母巖石。

由放射線同位素測定這些隕石結晶體的年齡都在44.3和45.5億年之間。

鈣長輝長無球粒隕石

(一)、灶神星隕石原始巖石類型均為巖漿巖,按照巖漿結晶的先後順序分別形成了斜方輝石巖、輝長巖、輝綠巖和玄武巖,這些巖石在巖漿演化中具有同源性和繼承性的特點,形成深度由深到淺、溫度由高到低,熱變質程度由低到高,表層玄武巖熱變質可能主要為玄武巖漿多期次噴發覆蓋加熱所導致。

(二)、灶神星隕石主要由輝石和斜長石組成,不同巖石類型中輝石和斜長石化學成分不同：

1.輝石類：

斜方輝石巖主要為古銅輝石—紫蘇輝石：Fs：19.2~30.6，Wo：1.43~5.00 ；

堆晶輝長巖為紫蘇輝石：Fs：34.1~37.9，Wo：1.88~3.24 ；

普通輝石—透輝石：Fs：14.0~16.0 ，Wo：41.3~46.5片晶 ；

玄武巖為易變輝石：Fs：44.1~65.3 ，Wo：5.11~22.3 ；

出熔普通輝石Fs：26.1~47.7 ，Wo：26.4~45.0 ；

鐵紫蘇輝石Fs：57.8~62.9 ，Wo：1.83~4.96

NWA11803 灶神星隕石

2.斜長石類：

大部分為鈣長石：An：90.0~97.4 ，Ab：2.20~9.73 ；

少量倍長石：An：87.7~89.7 ， Ab：10.0~11.3；

拉長石：An：73.2~77.9 ，Ab：20.8~24.4。

NWA11803 灶神星隕石

(三)、HED族隕石中輝石的Mg~#是區分巖石類型的重要指標,並能夠反演其巖漿演化過程,Mg~#大於60為堆晶巖,小於60為玄武巖,從斜方輝石巖輝長巖玄武巖,斜方輝石平均Mg~#值從72.863.536.6,單斜輝石Mg~#值從71.473.944.7。

NWA11803 灶神星隕石

(四)、HED族隕石全巖成分和組成地球洋殼的玄武巖相比,鎂鐵含量高,鋁含量低,巖漿演化成熟度相當於地球的洋殼玄武巖部分;從斜方輝石巖堆晶輝長巖玄武巖,稀土元素總量增高,輕重稀土比值增高,親石、親鐵和不相容微量元素含量增高;通過輝石中不相容元素和稀土元素實驗分析後認為,輝石巖和輝長巖是平衡分異結晶作用的產物,而玄武巖形成過程比較複雜,大部分是由結晶殘餘巖漿形成,少部分經歷了母體部分熔融的不平衡結晶作用。

(五)、通過氧、鉻同位素、稀有氣體和衝擊變質效應等方面數據對比後認為,GRV13001玄武巖質單礦碎屑角礫巖可能直接起源於一個直徑數公裡的小行星碎片,該小行星碎片在進入地球軌道之前位於比灶神星更加靠近火星的位置,並且該碎片可能起源於灶神星或者和灶神星具有類似特徵的其它V型小行星。

NWA灶神星隕石

四、發現實例

中國在南極格羅夫山地區共發現12035塊隕石，已完成分類的2737塊隕石中僅有3顆為HED隕石，十分稀少。

先發現的兩顆灶神星隕石GRV99018和GRV051523僅重數克，供研究的樣本極為有限。後發現最大一塊灶神星隕石達1300克，經檢測為灶神星隕石。按照國際慣例已將其編號為GRV13001，為中國開展灶神星的成分和形成等研究，以及深空探測研究提供了充足的研究樣本。

GRV13001灶神星隕石

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