普通球粒陨石

球粒陨石品种

普通球粒陨石（有时被称为O球粒陨石）是一种常见的球粒陨石。它也是迄今找到陨石中为数最多的，占87%。故冠以“普通”二字。

简介

普通球粒陨石在收集降落的陨石中占79.9%，依据其总铁含量将其划分为H(高的总铁)、L(低的总铁)及LL(低的总铁，低金属)化学群，它们可根据球粒陨石的总体化学、同位素组成、球粒大小及氧化态相区别。在普通球粒陨石中H、L及LL分别占42.8%、47.4%和9.8%，其中有三分之二的L群球粒陨石受到强烈的冲击作用，由于H、L和LL球粒陨石的球粒相似，表明具有共同的源区。对我国653块南极格罗夫山普通球粒陨石分类结果的统计表明，H、L、LL分别占31.7%、64.2%和4.1%，其中有26%的L球粒陨石受到强烈的冲击(S4-6)，L球粒陨石在数量上约为H球粒陨石的两倍，而LL球粒陨石稀少，其他南极地区收集的陨石中，H球粒陨石多于L球粒陨石，相比之下显示出格罗夫山陨石富集区与其他南极陨石富集区的差异。此外，除H、L、LL化学群外，新近发现有低FeO的普通球粒陨石，即有少量普通球粒陨石，在硅酸盐内含有异常低的FeO，并将这些球粒陨石称为还原的普通球粒陨石(Burnwell，LAP04757，EET96031)，其中Burnwell为H群球粒陨石，平均Fa摩尔分数为15.8%，低于H群球粒陨石(17.3%~20.2%)，且总铁的丰度又不能与H球粒陨石相区别，应属于普通球粒陨石族，因硅酸盐中低的FeO是靠增高铁金属的丰度来平衡。本文拟根据普通球粒陨石的化学组成和物理性质简述主要的分类参数。

化学组成

表为南极球粒陨石的平均化学组成分，表为我国及国外部分不同化学-岩石类型全岩Fe、Co、Ni的中子活化分析结果。以上表明，按E(顽辉石球粒陨石)-C(碳质球粒陨石)-H-L-LL顺序，斜方辉石(Fs)及橄榄石(Fa)系统增高的同时，金属铁减少，金属相中的镍浓度增高，随着铁摩尔分数的增高，金属铁含量降低，LL群含有少许铁，镍含量最高。对普通球粒陨石而论，H-L-LL顺序，FeO含量增高，金属铁含量降低。根据球粒陨石全岩化学全分析结果(总Fe和FeO含量)及Fe、Co、Ni的含量可初步判断球粒陨石的化学群。

球粒特征

普遍认为球粒是内太阳星云的主要固体组分。表为平衡型普通球粒陨石常规的分类参数，包括平衡普通球粒陨石的平均球粒表观直径、橄榄石的Fa(%)值及金属相Ni和Co的含量；普通球粒陨石的氧化态(平均橄榄石Fa为代表)和氧同位素组成(Δ17O为代表)是不均匀的，由于橄榄石中Mg和Fe的扩散较快，故平均橄榄石Fa含量可用以判定岩石的总体氧化态；Δ17O值(相对于地球分馏线的17O/16O的偏差，以公式Δ17O=δ17O－0.52×δ18O表示)用以测定普通球粒陨石全岩的氧同位素组成，δ17O和δ18O的值是相对于标准的平均海水(SMOW)的氧同位素组成(表)。普通球粒陨石族(H、L、LL)在球粒大小、氧同位素组成、氧化态及亲铁/亲石元素比值等性质方面发生系统的变化，它们很可能在邻近R群球粒陨石的部位形成，但相对于OC(H0.73‰，L1.08‰，LL1.26‰)，R群球粒陨石具有高的Δ17O值(约2.9‰)，其形成部位应稍远于OC球粒陨石。这些主要的分类参数有助于划分平衡普通球粒陨石的化学-岩石类型。此外，每一普通球粒陨石群的单个陨石中平均橄榄石Fa摩尔分数变化约为3%~6%；总的Δ17O变化约为0.3‰~0.5‰，表明它们具有宽的小行星尺度(约100km的量级)和不均匀性。

应当指出，不同球粒陨石群中球粒的平均大小、球粒结构类型、复合球粒、带火成边球粒及含硫化物球粒的比例是不同的，不同球粒陨石群球粒的氧同位素组成表明，球粒可能是在不同的日心距离和不同时间形成的。为阐明球粒的形成环境，Rubin研究了球粒和球粒陨石中的物理性质和岩石学性质的相互关系，在研究不同球粒陨石群球粒大小和球粒结构的基础上，发现CV、CK、CR球粒陨石平均球粒直径大，分别为910µm、870µm及700µm，放射状辉石球粒(RP)+隐晶质球粒(C)、包封复合球粒(envelopingcompoundchondrule)、厚的火成边球粒的比例高，含硫化物的类-I(低FeO)球粒的比例较低。与此相反，CM、CO、OC、R、EH、EL球粒陨石的平均球粒直径较小(150~570µm)，与前者(CV、CK、CR)相比，较小平均球粒大小的球粒陨石群(CM、CO、OC、R、EH、EL)具较高比例的放射状辉石+隐晶质球粒丰度，低的包封复合球粒丰度及低比例的火成边球粒丰度和高比例的含硫化物类型I球粒丰度(表)。

平衡的CK球粒陨石的斜长石Na的含量较低；平衡的OC(普通球粒陨石)、R、EH及EL球粒陨石斜长石的Na含量高(图)，平衡型普通球粒陨石斜长石的组成(An值)为:H12.3、L10.2、LL10.5，而EH的An值为1.5，相应的Na/Mg值也较高，H为0.90、L为0.93、LL为0.91，而非平衡的CM及CO分别为0.69和0.56，CV、CR和CK分别为0.45、0.46及0.43，CK球粒陨石则由于在冲击事件中发生熔融和再结晶作用，斜长石的平均An值为46；包封的复合球粒和带火成边的球粒是在球粒合并进入尘粒球(dustball)之后重新熔融形成的，环绕尘粒球粒后的多次重新熔融导致产生大的球粒，RP和C球粒由其初始物质集合体完全熔融形成，如它们环绕有尘粒，由于小的尘粒与熔体混合，并可提供正在结晶的斑晶核，则有利于产生斑状球粒。这些球粒物理性质中的相关性认为，大球粒的球粒陨石群，曾经环绕有厚的富尘粒幔(形成于满布尘粒的星云环境)，由于热不能快速向外辐射，导致尘粒幔更加缓慢冷却，硫化物向球粒表面迁移，使硫化物发生广泛的蒸发，与此同时，球粒中的Na丢失，因此，平衡的CK球粒陨石显示Na的亏损。

图为不同球粒陨石群中放射状辉石+隐晶质球粒的模式丰度与基质物质丰度之间显示反相关关系，图反映了星云尘粒量随着距太阳距离增大的变化情况及不同球粒陨石群形成的相对部位。内太阳系的难熔包体(CAI)是球粒陨石质陨石中亚毫米到厘米级的碎屑，它们是从非常高温的冷却过程中由太阳组分的气体凝聚的，年龄非常老(4.56Ga)，且具异常的同位素组成，特别是Mg和O，认为它们是前太阳的尘粒组分。因此，CAIs为早期太阳系中最老的和最原始的物体，在内太阳系的难熔包体(CAI)丰度较低，而Δ17O值则较高，随着距日心距离增大，难熔包体(CAI)丰度增高，而Δ17O值则较低。此外，图为不同球粒陨石群和地球、月球、金星、火星及灶神星的金属及硫化物含量与氧化态的关系，岩石行星的组成类似于球粒陨石，氧化态从EH到CI球粒陨石逐渐增高，而金属和硫化物含量逐渐降低。

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