CI群碳质球粒陨石确实是陨石中的奇葩
2021-05-20 17:51阅读:
作者:Nantan
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CI群碳质球粒陨石确实是陨石中的奇葩:
1、它的元素组成和太阳基本一致(这里指非挥发性元素)
很难想象这么一坨黑乎乎的石头(CI型陨石的熔壳是黑色,敲开以后内部的基质还是黑色)和太阳有着一致的元素组成吧。但事实确实如此。它和所有太阳系物质一样,都来自于太阳星云,但它经受的热变质程度很低,保留了最原始的形态和组分。
CI群碳质球粒陨石被看作是研究太阳的绝佳材料——我没法挖一块太阳来研究,但我有一块和太阳成分相似的陨石,岂不美哉!
下图横坐标为CI碳质球粒陨石的元素丰度(原子个数/10^6 Si),纵坐标为太阳光球层元素丰度(原子个数/10^6
Si),实线为非挥发性元素的太阳丰度,圆点为具体元素种类。可以看出CI碳质球粒陨石与太阳的元素组成十分相近。
http://www.geo.brown.edu/research/Milliken/GEOL0810_files/PlanetaryGeology_Meteorites.pdf
另外,CI型陨石比它的碳质球粒陨石“兄弟们”在元素组成上更像太阳。
注:下图CI、CM、CO、CV都是碳质球粒陨石,只是属于不同化学群。H、L、LL是普通球粒陨石。EH、EL是顽辉石球粒陨石。

2、它被分类为球粒陨石,但内部却没有球粒结构。
这是和CI型陨石关系比较近的“兄弟”——CM型陨石的切面。可以看到球粒结构

著名的Murchsion碳质球粒陨石,CM2。图片来自世界陨石数据库。
这是CI本尊——没有球粒,结构疏松。

Ivuna碳质球粒陨石,CI1
各种陨石的球粒丰度。CI型陨石的球粒丰度(Chondrule abundance)远小于1%,可以说几乎没有球粒了。

https://www.lpi.usra.edu/books/MESSII/9014.pdf
3、它结构疏松,极易崩碎,大多数在大气层中就解体成小碎片了。加上自然条件下很快就能被风化成渣渣。这两点也是CI型陨石只在南极发现(除了目击降落的以外)而且极其稀有的原因。
截至2021年1月23日,世界陨石数据库中一共记录了65111个命名的陨石,但CI型陨石却只有9个。

4、含水量约为20%,对于陨石而言可以说相当高了。
碳质球粒陨石最显著的共性并不是含碳量高,而是含水量。所有碳质球粒陨石都含水,这些水与陨石中的橄榄石和辉石等反应,形成水合硅酸盐矿物。
另外根据岩石学分类,3型陨石是最原始形态,内部球粒特征最明显。4、5、6、7型陨石的热变质作用逐渐增强,球粒特征减弱。2、1型陨石的水蚀变逐渐增强。CI型陨石全部属于1型,所以其内含水矿物相当丰富。(主要是蛇纹石、黏土等)
5、含碳量高。这些碳主要存在于石墨和金刚石中,还存在于氨基酸等有机物中。相关问题可以参考:
为什么陨石中会携带蛋白质?这也是CI群陨石主要用于开展与生命起源有关的科研工作的原因。
6、氧同位素组成和大多数化学群的碳质球粒陨石不同,落在地球分馏线(图中的Terrestrial线)上。
碳质球粒陨石普遍强烈富集氧-16,分馏线斜率近似1(地球分馏线的斜率为0.52),氧同位素组成落在地球分馏线下方(大多数化学群的碳质球粒陨石)或地球分馏线上(CI群碳质球粒陨石)。
注:图中的CCAM线是碳质球粒陨石的无水矿物分馏线,大多数化学群碳质球粒陨石的氧同位素组成落在此线上。在一些文献中也称CAl线(碳质球粒陨石中的富钙铝难熔包体分馏线)。CAls是碳质球粒陨石中的常见矿物(由尖晶石、刚玉、钙钛矿、金红石、Ca-氧化物等组成),肉眼上看起来像是白色的棉团,分布在碳质球粒陨石的黑色基质中,十分显眼。

https://www.researchgate.net/figure/Oxygen-isotope-data-for-Chondrites-Clayton-et-al-1984-Clayton-Mayeda-1996-1998_fig3_252513465
CV群碳质球粒陨石Allende的切面,可见白色的CAls(calcium-aluminum-rich
inclusions)分布在黑色的陨石基质中。图片来自维基百科(
https://en.wikipedia.org/wiki/Hemolithin)

7、绝大多数陨石的密度大于3,但CI碳质球粒陨石的密度只有2.2,给人一种“骨质疏松”的感觉。
在Carbonaceous-CI找到CI化学群。
