铁陨石(陨铁)占陨石总量的6%,由91%的金属铁和8%的镍组成,含有Co、P、Si、S、Cu、C等元素。密度约8-8.5g/cm3。铁陨石细分为方陨铁、八面石、贫镍角砾斑杂岩、富镍角砾斑杂岩四种类型。它们在成分上是过渡的,可以由同一种铁-镍熔体缓慢冷却而逐渐形成。铁陨石结构上也有不同,如方陨铁在光面上具有平行条纹(牛曼条纹),八面石的光面上是交错条纹(韦氏条纹)。大小不同的圆坑叫做气印。形状各异的沟槽叫做熔沟。铁陨石的切面与纯铁一样光亮,表面经酸蚀处理后,铁呈现出受高温后骤冷却形成特殊温度的结晶形态。大约有85%的铁陨石依据其微量元素(如Ni,Ge,Ir),可以分成13群,如IAB,IC,IIAB,IIC,IID,IIE,IIF,IIIAB,IIICD,IIIE,IIIF,IVA和IVB。其中有10个群称为岩浆型铁陨石,有三个群称为非岩浆型铁陨石(IAB,IIE,IIICD)。通常认为岩浆型铁陨石是在不同的小行星核中经过分离结晶作用形成的。(Krot et al.,2004)
石陨石按有无球粒构造又分为:(1)球粒陨石―约占陨石总量的84%,球粒陨石由四种主要组分组成:球粒、FeNi金属,难熔包体(高Ca-Al包体(CAIs)和蠕虫状橄榄石集合体(AOAs))和细粒基质。通常认为难熔包体、球粒和FeNi金属是太阳星云通过高温过程(包括凝聚和蒸发)中形成的。许多CAIs、大部分球粒和FeNi金属在后来多次短期加热阶段中被熔融。某些球粒陨石中的基质,一些CAIs和金属逃避了这些高温星云事件的作用。尽管大部分球粒陨石在其母体小行星中经过了所有的过程,例如含水的蚀变,热变质和冲击变质,但是它们并没有经过熔融作用和内生分异,于是它们主要保存了在太阳星云中经过的物理和化学过程的记录,解释这些记录是研究球粒陨石的主要目的。球粒陨石分成:碳质球粒陨石,普通球粒陨石和顽火球粒陨石三大类。碳质球粒陨石包括8个群:CI、CM、CR、CH、CB、CV和CO;普通球粒陨石包括3个群:H、L和LL,其中H群球粒陨石为高总铁含量,L群为低总铁含量,LL群为低总铁含量且低金属铁量;顽火球粒陨石包括2个群:EH和EL,其中EH群为高金属铁,EL群为低金属铁。球粒陨石中球粒构造的保存情况、矿物的重结晶和发生分解的程度,以及玻璃质的脱玻化程度等反映了球粒陨石发生热变质的程度不同,根据球粒陨石的热变质程度各化学群的球粒陨石又被分为7个岩石类型,1~3型变质程度低,称为不平衡球粒陨石;4~7型热变质程度高,称为平衡球粒陨石。(2)无球粒陨石―约占陨石总量的8%,除了CI碳质球粒陨石外,不含球粒的石陨石称为无球粒陨石。 它们是球粒陨石的前身小行星和大的行星体(火星,月球)分异作用中经过部分熔融和完全熔融过程中形成的,它们提供了唯一机会研究在地外天体中发生的这些过程。有一些无球粒陨石群仅仅经过了非常低的部分熔融,还保持了球粒陨石的总成分。为了强调这些无球粒陨石的“无过程”性质和它们中介于球粒陨石和高度分异陨石之间的状态,它们被称为“原始无球粒陨石”,作为独立的一类无球粒陨石。无球粒陨石按照氧化钙含量分成高钙(CaO>5%)和低钙(CaO<3%)无球粒陨石两类,按矿物成分再分成若干亚类(Krot et al.,2004)。
要想研究天体起源,其最佳样品就是陨石。要想研究地球起源,必须找到未被改造、分异的上地幔样品才行。现在人们还不能直接获得原始上地幔样品,在地球上只能从玄武岩和金伯利岩中获得深源包体,或从深大断裂中获得超基性岩、基性岩样品。但这些都受到过不同程度的改造,也不是最佳样品。此外,地球上的其他样品由于受后来的岩浆作用或变质作用的强烈改造,使得原来的物质面目全非,无从追溯(王奎仁,1998)。尽管在地球表面已发现有4.4Ga的碎屑锆石(Wilde et al.,2001)但是关于地球早期演化目前主要依赖于陨石研究,所以陨石研究是探讨“天体起源”与“地球起源”的重要理论课题。
1)王奎仁,陈江峰,彭子成等. 1998亳县陨石研究 北京:科学出版社 2)Wilde S A,Valley J W,et al.,2001,Evidence from detrital zicons for the existence of continental crust and oceans on the earth 4.4Gyr ago,Nature,409:175-178 3)Krot A N,Goodrich C A et al.,2004,Classification of Meteorites,pp:83-128. In Meteorites, Comets, and Planets(ed. A.M. Davis) Vol.1Teratise on Geochemistry (eds H.D.Holland and K.K.Turekian), Elsevier-Pergamon, Oxford