碳质球粒陨石CI组类型1的岩石学特征

碳质球粒陨石CI组类型1的岩石学特征

CI 组：碳质球粒陨石的CI化学组，其特征是完全不存在球粒和难熔包裹体，且水化程度高。

类型 1：表示经历了高度水蚀蚀的球粒陨石。 大多数原生矿物已被次生相取代，球粒通常不存在。

CI陨石富含挥发物－水、有机物和其他轻元素/化合物。 它们的水含量比彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 还要多。在南极洲发现的一些被归类为边缘 CI 的样本有时被称为一个单独的群体，即 CY 球粒陨石。

CI 球粒陨石的特征是黑色熔壳，有时很难与非常相似的基质区分开来。 不透明基质富含碳质物质，并含有磁铁矿和磁黄铁矿等黑色矿物。 在某些地方，会掺入白色的含水碳酸盐和硫酸盐。
CI）的主要岩石学特征是缺乏可识别的球粒，因此来自塔吉什湖的样本除外。 然而，小的球粒碎片和富含钙铝的包裹体（CAI）确实存在，但相当罕见。

CI 陨石的显著特征是其化学成分，富含挥发性元素，比其他陨石都丰富。 CI 陨石的元素分析被用作地球化学标准，因为它与太阳和大太阳系的构成具有「非常密切的关系」。此丰度标准是其他陨石、彗星、以及在某些情况下行星本身的衡量标准进行了测定。太阳和CI的成分看起来也与附近的恒星相似，并且存在前太阳颗粒。


三种稳定的 O 同位素是 16O、17O 和 18O。 「三同位素图」（17O/16O 轴与 18O/16O 轴）显示了不同领域中不同的太阳系材料，因此也显示了它们的氧储层以及可能的不同形成区域。 CI 球粒陨石在同位素方面与它们的岩石学同族CM 球粒陨石在同位素方面有着明显的区别：与CM 相比，CI 富含18O，并且在较小程度上富含17O，并且它们之间没有重迭。 南极（CI、类 CI 和/或 CY）陨石的 18O 含量更加丰富。 这些是太阳系中氧含量最重的宏观样本。

CI 球粒陨石在岩石学上的特征是除了层状硅酸盐基质之外几乎不存在任何东西,,CM 主要是毛硅石-斜绿石共生体（「TCI」），而 CI 则含有蛇纹石-蒙脱石（通常是皂石）层。

这些层状硅酸盐是水蚀变的产物。 原始太阳凝聚物橄榄石和辉石，其成分之间具有离子键，容易受水影响，尤其是在加热时。论点在于，这种变化一般来说是发生在自由漂浮的粒子（星云假说）上，还是发生在陨石（或其母体小天体）内（母体假说）。在 CI 球粒陨石上，冲击脉的存在和磁铁矿的多种形态表明，在多个事件中可能两者兼有。
无论水相过程如何塑造CI 球粒陨石，要么不会将矿物结晶到超过毫米到厘米尺度，要么母体被彻底流化，以至于所有成为CI 球粒陨石的体积都被均质化无论哪种情况，都是一个封闭的系统。

水相蚀变已发展到没有游离（金属）金属的程度。 所有或基本上所有金属颗粒现在都以氧化物、硫化物等形式结合。

就南极发现的情况（假定的 CY 球粒陨石）而言，此过程已部分逆转。层状硅酸盐在某种程度上脱水并恢复为硅酸盐，显示这些陨石有不同的母体。

这种水可以透过人工萃取：利用热量去除储存中的挥发物。在氢氧根的情况下，两个这样的离子相互羟基化，产生水分子和一半的氧分子：

2 OH → H2O + 1/2 O2 水

CI 球粒陨石含有 17 至 22 重量%的水－比彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 的水更多。它们的高孔隙率（高达 30%）。 水大部分被含水硅酸盐束缚。 在相当低的温度（50 至150 °C）下发生强烈的水蚀变是CI 球粒陨石的一个标志，这透过泻石等矿物的出现以及碳酸盐和硫酸盐的出现来表明。 液态水一定是透过裂缝和裂缝渗透到母体中，然后沉积出含水相。

流体包裹体－完整的晶体空隙足以包围液体－已在其他陨石和CI球粒陨石Ivuna以及可能的Orgueil中被发现。 这种盐水样本是早期太阳系中唯一可以研究的直接存在的流体。

磁铁矿
游离（金属）铁基本上不存在，转化为e。 例如，磁铁矿。 尽管在许多陨石中都发现了磁铁矿，但磁铁矿是碳质球粒陨石的特征，尤其是 CI磁铁矿丰度约 4%，仅次于层状硅酸盐；它有多种尺寸和形态。这些形态包括传统的晶体、球体和球体。球体（oid）有多种尺寸。是由较小的圆形球体组成的圆形簇。「匾额」类似成堆的盘子、线或蜂巢。它们是 CI 的特征，在 CM 中没有发现。

磁铁矿源自硫化物的持续氧化：名义上是硫铁矿（化学计量的FeS），但实际上是磁黄铁矿（Fe(1-x)S），其中有镍黄铁矿、黄铁矿及其镍替代物等。然后镍、铬和其他合金元素脱落作为微小颗粒。

硫化合物
磁黄铁矿、镍黄铁矿、硫铁矿和立方铁矿等铁硫化物确实存在，但Mg/Si 比为 1.07 相当高。只有 CV 球粒陨石的镁含量较高。 0.057 的 Ca/Si 比是所有碳质球粒陨石中最低的。至于氧同位素，CI 球粒陨石在碳质球粒陨石中具有最高的 δ17O 和 δ18O 值，比率 17/18 与地面值进行比较（在“TFL”，地面分数在线）。

含水层状硅酸盐基质含有完整的矿物颗粒，例如橄榄石/辉石、碳酸盐、硫酸盐、硫化物和磁铁矿。 CI-球粒陨石含有以下矿物质：

橄榄石（镁橄榄石和铁橄榄石 Fa10 – 20）。
单斜辉石。
斜方辉石。
所有这些铁镁硅酸盐都是在高温下结晶的微小、等维、特质的颗粒。
磁铁矿。 以草莓状、球晶和片状存在。
磁黄铁矿。
立方石。 与磁黄铁矿共生。
镍黄铁矿。
硫铁矿。
含水、富含黏土的层状硅酸盐，如蒙脱石和蛇纹石矿物。
当水蚀变矿物发生时：
球霰石。
碳酸盐。
硫酸盐。
碳质矿物包括：
石墨。
金刚石（微观）。
氨基酸。
多环芳烃。
铁镁矿物是孤立的，没有任何改变的迹象。

物理参数
由于其高孔隙率，CI 球粒陨石的密度仅为 2.2 g/cm3。

CI球粒陨石和密切相关的CM球粒陨石富含挥发性物质，特别是在水中。 据推测，它们最初形成于小行星带外层，距离超过 4 个天文单位 - 原因是所谓的雪线位于此距离，代表温度为 160 K。在这些条件下，任何存在的水都会凝结冰，因此被保存。 CI 球粒陨石与太阳系外冰冷卫星的相似性也支持了这一点。 此外，似乎与彗星有连结：与彗星一样，CI 球粒陨石也吸积硅酸盐、冰和其他挥发物，以及有机化合物（例如：哈雷彗星）。

CI陨石很少见，但CI材料却广泛存在。使问题变得复杂的是，碳和混合有机物往往是不透明的，并且在材料光谱中占主导地位。 然而，它们在地球上普通望远镜可到达的波段内具有平坦、无特征的光谱，这使得它们难以识别。

以微陨石/行星际尘埃形式到达地球的物质数量比宏观天体多一个数量级（近两个数量级）。由于正面面积随尺寸的平方下降，而体积随尺寸的立方下降，两个相同材料（以及密度）的物体在进入大气层时，较大的物体会比较小的物体受到更多的加热和压力。 尘埃颗粒和一定程度上的微陨石克服了脆弱性过滤器，阻止了更多 CI 球粒陨石的回收。 一定尺寸的粒子也受益于坡印廷-罗伯逊效应，导致它们以较慢的相对速度遇到地球。

微陨石/尘埃颗粒多种多样。 它们通常与 CM 类似，但也包括 CR和 CI 类似。一个尘埃粒子，在太阳系的年龄中存活下来，将具有准 CI 丰度。 此类含水灰尘颗粒类似 CI 材料。有些未经母体处理，其丰度甚至更接近原太阳体。其中包括更高的挥发物，例如 UCAMM（超碳质南极微陨石）。

谷神星
谷神星被假设为 CI 母体。

有证据显示彗星不是 CI 球粒陨石母体。

CI 球粒陨石是彗星样本的可能性仍在假设中。

塔吉什湖_（陨石）
2000年，育空地区塔吉什湖发生了一次坠落事故。 该陨石不包含在 CI 球粒陨石中，因为它包含球粒。 它被指定为 C2-未分组 (ung)。

从岩石学角度来看，这块陨石「毫无疑问」是 2 型陨石。化学丰度与 CM“非常相似”，“明显高于 CI 球粒陨石”水平。尽管碳和氮同位素更接近 CI，但主导的氧同位素并不类似 CI。 塔吉什湖富含 17O，但缺乏 18O，使其更接近 CM 陨石，并与 CM-CO 族在 CCAM（碳质球粒陨石无水矿物混合）线上。

中国陨石论坛站长雷克斯编辑整理

 

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