常見的難熔包體礦物學(xué)特征分析

張思遠(yuǎn)

（西北大學(xué)，陜西 西安 710000）

1 難熔包體的組成和分類

根據(jù)CAIs的結(jié)構(gòu)特點及組成礦物，主要將CAIs劃分為四個類型：Type A；Type B；Type C；其他類型。

圖1 難熔包體的組成內(nèi)部組成圖

Type A型是絨毛狀或緊密狀的CAIs，主要礦物是黃長石及尖晶石，其他的副礦物呈顆粒狀分布在黃長石或尖晶石中。一般情況下，Type A型CAIs都具有圈層結(jié)構(gòu)，最外層通常是輝石邊，有的在輝石邊外圍(或者層間)還分布有斜長石層或不連續(xù)的橄欖石層。

Type B型CAIs主體礦物是尖晶石及富鈣輝石，次要礦物有黃長石、鈣鈦礦、鈦鐵礦和橄欖石等。包體主要由尖晶石核和富Ca輝石邊構(gòu)成。鈣鈦礦與鈦鐵礦包裹于尖晶石中，而黃長石和少量次生礦物（霞石、方鈉石）等分布在尖晶石核與富Ca輝石邊之間。部分包體在富Ca輝石邊之外還有一層橄欖石邊。如張愛鋮（2013）在未分組的礦物DaG 978中發(fā)現(xiàn)有這種類型的CAIs。如圖1，CAIs核部富含尖晶石，周圍環(huán)繞著均勻的透輝石邊有的富鈣鋁包體周圍有不連續(xù)的富Fe橄欖石邊，有些富Fe橄欖石顆粒中包含有小的富Al結(jié)核和鐵鎳金屬。尖晶石與透輝石之間的界限不是很清晰，邊界上有些小的尖晶石顆粒分布在透輝石邊中。

Type C型CAIs區(qū)別與Type A，B型CAIs的最主要特征是貧黃長石，主要是富輝石和斜長石礦物，以及細(xì)粒的尖晶石礦物。

其他類型的CAIs數(shù)量比較少，一般都是特征礦物占主體地位，其他常見的CAIs礦物作為副礦物或者礦物顆粒出現(xiàn)，特征礦物一般有剛玉、黑鋁鈣石、鈣鋁榴石等。

除了上述分類方式外，目前有的學(xué)者還會按照富鈣-鋁包體中的主體礦物或礦物顆粒的大小來進(jìn)行區(qū)分。在難熔包體礦物研究中，CAIs類型的分布如下：

CO:富黃長石CAIs，富尖晶石-輝石CAIs及富黑鋁鈣石-鐵尖晶石CAIs。

CV:粗粒及細(xì)粒CAIs，但直徑一般都比較大。

CM：細(xì)粒富尖晶石CAIs及富黑鋁鈣石CAIs。

CH/CB：粒徑較小，難熔礦物主要有黑鋁鈣石、黃長石、尖晶石。

CR:富黃長石CAIs，富尖晶石-輝石CAIs。

除了富鈣-鋁包體（CAIs）以外，蠕蟲狀橄欖石集合體（AOAs）也是碳質(zhì)球粒隕石中重要的難熔組分。AOAs首先是Grossman和steele（1976）在CV礦物Allende中被發(fā)現(xiàn)的，并且之后的研究認(rèn)為它在大多數(shù)的礦石中也是一種比較常見的難熔包體類型（Grossman and steele 1976;Krot et al.2004a,b;Rubin 2013）。AOAs的主要礦物成分是橄欖石，除橄欖石之外就是一些難熔礦物，比較典型的包括有尖晶石、透輝石、鈣鈦礦等。

2 常見的難熔包體的形成過程

富鈣-鋁包體是已知的在早期太陽星云中形成的最古老的物質(zhì)，因此，CAIs的礦物學(xué)、地球化學(xué)及同位素組成是了解太陽星云最早的塵埃形成環(huán)境的珍貴資源。到目前為止，一些常見的CAIs類型已經(jīng)有了為大眾所接受的形成過程模式。

富黃長石包體是CAIs中比較常見的一種類型，主要礦物有黃長石及透輝石。其中的黃長石是星云氣體中的組分冷凝形成，隨著溫度逐漸降低，黃長石的組分由鈣鋁黃長石質(zhì)向鎂黃長石質(zhì)遷移；一部分鈣鈦礦，尖晶石及黃長石經(jīng)過反應(yīng)形成富鋁-鈦的透輝石；最外層的透輝石是由黃長石與氣態(tài)的鎂以及氧化硅反應(yīng)形成的（Yoneda and Grossman,1995）。

富尖晶石包體也是比較常見的一種難熔包體類型，其主要礦物是尖晶石及少量的黃長石或者鈣鈦礦等副礦物。這個類型的包體是星云氣體在均一條件下冷凝形成其核心，核內(nèi)的難熔礦物隨后與星云氣體發(fā)生動態(tài)反應(yīng)，在邊緣產(chǎn)生復(fù)雜的細(xì)顆粒共生層(Han and Brearely,2016)。

富黑鋁鈣石包體是特殊類型包體中比較常見的一種，其主要礦物有黑鋁鈣石，尖晶石，及透輝石，有的還含有少量的鈣鈦礦。通常這幾種礦物的結(jié)晶順序是：黑鋁鈣石～（鈣鈦礦）～尖晶石～透輝石。富黑鋁鈣石包體中一般不會有鈣長石這種副礦物，因為當(dāng)形成環(huán)境的溫度達(dá)到鈣長石冷凝溫度時，包體與星云氣體不在保持接觸關(guān)系（Ebel,2006）。

除上述幾種包體之外，還有一些火成結(jié)構(gòu)的難熔包體。它們通常是在冷凝形成主要礦物之后再經(jīng)過一次熔融事件，一般尖晶石的結(jié)晶時間會早于黃長石，黃長石的形成與富黃長石包體類似，隨著溫度的降低，由鈣鋁黃長石質(zhì)向鎂黃長石質(zhì)逐漸偏移(Stolper,1982)。

3 結(jié)論

本文結(jié)合前人對難熔包體的特征的研究，分類及形成做了相關(guān)描述。

（1）除上述分類方法以外，常見的方式是按照CAIs的主要礦物組成來命名各個不同的CAI，如富黃長石包體，富尖晶石包體等。

（2）常見的CAIs中，富黃長石包體、富尖晶石包體及富黑鋁鈣石包體主要通過冷凝過程和冷凝之后難熔組分與星云氣體反應(yīng)的過程形成的，而火成結(jié)構(gòu)的CAIs則是在冷凝之后重新經(jīng)歷了一次熔融時間，再結(jié)晶形成的。