來(lái)源：中科院之聲
球粒隕石，太陽(yáng)系早期的固態(tài)物質(zhì)吸積而成的“沉積巖”，因含有大量的球形硅酸鹽小球（即球粒）而得名。大部分球粒隕石都被吸積進(jìn)入行星，被核幔分異和巖漿作用改造，最終形成太陽(yáng)系的八大行星和無(wú)數(shù)個(gè)分異的小行星。
少部分球粒隕石得以幸免，散落于火星與木星之間的小行星帶。部分軌道不穩(wěn)定的球粒隕石碎塊最終飛向地球，降落后被目擊者撿到收集，或者多年后被科考隊(duì)或某位幸運(yùn)者收集。
球粒隕石是人類研究太陽(yáng)系早期演化和生命起源的寶貴鑰匙，對(duì)探索太陽(yáng)系如何從氣態(tài)分子云形態(tài)演變成如今的格局具有重大的意義。
巖石學(xué)上，球粒隕石由難熔包體、鐵鎂質(zhì)球粒、鐵鎳金屬、硫化物和細(xì)粒基質(zhì)（圖1）等幾個(gè)部分組成。其中難熔包體是太陽(yáng)系伊始高溫氣體冷卻過(guò)程中氣-固凝聚的礦物集合體，或者是凝聚集合體再次熔融結(jié)晶的產(chǎn)物。
圖1 CR碳質(zhì)球粒隕石元素分布組合圖（鈣-綠色；鎂-紅色；鋁-藍(lán)色）（Krot， 2013）
難熔包體是太陽(yáng)系最古老的物質(zhì)（4567 Ma，百萬(wàn)年），被認(rèn)為形成于原始太陽(yáng)附近（ 0.1 AU， AU即天文單位，約等于地球到太陽(yáng)的距離），具有與太陽(yáng)類似的氧同位素組成（Δ17O=-23‰到-28‰；圖2）。
圖2球粒隕石高溫物質(zhì)（難熔包體和鐵鎂質(zhì)球粒）及太陽(yáng)的氧同位素組成分布圖
而鐵鎂質(zhì)球粒是松散的礦物集合體（硅酸鹽、金屬、硫化物、氧化物、碳和上一世代的球粒碎塊等）經(jīng)歷瞬間升溫和快速冷卻形成，時(shí)間較難熔包體晚2-5 Ma，形成區(qū)域距離原始太陽(yáng)1-10 AU （圖3），氧同位素組成顯著虧損16O（Δ17O=-10‰到0‰；圖2）。
圖3 原始行星盤結(jié)構(gòu)示意圖（修改自Scott， 2007）
難熔包體和鐵鎂質(zhì)球粒的形成事件看似相互獨(dú)立，但是存在著某種不明的聯(lián)系。富鋁球粒（Al2O3 10 wt%）是球粒隕石的罕見(jiàn)組分，其礦物組合和巖石結(jié)構(gòu)類似于鐵鎂質(zhì)球粒，但是其礦物成分富集Al2O3，偶爾出現(xiàn)難熔包體來(lái)源的殘余礦物和難熔包體特有的稀土元素（REE）配分模式。
因此，富鋁球粒是連接兩者的橋梁，是探索它們成因聯(lián)系的突破點(diǎn)。
日前，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所張明明博士及合作導(dǎo)師林楊挺研究員對(duì)CV碳質(zhì)球粒隕石中的13塊富鋁球粒開(kāi)展了巖石學(xué)、礦物化學(xué)、全巖主微量元素以及原位氧同位素研究，證實(shí)了富鋁球粒的初始物質(zhì)是難熔包體和鐵鎂質(zhì)球粒初始物質(zhì)的混合。
圖4CV碳質(zhì)球粒隕石中富鋁球粒的稀土元素配分圖（A）及其礦物的氧同位素組成分布圖（B）
更重要是，科研人員研究發(fā)現(xiàn)了四種難熔包體特有的REE配分模式（I型、II型和類II型、III型）（圖4A）和三種難熔包體來(lái)源的殘余礦物（橄欖石、尖晶石和透輝石），顯著豐富了混入富鋁球粒初始物質(zhì)中的難熔包體種類的多樣性。此外，富鋁球粒結(jié)晶礦物的氧同位素組成與鐵鎂質(zhì)球粒相同（Δ17O~-5‰，圖4B），指示兩者在相同區(qū)域熔融。
該發(fā)現(xiàn)表明，各類型難熔包體在靠近原始太陽(yáng)的位置形成之后，在磁盤風(fēng)等的作用下被搬運(yùn)到鐵鎂質(zhì)球粒的形成區(qū)（圖3），并與其初始物質(zhì)隨機(jī)混合，然后加熱熔融形成富鋁球粒。由于難熔包體和鐵鎂質(zhì)球粒的形成時(shí)間相差2-5 Ma，因此難熔包體在形成之后即被保存在動(dòng)蕩的原始行星盤中。
本研究的結(jié)論支持各類型的難熔包體被集中保存在某一區(qū)域，然后一起加入到球粒隕石形成區(qū)，而不是“流水線”式的連續(xù)加入。
成果發(fā)表于期刊Geochimica et Cosmochimica Acta（Zhang M， Lin Y*， Tang G， et al。Origin of Al-rich chondrules in CV chondrites： Incorporation of diverse refractorycomponents into the ferromagnesian chondrule-forming region[J]。 Geochimica etCosmochimica Acta。 DOI： 10.1016/j.gca.2019.12.011）。
