常见的难熔包体矿物学特征分析

张思远

（西北大学，陕西 西安 710000）

1 难熔包体的组成和分类

根据CAIs的结构特点及组成矿物，主要将CAIs划分为四个类型：Type A；Type B；Type C；其他类型。

图1 难熔包体的组成内部组成图

Type A型是绒毛状或紧密状的CAIs，主要矿物是黄长石及尖晶石，其他的副矿物呈颗粒状分布在黄长石或尖晶石中。一般情况下，Type A型CAIs都具有圈层结构，最外层通常是辉石边，有的在辉石边外围(或者层间)还分布有斜长石层或不连续的橄榄石层。

Type B型CAIs主体矿物是尖晶石及富钙辉石，次要矿物有黄长石、钙钛矿、钛铁矿和橄榄石等。包体主要由尖晶石核和富Ca辉石边构成。钙钛矿与钛铁矿包裹于尖晶石中，而黄长石和少量次生矿物（霞石、方钠石）等分布在尖晶石核与富Ca辉石边之间。部分包体在富Ca辉石边之外还有一层橄榄石边。如张爱铖（2013）在未分组的矿物DaG 978中发现有这种类型的CAIs。如图1，CAIs核部富含尖晶石，周围环绕着均匀的透辉石边有的富钙铝包体周围有不连续的富Fe橄榄石边，有些富Fe橄榄石颗粒中包含有小的富Al结核和铁镍金属。尖晶石与透辉石之间的界限不是很清晰，边界上有些小的尖晶石颗粒分布在透辉石边中。

Type C型CAIs区别与Type A，B型CAIs的最主要特征是贫黄长石，主要是富辉石和斜长石矿物，以及细粒的尖晶石矿物。

其他类型的CAIs数量比较少，一般都是特征矿物占主体地位，其他常见的CAIs矿物作为副矿物或者矿物颗粒出现，特征矿物一般有刚玉、黑铝钙石、钙铝榴石等。

除了上述分类方式外，目前有的学者还会按照富钙-铝包体中的主体矿物或矿物颗粒的大小来进行区分。在难熔包体矿物研究中，CAIs类型的分布如下：

CO:富黄长石CAIs，富尖晶石-辉石CAIs及富黑铝钙石-铁尖晶石CAIs。

CV:粗粒及细粒CAIs，但直径一般都比较大。

CM：细粒富尖晶石CAIs及富黑铝钙石CAIs。

CH/CB：粒径较小，难熔矿物主要有黑铝钙石、黄长石、尖晶石。

CR:富黄长石CAIs，富尖晶石-辉石CAIs。

除了富钙-铝包体（CAIs）以外，蠕虫状橄榄石集合体（AOAs）也是碳质球粒陨石中重要的难熔组分。AOAs首先是Grossman和steele（1976）在CV矿物Allende中被发现的，并且之后的研究认为它在大多数的矿石中也是一种比较常见的难熔包体类型（Grossman and steele 1976;Krot et al.2004a,b;Rubin 2013）。AOAs的主要矿物成分是橄榄石，除橄榄石之外就是一些难熔矿物，比较典型的包括有尖晶石、透辉石、钙钛矿等。

2 常见的难熔包体的形成过程

富钙-铝包体是已知的在早期太阳星云中形成的最古老的物质，因此，CAIs的矿物学、地球化学及同位素组成是了解太阳星云最早的尘埃形成环境的珍贵资源。到目前为止，一些常见的CAIs类型已经有了为大众所接受的形成过程模式。

富黄长石包体是CAIs中比较常见的一种类型，主要矿物有黄长石及透辉石。其中的黄长石是星云气体中的组分冷凝形成，随着温度逐渐降低，黄长石的组分由钙铝黄长石质向镁黄长石质迁移；一部分钙钛矿，尖晶石及黄长石经过反应形成富铝-钛的透辉石；最外层的透辉石是由黄长石与气态的镁以及氧化硅反应形成的（Yoneda and Grossman,1995）。

富尖晶石包体也是比较常见的一种难熔包体类型，其主要矿物是尖晶石及少量的黄长石或者钙钛矿等副矿物。这个类型的包体是星云气体在均一条件下冷凝形成其核心，核内的难熔矿物随后与星云气体发生动态反应，在边缘产生复杂的细颗粒共生层(Han and Brearely,2016)。

富黑铝钙石包体是特殊类型包体中比较常见的一种，其主要矿物有黑铝钙石，尖晶石，及透辉石，有的还含有少量的钙钛矿。通常这几种矿物的结晶顺序是：黑铝钙石～（钙钛矿）～尖晶石～透辉石。富黑铝钙石包体中一般不会有钙长石这种副矿物，因为当形成环境的温度达到钙长石冷凝温度时，包体与星云气体不在保持接触关系（Ebel,2006）。

除上述几种包体之外，还有一些火成结构的难熔包体。它们通常是在冷凝形成主要矿物之后再经过一次熔融事件，一般尖晶石的结晶时间会早于黄长石，黄长石的形成与富黄长石包体类似，随着温度的降低，由钙铝黄长石质向镁黄长石质逐渐偏移(Stolper,1982)。

3 结论

本文结合前人对难熔包体的特征的研究，分类及形成做了相关描述。

（1）除上述分类方法以外，常见的方式是按照CAIs的主要矿物组成来命名各个不同的CAI，如富黄长石包体，富尖晶石包体等。

（2）常见的CAIs中，富黄长石包体、富尖晶石包体及富黑铝钙石包体主要通过冷凝过程和冷凝之后难熔组分与星云气体反应的过程形成的，而火成结构的CAIs则是在冷凝之后重新经历了一次熔融时间，再结晶形成的。