1.6.4.1 IIE jernmeteorit Silikater
IIE jernmeteoritgruppen indeholder 18 medlemmer, hvoraf 11 er rapporteret til at indeholde silikatindeslutninger (Grady, 2000). Disse indeslutninger, der kun er beskrevet for otte IIE jernmeteoritter, er af vidt forskellige typer, fra chondritiske silikater til slukkede mafiske smelter til centimeterstore enkeltkrystaller af alkali-feltspat. På grund af det brede spektrum af inklusionstyper, herunder primitive og højt udviklede sammensætninger, betragtes de her som ukategoriserede achondritter. Silikatindeslutningerne er med henblik på diskussionen inddelt i tre grupper – chondritiske, mafiske og siliktiske.
Petrologiske og sammensætningsmæssige oplysninger om IIE-jernsilikater er hentet fra Bence og Burnett (1969), Bild og Wasson (1977), Bogard et al. (2000), Bunch og Olsen (1968), Bunch et al. (1970), Casanova et al. (1995), Ebihara et al. (1997), Ikeda og Prinz (1996), Ikeda et al. (1997), Olsen og Jarosewich (1970, 1971), Olsen et al. (1994), Osadchii et al. (1981), og Prinz et al. (1983b).
Chondritiske inklusioner er fundet i Netschaëvo og Techado. De indeholder olivin, ortopyroxen, diopsid, sodisk plagioklas, fosfater, FeNi metal og troilit, og relikter af chondruller er til stede i Netschaëvo. Mineralsammensætningen er forskellig mellem Netschaëvo og Techado; oliviner har mg#’er på 85,9 og 83,6, ortopyroxener er Wo1,4Fs13,6 og Wo1,6Fs15,3, og plagioklaser er Ab81,8Or4,3 og Ab78,9Or6,0. Den enkelte silikatindeslutning, der er identificeret i Watson, er også nogenlunde chondritisk i bulk-sammensætning. Den indeholder olivin (mg# 79,4), ortopyroxen (Wo3,8Fs17,6), kalkpyroxen (Wo41,1Fs9,0), antiperthitisk alkalfeltspat med kaliumfeltspatlameller (Ab57,2Or41,4) i en albitvært (Ab92,6Or5,2), chromit, troilit og metal. Teksturen af denne inklusion er magmatisk – ortopyroxenkrystaller på op til 1 mm i størrelse omslutter poikilitisk olivin-krystaller, med olivin, kalkpyroxen, plagioklas og troilit, der forekommer interstitielt i forhold til ortopyroxenkorn. Denne tekstur ligner i nogen grad den, der findes i PAT 91501, en impact-melt af en L-chondrit (Mittlefehldt og Lindstrom, 2001).
Mafiske inklusioner dominerer inklusionstyperne i Weekeroo Station og Miles. De består af ~ 25% ortopyroxen, 25% clinopyroxen og 50% feldspat, men modi er variable. De fleste af inklusionerne i Miles er grovkornede gabbros, men nogle finkornede, kryptokrystallinske inklusioner er også til stede. Weekeroo Station indeholder grovkornede pyroxen-plagioklas-indeslutninger og indeslutninger med grov pyroxen indeholdt i finkornet udstrålende plagioklas-tridymitgrundmasse. Orthopyroxen i Weekeroo Station er Fs22, mens den i Miles er Fs19,9-23,2. Disse er mere FeO-rige end dem i de chondritiske inklusioner. Både plagioklas og alkalfeltspat er til stede i Weekeroo Station og Miles.
Silikoneindeslutninger, der er almindelige i Colomera, Kodaikanal og Elga, er domineret af glas eller kryptokrystallinsk materiale af plagioklas-tridymitsammensætning og clinopyroxen i et forhold på ~ 2:1. De kiselholdige indeslutninger har teksturer, der varierer fra strålende, finkornede indvækster af plagioklas og tridymit til glasagtige indeslutninger. Mineralsammensætningen inden for denne gruppe er noget mere forskelligartet. Olivin har en mg# på 78 i Elga og 79 i Kodaikanal, ortoproxen er Wo2Fs22 i Colomera og Wo3Fs16 i Elga og Kodaikanal, mens klinopyroxen er mere variabel, med Wo40,5-46,4 Fs8,6-14,0 i Colomera, Wo40,7-44,4Fs8,6-11,6 i Elga og Wo37,1-42,5Fs7,8-10,3 i Kodaikanal. Elga indeholder også ortopyroxen med meget lavt calciumindhold, Wo0,4Fs14,8 (Osadchii et al., 1981). Colomera og Kodaikanal indeholder både plagioklas og kalium-feldspat, mens Elga indeholder alkali-feldspat, der udviser en række sammensætninger.
Få omfattende bulk-sammensætningsanalyser er tilgængelige for silikatindeslutninger fra IIE-jern, og mange af dem er af små prøver. Netschaëvo-silikater har magnesium-normaliserede forekomster af ildfaste, moderat flygtige og flygtige lithofile grundstoffer inden for områderne for almindelige chondritter. De nikkelnormaliserede forekomster af ildfaste og moderat flygtige siderofile grundstoffer svarer også til dem i almindelige chondritter. Silikaterne har dog et siderofilt/Mg-forhold på (1,9-2,2) × CI-kondritter. Silikatindeslutningen i Watson har CI-normaliserede element/Mg-forhold på ~ 0,86 for de fleste refraktære og moderat flygtige lithofile elementer (figur 2). Siderofile grundstoffer i Watson er udtømt, og viser stigende overflod med stigende flygtighed (Olsen et al., 1994): Os/Mg = 0,028 × CI og Sb/Mg = 0,066 × CI.
En sammensætning af 12 inklusioner fra Weekeroo Station er bredt mafisk i sammensætningen – forarmet i MgO og beriget i SiO2, Al2O3 og CaO sammenlignet med de chondritiske inklusioner i Netschaëvo og Watson. Den er kvartsnormativ, og tridymit er observeret i inklusionerne (Olsen og Jarosewich, 1970). Seks gabbroiske og tre kryptokrystallinske inklusioner fra Miles viser et betydeligt kompositorisk overlap i magnesium, aluminium og calcium mellem de to typer, men de analyserede masser var små, fra 5,6 til 60,4 mg. de kompatible og inkompatible lithofile sporstoffer er også ret variable, men de viser generelt fraktionerede lithofile elementhyppigheder. De plagiofile grundstoffer (natrium, aluminium og kalium) og de inkompatible grundstoffer (titan og hafnium) er beriget, mens magnesium er forarmet i forhold til CI-chondriterne. REE-forekomsterne er generelt forhøjede i forhold til CI-værdierne, selv om nogle af de kryptokrystallinske klumper har LREE-udtyndinger. De kryptokrystallinske klumper er mere ekstremt fraktionerede (Ebihara et al., 1997). Selv om de tydeligvis ikke er chondritiske i deres sammensætning, er disse klumper heller ikke tydeligvis delvise smelteprodukter fra en chondritisk kilde (Ebihara et al., 1997). På grund af prøvens heterogenitet er de analyserede clasts muligvis ikke repræsentative for hovedparten af silikatmaterialet.
De IIE-jernsilikatindeslutninger er usædvanlige blandt meteoritter, idet de synes at have en række forskellige dannelsesaldre. Bogard et al. (2000) opsummerede de eksisterende radiometriske aldersdata om IIE-jernsilikatindeslutninger. Colomera, Miles, Techado og Weekeroo Station har Ar-Ar- og/eller Rb-Sr-alder > 4,3 Ga, mens Kodaikanal, Netschaëvo og Watson har Ar-Ar-, Rb-Sr- og/eller Pb-Pb-alder på ~ 3,7 Ga. Weekeroo Station har en I-Xe-dannelsesalder på 4,555 Ga (Niemeyer, 1980), kalibreret til den absolutte Bjurböle-alder bestemt af Brazzle et al. (1999), som er ældre end Rb-Sr isochron-alderen (Burnett og Wasserburg, 1967a; Evensen et al., 1979). Wolfram-isotop-sammensætningerne af metal og silikat i Watson er forskellige, hvilket indikerer, at disse faser ikke var ligevægtige (Snyder et al., 1998). Burnett og Wasserburg (1967b) argumenterede, at det relativt lave oprindelige 87Sr/86Sr-forhold i Kodaikanal for dets meget høje Rb/Sr ikke er foreneligt med simpel metamorfisk reequilibrering, og kræver Rb/Sr-fraktionering ved ~ 3,7 Ga.
Bogard et al. (2000) gennemgik modeller for dannelsen af IIE-jern. De to hovedmodeller er: (1) IIE-jern blev dannet af endogene magmatiske processer (f.eks. Casanova et al., 1995) eller (2) eksogene, nedslagsdrevne processer (f.eks. Wasson og Wang, 1986). De finkornede teksturer i nogle inklusioner taler for chokomsmeltning (Bogard et al., 2000; Osadchii et al., 1981), men det er ikke klart, at disse inklusioner blev dannet ved denne proces, i modsætning til blot at blive omsmeltet. Unge aldre for nogle IIE-jernsorter taler også til fordel for en stødproces, da intern opvarmning af asteroider for længst var død ved 3,8 Ga. Burnett og Wasserburg (1967b) viste, at Rb-Sr-fraktionering fandt sted 3,8 Ga i Kodaikanal-indslutningerne, og denne alder svarer ikke til en simpel metamorfisk reequilibreringsbegivenhed. Kodaikanal kunne imidlertid være et særligt tilfælde, hvor nedslaget resulterede i en grundig omsmeltning og kemisk fraktionering, mens andre IIE-jernmaterialer blot blev chokopvarmet i mindre grad. I dette tilfælde kunne den oprindelige dannelse af silikaterne have været ved endogene processer ~ 4,56 Ga. Den teksturelle heterogenitet, den lille størrelse af mange inklusioner og manglen på detaljerede undersøgelser af mange IIE-jern vanskeliggør en klar forståelse af dannelsen af silikaterne.