1.6.4.1 Silicatos del meteorito de hierro del IIE
El grupo de meteoritos de hierro del IIE contiene 18 miembros, de los cuales 11 contienen inclusiones de silicatos (Grady, 2000). Estas inclusiones, descritas sólo para ocho hierros del IIE, son de tipos muy diferentes, desde silicatos condríticos hasta fundidos máficos apagados y cristales individuales de tamaño centimétrico de feldespato alcalino. Debido a la amplia gama de tipos de inclusión, incluyendo composiciones primitivas y altamente evolucionadas, se consideran aquí como acondritas no categorizadas. Las inclusiones de silicatos se dividen en tres grupos para su discusión – condríticas, máficas y silícicas.
La información petrológica y composicional sobre los silicatos de hierro de la IIE fue tomada de Bence y Burnett (1969), Bild y Wasson (1977), Bogard et al. (2000), Bunch y Olsen (1968), Bunch et al. (1970), Casanova et al. (1995), Ebihara et al. (1997), Ikeda y Prinz (1996), Ikeda et al. (1997), Olsen y Jarosewich (1970, 1971), Olsen et al. (1994), Osadchii et al. (1981), y Prinz et al. (1983b).
En Netschaëvo y Techado se encuentran inclusiones condríticas. Contienen olivino, ortopiroxeno, diópsido, plagioclasa sódica, fosfatos, metal FeNi y troilita, y en Netschaëvo hay condrillos relictos. Las composiciones minerales difieren entre Netschaëvo y Techado; los olivinos tienen mg# de 85,9 y 83,6, los ortopiroxenos son Wo1,4Fs13,6 y Wo1,6Fs15,3, y las plagioclasas son Ab81,8Or4,3 y Ab78,9Or6,0. La única inclusión de silicato identificada en Watson es también de composición aproximadamente condrítica. Contiene olivino (mg# 79.4), ortopiroxeno (Wo3.8Fs17.6), piroxeno cálcico (Wo41.1Fs9.0), feldespato alcalino antipertítico con láminas de feldespato potásico (Ab57.2Or41.4) en una albita (Ab92.6Or5.2), cromita, troilita y metal. La textura de esta inclusión es ígnea – cristales de ortopiroxeno de hasta 1 mm de tamaño encierran poiquilamente cristales de olivino, con olivino, piroxeno cálcico, plagioclasa, y troilita que ocurren intersticialmente a los granos de ortopiroxeno. Esta textura es algo similar a la del PAT 91501, un fundido por impacto de una condrita L (Mittlefehldt y Lindstrom, 2001).
Las inclusiones máficas dominan los tipos de inclusión en Weekeroo Station y Miles. Están compuestas por ~ 25% de ortopiroxeno, 25% de clinopiroxeno y 50% de feldespato, pero los modos son variables. La mayoría de las inclusiones en Miles son gabros de grano grueso, pero también están presentes algunas inclusiones criptocristalinas de grano fino. La estación Weekeroo contiene inclusiones de piroxeno-plagioclasa de grano grueso e inclusiones de piroxeno grueso contenidas en una masa base de plagioclasa-tridimita de grano fino. El ortopiroxeno en Weekeroo Station es Fs22, mientras que el de Miles es Fs19,9-23,2. Estos son más ricos en FeO que los de las inclusiones condríticas. Tanto la plagioclasa como el feldespato alcalino están presentes en Weekeroo Station y Miles.
Las inclusiones silícicas, comunes en Colomera, Kodaikanal y Elga, están dominadas por vidrio o material criptocristalino de composición plagioclasa-tridimita y clinopiroxeno en una proporción de ~ 2:1. Las inclusiones silícicas tienen texturas que varían desde intercrecimientos radiales de grano fino de plagioclasa y tridimita hasta inclusiones vítreas. Las composiciones minerales dentro de este grupo son algo más diversas. El olivino tiene un mg# de 78 en Elga y 79 en Kodaikanal, el ortopiroxeno es Wo2Fs22 en Colomera y Wo3Fs16 en Elga y Kodaikanal, mientras que el clinopiroxeno es más variable, con Wo40,5-46,4 Fs8,6-14,0 en Colomera, Wo40,7-44,4Fs8,6-11,6 en Elga, y Wo37,1-42,5Fs7,8-10,3 en Kodaikanal. Elga también contiene ortopiroxeno muy bajo en calcio, Wo0.4Fs14.8 (Osadchii et al., 1981). Colomera y Kodaikanal contienen tanto plagioclasa como feldespato potásico, mientras que Elga contiene feldespato alcalino que exhibe un rango de composiciones.
Se dispone de pocos análisis composicionales exhaustivos a granel para las inclusiones de silicatos de los hierros IIE, y muchos de ellos son de muestras pequeñas. Los silicatos de Netschaëvo tienen abundancias normalizadas de magnesio de elementos litófilos refractarios, moderadamente volátiles y volátiles dentro de los rangos de las condritas ordinarias. Las abundancias normalizadas de níquel de los elementos siderófilos refractarios y moderadamente volátiles son también similares a las de las condritas ordinarias. Sin embargo, los silicatos tienen relaciones siderófilas/Mg de (1,9-2,2) × condritas CI. La inclusión de silicatos en Watson tiene relaciones elemento/Mg normalizadas por CI de ~ 0,86 para la mayoría de los elementos litófilos refractarios y moderadamente volátiles (Figura 2). Los elementos siderófilos en Watson están agotados y muestran una abundancia creciente con el aumento de la volatilidad (Olsen et al., 1994): Os/Mg = 0,028 × CI y Sb/Mg = 0,066 × CI.
Un compuesto de 12 inclusiones de la estación Weekeroo es ampliamente máfico en su composición – agotado en MgO y enriquecido en SiO2, Al2O3 y CaO en comparación con las inclusiones condríticas de Netschaëvo y Watson. Es cuarzo normativo y se observa tridimita en las inclusiones (Olsen y Jarosewich, 1970). Seis inclusiones gabroicas y tres criptocristalinas de Miles muestran un considerable solapamiento composicional en magnesio, aluminio y calcio entre los dos tipos, pero las masas analizadas eran pequeñas, de 5,6 a 60,4 mg.Los oligoelementos litófilos compatibles e incompatibles son también bastante variables, pero generalmente muestran abundancias de elementos litófilos fraccionados. Los elementos plagiófilos (sodio, aluminio y potasio) y los incompatibles (titanio y hafnio) están enriquecidos, mientras que el magnesio está agotado en relación con las condritas CI. Las abundancias de REE son generalmente elevadas respecto a los valores de CI, aunque algunos de los clastos criptocristalinos presentan depleciones de LREE. Los clastos criptocristalinos están más extremadamente fraccionados (Ebihara et al., 1997). Aunque su composición no es claramente condrítica, estos clastos tampoco son obviamente fundidos parciales de una fuente condrítica (Ebihara et al., 1997). Debido a la heterogeneidad de la muestra, los clastos analizados pueden no ser representativos del grueso del material de silicato.
Las inclusiones de silicato de hierro del IIE son inusuales entre los meteoritos en el sentido de que parecen tener un rango de edades de formación. Bogard et al. (2000) resumieron los datos radiométricos existentes sobre las inclusiones de silicato de hierro del IIE. Colomera, Miles, Techado, y Weekeroo Station tienen edades Ar-Ar y/o Rb-Sr > 4.3 Ga, mientras que Kodaikanal, Netschaëvo, y Watson tienen edades Ar-Ar, Rb-Sr, y/o Pb-Pb de ~ 3.7 Ga. La estación de Weekeroo tiene una edad de formación I-Xe de 4,555 Ga (Niemeyer, 1980), calibrada con la edad absoluta de Bjurböle determinada por Brazzle et al. (1999), que es más antigua que las edades isócronas Rb-Sr (Burnett y Wasserburg, 1967a; Evensen et al., 1979). Las composiciones isotópicas del metal y del silicato en Watson son diferentes, lo que indica que estas fases no se equilibraron (Snyder et al., 1998). Burnett y Wasserburg (1967b) argumentaron que la relativamente baja relación inicial 87Sr/86Sr de Kodaikanal para su muy alto Rb/Sr no es compatible con un simple reequilibrio metamórfico, y requiere un fraccionamiento Rb/Sr a ~ 3,7 Ga.
Bogard et al. (2000) revisaron los modelos para la formación de los hierros IIE. Los dos modelos principales son: (1) los hierros IIE se formaron por procesos ígneos endógenos (por ejemplo, Casanova et al., 1995) o (2) procesos exógenos, impulsados por impactos (por ejemplo, Wasson y Wang, 1986). Las texturas de grano fino de algunas inclusiones abogan por la refundición por choque (Bogard et al., 2000; Osadchii et al., 1981), pero no está claro que estas inclusiones se formaran por este proceso, en lugar de ser simplemente refundidas. Las tempranas edades de algunos hierros del IIE también argumentan a favor de un proceso de impacto, ya que el calentamiento interno de los asteroides hacía tiempo que había muerto a los 3,8 Ga. Burnett y Wasserburg (1967b) mostraron que el fraccionamiento Rb-Sr se produjo a 3,8 Ga en las inclusiones de Kodaikanal, y esta edad no corresponde a un simple evento de reequilibrio metamórfico. Sin embargo, Kodaikanal podría ser un caso especial en el que el impacto provocó una refundición y un fraccionamiento químico exhaustivos, mientras que otros hierros de la IIE fueron simplemente calentados por choque en menor grado. En este caso, la formación original de los silicatos podría haber sido por procesos endógenos ~ 4,56 Ga. La heterogeneidad textural, el pequeño tamaño de muchas inclusiones y la escasez de estudios detallados de muchos hierros IIE dificultan la comprensión clara de la formación de los silicatos.