1.6.4.1 IIE Iron Meteorite Silicates
De IIE iron meteorite groep bevat 18 leden, waarvan er 11 silicaat insluitsels zouden bevatten (Grady, 2000). Deze insluitsels, beschreven voor slechts acht IIE ijzers, zijn van zeer verschillende types, van chondritische silicaten tot uitgebluste mafische smeltingen tot centimeters grote enkele kristallen van alkaliveldspaat. Vanwege de grote verscheidenheid aan insluitsels, waaronder primitieve en sterk geëvolueerde samenstellingen, worden ze hier beschouwd als ongecategoriseerde achondrieten. De silicaat insluitsels worden voor de bespreking in drie groepen verdeeld – chondritisch, mafisch, en silicisch.
Petrologische en samenstellingsinformatie over IIE ijzersilicaten werd ontleend aan Bence en Burnett (1969), Bild en Wasson (1977), Bogard et al. (2000), Bunch en Olsen (1968), Bunch et al. (1970), Casanova et al. (1995), Ebihara et al. (1997), Ikeda en Prinz (1996), Ikeda et al. (1997), Olsen en Jarosewich (1970, 1971), Olsen et al. (1994), Osadchii et al. (1981), en Prinz et al. (1983b).
Chondritische insluitsels worden gevonden in Netschaëvo en Techado. Ze bevatten olivijn, orthopyroxeen, diopside, sodische plagioklaas, fosfaten, FeNi-metaal, en troiliet, en relict chondrules zijn aanwezig in Netschaëvo. De minerale samenstellingen verschillen tussen Netschaëvo en Techado; olivijnen hebben mg#’s van 85.9 en 83.6, orthopyroxenen zijn Wo1.4Fs13.6 en Wo1.6Fs15.3, en plagioklaas is Ab81.8Or4.3 en Ab78.9Or6.0. De enige silicaatinsluiting die in Watson is geïdentificeerd, is ook ruwweg chondritisch in bulksamenstelling. Het bevat olivijn (mg# 79.4), orthopyroxeen (Wo3.8Fs17.6), calcische pyroxeen (Wo41.1Fs9.0), antiperthitische alkaliveldspaat met kaliveldspaatlamellen (Ab57.2Or41.4) in een albiet gastheer (Ab92.6Or5.2), chromiet, troiliet, en metaal. De textuur van deze insluitsels is igneus – orthopyroxeenkristallen tot 1 mm groot omsluiten poikilitisch olivijnkristallen, met olivijn, calcische pyroxeen, plagioklaas en troiliet die interstitiaal aan orthopyroxeenkorrels voorkomen. Deze textuur lijkt enigszins op die van PAT 91501, een inslagsmelting van een L-chondriet (Mittlefehldt en Lindstrom, 2001).
Mafische insluitsels domineren de insluitseltypen in Weekeroo Station en Miles. Ze zijn samengesteld uit ~ 25% orthopyroxeen, 25% clinopyroxeen, en 50% veldspaat, maar de modi zijn variabel. De meeste insluitsels in Miles zijn grofkorrelige gabbro’s, maar er zijn ook enkele fijnkorrelige, cryptokristallijne insluitsels aanwezig. Weekeroo Station bevat grofkorrelige pyroxeen-plagioklaas insluitsels en insluitsels met grof pyroxeen gevat in fijnkorrelige stralende plagioklaas-tridymiet grondmassa. Orthopyroxeen in Weekeroo Station is Fs22, terwijl dat in Miles Fs19,9-23,2 is. Deze zijn rijker aan FeO dan die in de chondritische insluitsels. Zowel plagioklaas als alkaliveldspaat zijn aanwezig in Weekeroo Station en Miles.
Silicische insluitsels, veel voorkomend in Colomera, Kodaikanal en Elga, worden gedomineerd door glas of cryptokristallijn materiaal van plagioklaas-tridymiet samenstelling en clinopyroxeen in een verhouding van ~ 2:1. De silicische insluitsels hebben texturen die variëren van uitstralende, fijnkorrelige intergrownten van plagioklaas en tridymiet tot glasachtige insluitsels. De minerale samenstellingen binnen deze groep zijn wat meer divers. Olivijn heeft een mg# van 78 in Elga en 79 in Kodaikanal, orthopyroxeen is Wo2Fs22 in Colomera en Wo3Fs16 in Elga en Kodaikanal, terwijl clinopyroxeen meer variabel is, met Wo40.5-46.4 Fs8.6-14.0 in Colomera, Wo40.7-44.4Fs8.6-11.6 in Elga, en Wo37.1-42.5Fs7.8-10.3 in Kodaikanal. Elga bevat ook orthopyroxeen met een zeer laag calciumgehalte, Wo0.4Fs14.8 (Osadchii et al., 1981). Colomera en Kodaikanal bevatten zowel plagioklaas als kaliveldspaat, terwijl Elga alkaliveldspaat bevat dat een scala van samenstellingen vertoont.
Er zijn maar weinig uitgebreide analyses van de bulksamenstelling beschikbaar voor silicaatinsluitsels uit IIE-ijzers, en veel daarvan zijn van kleine monsters. Netschaëvo silicaten hebben magnesium-genormaliseerde abundanties van vuurvaste, matig vluchtige, en vluchtige lithofiele elementen binnen de bereiken van gewone chondrieten. De nikkel-genormaliseerde abundanties van vuurvaste en matig vluchtige siderofiele elementen zijn ook vergelijkbaar met die van gewone chondrieten. De silicaten hebben echter siderofiele/Mg verhoudingen van (1,9-2,2) × CI chondrieten. De silicaatinsluiting in Watson heeft CI-genormaliseerde element/Mg-verhoudingen van ~ 0,86 voor de meeste vuurvaste en matig vluchtige lithofiele elementen (figuur 2). Siderofiele elementen in Watson zijn verarmd, en vertonen een toenemende abundantie met toenemende vluchtigheid (Olsen et al., 1994): Os/Mg = 0,028 × CI en Sb/Mg = 0,066 × CI.
Een composiet van 12 insluitsels uit Weekeroo Station is in grote lijnen mafisch van samenstelling – verarmd in MgO en verrijkt in SiO2, Al2O3, en CaO vergeleken met de chondritische insluitsels in Netschaëvo en Watson. Het is kwarts normatief en tridymiet wordt waargenomen in de insluitsels (Olsen en Jarosewich, 1970). Zes gabbroische en drie cryptokristallijne insluitsels uit Miles vertonen een aanzienlijke overlap in de samenstelling van magnesium, aluminium en calcium tussen de twee typen, maar de geanalyseerde massa’s waren klein, van 5,6 tot 60,4 mg.De compatibele en incompatibele lithofiele sporenelementen zijn ook nogal variabel, maar ze vertonen over het algemeen gefractioneerde lithofiele element abundanties. De plagiofiele elementen (natrium, aluminium en kalium) en de niet-compatibele elementen (titaan en hafnium) zijn verrijkt, terwijl magnesium verarmd is ten opzichte van CI-chondrieten. De REE-abundanties zijn over het algemeen hoger dan de CI-waarden, hoewel sommige van de cryptokristallijne clasten LREE-depleties hebben. De cryptokristallijne clasten zijn extremer gefractioneerd (Ebihara et al., 1997). Hoewel ze duidelijk niet chondritisch van samenstelling zijn, zijn deze clasten ook niet duidelijk partiële smeltingen van een chondritische bron (Ebihara et al., 1997). Vanwege de heterogeniteit van het monster is het mogelijk dat de geanalyseerde clasten niet representatief zijn voor het grootste deel van het silicaatmateriaal.
De IIE-ijzersilicaat insluitsels zijn ongebruikelijk onder meteorieten in die zin dat zij een range van vormingsleeftijden lijken te hebben. Bogard et al. (2000) gaven een overzicht van de bestaande radiometrische ouderdomsgegevens van IIE-ijzersilicaat insluitsels. Colomera, Miles, Techado, en Weekeroo Station hebben Ar-Ar en/of Rb-Sr ouderdommen > 4.3 Ga, terwijl Kodaikanal, Netschaëvo, en Watson Ar-Ar, Rb-Sr, en/of Pb-Pb ouderdommen van ~ 3.7 Ga hebben. Weekeroo Station heeft een I-Xe formatie ouderdom van 4,555 Ga (Niemeyer, 1980), geijkt aan de Bjurböle absolute ouderdom bepaald door Brazzle et al. (1999), die ouder is dan Rb-Sr isochron ouderdommen (Burnett and Wasserburg, 1967a; Evensen et al., 1979). De wolfraam-isotopische samenstellingen van metaal en silicaat in Watson zijn verschillend, wat erop wijst dat deze fasen niet equilibreerden (Snyder et al., 1998). Burnett en Wasserburg (1967b) stelden dat de relatief lage initiële 87Sr/86Sr verhouding van Kodaikanal voor zijn zeer hoge Rb/Sr niet compatibel is met eenvoudige metamorfe reequilibratie, en Rb/Sr fractionering vereist bij ~ 3,7 Ga.
Bogard et al. (2000) hebben modellen voor de vorming van IIE-ijzers herzien. De twee belangrijkste modellen zijn: (1) IIE-ijzers werden gevormd door endogene stollingsprocessen (bijv. Casanova et al., 1995) of (2) exogene, door inslagen aangedreven processen (bijv. Wasson en Wang, 1986). De fijnkorrelige textuur van sommige insluitsels pleit voor het omsmelten door schokken (Bogard et al., 2000; Osadchii et al., 1981), maar het is niet duidelijk of deze insluitsels door dit proces gevormd werden, in tegenstelling tot insluitsels die gewoon omgesmolten werden. Jonge ouderdommen voor sommige IIE-ijzers pleiten ook voor een inslagproces, omdat de interne verhitting van asteroïden al lang dood was in 3,8 Ga. Burnett en Wasserburg (1967b) toonden aan dat Rb-Sr fractionering 3.8 Ga plaatsvond in de Kodaikanal insluitsels, en deze leeftijd komt niet overeen met een eenvoudige metamorfe reequilibratie gebeurtenis. Kodaikanal zou echter een speciaal geval kunnen zijn waarin de inslag resulteerde in grondige hersmelting en chemische fractionering, terwijl andere IIE ijzers eenvoudigweg in mindere mate schokverhit werden. In dit geval zou de oorspronkelijke vorming van de silicaten door endogene processen ~ 4,56 Ga kunnen zijn geweest. De heterogeniteit van de textuur, de kleine afmetingen van veel insluitsels en het gebrek aan gedetailleerde studies van veel IIE ijzers belemmeren een duidelijk begrip van de vorming van de silicaten.