1.6.4.1 Silicații din meteoritul de fier IIE
Grupul de meteoriți de fier IIE conține 18 membri, dintre care 11 au fost raportate ca conținând incluziuni de silicați (Grady, 2000). Aceste incluziuni, descrise numai pentru opt tipuri de fier IIE, sunt de tipuri foarte diferite, de la silicați condritici la topituri mafice stinse și până la cristale unice de feldspat alcalin de dimensiuni centimetrice. Din cauza gamei largi de tipuri de incluziuni, inclusiv compoziții primitive și foarte evoluate, acestea sunt considerate aici ca fiind acondrite necategorizate. Incluziunile de silicați sunt împărțite în trei grupe pentru discuție – condritice, mafice și silicatice.
Informațiile petrologice și compoziționale despre silicații de fier IIE au fost preluate din Bence și Burnett (1969), Bild și Wasson (1977), Bogard et al. (2000), Bunch și Olsen (1968), Bunch et al. (1970), Casanova et al. (1995), Ebihara et al. (1997), Ikeda și Prinz (1996), Ikeda et al. (1997), Olsen și Jarosewich (1970, 1971), Olsen et al. (1994), Osadchii et al. (1981), și Prinz et al. (1983b).
Incluziuni condritice se găsesc în Netschaëvo și Techado. Acestea conțin olivină, ortopiroxen, diopside, plagioclase sodice, fosfați, metal FeNi și troilit, iar în Netschaëvo sunt prezente condruli relicte. Compozițiile minerale diferă între Netschaëvo și Techado; olivinele au mg# de 85,9 și 83,6, ortopiroxenele sunt Wo1,4Fs13,6 și Wo1,6Fs15,3, iar plagioclasele sunt Ab81,8Or4,3 și Ab78,9Or6,0. Singura incluziune de silicat identificată la Watson are, de asemenea, o compoziție aproximativ condritică. Conține olivină (mg# 79,4), ortopiroxen (Wo3,8Fs17,6), piroxen calcic (Wo41,1Fs9,0), feldspat alcalin antiperthitic cu lame de feldspat de potasiu (Ab57,2Or41,4) într-o gazdă de albit (Ab92,6Or5,2), cromit, troilit și metal. Textura acestei incluziuni este de tip igneos – cristale de ortopiroxen cu dimensiuni de până la 1 mm înconjoară poikilitic cristale de olivină, cu olivină, piroxen calcinat, plagioclas și troilit care apar interstițial față de grăunții de ortopiroxen. Această textură este oarecum similară cu cea din PAT 91501, o topitură de impact a unei condrite L (Mittlefehldt și Lindstrom, 2001).
Incluziunile mafice domină tipurile de incluziuni din Weekeroo Station și Miles. Ele sunt compuse din ~ 25% ortopiroxen, 25% clinopiroxen și 50% feldspat, dar modurile sunt variabile. Cele mai multe incluziuni din Miles sunt gabbros cu granulație grosieră, dar sunt prezente și unele incluziuni criptocristaline cu granulație fină. Weekeroo Station conține incluziuni de piroxen-plagioclase cu granulație grosieră și incluziuni cu piroxen grosier conținute în masa de bază cu granulație fină radiantă de plagioclase-tridită. Ortopiroxenul din Weekeroo Station este Fs22, în timp ce cel din Miles este Fs19,9-23,2. Acestea sunt mai bogate în FeO decât cele din incluziunile condritice. Atât plagioclasul cât și feldspatul alcalin sunt prezenți în Weekeroo Station și Miles.
Incluziunile silicioase, comune în Colomera, Kodaikanal și Elga, sunt dominate de sticlă sau material criptocristalin de compoziție plagioclasat-tridimetalică și clinopiroxen într-un raport de ~ 2:1. Incluziunile silicice au texturi care variază de la intergrowths radiante, cu granulație fină, de plagioclase și tridymite la incluziuni sticloase. Compozițiile minerale din cadrul acestui grup sunt ceva mai diverse. Olivina are un mg# de 78 în Elga și 79 în Kodaikanal, ortopiroxenul este Wo2Fs22 în Colomera și Wo3Fs16 în Elga și Kodaikanal, în timp ce clinopiroxenul este mai variabil, cu Wo40,5-46,4 Fs8,6-14,0 în Colomera, Wo40,7-44,4Fs8,6-11,6 în Elga, și Wo37,1-42,5Fs7,8-10,3 în Kodaikanal. Elga conține, de asemenea, ortopiroxen cu conținut foarte scăzut de calciu, Wo0,4Fs14,8 (Osadchii et al., 1981). Colomera și Kodaikanal conțin atât plagioclase, cât și feldspat de potasiu, în timp ce Elga conține feldspat alcalin care prezintă o gamă de compoziții.
Sunt disponibile puține analize complete ale compoziției în vrac pentru incluziunile de silicați din fiarele IIE, iar multe dintre ele sunt din eșantioane mici. Silicații de Netschaëvo au abundențe normalizate la magneziu ale elementelor litofile refractare, moderat volatile și volatile, în intervalele condritelor obișnuite. Abundențele normalizate în nichel ale elementelor siderofile refractare și moderat volatile sunt, de asemenea, similare cu cele ale condritelor obișnuite. Cu toate acestea, silicații au raporturi siderofile/Mg de (1,9-2,2) × Condritele CI. Incluziunea de silicați din Watson are rapoarte element/Mg normalizate CI de ~ 0,86 pentru majoritatea elementelor litofile refractare și moderat volatile (Figura 2). Elementele siderofile din Watson sunt sărăcite și prezintă o abundență crescândă odată cu creșterea volatilității (Olsen et al., 1994): Os/Mg = 0,028 × CI și Sb/Mg = 0,066 × CI.
Un compozit de 12 incluziuni de la stația Weekeroo are o compoziție în general mafică – sărăcit în MgO și îmbogățit în SiO2, Al2O3 și CaO în comparație cu incluziunile condritice din Netschaëvo și Watson. Este normativ cuarțos și se observă tridihmite în incluziuni (Olsen și Jarosewich, 1970). Șase incluziuni gabbroice și trei criptocristaline din Miles prezintă o suprapunere compozițională considerabilă în magneziu, aluminiu și calciu între cele două tipuri, dar masele analizate au fost mici, de la 5,6 la 60,4 mg. oligoelementele litofile compatibile și incompatibile sunt, de asemenea, destul de variabile, dar, în general, prezintă abundențe fracționate ale elementelor litofile. Elementele plagiofile (sodiu, aluminiu și potasiu) și elementele incompatibile (titan și hafniu) sunt îmbogățite, în timp ce magneziul este sărăcit în raport cu condritele CI. Abundențele REE sunt, în general, ridicate față de valorile CI, deși unele dintre claste criptocristaline au sărături de LREE. Claste criptocristaline sunt mai extrem de fracționate (Ebihara et al., 1997). Deși în mod clar nu au o compoziție condritică, aceste claste nu sunt în mod evident nici topiri parțiale ale unei surse condritice (Ebihara et al., 1997). Din cauza eterogenității probei, este posibil ca claste analizate să nu fie reprezentative pentru cea mai mare parte a materialului silicat.
Incluziunile de silicați de fier IIE sunt neobișnuite printre meteoriți prin faptul că par să aibă o gamă de vârste de formare. Bogard et al. (2000) au rezumat datele existente privind vârsta radiometrică a incluziunilor de silicați de fier IIE- fier. Colomera, Miles, Techado, și Weekeroo Station au vârste Ar-Ar și/sau Rb-Sr > 4,3 Ga, în timp ce Kodaikanal, Netschaëvo, și Watson au vârste Ar-Ar, Rb-Sr, și/sau Pb-Pb de ~ 3,7 Ga. Stația Weekeroo are o vârstă de formare I-Xe de 4,555 Ga (Niemeyer, 1980), calibrată la vârsta absolută Bjurböle determinată de Brazzle et al. (1999), care este mai veche decât vârstele izocronilor Rb-Sr (Burnett și Wasserburg, 1967a; Evensen et al., 1979). Compozițiile izotopice de tungsten ale metalului și silicatului din Watson sunt diferite, ceea ce indică faptul că aceste faze nu s-au echilibrat (Snyder et al., 1998). Burnett și Wasserburg (1967b) au argumentat că raportul inițial relativ scăzut 87Sr/86Sr de la Kodaikanal pentru raportul său foarte ridicat Rb/Sr nu este compatibil cu o simplă reechilibrare metamorfică și necesită fracționarea Rb/Sr la ~ 3,7 Ga.
Bogard și colab. (2000) au revizuit modelele de formare a fierului IIE. Cele două modele principale sunt: (1) fierul IIE s-a format prin procese igneice endogene (de exemplu, Casanova et al., 1995) sau (2) procese exogene, determinate de impact (de exemplu, Wasson și Wang, 1986). Texturile cu granulație fină ale unor incluziuni pledează pentru topirea prin șoc (Bogard et al., 2000; Osadchii et al., 1981), dar nu este clar că aceste incluziuni au fost formate prin acest proces, spre deosebire de simpla topire. Vârstele tinere pentru unele dintre fierurile IIE pledează, de asemenea, în favoarea unui proces de impact, deoarece încălzirea internă a asteroizilor era de mult timp moartă la 3,8 Ga. Burnett și Wasserburg (1967b) au arătat că fracționarea Rb-Sr a avut loc la 3,8 Ga în incluziunile Kodaikanal, iar această vârstă nu corespunde unui simplu eveniment de reechilibrare metamorfică. Cu toate acestea, Kodaikanal ar putea fi un caz special în care impactul a dus la o retopire temeinică și la o fracționare chimică, în timp ce alte tipuri de fier IIE au fost pur și simplu încălzite de șoc într-un grad mai mic. În acest caz, formarea inițială a silicaților ar fi putut avea loc prin procese endogene ~ 4,56 Ga. Eterogenitatea texturală, dimensiunile mici ale multor incluziuni și lipsa studiilor detaliate ale multor fieruri IIE împiedică înțelegerea clară a formării silicaților.
.