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邓晰,Aug. 29, 2024
分异型的陨石数量极少，仅占陨石总量的约8%。中铁陨石是由大约等量的金属相和硅酸盐组成的分异陨石，与橄榄陨铁同属石铁陨石大类。通常认为橄榄陨铁代表了分异小行星核-幔交界处的物质组成，而中铁陨石可能是由分异小行星的壳层与核部物质混合而成。目前关于中铁陨石的成因，已有很多理论，但是在金属-硅酸盐两相混合的机制和时间等问题上仍存在较大争议。
中铁陨石橄榄石（地幔）组分缺乏，同时金属-硅酸盐组分紧密混合，其成因主要有两种观点：一种是外生成因，认为金属组分来源于其他小行星的熔融核，硅酸盐组分来自Vesta-like 小行星风化层，形成于碰撞阶段；另一种观点是内生成因，认为金属和硅酸盐相均来自Vesta-like 小行星，形成于碰撞后再吸积阶段。
一种外生模型认为中铁陨石由较小的具有熔融金属核的小行星与Vesta-like小行星低速碰撞时形成（<1 kms-1），例如Wasson and Rubin (1985)提出的靠近原行星区域的高速撞击(5-10 kms-1)将一些分异天体破碎成壳、幔和金属核碎片，这些碎片最终都进入了近乎圆形的日心轨道，并在远离原行星区域以低速(<1 kms-1)与小行星碰撞形成。但外生模型无法解释观察到的地幔成分的普遍缺失。
内生模型认为较小的小行星以高速(>5 kms-1)撞向已分异的具有熔融金属核的小行星使其发生解体并抛射出壳、幔、核部物质。中铁陨石形成于碰撞后的再吸积阶段，熔融金属相倾向于在壳源物质周围结晶。但是带来的一个问题是撞击能否产生足够的金属组分？Scott等人通过光滑粒子流体动力学模拟表明确实会有足够的核金属，同时由于越深的岩石在遭受撞击时收到的影响会越小，地幔发生的破碎会较少，更倾向于变形。地幔碎片大，温度高，熔融的金属会优先在更冷、更小的地壳物质发生结晶。
而通过对锆石进行定年分析，提高分析精度和时间分辨率。首先，它能够提供中铁陨石形成时间的精确数据，这对于区分不同成因理论的可能性至关重要。通过测定锆石中的U-Pb同位素比值，可以推断出金属和硅酸盐相混合的具体时间点，揭示了中铁陨石成因的关键细节。此外，锆石U-Pb定年有助于重建小行星撞击事件的时间线，为理解撞击和再吸积过程提供了重要信息。同时，锆石U-Pb定年分析有助于评估再吸积过程的效率和可能的环境条件。通过分析撞击后物质的再吸积时间，可以更深入地了解这一过程。
图1 内生成因基础上的碰撞逃逸模型
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