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Primitive Achondrite / Primitive Achondrites
Achondrite sind eine sehr heterogene Klasse von Meteoriten, die keine Chondren aufweisen.
Sie stammen von differenzierten, mittelgroßen bis großen Asteroiden (Protoplaneten),
anderen Planeten (Mars und eventuell Merkur) oder dem Erdmond. Auf all diesen Körpern ist
es durch Schmelzprozesse zu einer Trennung von einem metallischen Kern und einem silikatischen
Mantel gekommen.
Den Übergang zwischen den undifferenzierten Chondriten und den differenzierten Achondriten
stellen die Primitiven Achondrite (PAC) dar. Auf deren Mutterkörpern ist es zwar zu einer starken
Metamorphose und auch zur Bildung vom Schmelzen und teilweisen Trennung von silikatischem und
metallischem Material gekommen, und neben größeren Metallanreicherungen z.T. auch schon zur
Bildung von einem metallischen Kern. Es hat jedoch noch keine komplette Differenzierung in Kern
und Mantel gegeben.
Eine eindeutige Trennung der Primitiven Achondrite von den Chondriten auf der einen Seite und
den Differenzierten Achondriten auf der anderen Seite ist nicht möglich. Einige Primitive
Achondrite weisen noch reliktische Chondren auf und überlappen so mit den Chondriten, zum Beispiel
die Acapulcoite oder die vorgeschlagene Gruppe der Tissemouminite. Die
Winonaite stammen von einem partiell differenzierten Körper, dessen äußere Lage noch Relikte
des chondritischen Vorläufermaterials aufweist, darunter finden sich metamorphe Lithologien
mit teilweise Trennung von Metall- und Sulfid-Schmelzen, residuales Material von Teilschmelzen
und ein nicht völlig differenzierter Kern, dem Ursprung der IAB-Meteoriten. Auch die Ureilite
stammen von einem bereits mäßig differenzierten Körper, auf dem es auch schon zu Krustenbildungen
gekommen ist. In einigen Klassifikationen wurden die Ureilite auch zu den Differenzierten
Achondriten gestellt.
In den ursprünglichen Klassifikationen auf rein petrografischer Grundlage beschränkte
sich die Bezeichnung Achondrite auf Steinmeteorite. Jedoch stammen der größte Teil der
Eisenmetorite und ebenso die Steineisenmeteorite ebenfalls von differenzierten Asteroiden.
Es ist deshalb sinnvoll, hier nach Beziehungen und eventuell gemeinsamen Mutterkörpern zu
suchen. Neuere Klassifikationen berücksichtigen dies zum Teil.
Chondrite und Primitive Achondrite (PAC), Klassifikation und Entstehungsbedingungen. Metachondrite werden
zu den PAC gerechnet. Die Abgrenzung zwischen Typ 7 und Metachondriten ist bei verschiedenen Autoren nicht
einheitlich. Hier wird für die Abgrenzung das Vorhandensein bzw. Fehlen von Chondren-Relikten verwendet.
Unter Verwendung einer Grafik nach Ph. Heck, stark überarbeitet und ergänzt.
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• Tissemouminite
• Winonaite
Tissemouminite
Nach einer Studie von Stephant et al. (2023) lässt sie sich an Hand von Sauerstoffisotopen-Daten,
Fayalit-Anteil und FeO/MnO-Verhältnis im Olivin und K-Gehalt im Plagioklas von den
Acapulcoiten/Lodraniten und Winonaiten eine Gruppe abtrennen, die den vorläufigen Namen
Tissemouminite erhielt. Die Meteorite dieser neuen Gruppe stammen sehr wahrscheinlich von einem
separaten Mutterkörper. Bisher sind nur primitive Vertreter vom petrologischen Typ 5 - 6 bekannt, die
Chondren bzw. Chondrenrelikte enthalten. Streng genommen müssten sie also zu den Chondriten gestellt
werden, auf Grund der Verwandtschaft zu den Acapulcoiten/Lodraniten und Winonaiten werden sie
aber bei den Primitiven Achondriten eingeordnet. Entwickelte, stärker metamorphe Typen sind
noch nicht gefunden worden. Über einen eventuellen metallischen Kern des Mutterkörpers der
Tissemouminite ist nichts genaues bekannt, möglicherweise besteht eine Beziehung zum Eisen IAB
Komplex, sHH/sHL-Subgruppe.
Zu der vorgeschlagenen Gruppe der Tissemouminite gehören nach Stephant et al. (2023) die Meteorite
Dhofar 1222, NWA 090, NWA 725, NWA 1052, NWA 1054, NWA 1058, NWA 1463 und NWA 8614.
Irving & Rumble (2006) gehen von einem Pairing von NWA 725, NWA 1052, NWA 1054, NWA 1058 und NWA 1463
aus, Stephant et al. (2023) nehmen nach den geochemischen Unterschieden jedoch an, dass kein Pairing
(abgesehen von NWA 1052 / NWA 1054) vorliegt, sondern sie führen die Ähnlichkeiten auf den
gemeinsamen Mutterkörper zurück.
Der Name Tissemouminite wurde nach dem Dorf Tissemoumine, Marokko vergeben, in dessen Nähe der
Meteorit NWA 725 gefunden wurde. Für NWA 725 wurde zum Teil auch der inoffizielle Name Tissemoumine
verwendet.
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NWA 725. Primitiver Achondrit, Tissemouminit.
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Meteorit NWA 725 ("Tissemoumine").
Primitiver Achondrit, Tissemouminit, primitiv (ehemals als Acapulcoit und Winonait klassifiziert).
Fund unbekannt, vor 2001. Etwa 10 km W von Tissemoumine, Drâa-Tafilalet, Marokko. TKW 3,82 kg.
NWA 725. Teilscheibe. Größe 23 x 20 mm. Gewicht 3,9 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
NWA 725 wurde ursprünglich auf Grund der Mineralchemie als Acapulcoit klassifiziert, nach
späteren Untersuchungen der Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung aber als Winonait eingeordnet.
Weitere Studien zeigten, dass sich eine Gruppe von Meteoriten, darunter NWA 725, von den
Acapulcoiten und Winonaiten abtrennen lässt und eine eigene Gruppe bildet, für die der Name
Tissemouminite vorgeschlagen wurde.
Die Angaben im Meteoritical Bulletin zu dem Meteoriten NWA 725 sind extrem spärlich: er enthält
Olivin (Fa6.1), Orthopyroxen (Enstatit, Fs7.5) und Clinopyroxen (Wo46Fs3.1En50.9). Quantitative
Angaben finden sich bei Zheng et al. (2019), in Vol.-%: Orthopyroxen 40,3, Olivin 11,8,
Plagioklas 10,1, Clinopyroxen 5,0, Troilit 10,3, Metall 21,0, Chromit 0,9 und Phosphate 0,7.
Der Meteorit zeigt eine chondritische Textur mit etwa 5 Vol.-% reliktischen Chondren und
entspricht einem petrologischen Typ 6.
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NWA 1058. Primitiver Achondrit, Tissemouminit.
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Meteorit NWA 1058.
Primitiver Achondrit, Tissemouminit, primitiv (ehemals als Acapulcoit und Winonait klassifiziert).
Fund 2001. Nordwest-Afrika. TKW 180 g.
NWA 1058. Teilscheibe. Größe 11 x 4,5 mm. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
NWA 1058 wurde ursprünglich als Acapulcoit angesehen, jedoch zeigten chemische
Analysen und Untersuchungen der Sauerstoffisotopen-Zusammensetzung, dass er eher zu
den Winonaiten zu stellen ist. Mit 38,2 Millionen Jahren ist das CRE-Alter auch
signifikant höher als das aller bekannten Acapulcoite. NWA 1058 ist jedoch reicher
an 16 O als die meisten Winonaite (Irving & Rumble, 2006). Nach einer neuen Studie von
Stephant et al. (2023) unterscheidet er sich jedoch von beiden Gruppen und ist in eine
neu aufgestellte Gruppe, genannt Tissemouminite, einzuordnen. Es ist von einem separaten
Mutterkörper auszugehen.
Der Meteorit weist zahlreiche reliktische Chondren auf und entspricht einem petrologischen
Typ 5 oder 6 bei den Chondriten. Der Meteorit repräsentiert deshalb eher regolithisches
Material. Verwitterungsgrad W2-3 (Irving & Rumble, 2006).
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Winonaite
Winonaite stellen eine kleine Gruppe von Meteoriten dar, deren Gesamtchemismus und Mineralogie
im Wesentlichen mit den Chondriten übereinstimmt. Es handelt sich um feinkörnige,
überwiegend aus Pyroxen und untergeordnet aus Mg-reichem Olivin, Troilit und Ni-Fe-Metall
bestehende Gesteine. Winonaite sind sehr heterogen in ihrer Textur und Korngröße sowie den
Anteilen der einzelnen Minerale. Dies verweist auf komplexe und unterschiedliche Prozesse
auf dem Winonait-Mutterkörper (Hunt et al., 2017).
Einige primitive Winonaite enthalten reliktische Chondren und wurden als
metamorpher Typ 5 (z.B. NWA 1463) oder 6 eingestuft. Winonaite werden deshalb von einigen Autoren
auch als Metachondrite oder W-Chondrite bezeichnet. Die Mineralogie, Chemie, das Sauerstoff-
und Molybdän-Isotopenmuster setzen Winonaite in Beziehung zu Silikateinschlüssen in IAB
Eisenmeteoriten. Es gilt inzwischen als recht sicher, dass beide von einem gemeinsamen
Mutterkörper stammen, in der internationalen Literatur als "Winonaite-IAB parent body"
bezeichnet (Benedix et al., 2000; Worsham et al., 2017). Die Klassifikation einzelner Meteoriten
ist hier deshalb auch nicht eindeutig, einige hätten als Eisenmeteorit IAB eingestuft werden
können, wurden jedoch den Winonaiten zugerechnet.
Winonaite haben eine thermische Metamorphose und eine intensive Brekziierung durch Impakte erfahren.
Ob es durch die Metamorphose schon zur Bildung erster Schmelzen und eventuell zu einer partiellen
Differenzierung kam, ist Gegenstand verschiedener Theorien. Die Bildung von
Ni-Fe-Metall- / Sulfidschmelzen sowie von Plagioklas-Clinopyroxen-reichen Lithologien (z.B. in
dem Winonaiten Pontlyfni) könnte auf impaktbedingte Schmelzprozesse zurückzuführen sein.
Lediglich eine grobkörnige Olivin-reiche Lithologie ist ein Hinweis, dass es in einigen
Bereichen des Winonait-Mutterkörpers zu partiellen Aufschmelzprozessen vor der Impakt-Brekziierung
gekommen ist (Floss et al., 2008). Nach weiteren Untersuchungen legt die Diversität in Textur und
Mineralogie der Winonaite ein Vier-Schalen-Modell des Winonait-IAB-Mutterkörpers vor seiner
Zerstörung nahe. Danach wird die äußere Lage aus dem chondritischen Vorläufer-Material gebildet.
Eine darunter folgende Lage besteht aus verschiedenen Lithologien, die eine gewisse Metamorphose
und partielles Schmelzen von Fe-Ni-Metall und FeS erfahren haben. In tieferen Bereichen kann es
zur Bildung größerer Metall- und Metallsulfid-Anreicherungen kommen. Die dritte, tiefe Schale wird
aus Residuen partieller Aufschmelzung gebildet. Die vierte, innere Schale und damit der Kern
besteht aus unvollständig differenziertem Metall (Zeng et al., 2019).
Die Gruppe der Winonaite lässt sich unterteilen in (s. Homepage von David Weir):
Primitive Winonaites ("W Chondrites")
Typical Winonaites
Evolved Winonaites
Diese Einteilung entspricht den äußeren drei Schalen des Winonait-IAB Mutterkörpers. Der Kern
entspricht der Eisen IAB-Hauptgruppe.
Die Akkretion des Winonait-IAB Mutterkörpers fand wahrscheinlich innerhalb einer Million Jahre
nach CAI-Bildung statt. Es folgte die unvollständige Metall-Silikat-Differenzierung bis zur
katastrophalen Zerstörung des Körpers etwa 10 Millionen Jahre nach CAI-Bildung. Die Re-Akkretionierung
dauerte bis etwa 14 Millionen Jahre nach CAI-Bildung (Zeng et al., 2019).
Die Winonaite stammen wahrscheinlich von einem E-Typ Asteroiden.
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NWA 516. Primitiver Achondrit, Winonait.
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Meteorit NWA 516.
Primitiver Achondrit, Winonait, primitiv.
Fund 2000. Nordwest-Afrika. TKW 68 g.
NWA 516. Fragment. Größe 3,5 x 3 mm, Gewicht 0,07 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Bei dem Meteoriten NWA 516 handelt es sich um einen primitiven Winonait, sehr
ähnlich Pontlyfni. Die texturellen Eigenschaften primitiver Winonaite weisen
darauf hin, dass es sich um stark metamorphe Chondrite handelt. Der Fayalit-Gehalt
im Olivin von NWA 516 ist sehr niedrig, die Zusammensetzung liegt sehr dicht am
Forsterit-Endglied (Fa1,1). Er ist damit niedriger als bei typischen Winonaiten.
Zum Pyroxen-Chemismus liegen keine Daten vor. Schockstadium S2, Verwitterungsgrad W3.
Für den sehr ähnlichen Pontlyfni wurde ein Kristallisationsalter von
4,538 Milliarden Jahren festgestellt.
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Winona. Primitiver Achondrit, Winonait.
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Meteorit Winona.
Primitiver Achondrit, Winonait, typisch.
Fund 1928. Elden Pueblo, Winona, Coconino County, Arizona, USA. TKW 24 kg.
Winona. Fragment. Größe 4 mm, Gewicht 0,05 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Der Meteorit wurde 1928 bei archäologischen Ausgrabungen im prähistorischen
Elden Pueblo bei Winona gefunden. Die Siedlung wurde zwischen etwa 1070 und 1275 von dem
als Sinagua bekannten indianischen Volk bewohnt. Der Meteorit fand sich im Boden unter
einem Raum, begraben in einer Steinkiste. Der Fund weist darauf hin, dass der Meteorit
als ein heiliges Objekt betrachtet wurde, wahrscheinlich nachdem sein Fall beobachtet
wurde.
Der Winona Meteorit besteht überwiegend aus gleichkörnigem Enstatit (Fs6),
Forsterit (Fa5), Albit (An10) und Troilit. Die chemische Zusammensetzung entspricht etwa
der von Chondriten. Das Kristallisationsalter liegt bei 4,45 Milliarden Jahren.
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NWA 4024. Primitiver Achondrit, Winonait.
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Meteorit NWA 4024.
Primitiver Achondrit, Winonait.
Fund August 2005. Nordwest Afrika. TKW offiziell 38,1 g, vermutlich ca. 500 g.
NWA 4024. Endstück. Größe 20 x 9 mm, Gewicht 2,37 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Der Meteorit ähnelt verschiedenen Eisenmeteoriten mit Silikateinschlüssen,
speziell besteht eine enge Beziehung zu IAB Meteoriten. Die Silikatphase besteht
überwiegend aus einem Ca-armen Pyroxen (Fs 6,1), daneben sind Ca-reicher Pyroxen,
Forsterit (Fa 4,2) und Plagioklas (An 11) vorhanden. Die Metallphase zeigt
Widmannstättensche Figuren. Die Unterscheidung zwischen eisenreichen Winonaiten
und silikatreichen Eisenmeteoriten ist problematisch und z.T. umstritten.
Untersuchungen von Wolfram-Isotopen ergaben ein Alter von 4,553 Milliarden Jahren,
das wahrscheinlich das Ende der Metall-Silikat-Equilibrierung während der
Abkühlung des Winonait-Mutterkörpers repräsentiert oder
möglicherweise auch das Datum einer durch einen Impakt ausgelösten
Re-Equilibrierung. Das Ereignis liegt damit rund 14 Millionen Jahre nach der
CAI-Bildung.
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NWA 6187. Primitiver Achondrit, Winonait.
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Meteorit NWA 6187.
Primitiver Achondrit, Winonait.
Fund 2009. Nordwest Afrika. TKW 20 g.
NWA 6187. Teilscheibe. Größe 25 x 18 mm, Gewicht 2,204 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Zu NWA 6187 liegen nur wenige Daten vor. Er weist eine equigranulate Textur auf. Der Meteorit
besteht aus 48 % Orthopyroxen (Enstatit, Fs 6.8), 31 % Olivin (Forsterit, Fa 4.1), 8 % Plagioklas
(Albit, An 13.8), 3 % Metall und 6 % FeS.
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NWA 13624. Primitiver Achondrit, Winonait.
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Meteorit NWA 13624.
Primitiver Achondrit, Winonait.
Fund 2020. Nordwest Afrika. TKW 1161 g.
NWA 13624. Vollscheibe. Größe 86 x 61 mm, Gewicht 35,892 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Der Meteorit weist eine rekristallisierte Textur auf und besteht hauptsächlich
aus 100 bis 300 Mikrometer messenden Körnern von Enstatit (Fs3.8-4.0Wo1.7-1.9),
Fe-armen Forsterit (Fa3.2-3.4), Augit (Fs1.0-1.4Wo43.2-45.9) sowie etwas Albit
(An22.6Ab74.9Or2.5). Chondren sind nicht vorhanden. 120 Grad Triple-junction-Korngrenzen
sind häufig. Kamacit, Taenit und Troilit sind überwiegend fein verteilt in der
Matrix. Nur selten finden sich größere Metallaggregate, die Widmannstättensche
Figuren zeigen.
Im Anschliff in der Scheibe, aber nur undeutlich auf dem Foto ist zu sehen, dass
es bis etwa 1,5 cm große poikilitische Kristalle gibt, wahrscheinlich Enstatit,
die in die gleiche Richtung reflektieren und zahlreiche Einschlüsse kleiner
Kristalle enthalten.
Ausschnitt aus der Scheibe mit einem Metallaggregat mit Widmannstättenschen Figuren. Bildbreite 40 mm.
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Als Anhang werden hier einige Vertreter der Eisen IAB Hauptgruppe vorgestellt, die höchst wahrscheinlich
vom gleichen Mutterkörper stammen. Silikateinschlüsse in diesen Meteoriten sind recht häufig zu finden.
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Campo del Cielo. Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
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Meteorit Campo del Cielo.
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Campo del Cielo, Chaco Province / Santiago del Estero Province, Argentinien.
Campo del Cielo. Komplettes Individuum. Größe 200 x 130 x 100 mm, Gewicht 7,8 kg. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Campo del Cielo. Vollscheibe. Größe 245 x 160 mm, Gewicht 740 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Die Scheibe zeigt einige silikatische Einschlüsse.
Campo del Cielo. Vollscheibe. Größe 66 x 41 mm, Gewicht 30,6 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Ein kleiner Teil des Campo del Cielo-Materials ist stark silikathaltig. Das silikatische Material ist Winonait-ähnlich
und besteht im wesentlichen aus Olivin und Orthopyroxen.
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Maslyanino. Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
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Meteorit Maslyanino.
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Fund 25. Mai 1992. Maslyanino, Novosibirsk, Russland. TKW 26 kg.
Maslyanino. Teilscheibe. Größe 43 x 37 mm, Gewicht 18,5 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Bei dem Meteoriten Maslyanino handelt es sich um einen feinen Oktaedriten
mit Silikateinschlüssen. Der Meteorit enthält 12.43% Ni; 70 ppm Ge; 1.0 ppm
Ir und 29 ppm Ga.
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NWA 5549. Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
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Meteorit NWA 5549.
Eisenmeteorit, IAB Hauptgruppe.
Fund 2008. Algerien. TKW über 12 kg.
NWA 5549. Teilscheibe. Größe 50 x 46 mm, Gewicht 86,5 g. Sammlung und Foto Thomas Witzke.
Der Meteorit enthält zahlreiche Silikateinschlüsse, die etwa 15 Vol.-% ausmachen. Das Metall enthält 6,88 % Ni und
0,455 % Co. An Spurenelementen sind vorhanden Ga 81.6 ppm, Ge 370 ppm, As 4,1 ppm, Ir 4,1 ppm und Au 1,49 ppm.
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Literatur siehe Hauptseite Meteorite
Weitere verwendete Literatur:
Benedix, G.K.; McCoy, T.J.; Keil, K. & Love, S.G. (2000): A petrologic study of the IAB iron meteorites:
constraints on the formation of the IAB-winonaite parent body.- Meteorit. Planet. Sci. 35, 1127-1141
Hunt, A.C.; Benedix, G.K.; Hammond, S.J.; Bland, P.A.; Rehkämper, M.; Kreissig, K. et al.
(2017): A geochemical study of the winonaites: evidence for limited partial melting and constraints
on the precursor composition. Geochim. Cosmochim. Acta 199, 13-30
Irving, A.J. & Rumble, D., III (2006): Oxygen Isotopes in Brachina, SAH 99555 and Northwest Africa 1054.- 69 Ann. Met. Soc. Meeting, pdf5288
Lucas et al. (2022): Thermochemical evolution of the acapulcoite-lodranite parent body: Evidence
for fragmentation-disrupted partial differentiation.- MAPS 57, #12 (https://doi.org/10.1111/maps.13930)
Neumann, W.; Henke, St.; Breuer, D. & Spohn, T. (2018): Modeling the Evolution of the Acapulcoite-Lodranite
parent body: An Insight into a Partially Differentiated Asteroid.- European Planetary Science Congress 2018, Berlin
Stephant, A.; Carli, C.; Anand, M.; Néri, A.; Davidson, J.; Pratesi, G.; Cuppone, T.; Greenwood, R.C. &
Franchi, I.A. (2023): Tissemouminites: A new group of primitive achondrites spanning the transition
between acapulcoites and winonaites.- Meteoritics & Planetary Science 58, 111-134
Worsham, E.A.; Bermingham, K.R. & Walker, R.J. (2017): Characterizing cosmochemical materials with genetic
affinities to the earth: genetic and chronological diversity within the IAB iron meteorite complex.- Earth
Planet. Sci. Lett. 467, 157-166
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