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Eisenmeteorite bestehen im Allgemeinen zu über 90 % aus Nickel-Eisen-Legierungen, wobei es jedoch
auch einige Ausnahmen von silikathaltigen Eisenmeteoriten mit deutlich geringeren Metallgehalten
gibt. Hauptphasen in Eisenmeteoriten sind Nickel-haltiges α-Eisen, das als Kamacit bezeichnet
wird (kubisch, Raumgruppe Im3m, Ni-Gehalt 4 - 7,5 %), und Taenit, γ-(Fe,Ni) mit Ni-Gehalten
von üblicherweise 20 - 45 % (kubisch, Raumgruppe Fm3m). Gelegentlich ist auch Tetrataenit, FeNi
(tetragonal, Raumgruppe P4/mmm) vorhanden. Neben Einschlüssen von Silikaten treten in Eisenmeteoriten
auch Graphit, Troilit, Cohenit, Schreibersit, Nickelphosphid, Diamant, Lonsdaleit und einige
weitere Minerale auf.
Eisenmeteorite gehören zu den differenzierten Meteoriten. Ein Teil entstammen Asteroiden,
die so stark erhitzt wurden, dass es zu Schmelzprozessen mit anschließender Trennung von Metall-
und Silikatphase kam. Dabei bildete sich ein metallischen Kern und ein silikatischer Mantel in dem
Körper. Der Asteroid muss groß genug gewesen sein, um eine derartige Aufschmelzung und
Differenzierung zu ermöglichen. Die Abkühlungsgeschwindigkeiten variieren je nach
Größe und Zusammensetzung und verlaufen auch nicht linear mit der Zeit. Bei kleineren
Asteroiden kann es zumindest noch zur Bildung größerer Eisenmassen bei unvollständiger
Differenzierung gekommen sein. Andere Eisenmeteorite sind das Produkt von größeren Impakten
auf einem Mutterkörper, bei denen es zur Schmelzbildung mit Trennung von Silikat- und Eisenphase
und anschließender langsamer Abkühlung kam.
Die Klassifikation der Eisenmeteorite erfolgt nach ihrer Zusammensetzung, dabei werden die Gehalte
an Gallium, Germanium, Iridium und Gold berücksichtigt (siehe Tabelle unten). Höhere römische
Ziffern bedeuten hier sinkende Spurenelementgehalte. Bei Meteoriten einer Klasse ist eine Herkunft von
einem Mutterkörper bzw. eine Bildung unter ähnlichen Bedingungen anzunehmen. Etwa 15 % der
Eisenmeteoriten lassen sich keiner der bekannten Klassen zuordnen. Sie werden als ungruppiert geführt.
Es wird geschätzt, dass die bisher gefundenen Eisenmeteorite über 60 verschiedene Mutterkörper
repräsentieren. Durch spätere Kollisionen oder Impakte wurden diese Körper dann zerstört.
Eine alte Klassifizierung teilt die Eisenmeteorite nach ihrer Struktur in Hexaedrite, Oktaedrite
und Ataxite ein.
Hexaedrite bestehen im Wesentlichen aus Kamacit, der Nickel-Gehalt liegt dementsprechend unter 7,5 %.
Widmanstättensche Figuren sind nicht vorhanden, einige Hexaedrite weisen jedoch feine, parallele
Linien auf, die sogenannten Neumann-Linien. Diese Linien stellen Schock-induzierte Zwillingslamellen
dar, die das Resultat von Impakten sind.
Oktaedrite sind die häufigsten Eisenmeteorite. Verwachsungen von Kamacit und Taenit bilden hier
die Widmannstättenschen Figuren. Die räumliche Anordnung dieser Verwachsungen folgt den Flächen
eines Oktaeders. Die Oktaedrite wurden früher näher nach der Breite der Kamacit-Bänder unterteilt.
Widmanstättensche Figuren bilden sich bei einem Ni-Gehalt zwischen etwa 5 - 15 % und Abkühlungsraten
von etwa 1 - 200ºC pro Millionen Jahre im Bereich zwischen 700 und 400ºC. Neben Abkühlungsgeschwindigkeit
und Ni-Gehalt hat auch der Phosphor-Gehalt einen Einfluss auf die Nickel-Diffusion im Metall und
damit auf Ausbildung der Widmanstättenschen Figuren. Auch in Oktaedriten können die schon erwähnten
Neumann-Linien auftreten.
Ataxite bestehen hauptsächlich aus Taenit und zeigen im Anschliff nach dem Ätzen keine
Widmanstättenschen Figuren. Nur in Form von mikroskopischen Lamellen oder Spindeln kann Kamacit
sporadisch vorhanden sein. Der Ni-Gehalt der Ataxite liegt bei über 15 %.
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