浅谈陨石

Overview of meteorite

 作者：临风剔羽

北宋的沈括，在《陨石》一文中，对一次陨石坠落事件有着这样的记载：治平元年，常州日禺时，天有大声如雷，乃一大星，几如月，见于东南。少时而又震一声，移著西南。又一震而坠，在宜兴民许氏园中。远近皆见，火光赫然照天，许氏藩篱皆为所焚。

　　是时火息，视地中只有一窍如杯大，极深。下视之，星在其中，荧荧然，良久渐暗，尚热不可近。又久之，发其窍，深三尺余，乃得一圆石，犹热，其大如拳，一头微锐，重亦如之……。

陨石（meteorite）是地球以外，未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道成碎块散落到地球的石质、铁质或是石铁混合的物质，也称“陨星”。大多数陨石来自小行星带，有小部分来自月球和火星。陨石是人类直接认识太阳系及各星体珍贵稀有的实物标本，极具收藏价值。陨石上多半带有地球上没有或不常见的矿物组合，以及陨石坠落时，经过大气层高速燃烧的痕迹。据加拿大科学家10年的观测，每年降落到地球上的陨石有20多吨，大概有两万多块。由于多数陨石落在海洋、荒草、森林和山地等人烟罕至地区，而被人发现并收集到手的陨石每年只有几十块，数量极为稀少。

全世界已收集到4万多块陨石样品，它们大致可分为三大类：石陨石（主要成分是硅酸盐)、铁陨石（铁镍合金）、和石铁陨石（铁和硅酸盐混合物）。其中石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%；石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间；铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。

石陨石stony meteorite

石陨石是最常见的一种陨石。石陨石主要成分是硅酸盐矿物，尤其以铁镁硅酸盐最为常见。石陨石中含有75％－90％的硅酸盐矿物质（如橄榄石Olivine，辉石pyroxene，斜长石plagioclase等），10％－25％的镍铁合金，硫铁化物，及少量金属铁微粒。石陨石的成分和外表都很像超基性岩，密度为3～3.5克/立方厘米。它在野外易被误认成普通岩石，所以虽其陨落数量很大，占总坠落数92%以上，但寻获数只占全部寻获陨石数的56.3%。

根据岩石结构有无球粒存在，石陨石可分为球粒陨石chondrite和非球粒陨石achondrite两大类。

球粒陨石没有遭遇过母天体的熔融或地质分异，因此结构没有改变过。几乎所有球粒陨石均含有毫米大小称为“球粒”的球形岩石。球粒陨石是最普通的一类陨石，占已分类的约20,000颗陨石中的91-92%。其中体积最大的是吉林陨石，重1770公斤，是目前世界上最大的石陨石。这块陨石冲击地面造成蘑菇云状烟尘，并且砸穿冻土层，形成一个6.5米深，直径2米的坑。这块陨石属于橄榄石，即古铜辉石球粒陨石。

根据整体化学成分分类，球粒陨石可被分为碳质球粒陨石carbonaceous chondrite、普通球粒陨石ordinary chondrite和顽火辉石球粒陨石enstatite chondrite三类。

非球粒陨石achondrite，即是不含球粒(宇宙源的球状体)的石陨石，约占已知陨石的4％，外观上与玄武岩、橄榄岩和辉岩等含硅量低的地球火成岩相似。地球的岩浆曾形成基性岩和超基性岩，无球粒陨石也许是从和岩浆相似的熔融物质中结晶而成；也可能是从总体上具有球粒陨石组成的母体的熔融和分馏结晶中衍生而得。

非球粒陨石的第三级分类也是根据化学（矿物）组成进行的，岩石（矿物）含钙量高的叫富钙无球粒陨石，含钙低的叫贫钙无球粒陨石。

石铁陨石Stony-iron Meteorite

这类陨石中硅酸盐与镍铁合金的含量各占50％。根据硅酸盐矿物成分特征,将石铁陨石划分为4种:橄榄陨铁pallasite (类型符号P)，主要由橄榄石olivine和组成基质的铁镍ferro-nickel金属构成；中铁陨石Lamont Mesosiderite (类型符号M),主要由斜长石plagioclase、辉石pyroxene和铁镍ferro-nickel组成;古铜-鳞英铁陨石siderophyre (类型符号S)，主要由铁镍ferro-nickel、古铜辉石bronzite和鳞石英tridymite组成；橄榄-古铜铁陨石lodranite (类型符号Lo),主要由铁镍ferro-nickel、橄榄石olivine和古铜辉石bronzite构成。

图中铁陨石为刘今是老师之收藏

铁陨石iron Meteorite

　　铁陨石中含有90％的铁，8％的镍。铁陨石约占陨石总量的3℅。铁陨石iron Meteorite的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化熔壳，外表上还有许多大大小小的气印，此外还有形状各异的熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县，大小为2.42×1.85×1.37，重约30吨。该陨铁含铁88.67℅，含镍9.27℅。其中含有多种地球上没有的矿物，如锥纹石kamacite、镍纹石taenite等宇宙矿物。

铁陨石主要由铁纹石kamacite和镍纹石taenite两种矿物组成，其次含有少量的石墨graphite、陨磷铁镍矿Rhabdite、陨硫铬矿gentnerite、陨碳铁cohenite、铬铁矿chromite和陨硫铁troilite等。在化学成分上除Ni和Fe外，还含有Co、S、P、Cu、Cr、Ga、Ge和Ir等元素。有少数铁陨石还含有硅酸盐silicate包体。铁陨石iron Meteorite的分类主要根据Ni、Ga、Ge和Ir的含量及其构造特征，分为13个群。

　　铁陨石iron Meteorite中Ni含量约6～14％的,具有由铁纹石kamacite和镍纹石taenite片晶构成的独特图像，这种图像又被称为维斯台登构造。据统计，80％以上的铁陨石都具有这种图像，铁纹石kamacite和镍纹石taenite片晶呈八面体排列的铁陨石iron Meteorite，命名为八面体铁陨石。

Ni含量约低于6％的铁陨石iron Meteorite，没有维斯台登构造,主要是大的铁纹石kamacite单晶体，这些铁陨石具六面体解理，称为六面体铁陨石。

当Ni含量约超过14％时，细粒八面体铁陨石的维斯台登构造消失，只能见到细粒铁纹石和镍纹石呈角砾斑杂状的交生现象。

当Ni含量达25～65％时，形成无结构的铁陨石iron Meteorite，这种陨石主要由镍纹石taenite组成，含有一些小的铁纹石kamacite包体和少许其他的矿物。

图中Gibeon为刘今是老师之收藏

如果将镍铁陨石表面抛光，再用稀硝酸溶液来进行蚀刻(此刻,镍铁陨石会因硝酸的腐蚀而损耗掉一些重量)，大多数的铁陨石切割面经稀硝酸的腐蚀后都会出现一种特殊的花纹，这种由交叉网状条带组成，而条带又被一些发亮的狭窄细带所围绕，这些条带是铁纹石，细带是镍纹石。这种奇特的条纹呈现有60-120度的交角。这种特殊的条纹，是镍铁在亿万年太空的浩瀚旅行中，以每百万年冷却摄氏一度所形成的特殊效应，这种几何图形的花纹我们称为“维德曼交角”(Widmanstatten Pattern)。这种镍铁陨石，又被称作Gibeon。

图中玻璃陨石为临风剔羽之收藏

玻璃陨石Tektite

另外，还有一种陨石被称为“玻璃陨石”。其实，玻璃陨石严格意义上甚至不能称其为陨石。关于玻璃陨石的成因有很多，至今没有定论，有火山说，有月球说，多认为是陨星冲击地球表面硅质岩石，岩石迅速熔融，飞溅又降落地面而形成的。故又称“溅落陨石”。

它呈黑色或墨绿色，常有大小不等的气孔，形态有圆饼状，椭球状和哑铃状等，由玻璃质矿物组成，莫氏硬度为5.5。唐代刘恂著《岭表录异》曾有记载“雷公墨”的说法，指的就是玻璃陨石。

在玻璃陨石中，最富盛名的，恐怕得数捷克陨石了。捷克陨石1787年于捷克摩达维河（Moldavite）被发现，所以英文名为 Moldavite。（Moldavite由学者FranzXaverZIPPE（1791-1863）提出，意指〝芙塔娃河石〞，为德文。），中文为捷克陨石，香港称为绿陨石。捷克陨石(Moldavite)的形成约在一千五百万年前，当时有一颗巨大的陨石撞击到地球表面，由于大爆炸产生了高温与高压，而将这颗陨石与周围的石头融合成如浪花般的玻璃状物质，而在1787年在捷克摩达维河Moldavite发现，所以英文就以Moldavite命名。

陨冰Produce Ice

彗星的彗核是以水冰为主的冰物质 ,其中也夹杂着一些尘埃物质,当彗星在太阳系中运行时,受迎面而来的流星体的撞击,就会从彗核的表面溅射出一些碎冰块,有的偶尔与地球相遇,穿过大气层到了地面,就是陨冰。1990年3月31日上午9时53分，中国江苏锡山市鸿升香璞家里村的三个农民正站在一起聊天，忽然听到啪的一声，前面突然出现了一大堆冰，其中最大的一块竟有40厘米长。这些冰块有浅绿的光泽，质地细密，在阳光下成半透明状。事后，有关部门做了调查分析，确认这些冰是从天上掉下来的陨冰。甚至有人认为，地球上的水主要就是由这些陨冰带来的。

陨石的鉴定To examine and determine the meteorite　

　　熔壳：陨石在高空飞行时，表面温度达到几千度。在这样的高温下，陨石表面融化成了液体。后来由于低层比较浓密大气的阻挡，他的速度越来越慢，融化的表面冷却下来，形成一层薄壳叫“熔壳”。熔壳很薄，一般在1毫米左右，颜色是黑色或棕色的。

气印：在熔壳冷却的过程中，空气流动在陨石表面吹过的痕迹也保留下来，叫“气印”。气印的样子很像在面团上按出的手指印。

熔壳和气印是陨石表面的主要特征。事实上，即使是陨石收藏专家也很难从外观上判断，除非这陨石是他亲眼目睹自外太空掉落地球表面，要不然没有人敢直接就告诉你是否为真正的镍铁陨石。尤其是落下来的年代较长的一些陨石，由于长期的风吹、日晒和雨淋，熔壳脱落了，气印也就不易辨认出来了。

球粒：大部分陨石是球粒陨石（占总数的90％），这些陨石中有大量毫米大小的硅酸盐球体，称作球粒。球粒一般有1毫米左右，也有大到2到3毫米以上的，90%以上的石陨石都有这样的球粒，它们是陨石生成的时候产生的。是辨认石陨石的一个重要标记。在球粒陨石的新鲜断裂面上能看到圆形的球粒。

比重：石陨石的样子很像地球上的岩石，球粒陨石由于含有少量金属，其比重也较重。用手掂量一下，会觉得它比同体积的岩石重些。铁陨石的比重为8，远远大于地球上一般岩石的比重。

内部金属：铁陨石和石铁陨石内部是有金属铁组成，这些铁的镍含量很高（5－10％）。球粒陨石内部也有金属颗粒，在新鲜断裂面上能看到细小的金属颗粒。

磁性：石陨石一般都含百分之几的铁，铁陨石的主要成分是铁和镍。地球上的自然铁中镍的含量一般不会有这么多。正因为大多数陨石含有铁，所以95％的陨石都能被磁铁吸住。