——陨石系列科普之一 

姬  智

（宁夏陨石收藏研究会  会长）

[摘要]本文以陨石的定义作为切入点，叙述了陨石的形成和陨石的表面特征，重点阐述了陨石研究的重要意义，以及对我国航天事业的巨大贡献。

[关键词]定向陨石的烧蚀图象：熔壳、气印、流向风槽、熔楔、菱形花纹和鱼鳞坑。

1 定义  

从上世纪美国“阿波罗登月计划”到本世纪我国“嫦娥工程”，都是人类认识宇宙、探索太空的重大举措，同时，也激起了人们对宇宙天体、流星、陨石等天外来客的极大兴趣。近年来，随着科学技术的不断发展，社会各界兴起陨石收藏研究热潮，陨石价格不断飙升。引发了人们对陨石知识的渴求，同时推动了陨石科学知识的探索发展和收藏研究。

越来越多的陨石爱好者走进戈壁、沙漠、高原、河湖、草地，目的是寻找真正的陨石。但是，由于人们对陨石知识的严重匮乏，导致大量的陨石赝品涌向市场，给人们带来了对陨石的错误认知和经济损失。怎样才能获得真正的陨石呢？了解陨石的基本知识和掌握各类陨石的特征是非常必要的。

什么是陨石？如何认识陨石？陨石也称陨星，是地球以外脱离原有运行轨道的宇宙流星或碎块飞快散落到地球或其它行星表面的未燃尽的石质、铁质或石铁混合的物质。大多数陨石来自于火星和木星之间的小行星带，少部分来自于月球和火星。陨石按材质可分为铁陨石、石铁陨石和石陨石；按其堕落方式分为定向陨石和非定向陨石。什么是定向陨石？定向陨石是陨石的一种，其在所有陨石中占比例仅1％极为罕见。它的表面显示出独特的特征，通常在陨石的前端可以看流向沟槽、熔楔、菱形花纹和鱼鳞坑，这反映出它的飞行方向是固定的。

2 形成

当流星体在大气层定向飞行时，会受到大气的阻力。在这种阻力的作用下，有的流星体沿着运动方向的旋转轴不受控制地翻滚旋转。而另外一些流星体因受到很大的阻力，从而稳定在一个方向而不再翻滚。但它沿着运动方向的旋转轴继续旋转，在其头部形成锥形的鼻锥和盾形，这样就形成了定向陨石。（见图1和图2）

图1 定向陨石形成示意图

图2 锥形 定向陨石外部特征

图3 盾牌形定向陨石外部特征

3 表面特征

3.1熔壳

无论是定向陨石还是非定向陨石，它都在通过大气层时表面在高温的作用下熔化，再经过冷却，会在表面形成一层熔壳[1]。新鲜的陨石表面都会有熔壳，熔壳呈黑褐色或黑色，厚度通常在1mm左右。（见图4），经过若干年的风化、侵蚀等，陨石表面的熔壳会出现脱落现象（见图5）。

图4 熔壳

图5 表面熔壳脱落

3.2气印

气印也称拇指印，它是陨石通过大气层时的另一种熔融产物，是陨石表面像拇指按压过的印痕（见图6）

图6 气印

3.3流向沟槽和熔楔

流向沟槽和熔楔是定向陨石的重要特征之一，是定向陨石在降落过程中高温气流在陨石表面的熔化冷凝过程中留下线状流动的痕迹。流向沟槽：它的线条前后宽度一致，在定向陨石中常可观察到这种图象，通常在定向陨石的头部呈现出放射状的纤细分布特征。（见图7）。

熔楔；一种楔形的流向沟槽，其形态特征是，半楔角在9°～11°之间，两侧有较深的窄沟。在锥形定向陨石上，熔楔有时会形成有序分布，有序熔楔是边界层过渡区中的一种烧蚀图象。(见图8）

图7 流向沟槽

图8 熔楔

3.4菱形花纹和鱼鳞坑

菱形花纹也是有一定规律的。当陨石中的熔楔出现时，可能发生两种情况：一种是相邻熔楔的两边相交，其交点形成菱形花纹的起点；另一种是熔楔的两边演变成花纹的两边，在大楔形区内布满花纹[2]。（见图9－图13）

图9 定向陨石头部的菱形花纹示意图

图10定向陨石头部的菱形花纹

图11定向陨石头部的菱形花纹

图12定向陨石头部的菱形花纹

图13定向陨石头部的菱形花纹

鱼鳞坑：鱼鳞坑一般会出现在角砾岩或带斑晶的陨石上。随着陨石进入大气层的不断深入，烧蚀也在逐渐加强，陨石头部表面的角砾、斑晶或低熔点矿物在不断的剥落，形成了大大小小的坑状，在强气流的作用下，大小坑相互交织相连。形成了类似鱼鳞被刮掉的坑状现象称之为鱼鳞坑。(见图14、15）

图14 定向陨石表面的鱼鳞坑

图15 定向陨石表面的鱼鳞坑

4 化学成分及分类

陨石按材质可分为铁陨石、石铁陨石和石陨石三种，陨石中的主要矿物是橄榄石、辉石、长石、铁纹石、镍纹石[3]。

4.1铁陨石的化学成分

铁陨石主要由铁纹石和镍纹石组成，含有特征矿物主要有铁纹石（Ni5%-7%）、镍纹石（Ni20%-65%）、陨硫铁（FeS）、陨磷铁矿（[Fe，Ni]3P）、陨碳铁镍矿（[Fe，Ni]23C6）等等。

按内部结构可分为：六面体铁陨石、八面体铁陨石（极粗粒、粗粒、中粒、细粒、极细粒）和富镍无结构铁陨石。

4.2石铁陨石的化学成分

主要由硅酸盐矿物和铁镍金属矿物混合组成。它的特点是主要矿物是橄榄石、辉石、长石和金属矿物，地球上没有类似的岩石。

按铁镍含量可分为：橄榄陨铁、中铁陨石。

4.3石陨石的化学成分

石陨石分为球粒陨石和无球粒陨石。在岩石结构上可分为6类（1型、2型、3型、4型、5型、6型）。按受冲击变质情况，可分为6级。在陨落到地球后，受地表风化作用的影响，根据影响程度又可分为7级。

球粒主要由硅酸盐组成，通常情况下，含有橄榄石、辉石，有时也会有长石。球粒陨石占总量的90%，在化学成分上可分为普通球粒陨石（H群、L群、LL群）、碳质球粒陨石（CI型、CM型、CO型、CV型、CK型、CR型、CH型、CB型）、顽辉球粒陨石（EH型、EL型）、R型球粒陨石、K型球粒陨石。

无球粒陨石主要由橄榄石、辉石、长石组成，没有球粒。无球粒陨石是在小行星母体深处熔融形成的。根据分异及来源的不同，可分为原始无球粒陨石（A群、Lod群、W群）；来自于小行星的无球粒陨石：HED无球粒陨石（古铜钙长无球粒陨石、钙长辉长无球粒陨石、古铜无球粒陨石）、钛辉无球粒陨石、顽辉无球粒陨石、橄辉无球粒陨石、B群无球粒陨石；来自于月球的无球粒陨石（冲击熔岩角砾岩、月海玄武岩）；来自于火星的无球粒陨石（辉玻无球粒陨石、透辉橄无球粒陨石、纯橄无球粒陨石、ALH84001）。

5 研究定向陨石的重要意义

人类一直以来，对太阳系、宇宙以及生命起源进行着探索，而陨石作为唯一的“天外来客”，也是最直接、最方便的标本，让我们认识宇宙、了解天体、接近太阳系。直到今天，人类还不能登陆离地球最近的行星——火星，更不用说取回火星标本了。可以说，通过陨石研究，我们可以在地球上研究月球、火星乃至更多的天体。

近年来，随着科学技术的不断发展，天文学家和科技工作者可以运用更多的科学方法，借助电子探针、激光拉曼、质谱仪等科学仪器和实验手段，对陨石进行综合性研究，获得更多更有价值的陨石信息，对研究太阳系的起源等提供科学有价值的资料，更好地认识宇宙、探索宇宙，更好地为人类服务。

随着宇航事业的发展，返回舱具有陨石坠落到地球表面的相似特征。例如：烧蚀现象、菱形花纹、鱼鳞坑等，研究陨石对飞行器端头的分析研究具有重大意义。同时，为我国的航天工程作出更大的贡献。

另外，随着人们生活水平的日益提高，人们对陨石也投入了更多的关注，研究陨石，可以丰富民众的头脑，增加陨石的鉴赏能力，使更多的人参与到陨石研究中来，进一步利用陨石改善人们的生产生活，提升健康水平和幸福指数。

[参考文献]

[1]理查德·诺顿[美]劳伦斯·基特伍德.陨石户外搜寻与鉴定.中国科技大学出版社.2019.

[2]周正瑾 赖培华 高宇欣.烧蚀图象研究概述.力学进展.1990.11

[3] 徐伟彪.天外来客陨石.科学出版社.2015.