关于陨石——科普小知识

朝花夕拾

陨石概述

陨石是指来自地球以外的，自然降落的岩石。在人类取回月球岩石样品之前，陨石是唯一可供进行直接研究地球以外的岩石样品。有两种情况可得到陨石：一种是直接观察到陨落现象（声、光），能记录其陨落时间并看到陨落现象的陨石，称为降落陨石或目击陨石。另一种是根据陨石的外部形态特点及成分结构特征鉴定出来，但无法知道具体降落时间也无法确定降落后是否经过搬运的陨石，称为发现陨石。

陨石一般可分为三大类：

石陨石：金属Fe-Ni含量：30%，其余主要为硅酸盐，石陨石又分为球粒陨石和无球粒陨石。

铁陨石：金属Fe-Ni含量：95%，

石铁陨石：金属Te-Ni含量在30%-65%，其余的主要是硅酸盐。

球粒陨石

许多陨石是由石质小球（毫米）和周围的基质组成，我们将这类陨石命名为球粒陨石，这种石质小球被称为球粒。切制球粒陨石的岩石切片在显微镜下观察，可以清楚地看到球粒陨石主要由球粒、基质、金属Fe-Ni和硫化物（以陨硫铁FeS为主）三部分组成。球粒的大小一般在1mm左右，主要由硅酸盐矿物橄榄石、低钙辉石以及硅酸盐玻璃组成，含极少量的金属Fe-Ni和硫化物。在球粒和球粒之间有基质隔开，基质主要由细粒硅酸盐以及细粒的金属和硫化物组成。而较大颗粒的金属Fe-Ni和硫化物随机分布于陨石之中。

球粒陨石分为三大类，普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石、和碳质球粒陨石。上述特征是普通球粒陨石的典型情况，在顽火辉石球粒陨石中，硅酸盐矿物主要是不含FeO的顽火辉石，金属Fe-Ni中常富含Si和P，硫化物除陨硫铁（FeS）外，还有Mg\Ca\Na\K等硫化物，在球粒和基质中还含有二氧化硅矿物石英和方英石。碳质球粒陨石中含金属Fe-Ni较少或不含金属Fe-Ni，能见到铁的氧化物和含水的层状硅酸盐矿物，陨石中还含有较多的碳质。CI（或C1）碳质球粒陨石是球粒陨石的特殊情况，陨石中不含球粒，几乎全由层状硅酸盐矿物组成。

球粒陨石中金属Fe-Ni的含量与陨石中硅酸盐矿物（橄榄石和辉石）的化学成分有关。陨石中金属Fe-Ni的含量越高，其橄榄石和辉石的FeO/(FeO+MgO)越低。也就是说，陨石中金属Fe-Ni越多表明陨石形成的条件越还原。根据化学参数，球粒陨石被划分为E、H、L、LL、C五个化学群。从E群到C群，陨石中金属Fe-Ni的含量逐渐降低，而陨石中橄榄石和辉石的FeO/(FeO+MgO)逐渐增高。E群中金属Fe-Ni含量最高，辉石和橄榄石为几乎不含FeO的顽火辉石和镁橄榄石，表明它们形成在一个极端还原的环境。C群几乎不含或含很少量的金属Fe-Ni,而橄榄石和辉石的FeO/(FeO+MgO)比值最高，并有含水层状硅酸盐矿物，表明它们形成在一个相当氧化的环境中。H、L、LL群的特点介于E群和C群之间，表明它们的形成环境也介于E和C群之间。根据陨石全铁和金属铁的含量将E群球粒陨石分为高铁群（EH）和低铁群（EL）两个亚群。根据陨石中H2O和C含量又将C群中分为C3、C2、C1三个亚群，其形成条件从还原至氧化的顺序为：EH、EL、H、L、LL、C3、C2、C1。

需说明的是，在碳质球粒陨石的分类名称中，可经常见到将某一个陨石的英文名的第一个字母置于C字母之后的命名方法，如CI(以Ivuna陨石命名)、CM(以Mighei陨石命名)、CO（以Ornans陨石命名）CV(以Vigarano陨石命名)。其中CI与C1相当，CM与C2相当，CO和CV均属于C3，但在成分和结构上略有不同。

近年来，随着陨石样品的增加和研究的深入，过去一些个别为分群陨石（无法归属于上述分类中任一类型）找到了新的同类，根据规定，有3个陨石以上的可划分出一个小群，有5个陨石以上的可划分出一个群。

球粒是球粒陨石最具特征的标志，除C1碳质球粒陨石外，所有的球粒陨石都含有球粒。球粒结构可以划归为四种类型：斑状球粒、炉条状球粒、偏心放射状球粒、隐晶质球粒。其中斑状球粒占绝对多数，也可将球粒先划分为两大类：斑状球粒和非斑状球粒。炉条状球粒、偏心放射状球粒、隐晶质球粒统称为非斑状球粒，把斑状球粒按照其斑晶的矿物成分分为橄榄石斑状球粒和辉石斑状球粒。。有的学者把球粒的结构类型归为四种：橄榄石斑状球粒（PO）、辉石斑状球粒（PP）、炉条状球粒（BO）、偏心放射状球粒（RP）。发现斑状球粒可根据所含FeO的多少分为两大类：I型（贫FeO）和II型（富FeO），而I型和II型中又按所含SiO2的多少分为A类（贫SiO2，富含橄榄石斑晶）和B类（富SiO2，富含斜方辉石辉石斑晶）。

除球粒外，球粒陨石中还存有其他形式的矿物集合体，其中最重要的是富含钙铝硅酸盐和氧化物的矿物集合体，称为富钙铝包体，也称白包体，简称为CAI。CAI中所含矿物大多为凝聚温度高的矿物，所以也称难熔包体。CAI按其中矿物的粒径可分为两种：一种为粗粒的CAI，个体从小于毫米级至2厘米，另一种为细粒CAI，多为不规则状，光学显微镜下难以鉴定。CAI的矿物组成复杂，不同包体的矿物组合不完全相同，目前在CAI中发现的矿物有：钙铝榴石、尖晶石、黄长石、钙铝黄长石、钙钛矿、金红石、霞石、方钠石、深绿辉石、镁橄榄石、斜方辉石、透辉石、钙长石、黑富铝钛石、硅灰石、钛硅镁钙石等。

由于球粒陨石在陨石中占绝对多数，以及球粒在结构上的特殊魅力（地球岩石中未曾见到过），使陨石学家们对球粒的研究一直保持着极大的兴趣。100多年前科学家将球粒描述为“火雨的眼滴”，并猜测球粒可能形成于太阳表面，也可能形成于太阳星云中。20世纪60-70年代有关球粒成因的观点大致可分为两类，支持星云凝聚说的学者认为，球粒是由星云气体直接凝聚形成液态熔体后结晶形成的。支持固体重熔说的学者大多认为形成球粒的原始物质是尘粒的集合体，但引起尘粒集合体重熔的原因各有不同。

1982年在美国召开了第一次关于球粒研究的学术会议，其会议名称为“球粒及其成因”，此次会议上，陨石学家们公认球粒是先于基质形成的，是固化了的硅酸盐熔滴。首次给“球粒”以统一的定义：“球粒陨石中产出的，球状、似球状或不规则状的，经历过液态熔融阶段的硅酸盐复矿颗粒”。并且指出，每一个球粒是一个单独的个体，球粒经历过液态阶段，球粒中矿物是原地结晶的，在形成球粒的硅酸盐熔滴的来源问题上固体重熔说占了较大的优势。

文字内容转自陨石可可，图片朝花夕拾提供。