陨石的熔壳

时三省

　　石陨石

　　熔壳（fusion crust）是陨石区别于普通地球岩石的最典型特征。若一块岩石既无熔壳又不含铁镍金属，则即便其他特征与陨石相似，也无需怀疑其为陨石。若您向我发送一张无熔壳的岩石照片，我不会以"可能是陨石"的说辞误导您。尽管存在理论可能性，但我绝不会向您暗示其属于陨石。

‌ 陨石体‌（即绕太阳运行的小型岩石）以每秒数英里的速度进入地球大气层。在此极端速度下，岩石路径上的空气被剧烈压缩。当空气被快速压缩时，其温度会升高——类似于自行车打气筒内空气的升温现象。高温空气导致石质陨石体表层熔融。熔融物质因高温与流动性会立即发生‌烧蚀‌（表层剥离），随后下方新物质继续熔融。陨石体穿越大气层时，其质量大部分因此损耗。当速度降至不再产生熔融的临界点，最终形成的熔融物冷却为薄层玻璃质覆膜，即‌熔壳‌（fusion crust）。在石质陨石中，熔壳厚度通常不超过1-2毫米。除部分月球陨石（占所有陨石比例不足千分之一）外，熔壳一般无明显‌多孔结构‌（无显著气泡）。部分熔壳会呈现熔流纹理，另一些可能覆盖‌气印‌（regmaglypts）。陨石进入大气层时，任何棱角、边缘或凸起会优先烧蚀消失——类似于将冰块置于水中。最终陨石呈现圆润且符合空气动力学的形态。

尽管图中这些陨石已坠落地球数百年乃至数千年，其熔壳仍保持光泽。但对于发现于多雨的温带环境中的陨石，熔壳可能不再呈现如此明亮的黑色。陨石熔壳由玻璃质构成，而内部基质为结晶质，机械强度有时弱于熔壳。因此，长期暴露于地表环境的陨石常发生熔壳‌片状剥落‌现象。地球岩石的风化壳、漆膜（varnishes）或风化皮（rinds）通常不会呈现类似剥落特征，故"易片状剥离性"可作为鉴别陨石熔壳的有效指标。

熔壳是鉴别陨石与普通地球岩石的最典型特征‌。若某岩石既无熔壳又不含铁镍金属，即便具备其他类似陨石的形态特征，也无需怀疑其陨石属性‌。

铁陨石与橄榄陨铁

学界对铁陨石是否具有熔壳存在分歧‌。笔者观点认为，其表面不形成典型熔壳结构，但会发育氧化表层‌。

　　这是一块来自澳大利亚的骆驼洞加（Camel Donga）陨石。新鲜的陨石熔壳（fusion crust）质地光滑、闪亮，呈玻璃质感，颜色比陨石内部更深。注意右上角被剥落处露出的浅色内部岩石。

　　这两块陨石发现于南极洲。二者均为较大陨石的碎裂残片，表面闪亮的熔壳（fusion crust）清晰可见。

　　这块发现于撒哈拉沙漠的普通球粒陨石，其部分熔壳已剥落。需注意熔壳具有明确厚度（通常＜1毫米），且颜色深于内部基质。

　　对于发现于沙漠地带的陨石，风力（及其裹挟的沙粒）经过数千年侵蚀会使熔壳逐渐消失。不过大多数陨石仍至少残留部分熔壳。

　　MacAlpine Hills 88108号普通球粒陨石（H5型），重15.4磅（约6.98公斤），发现于南极洲。该陨石右侧存在断裂面，表面可见典型‌气印构造（regmaglypts）‌。顶部区域的熔壳已发生片状剥落。需注意：熔壳完整处表面光滑且具玻璃光泽，而该陨石与前述撒哈拉大型陨石类似，在熔壳缺失区域的表面虽粗糙但仍具光泽——这种光泽实为化学风化作用的产物（‌沙漠漆膜‌）。白色物质系1989年1月采集后接触水蒸气引发的次生蚀变产物。陨石宽度7英寸（约17.8厘米）。

　　此为1960年陨落于西非布基纳法索的Gao-Guenie陨石（H5型球粒陨石）众多碎块之一‌。该陨石保存有近乎完整的熔壳，典型特征为浑圆形态且无尖锐棱角‌。其最右侧可见疑似气印构造的蚀刻痕迹‌。

　　并非所有熔壳均呈玻璃质光滑，我曾观察过多个具有此类独特纹理熔壳的陨石样本。

　　此为新近陨落样本，属2012年5月22日印度Katol陨石（L6型球粒陨石）发现于陨石雨事件后‌。请特别关注其表面气印构造，及左侧熔壳剥落处显现的浅色内质暴露区‌。

　　此为Ash Creek陨石（L6型球粒陨石）样本组，该陨石于2009年2月15日在美国德克萨斯州目击坠落‌。其坠落过程被视频记录，显示母体在空中发生解体‌。西镇周边已寻获数百枚碎片，此图为Karl Aston收藏的11枚样本‌。左下角样本形态最为浑圆，保有完整熔壳及气印构造，推测属母体最早脱离的碎片‌。其余样本或具完整/近完整熔壳、气印构造及烧蚀浑圆的棱缘，判断为大气层较高处脱离的碎片‌。中部大样本底部（不可见面）应为典型暗色熔壳，而其顶部呈现浅色熔壳且烧蚀轻微，显示该破裂发生于较低空域但仍存气动加热效应‌。部分样本表面存在大气层末端或撞击地表时形成的破缺，暴露出浅色内质‌。

　　此系2003年3月26日芝加哥Park Forest陨石（L5型球粒陨石）陨落事件中大量样本之一。该样本击穿屋顶后碎裂为四块‌。Park Forest陨石普遍具有斑驳熔壳特征‌，岩石学类型为角砾岩，可见浅灰色碎屑体赋存于暗色基质中‌。

　　此组影像据称展示NWA 7325陨石（非群无球粒陨石）35块碎片中的2块‌，由摩洛哥联络人提供。其真实性尚待验证，但所摄熔壳特征清晰‌。样本尺寸约2-3厘米‌。

　　此系摩洛哥联络方提供的另一陨石破裂标本影像‌。该暂未命名陨石风化特征显著‌，熔壳光泽度衰减‌。目视难以辨识金属组分，但可见氧化蚀变形成的赤斑‌。

　　此为2023年2月13日法国陨落的Saint-Pierre-le-Viger陨石（L5-6型球粒陨石）样本照片‌。首枚碎片于陨落两日后被发现‌。需注意：地表未发现陨击坑或孔洞‌。

　　长石质月球陨石的熔壳色泽较其他陨石更浅，主因是其铁元素含量较低‌。此类陨石铁含量仅2.1%-4.5%（质量分数），而普通球粒陨石可达18%-29% Fe‌。

　　此为2010年4月15日降落在威斯康星州西南部的米夫林陨石（L5普通球粒陨石）标本的双视角影像‌。该陨石在大气层中发生解体，故标本呈块状结构‌，但仍保留完整熔壳及钝化边缘‌。熔壳剥落处可见浅色基质‌，此特征常见于新近降落的球粒陨石‌。

　　此两件岩石样本系求鉴者提交的疑似陨石影像资料‌。左侧样本（物主未透露来源信息）可100%确认为陨石，右侧摩洛哥样本则有99%存疑‌。二者均呈现典型熔壳龟裂、局部熔壳缺失及气印构造‌。

　　此为阿尔及利亚廷杜夫地区附近采集的未命名陨石标本双视角影像‌。可清晰观测到熔壳表面发育收缩裂隙及熔壳剥落区‌。

　　此为西北非7496陨石（复矿钙长辉长无球粒陨石）标本的双视角影像‌。陨体基质色泽显著浅于熔壳‌。

　　此图为撒哈拉沙漠发现的未命名陨石（推测为普通球粒陨石）标本‌，清晰呈现熔壳龟裂现象及微气印构造群‌。

　　此标本为1960年陨落于澳大利亚的Millbillillie单矿钙长辉长无球粒陨石‌（稀有类型），属该次陨落事件多块陨石标本之一。其新鲜熔壳较未风化普通球粒陨石呈现显著偏红色泽‌。据大气烧蚀形态学特征判断，该标本为定向陨石（大气层穿越过程中未发生翻滚）‌。图示尾部熔流区可见熔融物质堆积形成的特殊表面结构‌。

　　2007年9月17日‌24，秘鲁卡拉卡斯陨石（H4-5普通球粒陨石）‌陨落事件形成直径14米的撞击坑，该陨击构造是目前地球表面确认的最小陨石坑‌。该陨石在大气层穿越过程中保持完整直至撞击地表‌，导致其大量回收碎片缺失熔壳特征‌。陨石总质量尚未精确测定，推测超过公制吨级‌。

　　此组图像记录俄罗斯中部切巴尔库尔湖‌7打捞获取的车里雅宾斯克陨石（LL5普通球粒陨石）‌最大碎片，该陨石于2013年2月15日陨击冰面‌，影像摄于事件发生八个月后。陨石表面仍清晰保留熔壳‌，其显著凹凸特征‌有别于多数陨石表面形态，系该陨体在穿越大气层过程中持续发生连续碎裂过程导致表面形态异常发育‌。

　　该陨石为Seminole普通球粒陨石（H4-6型）‌，属2008年在美国得克萨斯州西部棉田‌7发现的数块陨石标本之一（编号f，质量5.4千克）。图示"笑脸"图案实为磁铁吸附物。陨石熔壳已风化‌，局部出现片状剥落‌。温带气候条件下风化熔壳常呈现红褐色调‌。而陨体内部仍保持较完整原生状态（见下图）‌。

　　图示为Seminole陨石（样本f）抛光薄片，展现数千粒金属颗粒‌。陨体内部未发生锈蚀现象‌。

　　本件陨石系美国得克萨斯州西部旷野新近发现之陨石标本，依其发现地与形态特征推断，应属Plains [Plains与Plains(d)] H型普通球粒陨石‌（当前分类状态：待分类‌）。如图所示，该陨石表层因陆地风化作用呈现铁锈色‌，此特征与前文所述Seminole陨石（样本f）具同源性‌。陨落时间推测为数百年前或更早‌，然其表面仍清晰保留气印构造‌。

‌ 锡霍特阿林陨石‌（IIAB型铁陨石，总重23吨，由数千块碎片组成）是研究铁陨石氧化表层的典型样本‌。该陨石于1947年坠落于俄罗斯境内，因坠落时间较近，未显著经历陆地风化作用‌。

　　锡霍特阿林陨石弹片状碎屑‌。该陨石呈现典型爆炸分裂形成的弹片状碎屑特征，其碎片数量达数千块‌。作为全球摄影记录最完整的陨石样本，锡霍特阿林陨石的形态特征与坠落过程为陨石学研究提供了重要影像资料‌。

　　布尔阿博尔陨石‌（IIIAB型铁陨石，重290千克）是肯尼亚境内发现的典型氧化表层发育样本‌。该陨石的表面氧化膜因干燥气候得以完整保存，呈现独特的沙漠陨石风化特征‌。

‌ 坎波德尔谢洛陨石标本‌（IAB-MG型铁陨石，总重50吨，该陨石群现存大量标本）展现出典型的光泽氧化表层‌。这两块标本表面的金属氧化膜因特殊保存条件，形成类似镜面的反光效果，体现了铁陨石烧蚀残余的原始特征‌。

‌ 斯特利陨石‌（橄榄陨石，重1.725千克）与多数铁陨石及橄榄陨石类似，由农耕作业中发现，表层风化明显且缺乏熔壳特征‌。标本切割后立方体尺寸为1厘米，可清晰观察陨石内部橄榄石晶体与金属基质的交织结构‌。

　　康塞普申章克申陨石‌（橄榄陨石，重17千克）同样发现于农业耕作区，其表层呈现显著风化特征且无熔壳残留‌。经切割后，陨石剖面可见明亮的金属基质与橄榄石晶体嵌合结构，印证了橄榄陨石特有的核幔边界物质组成‌。