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石陨石介绍

陨石(Meteorite)指来自地球以外太阳系其他天体的碎片,绝大多数来于太阳系的火星和木星之间的小行星带,少数来自月球和火星或已经瓦解消失的小行星等天体。

石陨石是发现的陨石中最常见的一大类型。其主要或全部由硅酸盐矿物,特别是铁镁硅酸盐组成的陨石的总称,其中金属铁-镍含量低于30%。根据有无球粒结构分为球粒陨石无球粒陨石两大类。 [1] 

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概况编辑

石陨石是最常见的一类陨石,含有的75%-90%硅酸盐矿物质,10%-25%的镍铁合金,以及硫铁化物等矿物。

石陨石分为两个子类:球粒陨石与无球粒陨石。大部分陨石都是球粒陨石,约占所有发现的陨石的91.5%。

 

基本特征编辑

1.熔壳:陨石在陨落地面以前要穿越稠密的大气层,陨石在降落过程中与大气发生磨擦产生高温,使其表面发生熔融而形成一层薄薄的玻璃质的熔壳。因此,新降落的陨石表面都有一层黑色的玻璃质的熔壳,厚度约为1毫米。

2.气印:陨石与大气层之间的相互作用,气印是指陨石的一种熔壳特征,并不是所有陨石都有气印。气印看上去是凹陷的坑,许多的地球岩石也有类似形状的凹陷,形成原因多为撞击、水流冲刷或地质变化导致,所以不是有类似气印的凹坑就可以认定为陨石。气印的形成是流星体穿越地球大气层时,由陨石表面存在的高速扰动热气流形成的旋涡。

3.内部金属:大部分球粒陨石内部具有以铁镍为主要矿物的金属,均匀分布,这些铁镍含量约占总质量的0.1-35%不等,由具体类型决定。

球粒陨石内部的金属单质颗粒,大部分在毫米级,特殊受到局部冲击熔融的可能金属颗粒达到1cm左右,比较少见。无球粒陨石内部无金属球粒特征。

4.磁性:大部分石陨石是球粒陨石,其含有不等的铁-镍等金属单质以及磁性矿物等。因此,大部分球粒陨石类型的陨石具有不同程度的磁性。但是无球粒陨石由于其形成等因素,无球粒陨石是几乎没有或完全无磁性,具体类型的性质略有差异。




5.球粒:石陨石中91.5%是球粒陨石,这些球粒陨石中有大量直径毫米级的硅酸盐球体,称作球粒。在球粒陨石的新鲜断裂面上肉眼就能看到球粒结构。

无球粒陨石是没有球粒特征的石陨石,学术有科学严谨的判别标准。一般是其形成时受到了使其发生分异的岩石学变质作用,使球粒结构发生熔融,球粒结构消失。

 

分类编辑

根据石陨石有无球粒结构分为球粒陨石、无球粒陨石。石陨石中主要为球粒陨石,约占总数的91.5% 。其中普通球粒陨石占球粒陨石的比例最多。

球粒陨石的特点是其内部含有大量直径毫米到亚毫米的硅酸盐球体,被证实为太阳系内最原始的固态物质。不同类群的陨石在化学、矿物学、岩石学、同位素成分等方面有很大的差别,表明后期经历了不同程度的变质作用,与原始太阳星云物质产生了不同程度的偏离。

球粒陨石

根据内部金属含量、矿物学、岩石学等特征再分为普通球粒陨石、碳质球粒陨石、顽辉球粒陨石、R型和K型。

无球粒陨石

根据矿物学、岩石学等特征再分为原始无球粒陨石、钛辉无球粒陨石、橄辉无球粒陨石、顽辉无球粒陨石、橄榄石无球粒陨石、HED无球粒陨石(灶神星陨石)、月球陨石和火星陨石。

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形成过程编辑

球粒陨石是原始太阳星云凝聚产生的最原始的物质。各种球粒陨石在化学、矿物学、岩石学、同位素成分等方面有很大的差别,表明它们后期经历了不同程度的变质作用,与原始太阳星云物质产生了不同程度的偏离。球粒陨石中球粒的矿物、化学和结构的多样性,形成过程也是多途径的。

凝聚形成模式

通过以陨石中挥发组分特征的观察为基础的系统研究,建立的有关陨石和星际物质形成的理论模式,就是陨石的凝聚模式。该模式认为,现今的太阳系是一团炽热的气体状星云,化学成分与太阳的成分相同。随着环境温度的降低,气体逐渐在静电力、引力等综合作用下凝固凝聚成固体小颗粒,慢慢聚集成大小不等的原始太空岩石,当其坠落地球形成陨石。气体降温,物质冷凝的析出的顺序为冷凝顺序:

1300℃时,冷凝出的化合物是富钛、钙、铝的氧化物;

1000℃左右时,冷凝出橄榄石、辉石等铁镁质硅酸盐;

800℃左右,生成长石、铁的硫化物等物质;温度更低时,析出蛇纹石等含水硅酸盐;

0℃时,冷凝出冰。

最原始析出的钛、钙、铝的氧化物在Allende陨石上找到了充足证据,其含有大量的富钙富铝难熔包体(CAI),揭示太阳系内存在氧同位素异常。由于球粒陨石是太阳系内最早形成的物质,因此它的形成年龄代表了太阳系的年龄,精确到45.6732 ± 0.0016亿年。陨石凝聚模式的提出具有重大的意义,球粒的研究可提供太阳星云加热事件的信息,它为太阳系、行星的形成及演化提供了重要基础和依据。

固态重熔模式

球粒本是毫米级大小的固态尘埃的集合体(尘埃球),在太阳的强辐射下使尘粒重熔形成球粒或者尘埃之间的多次碰撞重熔再冷凝也会形成球粒,比如当太阳星云冷凝到一定温度时,星云中有许多已凝聚的尘埃物质聚集成小的团块,尘埃及团块以及它们本身之间的相互碰撞产生冲击熔融,形成熔体。

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熔体中的铁、镍、硫由于不混溶而分离并个形成铁镍金属和陨硫铁,熔体冷凝成斑状结构的碎块。碎块间的碰撞碎裂,有些重熔冷凝形成辐射状球粒和炉条状球粒。

反之,有些碎片被保留形成形状不规则的斑状球粒,还有些受到还原作用,形成含有金属铁镍细小颗粒的斑状硅酸盐球粒。

因此,可以说太阳星云的直接凝聚和固体物质的重熔冷凝都是形成球粒的重要过程。



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