研究陨石对于人类认识地球的起源、成分、结构和演化有很重要的科学意义。

　　2016-03-18

　　在世界各地博物馆收藏的陨石中，特别是陨石坠落地面时直接收集到的陨石标本，大部分为石质陨石。但实际上，陨石的种类很多。科学家们根据陨石中金属和硅酸盐的含量、结构和构造以及它们的成分差异，将陨石分类为：铁陨石、石铁陨石和石陨石三大类。每大类中根据结构或出现矿物等特征的不同，再进一步细分出不同类型。

　　铁陨石数量约占陨石总量的6%，主要有铁和镍组成，此外，还有钴、磷、硅、硫、铜等元素，在地球上还没有见到与铁陨石相应的物质。铁陨石的密度比较大，大约为8-8.5g/cm3。

　　根据成分和结构特征的差异，铁陨石可以细分为方陨铁、八面石、贫镍角砾斑杂岩和富镍角砾斑杂岩四种类型。它们在成分上是过渡的，可以由同一种铁-镍熔体缓慢冷却而逐渐形成。它们在结构上也有不同，比如方陨铁在光面上具有平行条纹，也叫牛曼条纹，而八面石的光面上是交错条纹，也叫韦氏条纹。

　　石铁陨石在陨石中数量最少，约占2%，为铁、镍金属和硅酸盐的混合物，是铁陨石和石陨石之间的过渡类型。

　　石陨石在陨石总量中占绝对优势。从世界各地博物馆收藏的数千块陨石标本来看，60%以上是石陨石。如果从直接坠落到地面并随即收集到的陨石标本来统计，石陨石所占的比例更高，甚至可在90%以上。

　　石陨石的成分主要是铁和镁硅酸盐，矿物成分是橄榄石和辉石，镍-铁含量较少，很接近玄武岩的成分。

　　石陨石根据是否含有球粒细分成两类，即球粒陨石和无球粒陨石。

　　陨石中，球粒陨石非常丰富，约占陨石总量的84%。虽然在陨石中已鉴别出将近50种不同的矿物，但在一般情况下，球粒陨石主要由橄榄石、辉石、斜长石、铁镍微颗粒以及少量其他矿物组成。在显微镜下，这些不足1mm的矿物颗粒杂乱无章地排列。

　　球粒陨石的特征是除了上述矿物成分之外，还具有一些直径约1mm的圆形球粒，它们大多是玻璃质的，主要由含铁硅酸盐液滴结晶而成。放射性年龄测定结果表明，大多数球粒是在45亿年以前形成的。有些科学家认为这些球粒的成分可能代表原始行星物质，推测是在太阳系开始形成初期，被原始太阳熔化并脱离太阳迅速冷凝形成的。这样的成分可能是太阳系初期没有经过改造过的成分，这一发现为了解地球原始成分提供了十分宝贵的资料。

　　在球粒陨石中，由于球粒的成分不同，还可以分出顽火辉石球粒陨石、普通球粒陨石和含碳球粒陨石。在地球上，含碳球粒陨石非常稀少，它们的主要特点是含有氨基酸和其他有机质。科学家们研究发现，1969年9月在澳大利亚的亚茂契逊镇坠落的含碳球粒陨石中，含有18种氨基酸。另外，具有含水矿物蛇纹石也是这类陨石的特殊之处。

　　无球粒陨石在陨石中排第二位，约占8%。这类陨石的特征是不含陨石球粒，成分类似于地球上的镁铁质和超镁铁质岩石，更接近于辉石岩，其中最主要的矿物是辉石和斜长石。

　　陨石是天外来客，是迄今为止人类直接从太阳系获得的主要物质。越来越多的事实说明地球的形成与宇宙的影响是分不开的，原始地球各圈层的形成与太阳系的形成和发展有密不可分的联系。因此，研究陨石对于人类认识地球的起源、成分、结构和演化有很重要的科学意义。

　　陨石富含的主要地外矿物

　　地球中有的矿物陨石中也有，但陨石中有的矿物地球中尚没发现。主要是宇宙漫漫，环境与地球相比有很大差别。目前有近30种矿物地球中没有发现。有五大类：

　　1.单质及其类似物，如六方金刚石、氮铬矿、碳铁矿、陨氮钛矿等；

　　2.硫化物及其类似硫化物，如硫铬矿、硫镁矿、硫钛铁矿、陨硫钙石等；

　　3.氧化物，如镁铁钛矿、氧氮硅石；

　　4.硅酸盐，如硅镁铬矿、碱硅镁石、宁静石、陨铁大隅石、陨钠镁大隅石；

　　5.磷酸盐，如磷镁石、磷镁钠石、磷镁钙矿等。

　　下面让我们看看它们的物理性质。

　　显微镜下的陨石矿物结构：

　　1．六方金刚石，强热淬火可使结晶的石墨转变为六方金刚石。晶粒均呈细粒棱角状。因晶粒外层含有石墨而呈现灰色。硬度接近于金刚石。密度3.51（计算值）。它属六方晶系。

　　2．氮铬矿，属等轴晶系。粒状，颗料细小直径几个μm。硬度高。与闪锌矿伴生。

　　3．巴磷铁矿，它属六方晶系。粒状，颗料小于1μm。白色者与铁纹石相似，浅蓝色者与陨磷铁镍类似。比重6.92（计算值），在橄榄陨石中沿着陨磷铁镍石和陨硫铁间接触处产出。

　　4．硫铬矿，它属单斜晶系。半自形粒状。灰色带褐。不透明。比重4.12（计算值）。产于铁陨石中。

　　5．硫镁矿，等轴晶系。在球粒陨石中与镍铁矿、陨硫铁紧密连生。

　　6．陨硫铬铁矿，等轴晶系。块状集合体，黑色，金属光泽。断口不平坦，性脆，无磁性。许多陨石中都含有这种矿物。

　　7．镁铁钛矿，斜方晶系。晶体呈斜方双锥。不透明。比重4.64（计算值）。来自阿波罗11号采回的月岩中，镁铁钛矿产于细粒和玻基玄武岩呈细粒状，常具有钛铁矿的反应边，或在钛铁矿中呈残核，或完全为钛铁矿所交代，这是在冷却过程中镁钛矿与熔体反应的结果。

　　8．宁静矿，属六方晶系。晶体形态呈薄板条状。比重4.7（计算值）。近于不透明。月岩的玄武岩中，与晚期结晶的陨硫铁、铁三斜辉石、方英石、碱性长石组合。

　　9．三斜铁辉石，它属三斜晶系，粒状，黄色，硬度6，比重3.63－3.76。产于阿波罗11号自月面采集的岩石标本中，这种岩石标本主要含单斜辉石、斜长石和钛铁矿的微晶辉长岩和辉绿岩。

　　10．磷镁钠石，单斜晶系。细小颗粒状，块状集合体。浅琥珀色，透明，比重2.9－3.0。产于锐钛矿陨石的金属相小洞穴中，与白磷钙石、镁磷钙钠石、钠长石、顽火辉石等伴生。

　　11．磷镁钙矿，属单斜晶系。不规则粒状、细叶脉状、块状集合体。浅红色至琥珀色，比重3.15，硬度4－5。在铁陨石中，沿裂隙的壁呈粒状产出，也有细脉穿插橄榄石。

　　根据陨石化学成分，可以分为哪三大类

　　陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为三大类：石陨石、铁陨石、石铁陨石。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%。

　　石铁陨石

　　石铁陨石由铁、镍和硅酸盐矿物组成，铁镍金属含量30至65，这类陨石约占陨石总量的1.2，故商业价值最高。著名的石铁陨石是青海西宁私藏的一颗极碎橄榄岩的石铁橄榄陨石，是在宇宙星石轨道相交事件中数次撞击熔融，致使大颗橄榄天宝石俱全碎为砾石状，极为震撼。有液态铁镍矩阵包裹的极碎橄榄石陨石，为世界陨石之首。该陨石含铁50%以上，其次为硅、铝、镍，主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等，次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等。石铁陨石根据其内部的主要成分和构造特点分为：橄榄石石铁陨石（PAL）、中铁陨石（MES）、古铜辉石——鳞石英石铁陨石。

　　石陨石

　　石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成，也含有少量金属铁微粒，有时可达20以上。密度3至3.5。石陨石占陨石总量的95。

　　1976年3月8日15时2分36秒，在吉林市北郊地区东西12公里，南北8公里，总面积500多平方公里的范围内，降一场世界罕见的陨石雨。所收集到的陨石有200多块，最大的1号陨石重1770公斤，名列世界单块陨石重量之最。吉林陨石表面，有黑色、黑棕色熔壳和大小不等气印。化学组成成分为Sio2占37.2，Mgo2占3.19Fe占28.43。主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁；次要矿物有单斜辉石、斜长石等。

　　石陨石根据其内部是否含有球粒结构又可分为两类：球粒陨石、不含球粒陨石。球粒陨石根据化学-岩石学分类被分为：E、H、L、LL、C五个化学群类。

　　E群中铁镍金属含量最高，形成在一个极端还原的环境中，其橄榄石和辉石中几乎不含氧化铁；

　　C群中的铁镍金属含量最低（或不含铁镍金属成分），形成在一个相当氧化的环境中，其橄榄石和辉石中的氧化铁含量比值最高；

　　H、L、LL群的形成环境界于E群和C群之间，其特点也界于E群和C群之间。

　　无球粒陨石根据其氧化钙含量的高低分为：贫钙无球粒陨石、富钙无球粒陨石两个大类。贫钙无球粒陨石中的氧化钙含量小于等于3%；富钙无球粒陨石中氧化钙含量大于等于5%。

　　铁陨石

　　铁陨石中含有90％的铁，8％的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层，叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印，也称谓陨石核桃皮，普遍具有形体多样、大小不一的气印（烧蚀坑）。气印多呈指印状、舌状、树叶状、花瓣状等，看上去凹凸有致。此外还有形状各异的沟槽，叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧熔融而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样，很亮。

　　铁陨石按其内部主要化学群的相对丰度和镍含量分为：

　　I（A、B、C）；

　　II（A、B、C、D、E）；

　　III（A、B、C、D、E、F）；

　　IV（A、B）四个大类。

　　陨石的分类

　　陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为3大类：石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于或等于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或等于95%。

　　1、石陨石

　　石陨石是最常见的一种陨石，它含有75%－90%硅酸盐矿物质（例如橄榄石），10%－25%的镍铁合金，以及硫铁化物。密度3-3.5g/cm3。石陨石又分为两类：球粒陨石与无球粒陨石。大部分陨石都是球粒陨石，约占所有陨石的86%。

　　球粒陨石是石陨石的一种，它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20000颗陨石中的91%-92%，其中体积最大的是吉林陨石——一种H球粒陨石。

　　球粒陨石是太阳系内最原始的物质，是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物，它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。

　　2、铁陨石

　　铁陨石中含有90%的铁，8%的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层，叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印，也称谓陨石核桃皮，普遍具有形体多样、大小不一的气印（烧蚀坑）。气印多呈指印状、舌状、树叶状、花瓣状等，看上去凹凸有致。此外还有形状各异的沟槽，叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧熔融而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样，很亮。铁陨石约占陨石总量的3%。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县，体积为2.42m×1.85m×1.37m=3.5m3，重约30 T。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、镍纹石等宇宙矿物。

　　3、石铁陨石

　　石铁陨石中硅酸盐与镍铁合金的含量各占50%。这类陨石约占陨石总量的2%-4%，故商业价值最高。根据硅酸盐矿物成分特征,将石铁陨石划分为4种:

　　3.1橄榄陨铁，主要由橄榄石和组成基质的铁镍金属构成；

　　3.2中铁陨石,主要由斜长石、辉石和铁镍组成;

　　3.3古铜-鳞英铁陨石，主要由铁镍、古铜辉石和鳞石英组成；

　　3.4橄榄-古铜铁陨石,主要由铁镍、橄榄石和古铜辉石构成。

　　橄榄陨铁和中铁陨石较多，其余两种类型较少。

　　无球粒陨石、石铁陨石和铁陨石统称为分异陨石，它们是由球粒陨石经高温熔融分异和结晶的产物，代表了小行星内部不同层次的样品。这些小行星的内部结构与地球相似，分3层，中心为铁核（铁陨石），中间为石铁混合幔层（石铁陨石），外部是石质为主的壳层（无球粒石陨石）。