干货：陨石的主要识别特征

干货：陨石的主要识别特征
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陨石的主要识别特征
1、熔壳和气印
陨石是降落在行星表面的外来岩石碎块。

由于陨石从太空高速坠入地球，通过地球大气层会产生高温摩擦使陨石表面熔融,所以陨石表面一般都有一层薄薄的熔壳，颜色呈黑色，有的呈现龟裂（见图2）。

图1为我国第19次南极科考队在南极收集到的火星陨石。

它呈现出非常完美的外表，完整地记录了当时高速通过地球大气层时，表面被高温熔融的形态，想要鉴定交易陨石联系187-****7904。

图1 火星陨石火星陨石局部放大图
图2 呈现龟裂的熔壳
图3 露出新鲜截面的普通球粒陨石薄薄的黑色熔壳清晰可见
2、特殊组分
（1）球粒
降落到地球上的陨石大多数为球粒陨石，该类陨石是较为原始的陨石类型，包含了很多太阳系早期的信息。

这类陨石用肉眼就能看见很多“小疙瘩”或小圆球，大小不一。

（图4）
图4 中间可以看见一个很大的球粒，以及其它无数个清晰可见的球粒
图4的局部放大图
图5 残缺不全的黑色熔壳及球粒
图5局部放大
图6 单偏光镜下的球粒陨石
(2)金属
由于石铁陨石和球粒陨石含有金属，这些金属一般用肉眼很难看清，但我们可以通过两种方法来判别它们：
a.用磁铁进行验证。

金属都有磁性，用磁铁靠近它们能感觉它们有很好吸附性。

当然，并不是所有含有磁性的岩石就是陨石。

因为地球上的一些岩石，如磁铁矿等，也具有磁性，但却不是陨石。

b.由于金属会被氧化，这些氧化的金属用肉眼看去呈褐色。

就是我们平时所说的“生锈”的颜色。

图7 球粒陨石，里面的褐色部分是陨石里面的金属被氧化后呈现的样子。

图7 局部放大图
图8 球粒陨石球粒陨石截面放大图，里面呈浅灰色的是铁镍金属
（3）强烈氧化后的陨石
由于陨石含金属铁,所以在地球环境中容易被氧化，肉眼看起来呈褐色（
图9 强烈氧化后的球粒陨石
（4）铁陨石
铁陨石是相对容易辨认的一种陨石类型，主要成分为铁镍合金，有很强的磁性。

图10 新疆铁陨石
新疆铁陨石属于IIIE 型铁陨石， 1988年发现于新疆准葛尔盆地东北边缘的青河县银牛沟，是我国最大的铁陨石，位居世界第三。

陨石矿物
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。

陨石矿物
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。

陨石知识简介
陨石是来自地球以外太阳系其他天体的碎片，绝大多数来自位于火星和木星之间的小行星，少数来自月球(40块）和火星（40块）。

全世界已收集到4万多块陨石样品，它们大致可分为三大类：石陨石（主要成分是硅酸盐)、铁陨石（铁镍合金）、和石铁陨石（铁和硅酸盐混合物）。

陨石分类表
大部分陨石是球粒陨石（占总数的91.5％），其中普通球粒陨石最多（占总数的80％）。

球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体（见图）。

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。

世界上最大的石陨石是1976年陨落在我国吉林省的吉林普通球粒陨石，其中1号陨石重约1770公斤。

球粒陨石中的球粒 吉林1号陨石（1770公斤）
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，分三层，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）。

世界上最大的铁陨石是非洲纳米比亚的Hoba 铁陨石，重60吨。

在我国新疆的阿勒泰地区青沟县境内银牛沟发现的铁陨石，重约28吨，是世界第三大铁陨石。

纳米比亚的Hoba 铁陨石 （重60吨 ） 最近，世界各国科学家在南极地区和非洲沙漠地区收集到了大量的陨石样品，其中包括罕见和珍贵的月球陨石和火星陨石。

在南极发现的月球陨石（ALH81005) 在南极发现的火星陨石（ALH84001）美国科学家1996年报道在这块火星陨石中发现了火星生命的迹象。

中国南极考察队先后3次在南极的格罗夫山地区发现并回收了4480块陨石，其中有两块是来自火星的陨石，“GRV99027”和“GRV020090”。

“GRV99027”号火星陨石重9.97克，表面覆盖着很薄的黑色熔壳。

“GRV020090”号火星陨石重7.54克。

这两块火星陨石属于较稀有的二辉橄榄岩，全世界仅有6块这样的陨石。

我国收集到的首块火星陨石 GRV99027
怎样鉴别陨石
鉴定一块样品是否为陨石，可以从以下几方面考虑：
1．外表熔壳：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熔壳。

因此，新降落的陨石表面都有一层黑色的熔壳，厚度约为1毫米。

2．表面气印：另外，由于陨石与大气流之间的相互作用，陨石表面还会留下许多气印，就象手指按下的手印。

3．内部金属：铁陨石和石铁陨石内部是有金属铁组成，这些铁的镍含量很高（5－10％）。

球粒陨石内部也有金属颗粒，在新鲜断裂面上能看到细小的金属颗粒。

4．磁性：正因为大多数陨石含有铁，所以95％的陨石都能被磁铁吸住。

5．球粒：大部分陨石是球粒陨石（占总数的90％），这些陨石中有大量毫米大小的硅酸盐球体，称作球粒。

在球粒陨石的新鲜断裂面上能看到圆形的球粒。

陨石的分类
不同的陨石代表了太阳系形成和演化各个阶段的产物。

随着南极陨石和沙漠陨石数量的迅速增加，不断发现新的和特殊的陨石类型。

绝大部分陨石形成于太阳星云的冷凝吸积过程，没有经历后期的熔融分异作用，因此被称为未分异型陨石。

这些陨石普遍含有一种球粒状硅酸盐集合体，故通常又称之球粒陨石。

与此相对应，其他经历了熔融分异作用的陨石为分异型陨石，并根据硅酸盐与金属的相对含量，
划分出无球粒陨石（硅酸盐>90 vol%），石-铁陨石（硅酸盐与金属含量相近），以及铁陨石（金属含量>90 vol%）三大类。

图11 给出了陨石化学群划分的基本框图。

球粒陨石包括碳质球粒陨石（CC），普通球粒陨石（OC），顽辉石球粒陨石（EC），以及近年发现的R群（Rumuruti）球粒陨石。

根据化学组成，氧同位素组成，岩石矿物学特征，可将它们进一步划分为不同的化学群和岩石类型。

各化学群基本代表了不同陨石的小行星母体。

属于碳质球粒陨石的化学群有CI、CM、CO、CV，以及新发现的 CK、CR、CH。

普通球粒陨石包括了高铁群（H），低铁群（L），和低铁低金属（(LL）三个化学群。

顽辉石球粒陨石包括高铁（EH）和低铁（EL）二个化学群。

近年我们在南极陨石中发现一些顽辉石球粒陨石的性质介于EH和EL群之间，可能代表了一个新的化学群。

不同化学群球粒陨石之间在氧化-还原性质上存在明显的差异，随氧化程度升高的顺序为：EH、EL、H、L、LL、CC。

同一化学群球粒陨石在其小行星母体中经历了不同程度的热变质作用，因此又具有不同的岩石类型（1-6 型），其中热变质程度很低的1至3型又被称为非平衡型，而明显热变质的4 至6 型又被称为平衡型。

此外，少量球粒陨石可能出现局部熔融特征，其岩石类型被划分为7 型。

一、未分异型陨石（球粒陨石）
图1 球粒陨石局部放大图。

里面的球粒及残缺的熔壳清晰可见。

图2 普通球粒陨石
图3 普通球粒陨石图中可以清楚地看见球粒
图4 普通球粒陨石上图中的浅色亮点为铁镍金属
图5 碳质球粒陨石
二、分异型陨石：
无球粒陨石：包括小行星来源与月球和火星来源二大类。

小行星来源的无球粒陨石有：(1) 原始无球粒陨石，它们具有明显的熔融结晶特征，但无显著的金属-硅酸盐分异，全岩化学组成基本保持球粒陨石的特征。

属于该类的化学群有acapulcoite,，lodranite, winonaite；(2) 顽辉石无球粒陨石 (aubrite), 该类陨石与其相应的 EH 和 EL 群球粒陨石具有相同的氧同位素组成，相似的矿物组合和矿物化
学组成，但它们来自不同的母体；(3)橄辉无球粒陨石(ureilite)，由碳质球粒陨石撞击熔融形成；(4) 普通辉石无球粒陨石 (angrite)，主要由富Ti 普通辉石组成；(5) Brachinaite，部分熔融残留的分异型陨石；
(6) HED 族陨石，包括古铜钙长无球粒陨石 (Howardite), 钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)，奥长古铜无球粒陨石(Diogenite)，其中前者是后二类的混合角砾岩。

它们可能来自小行星带第四号小行星，即灶神星。

火星陨石包括了最早划分为SNC族的陨石，即辉玻无球粒陨石（Shergottite），辉橄无球粒陨石(Nakhlite) 和纯橄无球粒陨石(Chassignite)，以及著名的ALH 84001斜方辉岩无球粒陨石(orthopyroxenite)。

此外，辉玻无球粒陨石又划分为三种类型，即玄武岩型，二辉橄榄岩型，以及含橄榄石斑晶型。

月球陨石对应于月岩样品，划分为玄武岩质，高地斜长岩质和混合岩质三大岩类。

图6 月球陨石图7 火星陨石
石铁陨石
已知的石-铁陨石仅有二个化学群，即橄榄陨铁(pallasite)和中铁陨铁(mesosiderite)。

橄榄陨铁由铁镍金属和橄榄石组成，具有与HED 族陨石相同的氧同位素组成，可能来自灶神星，并代表了其深处的样品；中铁陨石的主要成分为铁镍金属以及硅酸盐，几乎各占一半。

图8 石铁陨石——橄榄陨铁
铁陨石
铁陨石的分类主要基于Ni与其他微量元素的相互关系，包括Ni-Ir, Ni-Ge, Ni-Ga 等，反映了金属在其母体中的分异结晶和中等挥发性元素的挥发丢失。

除IAB 和IIICD 群由撞击熔融分异形成外，其他化学群形成于岩浆分异作用。

“维氏台登构造（Widmannstatten）”
维斯台登构造是八面体铁陨石的典型结构，为镍纹石晶片沿
（100）、（110）和（111）三个方向构成类似“席状”的结构。

图9 “维氏台登构造”实物图
“维氏台登构造”镜下图
新疆铁陨石 (Armanty)
新疆铁陨石属于IIIE型铁陨石， 1988年发现于新疆准葛尔盆地东北边缘的青河县银牛沟，北纬47°，东经88°，重～28吨。

是我国最大的铁陨石，位居世界第三。

目前存放于新疆地质矿产博物馆。

图10 新疆铁陨石
新疆铁陨石的近照，可以看见其的“维氏台登构造”
陨石的科学价值
通俗地说，陨石是天上掉下来的石头。

它们可能来自小行星、彗星、甚至包括月球和火星等，是大自然向人
类透露有关太阳系形成和演化的窗口，也是人类进行深空探测活动的桥梁。

陨石因其重要的科学价值，同时样品
又十分稀少，常常被标以高价出售。

而少数人为了谋取最大经济利益，不惜违法将陨石走私出境，至使大量中国
陨石流失国外。

因此，制定陨石保护的相关法律，将能有效地保护这些重要的科学资源。

除日本的法律规定陨石
属发现者所有外，包括美国等大部分国家的法律规定，陨石的所有权归该陨石所降落的土地的所有者。

每一个陨石都有一个唯一的名字。

陨石的命名需向国际陨石学会陨石命名委员会申请，并提交有关陨落或发
现地名、经纬度坐标、重量、陨落现象描述等信息。

陨石由于成因不同，有各种不同的类型，因此需专业研究人
员对其进行分析测试，划分其所属类别。

特别重要的是，还需分
割出足够的代表性样品，提供给一个能长期保存
陨石的国立研究机构或博物馆。

这些代表性样品一部分将作为该陨石的标准永久保存，另一部分无偿提供给科研
人员开展各种分析和研究。

与宝玉石不同，绝大部分陨石没有太大的观赏价值，而其科学价值又必须通过科学家
的不断研究才能被揭示。

从这个意义上说，私人陨石收藏者捐出代表性样品,不仅对于科学的发展有贡献,同时提
高了其收藏的另一部分样品的价值。

我国科学家于1998年首次在南极格罗夫山发现4块陨石，实现了零的实破，随后在1999，2002年又分别发现
28和4448块南极陨石，我国南极陨石的拥有量已跃居世界第三。

大量南极陨石的发现，为研究太阳系的起源和演
化提供了重要的物质基础。

尽管我国已搜集到大量的南极陨石，发现并很好地保存陨落在我国的陨石样品同样十
分重要，特别是降落后不久即被发现的陨石非常新鲜，最大程度地保存了其原始的科学信息。

6．比重：铁陨石的比重为8克/cm3，远远大于地球上一般岩石的比重。

球粒陨石由于含有少量金属，其比重也较重。

月球陨石中发现新矿物
美国和俄罗斯科学家在新一期美国《全国科学院学报》上报告说，他们在一块来自月球的陨石中发现了一种
由铁和硅组成的新型矿物。

科学家在对一块2000年坠落在阿曼的陨石进行分析时发现了这种新的矿物质，而类似构成的矿物地球上迄今
还没有发现过。

美国匹兹堡大学的科学家布鲁斯·哈普克早在30年前就曾预言，月球表面会发生导致新矿物形成
的风化。

科学家们由此根据他的姓氏将新矿物命名为“哈普克石（hapkeite）”。

地球表面会在水、氧等作用下发生风化，形成土壤。

但对于月球和水星等没有类似地球大气层的天体来说，
其表面风化则遵循着不同机制。

各种陨石的撞击，以及宇宙射线和太阳风粒子等引发的物理和化学反应，据认为
是导致月球等表面风化的主要原因。

一些高速运动的微小陨石在进入地球大气层时往往被焚毁殆尽。

由于月球上不存在大气层，因此微小陨石会
直接撞击到月球表面。

撞击过程中产生的热能使陨石中的金属熔化和蒸发，而后再以小珠形式重新沉积在岩石碎
块上，新发现的矿物可能正是在这一过程中形成的。

美国田纳西大学的阿南德和他的同事在报告中说，当以2份
铁和1份硅的比例沉积铁和硅时，产生了“哈普克石”。

发现表明，太空环境可以制造出地球上见不到的物质。

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