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日志

 
 

陨石&鉴定方法  

2013-03-16 18:03:24|  分类: 我的科学世界 |  标签: |举报 |字号 订阅

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陨石

陨石鉴定方法 - 喜上眉梢 - .
     陨石是地球以外的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球上的石体,它是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本,极具收藏价值。据加拿大科学家10年的观测,每年降落到地球上的陨石有20多吨,大概有两万多块。由于多数陨石落在海洋、荒草、森林和山地等人烟罕至地区,而被人发现并收集到手的陨石每年只有几十块,数量极少。

   陨石是由某种特殊原因形成的,或是星球爆炸、崩裂,或是飞出的宇宙尘埃,或是两两星球碰撞下来的碎块……当它们闯入地球大气层内时,由于高速飞行和大气的磨擦作用而燃烧消融,到达地球表面时,已变成了黑黝黝的、沉甸甸的石头,这就是陨石。

 陨石之所以珍贵

一,  在于它们取之不易。来自遥远太空的星球碎片,经过漫长旅途坠落地球表面时,极易石沉大海,难查踪迹。


二,在于它们是“价廉物美”的科学样品。试想,要从其它星球取回样品,需动用宇宙飞船,其耗资之巨大,令人惊叹!阿波罗宇宙飞船登月,耗资亿万巨资,才仅仅从月球正面(或称月球的近边)采集了300多公斤月球表面的样品,仍然不能取得从地球表面不能看见的月球远边(或称月球背面)的样品。可是,要是能从地球表面拾到月球或其它星球的陨石,所需费用显然要少多了。事实表明,南极大陆地区,由于它是未开垦的处女地,陨石保存最为完好。例如,从南极大陆发现的陨石中,有9块陨石样品来自月球,称月球陨石;更为珍贵的是,其中有8块月球陨石来自月球背面。最为珍贵的还有两块在南极发现的陨石是来自火星的火星陨石,这对于研究火星的演变历史以及揭开火星上是否存在生命的科学之谜是很有意义的。目前,要到火星上采集样品比上月球采集更难、更耗资巨大。


三, 在于它们类似于一种从地球上发射到太空并可回收的宇宙空间探测器。原来,当陨石从行星际空间降落到地球以前,在它运行的途中,容易受到太阳风、宇宙和银河中宇宙射线的作用,陨石与它们相互碰撞后,在陨石上留下了有关宇宙空间辐射线和粒子辐射通量的信息。分析化验这些陨石,即可测定陨石的宇宙射线暴露年龄和陨石落地后的地球年龄,以及行星际空间宇宙射线和太阳风的强度。很显然,这与耗费巨资研制一种宇宙空间探测器相比,真是经济可行多了。


四,在于它们是最古老的岩石。宇宙化学的主要任务之一是确定太阳系内固体物质的演化年代。有许多陨石的结晶年龄大致为45亿年~46亿年,接近于太阳系行星形成的年龄,而地球上最古老的岩石年龄大约只为38亿年,这对于确定太阳系内固体物质的演化年代无疑更为有效。


     我国是世界上发现陨石最早的国家,远至新石器时代,后经历朝历代,直到20世纪末均有文字记载,并有不少标有“落星”的地名,如“落星山”、“落星湖”等。

    陨石按组成成分一般分为3大类:
    


    陨石,在没有落入地球大气层时,是游离于外太空的石质的,铁质的或是石铁混合的物质,若是落入大气层,在没有完全被大气烧毁而落到地面就成了我们平时见到的陨石,简单的说,所谓陨石,就是微缩版的小行星“撞击了地球”而留下的残骸。

    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%。
 铁陨石,也叫陨铁。一般铁镍含量在95以上,其中含铁80至95,含镍5至20。密度为8至8.5。其他成分可有硫化物,金刚石,稀土化元素及硅酸盐等。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,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨。该陨铁含铁88.67,含镍9.27。其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物。

    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—铁陨石是山东莒南的“铁牛”,长1.4米,重达3.72吨,为世界陨石之首。该陨石含铁70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朋8日15时,吉林地区东西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3.19 Fe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。

    石陨石根据起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。 

    铁陨石根据其内部结构可分为:方陨铁、八面体陨铁、富镍无结构铁陨石三种。

    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。

     石铁陨石根据起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。

     根据现阶段对陨石成因的推测,陨石可能是小行星、行星、大的卫星或彗星分裂后产生的碎块,它能携带来这些天体的原始信息。也有人推测地球上的生命也是来源于陨石所带来的有机物质。迄今为止,地球上发现的陨石数目众多,也有许多在地面上留下了亘古不变的痕迹。像1908年6月30日在西伯利亚通古斯河流域的通古斯大爆炸,就有可能是巨大陨石撞击地球引起的。

     目前世界上保存最大的铁陨石是非洲纳米比亚的戈巴(Hoba)铁陨石,重约60吨;其次是格林兰的约角1号铁陨石,重约33吨;我国新疆铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石;世界上最大的石陨石是吉林陨石,以收集的样品总重为2550公斤,吉林1号陨石,重1770公斤,是人类已收集的最大的石陨石块体。

    另外,还有一种陨石被称为“玻璃陨石”,它呈黑色或墨绿色,有点象石头,但不是石头;有点象玻璃,但它是一种很特别的没有结晶的玻璃状物质。它的形状五花八门,一般都不大,重量从几克到几十克。到目前为止,已发现的玻璃陨石有几十万块,而且另人奇怪的是它们的分布有明显的区域性。关于玻璃陨石的来源和成因,现在还没有定论。



附件:
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陨石鉴定方法 - 喜上眉梢 - .
 
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陨石鉴定方法

普通的石头的主要化学成分是碳酸钙 
对于一块岩石标本,首先请您回答以下几个问题? 

1)样品有没有黑色的熔壳? 
2)样品是否是致密的固体? 
3)样品是否比相同大小的普通石头重些? 
4)是否能被磁铁吸引? 
5)样品是否由金属组成或者在样品的破碎面,切面或者抛光表面能看到金属的斑点? 


如果以上问题的答案是“是”,这块样品有可能是陨石,如果大部分或者所有的问题答案是“否”,这块样品可能不是陨石。 
地球上,铁的氧化物-磁铁矿和赤铁矿常常被认识是铁陨石。简单的鉴定方法:取一块白色的瓷板,用岩石在瓷板上刻画,白色瓷板上会留下典型的条痕,赤铁矿会留下红棕色的条痕,磁铁矿会留下灰黑色的条痕,而陨石不会留下条痕;而且如果能看到新鲜的岩石内部结构,铁陨石内部会是亮的银白色,而磁铁矿和赤铁矿没有这种特点,为黑色或灰黑色,如果在制作标准探针光片,在电子探针测试,磁铁矿或赤铁矿会是高价态的。而铁陨石的铁为原子态,镍含量较高,而地球上的岩石几乎不含有原子态的镍,除非是人工合成的。 

以下就是简单的手标本(何为手标本?笔者认为就是指固体岩石本身,没有经过加工的样品)鉴定方法。
     一些有经验的人,特别是野外地质工作者,多以下列特征鉴别陨石:

    形态:由于陨石在大气中燃烧磨蚀,形态多浑圆而无棱无角。熔坑:陨石表面都布有大小不一、深浅不等的凹坑,即熔蚀坑。不少陨石还具有浅而长条形气印,可能是低熔点矿物脱落留下的。比重:陨石因为含铁镍比重较大,铁陨石比重可达8,石陨石也因常含20铁镍,比一般岩石比重也大些。磁性:各种陨石因含有铁而具强度不等的磁性。经风化的陨石没有磁性,因而也就不算陨石了。条痕:陨石在无釉瓷板上磨擦一般没有条痕或仅有浅灰色条痕;而铁矿石的条痕则是黑色或棕红色,以此加以区别。
 
1、形态特征: 
许多铁陨石具有似波纹状的表面,而许多石陨石的表面有更多的低的指印纹或气印,陨石样品一般呈不规则状,但具有圆的边缘,人工铁或不锈钢则具有直的边或呈90°的角。 


2、熔壳: 
由于陨石高速进入大气层与空气分子发生摩擦,新降落的陨石都有一层覆盖表面的黑色(或黑灰色)熔壳,石陨石的熔壳厚约1毫米,而铁陨石由于其物质致密度高,其熔壳厚度要薄得多。由于陨石穿过大气层时熔融物质的剥蚀作用而使其表面具有流纹状或流线状结构。
典型代表如下图 

3、密度:
 
岩石在密度上表现不同,因此密度是一个用来区别陨石和地球岩石的重要工具,但是不能作为鉴定的决定因素,铁陨石密度非常大,可达7-8g/cm3。大部分陨石是普通球粒陨石,密度范围3.0-3.7 g/cm3,密度稍大于地球岩石,例如石灰岩(密度约为2.6 g/cm3),石英岩(2.7 g/cm3),花岗岩(2.7-2.8 g/cm3),是地球上最普通的低密度岩石。但是一些陨石密度也很低<3.0g/cm3,这些陨石属于非常罕见类型。超基性岩是地球上最常见的火成岩石类型,其密度能达3.0g/cm3,是地球上唯一密度上大于陨石的岩石,含一些金属矿石,如铁、锌和铅的氧化物和硫化物,例如,赤铁矿或磁铁矿组成的岩石常被认为是陨石,其密度为4.5-5 g/cm3,大于某些类型的石陨石。下表列出了一些陨石的密度和丰度。 


4、磁性特征: 
除了一些罕见类型的陨石,如无球粒陨石,月球陨石和火星陨石没有磁性外,大部分陨石都具有磁性,具有这种性质是因为含有金属的原因。地球上的大部分岩石没有磁性,但是一些地球岩石,如含磁铁矿和富铁矿物的一些岩石也含有磁性。可用磁铁或者铁的物体来测试是否具有磁性。


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