《《宏观地球物理探索》 第二章 扫描陨石》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《宏观地球物理探索》 第二章 扫描陨石（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、宏观地球物理探索 第二章 扫描陨石原文地址：宏观地球物理探索-第二章扫描陨石作者：金错刀一、陨石陨石，从宇宙空间穿过地球大气层落到地面上的，并保持其原始特征的天然固态物体(流星体)。常以坠落处或发现处的地名命名。陨石含有最古老的太阳系物质，可作为陨石母体外部和内部原始的和高度演化的物质的样品。陨石记载了太阳和银河系效应，借此可获得有关地球和其他行星、卫星、小行星及太阳成因，演化和化学组成的资料。有一些陨石含有富钙铝的难熔包体，借此可以追溯太阳系形成以前的事件。如超新星爆发合成的某些核素(碘-129、钚-244、钯-109及铝-26等)。在太阳系形成以前就加入前太阳系的原始物质，另一些陨石含有自
2、星际介质巨大分子云的有机物质。陨石还可以为行星遥感资料的解释提供物理和化学的信息，在实验室内可以对陨石进行多学科的综合研究，其主要目的是建立阳系的起源及期演化历史。全世界(不包括南极洲)已知的陨石降落事件(包括观察到降落和未观察到降落而发现的陨石)约2500次。自1969年至1989年在南极地区发现和收集了约11000多块陨石样品，这些陨石统称为南极陨石。陨石按其降落或发现处附近的城镇或邮局而命名。南极陨石则按发现陨石最近的地理位置而命名。南极陨石的名称由3部分组成：第一部分为发现和回收陨石的地区，如南极的Yamate或Allan Hills地区。第二部分是两位数，表示发现和收集陨石样品的年度
3、或野外收集陨石的季节，如77为1977-1978年野外季节回收的陨石。第三部分为在该地区回收陨石样品的序号，例如All，Hil，82100陨石样品，表示在All，Hill地区1982一1983年野外季节回收的第1001 A陨石样品。根据陨石中金属铁-镍、硅酸盐相和硫化亚铁的相对比例，将陨石分为3类。一是铁陨石，金属铁镍约为95%，是较普遍的陨石类。根据其镓锗和镍的含量及结构构造特征，可分为不同的化学群。陨石的内部构造特征，可提供陨石的母体冷却速率和大小的信，陨石母体的大小一股为50-200千米之间。二是石铁陨石，金属铁镍约为50%，这是一个定义不太确切的陨石群。除它们均是金属铁镍和硅酸盐的混合
4、物组成这一点外各种亚类很少有共同之处。1、石铁陨石，在南极洲和非南极洲陨石中都很少，仅在南极地区收集到4块石-铁陨石样品。有两类陨石包含了大多数石-铁陨石。即橄榄陨铁(橄榄石-金属)及中铁陨石(橄榄石-古铜辉石-金属)。2、石陨石，金属铁-镍小于20%。石陨石可划分为球粒陨石和无球粒陨石。球粒陨石是石陨石中最原始的物质。由硅酸盐(主要是橄榄石和低钙辉石)铁的硫化物(陨硫铁)和铁-镍金属合金的混和物组成。它们通常含有直径为0.2-2毫米的球粒。按矿物和化学组成球粒陨石又分为：顽火辉石球粒陨石(EL低铁群顽火辉石球粒陨石和EH，高铁群顽火辉石球粒陨石)。普通球粒陨石(H为高铁群，L为低铁群，LL为
5、低铁低金属群)及碳质球粒陨石。碳质球粒陨石又可分为4个化学群，CI、CM、CO、CV。无球粒陨石与某些地球岩石非常相似，具火成结构。最普通的类型是橄辉无球粒陨石，具玄武岩结构，有一些无球粒陨石受到过冲击作用。在矿物玻屑层，常有火成碎片。大多数陨石采自碎裂的小行星体(陨石母体)。铁陨石代表陨石母体核的物质。石-铁陨石(橄榄陨铁)代表核-幔边界的物质。石陨石代表陨石母体表面或近表面的岩石。一般来说在南极地区发现和收集的陨石样品类型与非南极陨石的类型相似，但在南极陨石样品中除己知的陨石类型外，还发现一些独特的和新的陨石类型。例如己在南极陨石中发现8块来自月球的月球陨石，它们都是富长石的角砾岩(斜长岩
6、质角砾岩)。从化学组成看，它们不仅是来月球高地，而且是来自从地球表面能见到的月球远边或背面，它们代表了5次不同的冲击和降落事件。此外在南极陨石中还发现2块可能是来自火星的火星陨石。月球陨石和火星陨石的发现表明，陨石除来自小行星带外，还有其他的来源，这是陨石学和天体化学研究领域的重大突破。3、陨石的形状陨石的形状各种各样，大小不等，其重量从不足千分之一克到几十吨。目前发现的世界上最大的铁陨石，是非洲纳米比亚的霍巴陨铁，重约60吨。中国的新疆铁陨石重约30吨。最大的石陨石是中国吉林陨石雨的1号陨石，重1770千克。4、陨石是自然现象研究简史表明，陨石陨落是一种壮观的自然现象，从远古时候起就引起人们
7、的注意。根据古籍记载中国在距今约4000年前的夏代，己有关于陨石雨的传说。春秋战国时期，己有关于陨石陨落的文字记录。1794年，德国克拉尼(E.F.F.CHLADNI)在一本书中指出，某些天然铁块不是地球产物而是宇宙物质，但真正的科学研究工作是从1860年左右，偏光显微镜等新测试技术应用于陨石研究之后才开展起来。1863年罗泽术应用于陨石研究之后，才开展起来的IB63fi罗泽(G.ROSE)提出了陨石的系统分类方案。此后各国的地质学家、化学家物理学家、地球化学家和天文学家等，对陨石做了许多研究工作，积累了丰富的资料。20世纪60年代以来由于空间探测的进展新的测试分析技术(如电子探针、质谱和中子
8、活化技术等的普遍应用，使得陨石研究工作取得了丰硕的成果。近年来，相继降落的墨西哥的阿连德碳质球粒陨石雨，中国的吉林陨石雨和在南极洲发现的5000多块陨石标本，对陨石研究起了很大的促进作用。中国的陨石研究工作是在1961年以后逐步开展起来的。1976年以来，经过对吉林陨石雨进行多学科的综合研究，于1977年8月召开了吉林陨石雨专题学术讨论会，接着出版了吉林陨石雨论文集，在此基础上又开展了其他陨石的矿物学、岩石学、化学成分、同位素近代学、宇宙成因、核素热历史等内容的综合研究。1980年10月成立了学术团体-陨石学及天体化学专业委员会，并制定了中国陨石收集与保护条例。二、陨落过程流星体以椭圆轨道绕太
9、阳运行，由于受其他天体的摄动或与其他天体碰撞，而改变其运行轨道，当其轨道变到与地球轨道相交时，就可能坠落到地球上来。而流星体以约11-72公里/秒的速度闯入地球大气层时，它前端空气受到强烈压缩，经与空气摩擦而使其表面温度升高。在离地面约135-90公里的高度，大气阻力使流星体开始减速，由于激波和大气摩擦作用引起它的表面发热发光，开始气化腐蚀，表面的熔化物质向流星体后部喷射，又使新的裸露面气化、熔蚀，使陨石发生烧蚀作用。流星体陨落到55公里以下，由于那里大气密度大得足以使它前端的空气受到强烈的压缩而产生激波，因而，有时发出隆隆的响声。当流星体降到12.5公里左右的高度，时速度减到100-300米
10、/秒的终点速度，其表面温度大大降低，不再发光，先前熔化的表展迅速凝固成黑色的熔壳，最后流星体撞击地面，成为陨石。陨石陨落的整个过程大约延续几十秒钟，如果流星体质量相当大，其初始速度又大大超过音速，那么在穿过大气层的过程中，直到强大的不均匀的冲击压力，使它在30-12公里的上空分裂成许多碎块，散落在大面积的面上，成为陨石雨。如果流星体很大，最后仍保持很高的速度，在它撞击地面前的瞬间，由于流星体前端的空气受到突然的非常强烈的压缩而急剧升温，使流星体本身及其周围的物质骤然气化而猛烈爆炸，结果陨石粉碎。撞击处形成一个圆形的陨石撞击爆炸坑，简称陨石坑。坑的直径比陨石大得多。当巨大的陨石在着陆前的猛烈爆炸
11、所形成的碎块，是不规则形状并坠落地表之际，因此，不一定在地表上形成标准的圆形撞击坑。陨石和地球物质的碎片和熔化滴粒散布在坑周围的广大区域。三、陨石的收集和命名据估计全球每年约有500次陨石坠落，其中大多数落在海洋、河、湖泊、山岭和荒漠地带，只有少数被人们发现、收集。因此陨石是稀有的、珍贵的宇宙标本。陨石通常是以陨落地点或发现的地名命名的。四、陨石分类陨石分类目前普遍采用的方法是根据陨石的矿物成分、化学成分和结构构造来划分的。可分为石陨石、铁陨石和石铁陨石。矿物成分陨石与地球岩石一样，基本上都是由矿物组成的，由于陨石长时期存在于高度真空的宇宙空间环境，未经历过地球岩石所受的那些变质作用和风化作用
12、，因此陨石矿物的种类和共生组合与地球矿物存在明显的差别，两相比较原生陨石矿物有以下几个特点：1、己确定的原生陨石矿物只有约117种(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石各以类质同象矿物系列计算)。其中绝大多数是分散的、颗粒微细的微量成分。而地球矿物约有2400多种。2、陨石的主要矿物只有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁、斜长石和晶状硅酸盐(类蛇纹石或者类绿泥石)。种类比地球岩石少得多。地球的主要造岩矿物如石英、角闪石、钾长石、黑云母和白云母等在陨石中很少见或未发现。3、陨石中有34种在地球岩石中未发现的矿物，约占陨石原生矿物的三分之一。4、原生陨石矿物中只有13种为含水矿物，其
13、中6种是含有或者可能含有羟基的，7种含有结晶水的矿物。后者全都是在碳质球粒陨石中。5、存在地球外冲击变质成因的矿物，这类矿物有陨尖晶石(林伍德石)和陨镁铁榴石。6、有些原生陨石矿物与地球上的同种矿物差别很大。陨石的褐斜闪石为单斜晶系，而地球上的为三斜晶系。氟磷钙铁锰矿，地球上的有时含氟，而陨石的买际上不含氟。只是铝钛矿(希邦石)，地球上的含钛而陨石的不含钛。五、陨石的化学成分普通球粒陨石的平均化学成分，可作为所有陨石的平均成分的近似值，但是，不同类型陨石的化学成分存在着显著的差异。碳质球粒陨石的挥发性元素(Ti Bi Pb Hg)的丰度比普通球粒陨石要高几个量级，它还含有较多的稀有气体和有机物
14、。I型碳质球粒陨石的元素相对丰度，除了氢和氦等挥发性元素外，与太阳系的元素丰度非常接近，可认为是太阳星云的原始物质。无球粒陨石的化学成分与地球的地幔岩(超镁铁岩)十分近似，其K/RB89 Sr/86Sr和K/U之质也几乎一致。普通球粒陨石与地壳火成岩的化学成分对比表：地壳火成岩富集亲石元素(F Al.Ti.Sr Ba Zn Tl U)，而普通球粒陨石则富集亲铁元素Mn Cr Fe Co Ni Ge钼族元素)和Mg。陨石中挥发性元素(Rb Cs Zn In Tl Pb Bi的含量均比地壳和整个太阳系低。铁陨石的成分几乎全是Fe和Ni。地壳或月球的岩石都不能与ta3相比。六、陨石的识别对陨石的识别
15、一般从以下六个方面着手：1、陨石的密度高。石陨石的密度比地球普通岩石约高1.5倍，铁陨石密度约比地球岩石高3倍。2、绝大多数球粒陨石和部分无球粒陨石含有Fe-Ni合金，在新断面上它以闪光亮点出现。地球岩石一般含Ni甚少。3、陨石的剩磁强度高，可用罗盘直接测定。4、球粒陨石具有地球岩石所没有的球粒结构。5、陨石与地球自然铁和人工铁不同。八面体铁陨石具有特征的由铁纹石和镍纹石构成的维斯台登图像。6、陨石表面存在通过大气时烧蚀产生的气印和熔壳，气印多呈圆形、椭圆形和菱形，大小从几毫米到几厘米。熔壳一般呈黑色，厚度约1毫米。七、研究陨石的意义除月球样品和少量的宇宙尘外，陨石是供人们直接研究的主要地球外
16、物质。陨石是一种最古老和最原始的太阳系物质，研究它可获得太阳系物质来源，太阳星云和太阳系早期的物质组成和演化的信息。陨石到达地面之前，作为小天体在行星际空间长期运行，在这期间它连续地受到宇宙线的轰击。因此它是研究宇宙线及其与物质相互作用的一种理想祥品。研究陨石有机物，有助于揭开生命起源的奥秘。对陨石稀有气体和裂变径迹的研究，除可以测定陨石年龄外，还可以用于研究自然界的己灭绝元素和寻找新元素。研究元素在陨石的金属镍铁陨硫铁和硅酸盐中的分布情况，可为了解亲铁、亲铜和亲石元素的地球化学行为提供有价值的资料。陨石陨落现象和陨石坑的研究可为宇宙航行和冲击变质作用的研究提供有价值的资料。陨石起源主要有大行星破裂说、慧星来源说和小行星来源说等。大行星破裂说认为：小行星主带内曾有一颗具有铁、镍、核、硅酸盐幔与壳的大行星。该行星被碰撞破碎后形成了各
