如何通过化学成分分析陨石

① 石陨石怎么鉴定

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，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；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。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10%左右，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。

3，磁性；因为大多数陨石含有铁，所以95%的陨石都能被磁铁吸住。

4，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。

5，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。

(1)如何通过化学成分分析陨石扩展阅读

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%。

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%。

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，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。

参考资料网络--陨石

央视网--“石痴”痴迷收藏陨石16年 经鉴定无一具备结构特征

② 陨石的检测与鉴定，你知道吗

陨石检测与鉴定是一项综合性的分析、研究、判别过程，要对陨石进行科学的化学检测与分类鉴别，除了要了解各种陨石外部形态和内部结构等必要的特征外，首先了解各种类陨石的化学特点与矿物组成，常用的检测手段有X射线衍射仪分析、XRD矿物分析、CuKa辐射、石墨单色器分光、偏光显微镜观察、元素分析、电子探针及氧同位素检测等。

如通过X射线衍射仪分析可得出陨石的物相组成及其矿物的归类定性。通过化学元素分析可了解陨石中的精细元素含量及氧同位素等的精确数据。通过电子探针来具体确定陨石所包含的化学、岩石学成分，从而确定它的陨石具体种类等。

矿物成分特征：橄榄陨铁(类型符号P)，主要由橄榄石和组成基质的铁镍金属构成；中铁陨石(M),主要由斜长石、辉石和铁镍组成；古铜-鳞英铁陨石(S)，主要由铁镍、古铜辉石和鳞石英组成；橄榄-古铜铁陨石(Lo),主要由铁镍、橄榄石和古铜辉石构成。橄榄陨铁中铁镍金属的Ni含量约为8～15%,其成分与八面体铁陨石相似,橄榄石的成分为Fa12-22（橄榄石中的铁橄榄石分子的百分数），中铁陨石含有等量的硅酸盐和铁镍，铁镍中Ni的含量小于8.9%。

③ 陨石里含有的化学成分和矿物元素，你知道吗

化学成分

研究陨石的第一件事是进行矿物解析，并从其组成开始。陨石和气体痕迹的部分普通球粒的平均化学成分可以用作所有陨石平均成分的近似值。

但是，不同类型的陨石的化学组成存在显着差异。例如，碳质球粒陨石的大量挥发性元素（钛，钽，铅，汞）比普通球粒陨石高几倍，并且还含有稀有气体和有机物。除了氢和氦等挥发性元素外，1型碳质球粒的丰富度非常接近太阳系的丰富元素，可以被视为太阳星云的原始物质。球体的化学成分与地幔岩石（超镁砂）非常相似，钾/锶（K/Rb）值几乎相同。

沙漠地貌

属于所有四个方面的氧化镁铁矿石是从阿波罗-11太空船在月岩处回收的。晶体具有菱形双锥，并且是不透明的，属于六角形。晶体形式薄，带状且几乎不透明。存在于月岩中的玄武岩中，并与晚晶的黄铁矿铋，斜铁基铁，方石英和碱长石结合。斜晶石是三斜晶的，颗粒状的，黄色的。这些岩石样品是从阿波罗 11020收集的岩石样品中产生的，主要包括单斜晶的辉石，鞭毛石和钛铁矿微晶辉长岩和辉绿岩，磷镁钠石。细粒度，大聚集体，淡琥珀色和透明。它是在一个锐钛矿陨石的小金属洞穴中产生的，该洞与白石，亚磷酸盐，钠长石，辉石有关。镁-镁矿石属于单斜晶系。不规则颗粒状，细脉，巨大的聚集体，淡红色至琥珀色。沿铁陨石的裂缝壁以颗粒形式产生，有橄榄石和散布的微型冲击脉络。

④ 陨石怎么鉴定

陨石的三个基本特征可以作为初步辨别真假的标准：

1、熔壳

陨石在进入大气层时速度非常快，因摩擦产生高温造成表面熔化，形成厚约1毫米的黑色熔壳。落入地球后受风化、氧化等的作用，陨石表面也可能呈褐色。

2、除月球陨石、火星陨石等少数陨石外，大部分陨石都具有强度不等的磁性。

3、陨石的比重较大

比一般岩石重。如果要做进一步识别，建议送到相关的科研单位进行成分分析等专业鉴定。

太阳系有一个小行星带，位于木星和火星之间。这个小行星带上有无数颗体积很小的小星星，直径几米到几百米甚至几千米不等，这些小星星经常会发生碰撞，或者受到其他较大星体的吸引从而改变运行轨道，其中有一些落到了地球上，就形成了陨石。

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关于陨石的价值，主要可以从几个方面来评估。被人们亲眼目睹坠落过程的陨石称为“目击陨石”，概率很小，平均每年只有一例，因而价值很高。

另外，稀有程度是影响陨石价值的重要因素。目前发现的陨石中约有95％为石陨石，铁陨石占比约4％，石铁陨石更少，越稀有的陨石品种价值越高。还有就是陨石的品相，外观越好、越完整则越贵重。

⑤ 陨石的分类及组成

由于分类的标准难以达成一致,陨石的分类比较困难。分类标准包括化学组成、矿物组成、陨石的内部结构以及颜色等。根据分类依据的不同使得陨石的分类或简单或复杂,这与研究者的倾向性有关。20 世纪初叶,德国学者Rose依据陨石的矿物组成和结构对陨石进行了分类,其后奥地利维也纳大学的Tschermak 和维也纳自然历史博物馆的Brezina修改和扩大了Rose的分类,由Brezina在1904年提出,称为Rose-Tschermak-Brezina分类,将陨石分为8 大类、76 个亚类。该分类在20 世纪中期得到很好的使用 (Norton,2002)。但是终因该分类方法过于复杂而被新方法取而代之。1916年,英国博物馆的George T.Prior根据陨石之间的化学和矿物学关系,使用铁-镍金属的变化和橄榄石、辉石中铁含量的变化,将陨石分为5 族、19 类,分别为球粒陨石、贫钙无球粒陨石和富钙无球粒陨石、石-铁陨石和铁陨石 (Norton,2002)。这一分类体系一直被沿用至20 世纪60年代。直至 1967年,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Klaus Keil和Kurt Fredriksson使用电子显微镜首次对陨石组成进行显微分析后,使得陨石学家能够精确地确定陨石的元素组成,特别是测量铁陨石中微量元素的组成,进而形成了一种全新的分类体系 (Norton,2002)。

陨石分类主要是根据它们的矿物学组成、化学组成与内部的结构构造。首先根据陨石中的金属含量,将陨石划分为三种主要类型:石陨石、石铁陨石和铁陨石。石陨石又根据有无球粒分为球粒陨石和无球粒陨石两类,还可以根据是否发生过熔融或分异作用将陨石分为分异型和未分异型两类 (表1-4)。未分异型陨石由那些从未被加热到熔融温度的微星体 (planetesimals)的碎屑所组成,它们的化学和同位素组成可以代表它们所源自母微星体总体的化学和同位素组成。分异型陨石是由那些熔融并分异为核、幔和壳的微星体碎屑所组成,这样的陨石不是行星的代表性样品,不能代表原始母体的组成。至少在一定程度上,未分异陨石反映了它们从中形成的太阳星云的组成 (Palme et al.,2004),球粒陨石就是这样的未分异型陨石。进一步还可以根据陨石中所含有的主要矿物进行更详细的分类 (表1-5)。

表1-4 陨石的基本分类

表1-5 陨石的分类

续表

(据Brownlow,1996)

铁陨石由两种主要矿物组成,其一为铁纹石 (Kamacite,立方体心格子的α铁,又称自然铁),另一种为镍纹石 (taenite,立方面心格子的γ铁)。此外,常常还含有少量石墨、陨磷铁镍石、陨硫铬铁、陨碳铁、铬铁矿和陨硫铁等矿物。所以,除Fe和Ni外,在铁陨石中还含有少量 (<2%)Co、S、P、Cu、Cr和C等元素 (表1-5)。根据矿物晶体结构和Ni/Fe比值,铁陨石可以分为三个亚类:六面体式陨铁、八面体式陨铁和富镍中陨铁陨石。

石铁陨石大致由等体积的硅酸盐相和铁镍相组成,根据两相比例可以划分为橄榄陨铁和中铁陨铁两类。在橄榄陨铁中,橄榄石、陨硫铁和陨碳铁呈镶嵌状分布在铁镍金属之中,铁镍相中镍含量为 10%～15%。中铁陨石由大致相等的硅酸盐相和金属相组成,金属中含镍约 7%。

球粒陨石的最大特征是含有球体,具有球粒构造。球粒一般由橄榄石和斜方辉石组成,而球粒间的基质常为镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石等组成。1967年,Van Schmus et al.提出了球粒陨石的化学-岩相学分类。根据化学组成,将球粒陨石分为:普通球粒陨石 (O群),碳质球粒陨石 (C 群)和顽火辉石球粒陨石 (E 群)三群。普通球粒陨石又分为三个亚群,即 H (高铁)、L(低铁)和LL(低铁低金属)亚群。根据其产出地 (英文单词首个字母)将碳质球粒陨石分为 CI、CM、CO、CV、CK、CR、CH、CB八群。顽火辉石球粒陨石又可分为EH 和EL两个亚群。从E群到O 群再到 C群,橄榄石和辉石的FeO/(FeO+MgO)逐渐增高 (表1-6)。

表1-6 球粒陨石族的特征

续表

注:硅酸盐中 Fe/(Fe+Mg)、平均Mg/Si、平均Al/Si、平均 Ca/Si为特色摩尔数比值。 (据White,2013)

根据陨石的岩相学特征,球粒陨石又可以分为六种岩相学类型 (表1-7,Norton, 2002)。

表1-7 球粒陨石族的岩相学类型及特征

R^*:指具有浅色碎屑和深色基质的球粒陨石。碎屑的岩相学类型较高,为5～6型;基质的岩相学较低,为3～4型。

表1-7 表明,所有的球粒陨石组都可以根据化学和岩相学特征进行分类。化学类型代表了不同的小行星带的母体。岩相学类型反映母体上或内部发生的热变质作用或水溶蚀变作用。普通球粒陨石呈现出热变质作用,而碳质球粒陨石的各个亚类的岩相学类型从水溶蚀变到热变质作用都有。由表1-8,从 1～6,代表着递进的重结晶作用和变质作用。

表1-8 球粒陨石的重结晶和变质作用

*平衡指共生矿物处于稳定状态;不平衡指在高温下一起受热但仍未达到稳定的共生矿物。

(据格拉斯,1986)

碳质球粒陨石,顾名思义,以其高含量的挥发元素与挥发性化合物,包括水、硫、稀有元素,以及大多数高含量的碳为特征。根据其化学成分,碳质球粒陨石又分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类 (表1-9),分别与表1-8 中的1、2、3 型球粒陨石对应。从Ⅰ类到Ⅲ类,碳、水与易挥发痕量元素逐渐减少。如果把该分析都换算为不挥发基,那么,碳质球粒陨石的成分实质上彼此相同。

表1-9 不同类型碳质球粒陨石的分析结果 单位:w_B/%

(据米勒等,1982)

碳质球粒陨石,以其暗黑色或褐色、相对密度小,以及几乎不含镍-铁金属等特征,而易与其他陨石相区分。Ⅰ型碳质球粒陨石本身并不含陨石球粒,之所以把它与其他碳质球粒陨石归在一起,乃是因为它们彼此之间的化学性质与矿物成分相似。

在陨石球粒和一些被称为富钙铝包体、直径 1～2 mm 的不规则颗粒中,都发现高温矿物,与此相反,碳质球粒陨石的基质所含的却主要是低温矿物,如类似蛇纹石的层状硅酸盐。这正是碳质球粒陨石属于未分异型陨石的证据。

碳质球粒陨石含有多种不同种类的碳氢化合物,包括氨基酸等。研究表明,这类化合物的起源是非生物成因的。这些有机化合物可能是从简单的分子如 CO、H₂ 与 NH₃ ,受尘埃粒子表面上的镍铁和磁铁矿的催化作用形成的。因此,碳质球粒陨石包含了太阳系早期复杂碳化物的非生物合成作用的信息,而且可能与地球上的生命起源有关。甚至有人认为,生命分子的前驱并非诞生于地球,而是诞生于小行星,这种小行星后来落到地球上,从而“播”下生命的种子 (格拉斯,1986)。

直到20 世纪80年代早期,人们认识到的碳质球粒陨石只有四种。今天,随着在南极球粒陨石的大量发现,数目已经上升到八种 (表1-6)。词头C指的是碳质,其后的字母指被目击降落的地点,如CI中的I指在1938年降落在坦桑尼亚Ivuna小镇上质量为704g的陨石,具有这种特征的陨石都被称为CI型球粒陨石。

无球粒陨石是相当不均匀的石陨石,它们都缺乏陨石球粒,一般比球粒陨石结晶粗,且基本不含镍铁。它们具有类似于地球上火成岩的结构和组成,可能具有岩浆的分异作用。许多无球粒陨石是强分异岩石,因此它们几乎是单矿物岩 (米勒等, 1982)。放射性年龄测定表明,球粒陨石是早期太阳系保留下来最古老的样品,年龄约为 45.6 亿年。

由于存在三类迥然不同的陨石——石陨石、石铁陨石和铁陨石,这使得人们设想陨石来自某种曾经分异成一个富金属核和一个硅酸盐包裹层的行星体,这种天体破裂导致各类陨石的形成;石铁陨石来自金属核与硅酸盐幔界面,石陨石来自富硅酸盐幔。成为依据陨石资料推测地球内部结构和化学成分的重要根据之一。有证据表明,“一个母体形成陨石”的假说不可取。因为各类陨石年龄有差异,而陨石群之间也有年龄差异。其二,各群球粒陨石和铁陨石之间均存在成分间隔和氧同位素 (¹⁸ O/¹⁶ O 和¹⁷ O/¹⁶ O)比例差别。每群陨石应分别形成于不同的行星母体,火星与木星间的小行星带有众多小行星,是陨石的来源。