陨石——深空探测的钥匙

2023-06-06 中科院地质地球所

陨石——深空探测的钥匙

作者：胡森/我国科学院地质与地球物理研究所/硕士生导师，主要从事陨石学研究。

编者按：陨石你有了解过吗？或者说你知道什么叫陨石吗？呐，陨石的定义其实很简单：**到地球的地外碎块都可称作陨石（a meteorite is a natural object that survives its fall to Earth from space）。而大范围的陨石降落事件就是我们常称的陨石雨，有图有**哟！陨石部分小编整理了两节，陨石的类型划分和陨石与深空探测。今天就先来了解一下陨石的类型划分吧。

狮子座流星雨和车里雅宾斯克陨石雨

Part 1 陨石类型划分

除陨石外，微米至毫米级的星际尘埃（微陨石）也在不断沉降到地球，由于其粒度细小，不容易被发觉，但在深海沉积物、南极冰雪、黄土、K/T界线地层等都能检测和回收到微陨石。高速（可达100 km/s）的星际尘埃穿过地球大气时，由于摩擦作用会发热发光，就是人们通常能观看到的流星(雨)。陨石和流星都来自流星体，当流星体足够大，并能承受住大气层的严峻考验落到地面，即为陨石。除陨石外，目前人类还通过高昂代价的深空探测项目，直接收集到了一些地外样品，如月岩、细川小行星样品、星际尘埃、太阳风粒子等。

陨石的分类体系随着研究的不断深入而逐渐建立起来。Mason等人根据硅酸盐和金属的相对含量将之划分为石陨石（Fe-Ni金属含量<30%）、石铁陨石（Fe-Ni金属含量30-65%）和铁陨石（Fe-Ni金属含量>95%），石陨石又可分为球粒（近圆形的硅酸盐**体）陨石和无球粒陨石。根据各类陨石的主要化学组成特征将每类陨石又可划分为若干化学群。

Allende碳质球粒陨石

NWA 7325无球粒陨石

球粒陨石中炉条状的橄榄石球粒的正交偏光图像

Esquel 陨石（一种石铁陨石）

Toluca铁陨石（IAB型）及其内部Widmanstätten结构

Agoudal铁陨石（IIAB型）

由于Mason的分类方法与陨石的成因没有密切联系，Wasson等人后来根据陨石的成因特征将陨石划分为未分异的陨石（即球粒陨石）和分异的陨石两大类。球粒陨石的全岩化学成分与太阳的成分基本一致，表明球粒陨石自从形成之后就一直保存到了现在，因而最原始。相比之下，分异型陨石由于经历过更复杂的岩浆活动，记录了形成之后的演化信息，其全岩成分与太阳有较大差异。根据陨石的矿物学、化学成分和同位素组成特征又将每一大类划分为陨石族（Clan）、群（Group）和亚群（Grouplet）。每一个具有相似矿物组成和化学成分，经历过相似的演化过程。后来的研究工作者根据陨石的成因关系，再将陨石类型可细分为若干类。

根据成因划分的陨石类型

球粒陨石主要包括顽火辉石（EH和EL）、普通球粒（H、L和LL）和碳质球粒（CI、CM、CR、CV、CO、CH、CB）三种类型，目前发现少量的K群和R群球粒陨石。从距太阳的位置来看，顽火辉石－普通球粒陨石－碳质球粒陨石离太阳的位置越来越远。

球粒陨石在太阳系中形成的相对位置

分异型陨石可粗分为三类：无球粒陨石、石铁陨石（中铁陨石和橄榄陨铁）和铁陨石。铁陨石可根据是否经历过岩浆作用分为岩浆型和非岩浆型铁陨石，可再仔细分为若干类。石铁陨石主要包括中铁陨石和橄榄陨铁。无球粒陨石可再细分为原始无球粒陨石、月球陨石、火星陨石、HED族陨石（来自灶神星）和其他五族。Acapulcoites、lodranites、winoaites和brachilites等原始无球粒陨石，可能代表太阳系早期行星形成初期的物质形态。

HED族陨石包含howardites、eucrites和diogenites，分别代表灶神星（4 Vesta asteroid）的壳和幔，大量研究认为HED族陨石、橄榄陨铁和中铁陨石在成因上有一定联系，虽然橄榄陨铁的氧同位素与其它两类有一定差异，但一般还是认为橄榄陨铁是金属核与类似HED族陨石母体幔的混合物，而中铁陨石为金属核与类似HED族陨石母体壳的混合物。

月球陨石可分为三大类：玄武岩质、斜长岩质和混合岩质，为月球的形成和演化提供了大量的信息。火星陨石也称为SNC族陨石，为Shergottites（辉玻无球粒）、Nalkalites（辉橄无球粒）和Chassignities（纯橄无球粒）三个英文单词首字母的缩写，根据火星陨石的**学特征，可以分为以下几类：斜方辉岩、纯橄岩、辉橄岩、玄武岩、含橄榄石斑晶玄武岩、二辉橄榄岩和最近发现的表土角砾岩黑美人（Black beauty），我国在南极回收的两块火星陨石均为二辉橄榄岩。无球粒陨石还包含顽辉石无球粒陨石（aubrites）、橄辉无球粒陨石（ureilites）和普通辉石（或钛辉）无球粒陨石（angrites）。这些样品的成因和母体无法确认，暂时归为一起，例如橄辉无球粒陨石中富含石墨和金刚石，表明经历过强烈冲击；虽然其全岩碳含量与碳质球粒陨石相近，但未能确认两者的联系。