第四節(jié)---隕石的化學(xué)成分及其分類

1、,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,Most people are familiar with the term "shooting star," but few know its importance. Actually, it is not a star shooting across the sky, but a small piece of solid matter called a meteoroid co

2、lliding with the atmosphere. As the meteoroid enters the Earth's atmosphere, the friction created by its incoming velocity causes its surface to heat up, and the brilliant flash of light records the passage of a mete

3、or.,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,隕石(Meteorite)是從星際空間降落到地球表面上來的太陽系碎片，主要來源于位于火星和木星之間的小行星帶。每天落到地球上的隕石平均重量在1000至10000噸之間，但大部分落在占地表2/3的海洋里，一部分落在人煙稀少的沙漠、森林和山區(qū)，僅有少數(shù)的隕石才有機會被人們發(fā)現(xiàn)。隕石的研究已有幾百年的歷史，近幾十年來發(fā)展尤為迅速。現(xiàn)在，人們對隕石的類型、組成及其演化途徑已經(jīng)有了比較統(tǒng)一的認識，并且通

4、過隕石的研究對太陽系的早期歷史有了更加清楚的了解。隕石學(xué)已經(jīng)構(gòu)成了天文學(xué)和地質(zhì)學(xué)之間的一門重要的交叉學(xué)科。,Mars Meteorite,Mars Meteorite,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,一、隕石的類型,二、隕石的平均化學(xué)成分,三、隕石的演化歷史,四、隕石研究實例：吉林隕石雨,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,一、隕石的類型 （1）鐵隕石 主要由金屬鎳-鐵（占98%）和少量的其它礦物組成。（2）石隕石 主要由硅

5、酸鹽礦物所組成。這類隕石又可分為兩個亞類，即決定于它們是否含有細小而大致等粒的球狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)而進一步分之為：①球粒隕石；②無球粒隕石。這類隕石大多數(shù)是石質(zhì)隕石，很少量而特殊的是碳質(zhì)隕石。（3）鐵石隕石 由數(shù)量大體相等的鎳-鐵和硅酸鹽礦物組成，是上述兩類隕石之間的過渡類型。,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,Classification of Meteorites Meteorites are classified into th

6、ree main groups because of their particular mineral compositions: irons, stony-irons, and stones. Mineralogically, meteorites consist of varying amounts of nickel-iron alloys, silicates, sulfides, and several other minor

7、 phases. Classification is then made on the basis of the ratio of metal to silicate present in the various compositions. No two meteorites are completely alike, and specific compositional and structural features give a p

8、articular meteorite its unique identity.,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,鐵隕石： 鐵隕石比較稀少，它只占隕石總量的10%，但在地表發(fā)現(xiàn)的隕石中，鐵隕石多于石隕石，原因是鐵隕石較易在土壤中保存，并且易于和地表巖石相區(qū)別。 鐵隕石除主要組分鎳-鐵合金外，一般具有副礦物磷鐵鎳鈷礦[(Fe,Ni,Co)3P]、隕硫鐵（FeS）、鎳碳鐵礦（Fe3C）以及石墨。附屬副礦物如隕輝鉻礦（F

9、eCr2S4）則較少見。這些副礦物呈小圓塊散布在金屬中。 金屬通常呈一種特殊結(jié)構(gòu)，稱維德曼斯德特蝕象（Widmanstetter figure）。這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為一種鎳-鐵合金的薄層在一種富鎳的基質(zhì)（鎳鐵石）內(nèi)互相間生，它是一種合金在高溫時緩慢地結(jié)晶的標志.,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,石隕石： 石隕石中的球粒隕石之所以得名，如上所述，是因為有隕石球粒的存在，它們是由橄欖石或輝石所組成的小球體，有時也有玻璃。無球粒隕

10、石中則沒有球粒結(jié)構(gòu)。除了結(jié)構(gòu)上的區(qū)別以外，它們在成分上也表現(xiàn)差異。 球粒隕石的平均礦物成分大致是：鎳-鐵12%、橄欖石46%、紫蘇輝石21%、透輝石4%、斜長石11%；無球粒隕石的平均礦物成分大致是：鎳-鐵1%、橄欖石9%、紫蘇輝石50%、透輝石12%、斜長石25%。在石隕石中，球粒隕石所占的比例遠較無球粒隕石要多，占全部隕石的90%以上。,隕石球粒,隕石球粒,隕石球粒,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,隕石群分類表（Rubi

11、n，2002）,隕石群類型1．球粒隕石 1.1 碳質(zhì)球粒隕石 1.2 普通球粒隕石 1.3 R球粒隕石 1.4 頑輝石球粒隕石2．原始無球粒隕石3．分異的隕石,,第四節(jié) 隕石的化學(xué)成分及其分類,隕石群分類表（Rubin，2002）,3．分異的隕石 3.1 小行星無球粒隕石 3.2 火星隕石 3.3 月球隕石 3.4 石鐵隕石 3.5 鐵隕石,第二節(jié)地球

12、的演化,二、隕石的平均化學(xué)成分  大量的隕石組分的分析資料表明，隕石中最廣泛分布的化學(xué)元素為：O、Fe、Si、Mg、Ni、S、Al、Ca等。其比值取決于隕石的礦物成分。三種基本類型的隕石之間，在化學(xué)成分上是有著很大差異的。因此，在計算隕石的平均化學(xué)成分時，必須解決下面兩個問題： 首先，要了解各種隕石的平均化學(xué)成分?，F(xiàn)在人們已經(jīng)積累了對隕石化學(xué)分析的許多實際資料，所以這個問題已經(jīng)基本解決。,,第二節(jié)地

13、球的演化,二、隕石的平均化學(xué)成分  其次，要知道各種類型隕石數(shù)量的比例。這個問題到目前為止，還未經(jīng)過確切研究和最后解決，因而不同研究者在計算隕石化學(xué)成分時所采用的比例并不一致。,對隕石的化學(xué)組成研究表明，地球上已知的化學(xué)元素在隕石中均有發(fā)現(xiàn)。盡管隕石和地球在體積上相差懸殊，但在物質(zhì)上具有宇宙天體的共性，充分說明隕石與地球物質(zhì)來源的同源性。,,第二節(jié)地球的演化,三、隕石的演化歷史： 目前，世界

14、各地已測定了數(shù)百個隕石的年齡。一個重要的結(jié)果是，由石隕石、鐵隕石以及地球物質(zhì)中所得到的鉛，全都位于一條共同的等時線上。這說明它們幾乎是在同一時間形成的。利用鉛同位素求得隕石的年齡為（45.5±0.7）億年。鉛法測出的隕石年齡被認為是隕石形成封閉體系以后的年齡，通常稱為固化年齡。,,第二節(jié)地球的演化,三、隕石的演化歷史： 此外，利用Rb-Sr法也測出了隕石的固化年齡，其測定結(jié)果幾乎全部為44～47億a，平均為

15、（45±2.6）億年。利用K-Ar法測得的年齡數(shù)據(jù)略低些，多數(shù)集中在45億a，這是由于隕石固化后氬逸失所引起的?？梢婋E石和月球、地球的年齡都是十分近似的，表明它們都是太陽系的成員，形成獨立的宇宙體的時期是大致相同的。這個結(jié)果對探討宇宙體的形成、發(fā)展是很有意義的。,,第二節(jié)地球的演化,四、隕石研究實例：吉林隕石雨  吉林隕石雨是1976年3月8日在我國吉林省吉林地區(qū)降落的一場空前規(guī)模的石隕石雨，其散落面

16、積約500km2。科研人員共搜集到大小不同的石隕石標本200余塊，總重量達2t以上。其中最大的石隕石重達1770kg（是目前世界上已知的最大的隕石之一），最小的僅有十幾克。隕石表面都有一層厚1mm左右的黑色和黑棕色的熔殼。在大塊隕石上可見到略具定向的氣印。,,第二節(jié)地球的演化,四、隕石研究實例：吉林隕石雨  隕石內(nèi)部呈灰色，有明顯的球粒結(jié)構(gòu)。球粒約占隕石總體積的二分之一，直徑大約1mm左右，內(nèi)部可見結(jié)晶質(zhì)的、梳狀