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陨石鉴定的标准和方法

 

陨石鉴定的标准和方法

1 陨石鉴定的标准

  陨石鉴定的标准不是人为规定的,也不是任何人能规定的,它是在对大量真陨石或外星岩石进行分析汇总的基础上得出的统计结果,其它不具有外部特征的岩石组成与统计结果相对照,一致的就是陨石,不一致的就不是陨石。如果组成与“火星”岩石组成一致,那就是“火星陨石”。

    当然,我们赖以为标准的星体的岩石组成会随着航天技术的进步而发生变化,比如“火星”上发现有水,那么岩石的组成就会更多地类似于地球,过去曾经以为是火星陨石的陨石可能统统都不是来自火星,火星陨石的鉴定标准就被彻底改变。但这不能成为臆造火星陨石标准的理由,在人类搞清楚火星岩石的组成前,沿用旧标准就是正确的。


  一言概之,已有的东西就是标准,自造就是自造。


2 陨石鉴定的方法

2.1 目测鉴定

  目测鉴定不十分准确,但是在野外搜寻陨石还必须靠目测。陨石具有独特的外部特征,对岩石和陨石比较熟悉的人可以通过目测鉴定是不是陨石。玩陨石的人都知道“熔壳”、“气印”这几个字,但是真正知道什么是“熔壳”、“气印”的人却不多,往往把水垢层、氧化层、砂砺层、沙漠漆当成熔壳,把岩石表面的坑洼当成气印。关于什么是“熔壳”,什么是“气印”自己多观摩真陨石吧,那么什么又是“真陨石”呢?在这里解释什么是“真陨石”,对懂行的人来说是废话,对门外汉来说也是废话!很多初学者,也包括许多被呼作“老师”的人,坚强地认为自己拥有很多真陨石,其实...其实就不用直说了,自己把握吧,吃亏上当多了就会醒悟,一辈子不醒悟那也是一种幸福!

2.2 仪器鉴定

  仪器鉴定就是对比,把分析结果与真陨石比。这其中包括矿物组成对比、元素组成对比、同位素浓度对比、岩石形成年龄对比等。

2.2.1 矿物组成对比

  “陨石的原生矿物种类少,除橄榄石、辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁和层状硅酸盐(类蛇纹石和类绿泥石)和斜长石之外,绝大多数矿物在陨石中粒细量痕。地球岩石中最常见的矿物在陨石中仅作为痕量矿物,如石英、钾长石、黑云母、白云石、角闪石等。” (《天体化学》第233页),如果主要矿物是石英、钾长石、黑云母、白云石、角闪石等这些陨石中的痕量矿物,那基本上就可以判断样品不是陨石。

  陨石谷分析矿物的方法使用X射线衍射法(XRD),这种方法可以检出含量较高的矿物,但对其中含量少或者只有几个颗粒的矿物无法检出,如果一块岩石中含量高的矿物都与陨石不符,含量低的矿物检出或不检出都没有意义。只有几个颗粒的矿物检出需要用电子探针。国家陨石研究机构的研究人员一般不用XRD检测矿物组成,因为他们收到的样品一般是目测为陨石的样品,也就是说,不用仪器测也知道是陨石,没有必要去确定是不是含橄榄石、辉石等矿物种类,而是用用电子探针测定橄榄石、辉石等单矿物的元素组成,来进一步确定陨石类型的。陨石谷收到的样品绝大多数是地球岩石、铁矿石、炉渣,用XRD分析来确定矿物种类对于广大陨石爱好者来说,就是最合适、最经济、最迅速的方法。

  XRD分析得出样品的矿物组成是石英、钾长石、黑云母、白云石、角闪石等,就可以一步确定不是陨石。(将来的火星陨石中肯定含有大量石英,也会含有方解石,这是后话。)如果矿物组成为橄榄石、辉石、长石等,就可能是陨石,但不能确定是陨石,因为地球的铁镁质岩类也是由橄榄石、辉石、长石组成的,这就需要进行下面的元素分析和同位素分析。

 

2.2.2 元素组成对比

  元素组成包括常量元素分析、稀土和微量元素祖成、单矿物元素组成。

  常量元素指的是含量较高的元素,有的是指含量高于0.001%,也有的是指高于0.0001%。陨石谷分析元素的方法使用X射线荧光法(XRF),研究机构有时也使用XRF测元素组成,但消耗样品较多,所以一般用耗样较少的电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)。

  还可以用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测稀土和微量元素的含量,用电子探针测单矿物元素组成。

  获得了元素组成,下一步就是对比。

 

  常量元素对比,下面的图可以在这个网站上找到 http://meteorites.wustl.edu/metcomp/index.htm

 

  稀土和微量元素对比:

 

  单矿物的元素对比:

 

 

测定斜长石中钙长石含量,以及辉石和橄榄石的铁锰含量:

 

  总之要比来比去,跟已知陨石数据不一致的就被否定了。

 

2.2.3 同位素浓度对比

  除了氧同位素,还有很多其它的如铅、硫、惰性气体等。还是对比。

 

2.2.4 岩石形成年龄对比

  一般可以用铷锶同位素法测定,来自同一星球的陨石,地质年龄要一致,相差太大的可能就不属于同一类。也是对比。

 

  一块石头与某一类型的陨石的数据相吻合,那它就是这类陨石。其他任何方式,都不能证明是陨石。

 

3 鉴定依据汇总


“陨石的原生矿物种类少,除橄榄石、辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁和层状硅酸盐(类蛇纹石和类绿泥石)和斜长石之外,绝大多数矿物在陨石中粒细量痕。地球岩石中最常见的矿物在陨石中仅作为痕量矿物,如石英、钾长石、黑云母、白云石、角闪石等。” (《天体化学》第233页)

“地球岩石的K/U为10000且比较稳定,球(粒)陨石的比值为50000-80000,月海玄武岩为2500”(《天体化学》第129页)

“地球的K/U比是月球的5倍(图4.39),地球的钾丰度比月球高2倍,月球比地球富含U。U是难熔元素,表征着难熔元素丰度月球比地球高2-3倍。”(《天体化学》第143页)

(未完待续)

 

 

 


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