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科鉴陨石鉴定

 贫娇堂行道 2017-10-03



保存完好的陨石,表面常有一层黑色的熔壳,气印也明显,比较容易鉴别。但是这样的陨石极少,大多数陨石降落地球后,在地表风吹雨打的影响下,表面熔壳和气印随着时间逐渐退化,直至完全消失,表面特征不明显,很难通过目测来判别。在实际工作中依据熔壳和气印来鉴定陨石是很困难的,需要丰富的实践经验,这都要经过多年长期观测各种陨石的表面特征的积累,对于初学者来说不易做到。
光从书本和网络上获得的知识是远远不够的,常会把表面黑色的风化层误当成熔壳,表面磨蚀的凹坑错认为是气印。而依据样品的磁性来鉴定陨石也不可靠,因为地球上有很多含铁矿石也有磁性,常产生误判。要准确鉴定陨石,特别是要精准确定陨石的化学类型和岩石类型,即使是目击陨石,也必须通过科学仪器分析才能完成,这也已经得到了越来越多陨石爱好者的认同。但是,陨石鉴定是一门专业性很强的科学,不仅需要科学仪器,更需要陨石专业知识。如果方法不对,即便是科学仪器的分析结果,也不能准确鉴定陨石。
鉴别方法

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陨石的熔壳和气印
陨石的熔壳和气印:内蒙古扎鲁特旗普通球粒陨石表面熔壳和气印保存完好
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陨石的熔壳和气印
陨石的熔壳和气印:鄄城陨石,表面气印保存完好,熔壳部分风化
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陨石的熔壳和气印
陨石的熔壳和气印:府河陨石,表面熔壳完全消失,气印部分保留
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陨石的熔壳和气印
陨石的熔壳和气印:库姆塔格 012 陨石,表面熔壳和气印已完全消失
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科学的陨石鉴定
科学的陨石鉴定方法应该是通过观测样品的内部结构,是否有球粒,有没有铁纹石和镍纹石,橄榄石和辉石是否是样品中的主要矿物,它们的化学成分是什么。一般应先取少量样品,用环氧树脂包裹,固化后经切割、研磨和抛光,制作成一英寸的圆片,放在电子显微镜下观测内部结构,寻找球粒、铁纹石和镍纹石,使用能谱仪测定其中主要矿物(橄榄石和辉石)的化学成分。
 6 
陨石样品
陨石样品先用树脂包裹,制作成一英寸的圆片,再经切割、研磨和抛光
        电子显微镜用于观测陨石的内部岩石结构
  电子显微镜下球粒陨石中的球粒、难熔包体和铁纹石镍纹石(白色斑点)
陨石的化学成分:
(1)样品中有没有圆形的硅酸盐球粒?
(2)球粒中有哪些主要矿物?
(3)球粒中的主要矿物的化学成分是什么?
(4)样品中有没有铁纹石和镍纹石?有多少?
(5)铁纹石和镍纹石的化学成分是什么?
(6)样品中有没有橄榄石、辉石和长石?有多少?
(7)橄榄石、辉石和长石的主要元素化学成分是什么?
(8)橄榄石、辉石和长石的微量元素化学成分是什么?
有了这些分析数据,就能确定疑似样品是球粒陨石、无球粒陨石、石铁陨石还是铁陨石。
对于无球粒陨石来说,鉴定工作比较困难。因为这些陨石中没有球粒,它们与有些地球岩石样品非常相似,很难判别。必须用非常精密的仪器设备来分析,比如电子探针仪和同位素质谱仪。检测过程中不光要分析主要矿物(橄榄石、辉石和长石)的主要化学元素(如硅、镁、铝、铁、钙)成分,还需要测定其微量元素(如锰、钾、钠)的含量,有时候还需要分析样品的氧-17(17O)和氧-18(18O)的同位素组成,才能准确鉴定和确定无球粒陨石的类型。这都需要由陨石专业研究机构来完成,一般的分析检测部门是很难做到的。
陨石样品与地球样品有很大的差别。地球上的岩石样品都会落在斜率为 0.5 的虚线上(地球分馏线,terrestrial fractionation line)。普通球粒陨石和 R 型球粒陨石位于地球分馏线以上,而碳质球粒陨石则落在地球分馏线以下。K 型球粒陨石的氧同位素组成与 CR 群碳质球粒陨石相近。
以上所述的陨石鉴定方法涉,对于陨石爱好者来说,很难有机会接触到这些设备,如何利用简单的装备来鉴定陨石显得更有实际意义。因为绝大多数陨石都是球粒陨石,这些陨石最大的特点是内部含有球粒和金属矿物。通过简单的样品制备,陨石爱好者也可以借助光学显微镜来初步鉴别球粒陨石。
石铁陨石和铁陨石还可以通过酸腐的方法来简单鉴定。先将样品切割,然后研磨抛光,光洁度要达到镜面程度,再用 10%硝酸和 90%酒精的混合溶液腐蚀表面。在配置硝酸溶液时要注意硝酸与酒精的混合次序,一定要记住:把硝酸慢慢倒入酒精中,边倒边搅拌,千万不能把酒精倒入硝酸中,这样会发生爆炸。如果样品被酸腐后出现条纹状维斯台登结构,即可初步确定为石铁陨石或铁陨石,但最终还需要用能谱仪确认,因为有些人造合金中有时也会出现含磷、含锰金属的条纹,很容易与维斯台登结构混淆。另外,酸腐方法也有局限性,六面体铁陨石和富镍无结构铁陨石酸腐后不会出现维斯台登条纹。
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