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文章来源：果壳网 萨摩家的曹小喵 2013、05、28
红砷镍矿，NiAs，图片来自mindat.com 镍（Ni），第28号元素。 对于人们来说这是一个既熟悉又陌生的元素。名气比不上同族的铁，名字也带着点贬义：Nickel原为德文Kupfernickel（铜妖）的简称，镍矿看似铜矿，却无法冶炼出铜来，从前被看作是魔鬼搞的恶作剧[1]。‘
在日常生活中最容易见到镍的地方恐怕就是银行和人们的钱包了。镍最主要的用途是铸造货币。当然也用制造不锈钢。有时镍被用作催化剂，最著名的反应就是苯的加成反应，要用红热的镍做催化剂。
镍在宇宙中的丰富程度很高。镍的宇宙丰度是4.93*10^4（Si=10^6）[2]，也就是说假设在宇宙中硅原子有100万个，那么镍就是49300个，作为对比，我们很熟悉的铜元素的宇宙丰度只有514。镍可比铜多多了~镍有5个稳定同位素，其相对丰度为：Ni58=67.88%,Ni60=26.23%,Ni61=1.19%,Ni62=3.66%,Ni64=1.08%[3]
镍的很多性质都与同族的铁很相似，所以镍的亲铁性较强，一般来说自然条件下铁含量高的地方镍含量也会相对的比较高。这一点在陨石的化学成分上体现得十分明显：铁镍陨石中镍元素的丰度可以达到85900ppm，也就是8.59%，球粒陨石中镍元素的丰度也常在1-2.1%。 
（转引自刘英俊等，元素地球化学.1984）
那么，我们周围的那些石头里镍的含量一般会有多高呢？大家可以猜一猜，不用太精确，猜数量级就可以 。
1%？
0.1%？
0.01%？
结果可能出乎大家的意料，镍在整个大陆地壳中的丰度只有105ppm，也就是百万分之105，而大陆地壳上部更少，只有20ppm，也就是0.002%。
（转引自刘英俊等，元素地球化学.1984）
陨石和普通石头的镍含量相差3个数量级以上，所以只要检测一块岩石中镍元素的含量就几乎完全可以确定它是不是陨石。不过，要注意，是“几乎完全”，而不是100%，至于原因，我们最后再说。
先说说这个问题吧：为什么地壳，特别是上地壳Ni的丰度会那么低呢？
这要从镍元素的性质说起。
而在这之前， 先说说另一个问题：在你心目中，岩浆是什么呢？
大家脑海中一定会浮现出火山爆发的壮丽景象。岩浆就是高温下熔化的岩石嘛。
的确是这样，岩浆就是熔融的岩石，但是又没有你们想的那么简单。
岩浆是一种复杂的混合物，这就意味着，它没有固定的熔点。当岩石受热温度上升至650℃左右的时候，岩石中的长英质就开始熔融，随着温度的不断升高，不同的组成成分开始融化。直至达到1400℃左右，岩石基本上全部融化，而在这之前，固体和液体可以共存，也就是说岩石只有部分是熔融的。
所以不同温度的岩浆成分也不尽相同，SiO2含量较低的基性、超基性岩浆的温度常常很高，因为一旦他们温度降低，其中的镁铁质矿物就会结晶，而剩下的岩浆中SiO2的含量就会上升，使岩浆变得更加“酸性”。而SiO2含量较高的长英质岩浆温度一般较低。地壳上部的温度并不高，所以上部地壳主要由长英质岩石构成。
那么这和上地壳镍元素的丰度很低又有什么关系呢？
关系很大。
在研究元素过程中，地球化学家发现有些微量元素具有这样的性质：当岩石发生部分熔融时，会产生熔体和晶体两个相，而它们更喜欢呆在晶体中。具有这种性质的微量元素被称作相容元素，相对的，其他元素就是不相容元素。而镍就是相容元素。元素的相容性可以用分配系数来描述，即“在一定的温度，一定的压力下，当两个共存的地质相A，B平衡的时候，以相同的形式均匀赋存于其中的微量组分i在这两相中的浓度比值为一常数。”即：（注：图片无法上传，请读者见谅）
地球和陨石都具有相同的元素组成。原始的地球可以看做一个均一的球体，我们用它的一小部分来代替整个地球，用一个简单模型模拟一下，看一看在地球演化过程中会发生什么。
假设其中有10000单位的镍，而在一定状态下，当固液两相平衡时，熔体中会有40%的镍，而固体中有60%的镍。
那么首先，这块岩石受热开始融化。但是温度不太高，只有一半的物质融化了，那么就会有5000单位的镍是在熔体中，但是这不是平衡状态。当达到最终的平衡状态时，会有40%，也就是4000单位的镍留在熔体中，而固体中则有60%的镍。
当然，如果整块岩石都融化了，那么10000单位的镍必然是要全部进入熔体的，因为这时候没有固体了。
但是岩浆是具有流动性的，回到刚才那种情况：平衡状态下4000单位的镍留在那一半熔体中，剩下6000单位的镍则呆在固体中。
然后熔体流走了，而且，向上运动到了温度更低的地方。这时候岩浆必然是要冷凝的，这次，又有一半的岩浆变成了晶体。假设平衡的时候还是会有40%的镍留在熔体中，那么当再次平衡的时候，留在熔体中的镍就是4000*40%=1600，而剩下的2400单位的镍就进入固相，一般来说，它们会沉下去。这时留在1/4的岩浆中的镍只有1600单位，而剩下3/4已经凝固的岩石中的镍则有8400个单位。
可以计算一下，这时固体中镍的平均丰度是11200，而熔体只有6400。这只是进行了一次部分熔融和一次结晶分异作用，而分配系数k=60%/40%=1.5而已。当然实际情况比这要复杂得多，对于不同的矿物k一般是变化的，而结晶分异时熔体和晶体的比例也总不是1:1，同时k值也与温度有关，但是这样简单的模拟已经很能说明问题了。
实际上Ni的分配系数很高，在1255℃的安山岩熔体中可达59，在同一温度下的玄武质岩浆中是42，即使是分配系数相对较低的橄榄岩浆也高达18（外推数据）
[4]。所以上地壳为什么Ni的丰度那么低就很好理解了，在不断进行的结晶分异和分离熔融过程中，Ni元素不断地进入到固相中，而上地壳温度较低，往往到达上地壳的岩浆已经经历了充分的分异，所以Ni含量自然非常低。
利用元素丰都去判断岩石来源的方法，是基于一个基本的假设，即地球和陨石物质来源于相同，都是一团原始星云，在这团星云中元素分配比较均一，没有分异。在后来星云演化的过程中，地球上的物质发生了分异，而陨石没有。
就像图中表示的，地球元素的分异，就是有些元素向深部运动富集，而有些元素正好相反。地球的物质分异导致了铁、镍等元素在地球深部，尤其是地核中更富集，而越靠近地表其含量越低，即和原始星云物质的成分差异非常的大。
而对于陨石，没经过或经过了程度非常低的分异过程，其中的镍含量水平和原始星云物质差别比较小。
这样，对比岩石中的镍等元素的含量就可以判断岩石的来源。
之前还有一个问题：
为什么说测定了镍含量以后仍然不能完全确定一块岩石是不是陨石？
世界上哪有这么简单的事嘛。
这里面就有几种较为少见的情况：
1、那是一块镍矿石。（这不是废话么……必然镍含量高的吓人，这么假一定不是）
2、在较为特殊的情况下，一些来自地球深部超基性岩也会出现在地表。比如一些地幔岩捕掳体，或者在地球形成早期形成的超基性岩如科马提岩，这些岩石形成于特殊条件下的岩石由于构造运动也会到达地球表面。而他们也会有较高的Ni丰度。
3、在极为特殊的情况下，某些陨石来自发生过一定地质过程的星体，比如火星陨石或者月球陨石，也会有较低的镍丰度。有些月海玄武岩（取样点编号A-15）中Ni丰度只有65ppm，高地玄武岩（取样点编号A-16）Ni丰度343ppm[5]。这个值相对于其他类型的陨石也非常低。
所以镍含量也只是重要的指标之一，单靠一个指标是不可能鉴定出那些似是而非的陨石是不是真的陨石的。
资料来源：
[1]、维基百科：镍，http://zh./wiki/镍
[2]、[5]陈俊，王鹤年.2004.地球化学.北京.科学出版社.18,25
[3]、[4]刘英俊，曹励明，李兆麟，王鹤年，储同庆，张景荣.1984.元素地球化学.北京.科学出版社.112,117
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