陨石的互嵌结构是怎样的？

陨石的内部结构

内部结构与地球相似，分三层，中心为铁核（铁陨石），中间为石铁混合幔层（石铁陨石），外部是石质为主的壳层（无球粒石陨石）。

陨石也称“陨星”，是地球以外脱离原有运行轨道的宇宙流星或尘碎块飞快散落到地球或其它行星表面的未燃尽的石质、铁质或是石铁混合的物质。

陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为四大类：石陨石、铁陨石、石铁陨石、玻璃陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%。石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间。铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。玻璃陨石不含金属成分。

大部分陨石是球粒陨石（占总数的91.5%），其中普通球粒陨石最多（占总数的80%）。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体（见图）。

球粒陨石是太阳系内最原始的物质，是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物，它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。世界上最大的石陨石是1976年陨落在我国吉林省的吉林普通球粒陨石，其中1号陨石重约1770公斤。

扩展资料

演变原理

大量的小天体围绕着太阳运行，这些小天体的直径大到数十公里、数百公里，小到数十厘米、数厘米的尺度，甚至更小的就像鹅卵石、砂尘颗粒大小，小天体在运行过程中经常相互撞击。

在撞击力的作用下，会使小天体之间的撞击面上产生高温高压并使矿物岩石熔融变质而形成熔融体。这种熔融体的形状千姿百态。

当一颗小天体遭到成千上万颗砾石或砂尘颗粒撞击以后，所产生的大量的局部性的小熔融体，就会叠加起来而构成小天体的外壳。小天体之间相互撞击常常会改变其内部的构造和结构。

同一颗陨石有两种熔壳，一种是在太空中小行星之间相互撞击产生的熔壳，另一种是进入地球大气层与空气摩擦产生的熔壳。

参考资料来源：百度百科——陨石

陨石的分类及组成

由于分类的标准难以达成一致,陨石的分类比较困难。分类标准包括化学组成、矿物组成、陨石的内部结构以及颜色等。根据分类依据的不同使得陨石的分类或简单或复杂,这与研究者的倾向性有关。20 世纪初叶,德国学者Rose依据陨石的矿物组成和结构对陨石进行了分类,其后奥地利维也纳大学的Tschermak 和维也纳自然历史博物馆的Brezina修改和扩大了Rose的分类,由Brezina在1904年提出,称为Rose-Tschermak-Brezina分类,将陨石分为8 大类、76 个亚类。该分类在20 世纪中期得到很好的使用 (Norton,2002)。但是终因该分类方法过于复杂而被新方法取而代之。1916年,英国博物馆的George T.Prior根据陨石之间的化学和矿物学关系,使用铁-镍金属的变化和橄榄石、辉石中铁含量的变化,将陨石分为5 族、19 类,分别为球粒陨石、贫钙无球粒陨石和富钙无球粒陨石、石-铁陨石和铁陨石 (Norton,2002)。这一分类体系一直被沿用至20 世纪60年代。直至 1967年,美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Klaus Keil和Kurt Fredriksson使用电子显微镜首次对陨石组成进行显微分析后,使得陨石学家能够精确地确定陨石的元素组成,特别是测量铁陨石中微量元素的组成,进而形成了一种全新的分类体系 (Norton,2002)。

陨石分类主要是根据它们的矿物学组成、化学组成与内部的结构构造。首先根据陨石中的金属含量,将陨石划分为三种主要类型:石陨石、石铁陨石和铁陨石。石陨石又根据有无球粒分为球粒陨石和无球粒陨石两类,还可以根据是否发生过熔融或分异作用将陨石分为分异型和未分异型两类 (表1-4)。未分异型陨石由那些从未被加热到熔融温度的微星体 (planetesimals)的碎屑所组成,它们的化学和同位素组成可以代表它们所源自母微星体总体的化学和同位素组成。分异型陨石是由那些熔融并分异为核、幔和壳的微星体碎屑所组成,这样的陨石不是行星的代表性样品,不能代表原始母体的组成。至少在一定程度上,未分异陨石反映了它们从中形成的太阳星云的组成 (Palme et al.,2004),球粒陨石就是这样的未分异型陨石。进一步还可以根据陨石中所含有的主要矿物进行更详细的分类 (表1-5)。

表1-4 陨石的基本分类

表1-5 陨石的分类

续表

(据Brownlow,1996)

铁陨石由两种主要矿物组成,其一为铁纹石 (Kamacite,立方体心格子的α铁,又称自然铁),另一种为镍纹石 (taenite,立方面心格子的γ铁)。此外,常常还含有少量石墨、陨磷铁镍石、陨硫铬铁、陨碳铁、铬铁矿和陨硫铁等矿物。所以,除Fe和Ni外,在铁陨石中还含有少量 (<2%)Co、S、P、Cu、Cr和C等元素 (表1-5)。根据矿物晶体结构和Ni/Fe比值,铁陨石可以分为三个亚类:六面体式陨铁、八面体式陨铁和富镍中陨铁陨石。

石铁陨石大致由等体积的硅酸盐相和铁镍相组成,根据两相比例可以划分为橄榄陨铁和中铁陨铁两类。在橄榄陨铁中,橄榄石、陨硫铁和陨碳铁呈镶嵌状分布在铁镍金属之中,铁镍相中镍含量为 10%～15%。中铁陨石由大致相等的硅酸盐相和金属相组成,金属中含镍约 7%。

球粒陨石的最大特征是含有球体,具有球粒构造。球粒一般由橄榄石和斜方辉石组成,而球粒间的基质常为镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石等组成。1967年,Van Schmus et al.提出了球粒陨石的化学-岩相学分类。根据化学组成,将球粒陨石分为:普通球粒陨石 (O群),碳质球粒陨石 (C 群)和顽火辉石球粒陨石 (E 群)三群。普通球粒陨石又分为三个亚群,即 H (高铁)、L(低铁)和LL(低铁低金属)亚群。根据其产出地 (英文单词首个字母)将碳质球粒陨石分为 CI、CM、CO、CV、CK、CR、CH、CB八群。顽火辉石球粒陨石又可分为EH 和EL两个亚群。从E群到O 群再到 C群,橄榄石和辉石的FeO/(FeO+MgO)逐渐增高 (表1-6)。

表1-6 球粒陨石族的特征

续表

注:硅酸盐中 Fe/(Fe+Mg)、平均Mg/Si、平均Al/Si、平均 Ca/Si为特色摩尔数比值。 (据White,2013)

根据陨石的岩相学特征,球粒陨石又可以分为六种岩相学类型 (表1-7,Norton, 2002)。

表1-7 球粒陨石族的岩相学类型及特征

R^*:指具有浅色碎屑和深色基质的球粒陨石。碎屑的岩相学类型较高,为5～6型;基质的岩相学较低,为3～4型。

表1-7 表明,所有的球粒陨石组都可以根据化学和岩相学特征进行分类。化学类型代表了不同的小行星带的母体。岩相学类型反映母体上或内部发生的热变质作用或水溶蚀变作用。普通球粒陨石呈现出热变质作用,而碳质球粒陨石的各个亚类的岩相学类型从水溶蚀变到热变质作用都有。由表1-8,从 1～6,代表着递进的重结晶作用和变质作用。

表1-8 球粒陨石的重结晶和变质作用

*平衡指共生矿物处于稳定状态;不平衡指在高温下一起受热但仍未达到稳定的共生矿物。

(据格拉斯,1986)

碳质球粒陨石,顾名思义,以其高含量的挥发元素与挥发性化合物,包括水、硫、稀有元素,以及大多数高含量的碳为特征。根据其化学成分,碳质球粒陨石又分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类 (表1-9),分别与表1-8 中的1、2、3 型球粒陨石对应。从Ⅰ类到Ⅲ类,碳、水与易挥发痕量元素逐渐减少。如果把该分析都换算为不挥发基,那么,碳质球粒陨石的成分实质上彼此相同。

表1-9 不同类型碳质球粒陨石的分析结果 单位:w_B/%

(据米勒等,1982)

碳质球粒陨石,以其暗黑色或褐色、相对密度小,以及几乎不含镍-铁金属等特征,而易与其他陨石相区分。Ⅰ型碳质球粒陨石本身并不含陨石球粒,之所以把它与其他碳质球粒陨石归在一起,乃是因为它们彼此之间的化学性质与矿物成分相似。

在陨石球粒和一些被称为富钙铝包体、直径 1～2 mm 的不规则颗粒中,都发现高温矿物,与此相反,碳质球粒陨石的基质所含的却主要是低温矿物,如类似蛇纹石的层状硅酸盐。这正是碳质球粒陨石属于未分异型陨石的证据。

碳质球粒陨石含有多种不同种类的碳氢化合物,包括氨基酸等。研究表明,这类化合物的起源是非生物成因的。这些有机化合物可能是从简单的分子如 CO、H₂ 与 NH₃ ,受尘埃粒子表面上的镍铁和磁铁矿的催化作用形成的。因此,碳质球粒陨石包含了太阳系早期复杂碳化物的非生物合成作用的信息,而且可能与地球上的生命起源有关。甚至有人认为,生命分子的前驱并非诞生于地球,而是诞生于小行星,这种小行星后来落到地球上,从而“播”下生命的种子 (格拉斯,1986)。

直到20 世纪80年代早期,人们认识到的碳质球粒陨石只有四种。今天,随着在南极球粒陨石的大量发现,数目已经上升到八种 (表1-6)。词头C指的是碳质,其后的字母指被目击降落的地点,如CI中的I指在1938年降落在坦桑尼亚Ivuna小镇上质量为704g的陨石,具有这种特征的陨石都被称为CI型球粒陨石。

无球粒陨石是相当不均匀的石陨石,它们都缺乏陨石球粒,一般比球粒陨石结晶粗,且基本不含镍铁。它们具有类似于地球上火成岩的结构和组成,可能具有岩浆的分异作用。许多无球粒陨石是强分异岩石,因此它们几乎是单矿物岩 (米勒等, 1982)。放射性年龄测定表明,球粒陨石是早期太阳系保留下来最古老的样品,年龄约为 45.6 亿年。

由于存在三类迥然不同的陨石——石陨石、石铁陨石和铁陨石,这使得人们设想陨石来自某种曾经分异成一个富金属核和一个硅酸盐包裹层的行星体,这种天体破裂导致各类陨石的形成;石铁陨石来自金属核与硅酸盐幔界面,石陨石来自富硅酸盐幔。成为依据陨石资料推测地球内部结构和化学成分的重要根据之一。有证据表明,“一个母体形成陨石”的假说不可取。因为各类陨石年龄有差异,而陨石群之间也有年龄差异。其二,各群球粒陨石和铁陨石之间均存在成分间隔和氧同位素 (¹⁸ O/¹⁶ O 和¹⁷ O/¹⁶ O)比例差别。每群陨石应分别形成于不同的行星母体,火星与木星间的小行星带有众多小行星,是陨石的来源。

铁陨石的组成结构

Ni含量约6～14%的铁陨石,具有由铁纹石和镍纹石片晶构成的图像，这种图像称为维斯台登构造。80%以上的铁陨石都具有这种图像，铁纹石和镍纹石片晶呈八面体排列的铁陨石，命名为八面体铁陨石。
Ni含量约低于6%的铁陨石，没有维斯台登构造,主要是大的铁纹石单晶体，这些铁陨石具六面体解理，称为六面体铁陨石。
当Ni含量约超过14%时，细粒八面体铁陨石的维斯台登构造消失，只能见到细粒铁纹石和镍纹石呈角砾斑杂状的交生现象。
当Ni含量达25～65%时，形成无结构的铁陨石，这种陨石主要由镍纹石组成，含有一些小的铁纹石包体和少许其他的矿物。大多数铁陨石都显示冲击效应的特征。

陨石的类型和化学组成

在阿波罗飞船登月之前，陨石是人类惟一能直接观测的地球之外的固态物体。已发现陨石的质量可从几克到数吨。陨石主要来自火星和木星之间的小行星带和彗星。火星和月球陨石已有少量发现。对陨石的研究为测定太阳系的化学组成和演化提供了可以直接观测的物证。

（一）陨石的类型

陨石主要由铁、镍金属和硅酸盐组成，根据陨石中铁、镍金属含量将陨石划分为三类：

地球化学原理（第三版）

铁陨石（siderite）：主要由铁纹石和镍纹石两种矿物组成。其镍的质量分数为4%～30%。除金属矿物外，还有少量副矿物，如陨硫铁（FeS）、磷铁镍钴矿及石墨等。

铁-石陨石（siderolite）：由大致等体积的硅酸盐相和铁镍相组成。

石陨石（Aerolite）：主要由硅酸盐矿物组成。根据是否含球粒可分为球粒陨石和无球粒陨石两个亚类。

球粒陨石（Chondrite）：是各类陨石中最常见的陨石类型。其最大特点是具有球粒构造。球粒一般由橄榄石和斜方辉石组成，球粒间的基质常由镍铁、陨硫铁、斜长石、橄榄石、辉石等组成。

无球粒陨石硅酸盐相达98%以上，几乎不含金属相。陨石的结构表明，无球粒陨石、铁陨石和铁石陨石都经历过岩浆演化过程。

在已发现的陨石块体中还见有玻璃陨石。玻璃陨石是陨落过程中，陨石与大气摩擦高温熔化的产物，其熔化程度和结构可做判断陨落速度和边部温度的信息。

（二）陨石的化学组成

由于陨石具有不同的类型，各类陨石的化学组成有明显的差异。

石陨石、铁陨石和陨石的平均化学组成列于表1-21。铁-石陨石的化学组成介于铁陨石和石陨石之间。从表中可以看出，组成陨石的主要元素是氧、铁、硅和镁，它们占陨石总质量的90%以上。

表1-21 陨石的平均化学组成（w_B/%）

陨石金属相、硫化物相和硅酸盐相的主要化学元素见表1-22。从表中可知，金属相中除主要为Fe、Ni外，其次是Co和P。硫化物相主要为Fe、S、P。硅酸盐相则富集O、Si、Al、Mg、Ca、Na、K、Ti、Cr等亲石和亲氧元素。

表1-22 不同陨石相的主要元素组成（w_B/%）

球粒陨石是已发现的陨石中数量最多的陨石。球粒陨石的平均化学成分列于表1-23。

表1-23 球粒陨石的平均化学成分（不包括S、H、C、O）

碳质球粒陨石是一种罕见的特殊陨石类型，一般认为，碳质球粒陨石是太阳系中初期形成的陨石。碳质球粒陨石中的非挥发性组分，（如Fe、Si、Mg、Al、Ca等）代表了太阳星云的平均化学成分，其元素丰度同太阳中所观察到的非挥发性元素丰度几乎完全一致，因此碳质球粒陨石的化学成分被用于估算太阳系非挥发性元素的丰度。碳质球粒陨石中还发现有有机物，如氨基酸、卟啉、烷烃、芳香烃等，这对探索生命前期有机质的合成、化学演化和地球生命的起源提供了重要依据。

陨石是一种什么物质？陨石中主要含有哪些矿物质，陨石是如何分类的？

陨石是一种什么物质？陨石中主要含有哪些矿物质，陨石是如何分类的？

陨石也称“陨星”，是地球之外摆脱原来运转路轨的宇宙空间彗星或尘碎渣很快撒落到地球或其他大行星表层的未燃烬的石制.铁制或者石铁混和的化学物质。陨石的一类。关键由铝硅酸盐构成，次之是铁镍合金金属材料，含小量铁的硫酸盐。石陨石是陨石中最普遍的一类，占已发觉陨石的绝大多数。

大部分陨石来自于火星和木星间的小行星带，小问题来源于月球和火星。陨石一般根据他们是不是由岩石材料(石陨石).金属材料(铁陨石).或二者混和(石铁陨石)，玻璃陨石（没有金属材料成份）为主导构成，总体所有被分为四类。石陨石中的铁镍合金金属材料含量不大于30%，石铁陨石的铁镍合金金属材料含量在30%——65%中间，铁陨石的铁镍合金金属材料含量高于或等于95%，玻璃陨石没有金属材料成份。

1.石陨石

石陨石是跌落数最多的一类陨石。关键或完全由硅酸盐矿物，尤其是铁镁铝硅酸盐构成的陨石的统称，在其中金属材料铁镍合金含量小于30%。依据岩层构造有没有石陨石图片产生而分成球粒陨石和非球粒陨石两类；依据总体成分，球粒陨石被分成碳质球粒陨石.一般球粒陨石和顽火辉石球粒陨石三类。

石陨石上硅酸盐矿物如孔雀石.辉石和小量斜长石构成，也含小量金属材料铁颗粒，有时候可以达到20之上。相对密度3至3.5。石陨石占陨石总产量的95%。1976年3月8日15时，吉林地域物品12千米，南北方8千米，占地面积500万平方公里的范畴内，降一场全球罕有的陨石雨。所搜集到的陨石有200几块，较大 的1号陨石重1770KG，位居全球每块陨石净重之最。吉林陨石表层，有灰黑色.黑棕色熔壳和大小不一气印。有机化学构成成份为Sio2占37.2，Mgo2占3.19Fe占28.43。关键矿物质有贵橄榄石.古铜色辉石.铁纹石和陨硫铁。主次矿物质有单斜辉石.斜长石等。

2.石铁陨石

石铁陨石由铁.镍和硅.酸.盐矿物质构成，铁镍合金金属材料含量30至65，这类陨石约占陨石总产量的1.2，故经济收益最大。此类陨石铁元素70%之上，次之为硅.铝.镍，关键矿物质有锥纹石.镍纹石.合纹石等，主次矿物质为陨硫铁.铬铁矿.高纯石墨等。石铁陨石依据起内部的主要成分和结构特征分类：橄榄石石铁陨石（PAL）.中铁陨石（MES）.古铜色辉石——鳞石英石石铁陨石。

3.铁陨石

占陨石总产量的6%，由91%的金属材料铁和8%的镍构成，带有Co.P.Si.S.Cu.C。相对密度约8-8.5g/cm3。铁陨石细分化为方陨石.八面石.贫镍角砾斑杂岩.富镍角砾斑杂岩四种类型。他们在成份上是衔接的，能够由同一种铁-镍溶体缓慢制冷而逐渐组成。铁陨石结构上也是不一样，如方陨石在光表面具备平行面花纹（牛曼花纹），八面石的光表面是交错花纹（韦氏花纹）。尺寸的圆坑称为气印。外观设计不同的管沟，称为熔沟。这种全是因为他们有殒落全过程中与空气强烈磨擦点燃而产生的。铁陨石的横切面与纯铝一样，很亮。

4.玻璃陨石

大部分玻璃陨石的样子与熔化磁控溅射物的形态类似，常呈灰黑色或墨绿色，透明色，之前广泛认为是陨星事情导致的，大陨星撞击使地面及陨星的破裂物迅速熔融.快速冷却结晶而成。但人们在玻璃陨石发觉地及周边也没有发觉陨石坑，更没有看到非常大的极具特色陨石，因而，经如今科研证实，玻璃陨石是某类石陨石熔化后的物质。有球形.杠铃状.液体状.扣子状，数最多的是圆形的块材。易破碎，裂开后多具贝壳状断裂面。内地上看到的玻璃陨石的尺寸，从毫米至十几厘米不一，折射光下达暗，但薄的边沿通透，并有各种各样的色调，从黑色到翠绿色，从橄榄深褐色到褐黑色。