铁陨石和石陨石：太阳系球粒陨石简介

陨石分为两种基本类型。其中一类是比较容易辨认的金属陨石，即铁陨石。铁陨石的外表富有光泽，几乎全由铁、镍构成，也含有少量金、铂和其他稀有金属。将铁陨石切割、酸蚀和打磨，便可看到它光亮金属晶体里的网格纹路（图5-3）。实验室实验证明，这些金属晶体是在熔融态金属缓慢冷却，凝结成铁、镍含量不等的矿物的过程中生成的，从成分可以看出它们形成于数百万年前。铁陨石所来自的小行星一定曾经因为受热升温，使铁熔化并下沉到小行星中心，从而形成一个金属内核。

在现实生活中铁陨石并不常见，只占坠地陨星的很少一部分。大多数陨星为含石量大的石陨石，石陨石由硅酸盐和其他岩石物质组成，金属含量极低或者为零。一块典型的石陨石中往往含有许多很小的球形岩石（图5-4），比泡沫塑料中的小球稍小一点儿。这些岩质粒子被称为粒状体，由于其特征性极强，所以这类含有粒状体的陨石被称为球粒陨石。（有些球粒陨石虽然不含有粒状体，但由于与球粒陨石有许多共同之处，科学家也将其一并划入该分类中。）

图5-3　吉丙（Gibeon）铁陨石的一小块样本，经酸蚀和打磨后，可以看到它的网格状的晶体结构，这种纹路被称为维德曼交角花纹。此样本的宽度为4厘米（图片来源：J.Mitton）

图5-4　散开的粒状体的显微镜影像。每两个刻度间的距离为1毫米（图片来源：Vatican Observatory，Guy Consolmagno）(www.xing528.com)

粒状体嵌于一种叫作“基质”的物质之中，这种基质由微小的尘埃粒子构成，这些尘埃粒子与镶嵌在它们附近的粒状体来源大不相同。基质中还含有少量的金刚石晶粒、碳化硅、氧化物和硅酸盐，这些成分与太阳系天体截然不同，所以它们很有可能来自太阳系以外的地方。这些“太阳前颗粒”很可能形成于巨恒星冰冷的外层大气或超新星爆炸中，然后千里迢迢来到我们所在的银河系，在太阳系形成时进入太阳系。除了粒状体和基质以外，球粒陨石中还含有一种叫作富钙铝包体（简称CAI）的白色不规则粒子（图5-5）。富钙铝包体的大小与粒状体差不多，但它们的成分几乎全是难熔的外来的类陶瓷物质。

图5-5　2001年在非洲西北地区发现的NWA 989碳质球粒陨石样本在显微镜下的影像。它既有粒状体（图中圆形物质），又有富钙铝包体（白色，不规则）（图片来源：Vatican Observatory，Guy Consolmagno）

球粒陨石的种类多种多样。不用说，第一种，也是最常见的一种称为普通球粒陨石，这类陨石占了所有陨石的4/5。普通球粒陨石的大部分成分为地球上可以找到的岩石矿物，特别是硅酸盐。第二类球粒陨石由于经常含有大量的碳，所以被称为碳质球粒陨石。普通球粒陨石一般比较干燥，但由于碳质的差异性，有时候会有大量水被锁在黏土矿物里面。某些碳质球粒陨石甚至还含有有机物质，包括氨基酸及生物体赖以生存的其他有机分子。第三种为顽辉球粒陨石，它也许是最特别的一种。它是在氧气非常稀少的环境中形成的。因此，它们还包含一些特别的物质，如氮化物以及天然二氧化硅等在氧气充足的环境（如地球）中绝不会自然出现的物质。

某些石陨石中含有极少的粒状体，但它们的基本化学结构与球粒陨石非常相似。这些无球粒陨石所来自的小行星在过去的某一时间应该曾经经历过高温，致使它们的粒状体熔化并融合在一起。而有些无球粒陨石则看起来像来自曾完全熔化并形成金属内核与岩石外壳（与地球地壳和地幔相似）的小行星的外层。