熔殼--正確讀音(rong)(qiao)。 注意:本文所刊圖片中的文字“融殼”一詞,熔字錯寫成了融,望星友們諒解! 熔殼的重要性 熔殼是發(fā)現(xiàn)隕石的首要前提,隕石獵人在尋找隕石的過程中,首先會根據(jù)巖石的色澤對是否隕石做出取舍。在所有發(fā)現(xiàn)的隕石中石隕石占比高達97%左右,剩余3%左右為鐵隕石和石鐵隕石。這么多的石隕石被發(fā)現(xiàn)的首要原因就是因為他們的黑色熔殼,所以我們很有必要對熔殼做詳細的認識。 石鐵隕石和鐵隕石外觀明顯的鐵銹色和較強的磁性容易辨認,本文今天只談石隕石。 熔殼的形成 熔殼一詞一般專門用來形容隕石的外殼。熔指高溫熔融,殼是指外部包裹殼體。熔殼顧名思義:就是熔融結(jié)晶的殼。 隕石的熔殼是隕星體在穿越大氣層過程中形成的。這是由于高速墜落的隕星體將其飛行前端的空氣高度壓縮和摩擦產(chǎn)生高壓高溫,從而導(dǎo)致其表面物質(zhì)熔融結(jié)晶。隕星體墜落的整個熔融過程從隕星體進入地球大氣層開始到落地前的百余公里內(nèi)發(fā)生。隨著落地前隕星體溫度的降低,外部熔融物質(zhì)迅速結(jié)晶冷卻形成熔殼。全部熔融時間根據(jù)星體入射地殼角度不同一般會持續(xù)數(shù)秒至幾十秒鐘。 下圖2013年俄羅斯車里雅賓斯克目擊大型隕石墜落事件收集的眾多隕石個體 熔殼的礦物組成和成分 熔殼是由熔融物質(zhì)迅速冷卻后形成的玻璃質(zhì)構(gòu)成,其中的金屬鐵熔融冷凝成為磁鐵礦、硅酸鹽冷凝后則趨向于形成玻璃,熔殼內(nèi)基本上沒有原生礦物。熔殼中的礦物組成和成分主要取決于隕石體中的礦物和熔融時間溫度等。 熔殼特征 熔殼的厚度 隕石熔殼的厚度一般在0.5毫米左右,較少見超過1毫米厚度的。這是因為隕石在大氣層高速穿行時,整個過程為熔融-氣化、剝離-熔融-氣化、剝離反復(fù)進行,熔融后的液體基質(zhì)會不斷氣化和在風流作用下快速剝離,很少能一直留存,直到隕石在降速降溫的最后階段生成的熔融物質(zhì)才能得以冷卻結(jié)晶,所以融殼比較薄。
隕石熔殼的片狀層結(jié)構(gòu)和內(nèi)部基質(zhì)分層明顯,與地球巖石因暴曬變色、表皮附著物、結(jié)核巖石及工業(yè)冶煉礦物等陸生礦物在熔殼厚度、分層界限(熔殼與基質(zhì))、色澤方面有著本質(zhì)的區(qū)別。
熔殼色澤 新鮮墜落的石隕石熔殼顏色呈黑褐色或棕黑色(基本是近似于黑色的)。大部分非第一時間尋獲的隕石,在自然環(huán)境下暴露一段時間后,熔殼的完整度和色澤會由于風化作用的影響,出現(xiàn)變化。新鮮墜落的隕石表面形成的黑色熔殼因風蝕作用會部分或全部缺失,從而露出內(nèi)部基質(zhì)的顏色略淡于熔殼的色澤;有些長時間暴露于烈日中的隕石還會形成類似于沙漠漆光澤的油光表面。大多數(shù)的隕石風化(氧化)后,內(nèi)部的鐵鎳會泛出鐵銹特征,隕石的熔殼也會有由最初的黑色變得略微暗紅(熔殼中夾雜著星星點點的鐵銹紅)。 有些隕石由于長期埋入地表,地表中的各類礦物還會粘結(jié)在隕石表面,形成和地表沙土顏色同樣的土沁色。土沁顏色有時也可輔助判斷隕石的品種。
有個別的無球粒隕石有著黑油光紙般的玻璃質(zhì)熔殼,不過這類顏色特別比較少見。 我國大陸僅確認了一例HED類無球粒隕石:2016年目擊降落的延安馬子川無球粒隕石(見下圖),除此外尚無報告發(fā)現(xiàn)月球和火星隕石。
數(shù)量最多的普通球粒隕石、碳質(zhì)球粒隕石極其罕見有彩色的熔殼和內(nèi)部礦物,一般肉眼可見色澤均是黑白灰的。所以當你見到一塊帶有“色彩”的巖石時,幾乎可以說它不是隕石。 熔殼特征收縮裂 由于熱脹冷縮變化導(dǎo)致隕石熔殼上出現(xiàn)的細脈狀裂紋、裂隙常被淺色礦物填充,有收縮裂的熔殼常呈現(xiàn)出黑底白紋的效果,這種特征常被人稱為龜裂紋或收縮裂。 形成收縮裂的原因和隕石即將到達地面時的溫差有關(guān),在大氣層高速行進的隕石由表面高溫熔融狀態(tài)到低速低溫狀態(tài),導(dǎo)致的溫差變化(熱脹冷縮原理),會在隕石表面發(fā)生。此種特征并非所有隕石熔殼上都有,一般只會在較為新鮮的隕石表面能看到。 它不會出現(xiàn)在沒有熔殼的內(nèi)部基質(zhì)上。收縮裂和隕石體開裂是有區(qū)別的,收縮裂只在熔殼表面橫向生成;隕石體開裂特征表現(xiàn)為裂紋單一、縫隙大且向內(nèi)部縱向延伸,一般為振裂或風化應(yīng)力導(dǎo)致的鐵金屬轉(zhuǎn)化為赤鐵礦的膨脹裂。 定向隕石特征--熔流線 熔流線是定向飛行的隕石的一種熔殼特征。在黑色熔殼的表面可見由某點向四周輻射發(fā)散延伸的許多徑向凸起的細線條,常被成為熔流線。熔流線的形成原因是隕石墜落時長時間保持一種與空氣流平行逆向的運動姿態(tài)所造成的。當隕石體表面與氣流劇烈摩擦時,隕石體表面物質(zhì)熔融,高速的空氣流壓力除了會在熔融的隕石表面留下氣流的線性痕跡外,熔融的表面物質(zhì)還會向隕石體的后方壓縮流動聚集后形成包緣(包唇)。 熔流線的寬度高度像發(fā)絲般粗細,如山脊的形態(tài)在熔殼表面排列。熔流線并非是一條完整的細線,由于隕石內(nèi)部成分的熔點不同,熔融物質(zhì)不均勻,造成隕石表面的細微不平整,所以這種線痕是時斷時續(xù)高低不平的。熔流線總是在同一平面遇到凹陷處時會消失,空過凹陷繼續(xù)存在,當隕石形狀出現(xiàn)轉(zhuǎn)折后熔流線消失形成包緣。 自然的熔流線和人工雕刻的線條在自然度、精美度、流暢性、隨意性、邏輯性等方面有有著天壤之別。 泡狀熔殼 泡狀熔殼只有在非常新鮮的隕石表面才能見到,它是隕石體表面熔融氣化作用的結(jié)果。泡狀熔殼形象來說就像咕噠咕噠煮熟的濃稠稀飯表面的那層氣泡。當熔融的隕石表面快速冷卻結(jié)晶后,正在氣化尚未逸出的氣體氣泡便被封存在了熔殼中,形成了泡狀熔殼。泡狀熔殼常見于定向隕石的后端部分(包緣范圍內(nèi))。
泡狀熔殼的結(jié)構(gòu)就像溶化的洗衣粉水泡,只是孔徑較?。ㄎ⒚子嫞?。泡狀熔殼的微孔形態(tài)呈圓形、不規(guī)則等形狀,不同隕石熔殼中氣孔形態(tài)各異,這與隕石體中中的氣體含量有關(guān)和熔融程度、氣體逸出量、氣流運動角度等有關(guān)。 需要指出的是泡狀熔殼的孔徑如同針孔般大小,只堆疊在熔殼表面。 常見的工業(yè)礦渣,也是經(jīng)高溫熔融的,表面也是會灰色的,常被初學者誤認為隕石。重點:爐渣沒有熔殼,從外到內(nèi)基本一種色澤;從外到內(nèi)較多的大氣孔;不均勻的磁性是冶煉純度不高,導(dǎo)致的渣內(nèi)含鐵不均勻造成。
氣 印 就像拇指印,它是隕石表面上的印痕是氣流作用的結(jié)果。它的形成可能是流星體穿越地球大氣層時,由隕石表面存在的高速擾動熱氣流形成的旋渦。石隕石相比鐵隕石的氣印一般比較淺也相對較少。 氣印是專指隕石的一種熔殼特征,但也并不是所有隕石都有氣印。氣印看上去是凹陷的坑,許多的地球巖石也有類似形狀的凹陷,形成原因多為撞擊、水流沖刷或地質(zhì)變化導(dǎo)致,所以不是有類似氣印的凹坑就可以認定為隕石。 次生熔殼 次生熔殼從形成時間上來說是低空爆炸后形成的,從熔蝕時間長度上來說相對高空開始熔融的隕石所用時較少。隕星體在大氣層運行時受到?jīng)_擊波的壓力和熱應(yīng)力的作用,可能會多次爆裂。 有時一塊隕石除了可見光滑的原始表面外,還可看到斷裂后粗糙的斷面,它們的顏色深淺不同、光潔度不同。 總結(jié)來說就是:高空的熔殼顏色更深、更光潔、熔殼覆蓋更全面,呈更黑色澤;低空的顏色更淺、更粗糙、熔殼覆蓋不均勻呈褐色象煙熏狀。根據(jù)碎裂的先后順序,形成的熔殼相應(yīng)稱為初始熔殼、二次、三次等熔殼。 熔殼細微特征 由于隕石礦物的熔點不同,熔融程度不均勻,造成隕石表面的細微不平整。熔殼表面常呈現(xiàn)密布細砂粒大?。?毫米左右,肉眼可見)的疣狀凸起;常見細砂粒大小的鐵鎳金屬呈銀光澤外露;常見米粒大小或連片的生銹金屬銹跡;有時可見細脈狀收縮裂、熔流線和氣??;隕石落地時的撞擊破口等均是熔殼上可以看出的細微特征。 戶外發(fā)現(xiàn)隕石首先進入視野的是巖石的色澤。廣闊的視野環(huán)境下只有不同于環(huán)境顏色、不用于巖石的黑色、銹色才會引起獵隕者的興趣,才會提高搜尋效率和搜索面積。那些沒有黑色澤或斑狀銹跡的巖石是不會進入獵隕者視野的。熔殼是判斷隕石的首要標準,當你發(fā)現(xiàn)了一塊黑色或鐵銹色的巖石后,再依據(jù)以上眾多的熔殼特征來綜合判斷是不是隕石。 下文摘自《天外來客隕石一書》本集市有售! 如果你有疑似隕石樣品要送交分析檢測部門檢測,需要他們提供以下幾個檢測結(jié)果: 1、樣品中有沒有圓形的硅酸鹽球粒? 2、球粒中有哪些礦物? 3、球粒中的主要礦物的化學成分是什么? 4、樣品中有沒有鐵紋石和鎳紋石?有多少? 5、鐵紋石和鎳紋石的化學成分是什么? 6、樣品中有沒有橄欖石、輝石和長石?有多少? 7、橄欖石、輝石和長石的主要元素化學成分是什么? 8、橄欖石、輝石和長石的微量元素化學成分是什么? 有了這些分析數(shù)據(jù),就能確定疑似樣品是球粒隕石、無球粒隕石、石鐵隕石還是鐵隕石。 培養(yǎng)科學興趣,傳播隕石知識 |
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