非典型隕石——外表不像隕石的隕石

□ 柯作楷

非典型隕石——外表不像隕石的隕石

□ 柯作楷

在前面的文章中，介紹了外表典型的隕石，對大多數(shù)典型隕石，有經(jīng)驗(yàn)的隕石愛好者，一般一眼就能看出真假。很多假的隕石，盡管配有蓋了公章的“證書”，并附帶簽名的“鑒定”，但這些所謂“證書”中的“隕石”照片根本不具備隕石的基本特征。

然而，也有一些隕石，特別是表皮風(fēng)化剝落或外形改變了的隕石，看起來很不像隕石或是與地球巖石沒法分辨差異，面對這樣的石頭，即使是資深的隕石研究人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的隕石收藏家也一時無法定論，這時就需要把它們當(dāng)作疑似隕石做進(jìn)一步儀器分析。最終是不是隕石，是什么樣的隕石必須以專業(yè)隕石實(shí)驗(yàn)室的鑒定數(shù)據(jù)和分析結(jié)論為準(zhǔn)。不過，這些疑似隕石實(shí)際上也是有蛛絲馬跡的“規(guī)律”可循的，本文就按類別介紹我經(jīng)手的幾塊這樣的隕石。

沖擊熔化了的球粒隕石

鐵礦石是最常見的“假隕石”，然而，有種隕石外表看起來很像鐵礦石，這種隕石通常是熔化了的普通球粒隕石，這時就要依據(jù)外觀特征結(jié)合斷面的結(jié)構(gòu)才能夠做出初步判斷。

我們先看看鐵礦石，圖1所示的石頭是市場上經(jīng)常出現(xiàn)的磁鐵礦石（Fe3O4），被售假者冒充鐵隕石或石鐵隕石在展會上或網(wǎng)上叫賣。這種石頭是含鐵礦石巖體崩塌、風(fēng)化或河流搬運(yùn)河水沖刷沉積下來的巖石，外形有些貌似隕石，但細(xì)看它們和隕石并無神似之處，通過對比兩種石頭外形的成因和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異可以分辨。

也有個別的鐵礦石確實(shí)比較像隕石，這時需要切開或敲開一個斷面才能做出判斷。圖2a是一位新疆星友發(fā)在QQ群中的石頭照片，當(dāng)時引起了我的注意，既像鐵礦石也有些像風(fēng)化了的高鐵石隕石，我讓他發(fā)了張有破口的照片，沒有看到隕石球粒或金屬顆粒等內(nèi)部隕石特征，而是礦石不均勻成分在變質(zhì)作用下產(chǎn)生的巖石結(jié)構(gòu)特征，如圖2b所示，因此，這塊不是隕石。

圖1　常被冒充隕石的含磁鐵礦巖石（來源百度圖片）

圖2　a　新疆星友提供的貌似隕石的鐵礦石照片

圖2　b　鐵礦石的斷面特征

一些普通球粒隕石母體在太空中產(chǎn)生高速劇烈碰撞而發(fā)生沖擊熔融，有些球粒消失或基質(zhì)熔融，金屬溶體由于不共溶原理通常被擠壓在一起，雖然整體保持了球粒隕石化學(xué)成分，但隕石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面特征已經(jīng)和普通球粒隕石有較大的差別。圖3a是一塊L型沖擊熔融球粒隕石，外表和鐵礦石非常相像，磁性也和鐵礦石一樣，但是切開后斷面和鐵礦石完全不同，如圖3b所示。沖擊熔融后部分球粒消失，基質(zhì)玻璃化，并產(chǎn)生一些空隙和氣孔，還明顯可見鐵鎳合金斑點(diǎn)富集和分布。

圖3　a　L型沖擊熔融球粒隕石，140克

圖3　b　L型沖擊熔融球粒隕石的斷面

為了驗(yàn)證圖3為隕石的判斷，對巖石取樣進(jìn)行規(guī)范的隕石鑒定，樣品磨片在電子顯微鏡下觀察和電子探針微區(qū)分析，結(jié)果見圖4。樣品可見球粒結(jié)構(gòu)，球粒輪廓清晰，呈圓形或橢圓形，直徑約0.6～1.7毫米，主要為斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為橄欖石、輝石及長石。在球粒內(nèi)部可見少量橄欖石顆粒發(fā)育較為富鐵的邊?；|(zhì)部分發(fā)生大面積熔融，可見半自形的橄欖石顆粒及它形輝石，橄欖石常見環(huán)帶結(jié)構(gòu)。此外還有鐵鎳金屬及金屬的硫化物等礦物。球粒中橄欖石成分為Fa23.2-25.7，輝石為Fs20.2-21.1Wo1-1.7，成分較為均一，符合L群球粒隕石成分特征，由于樣品存在大面積熔融，因此可以劃分為L型沖擊熔化的球粒隕石（Impact melt L chondrite）。風(fēng)化程度為S1。

沖擊熔化了的無球粒隕石

無球粒隕石在沒有熔殼的情況下與地球巖石外表非常相像，難以區(qū)分，如果受到?jīng)_擊熔融后判斷就更為困難。圖5a中的隕石是塊40克的無球粒隕石，外表初看很不像隕石，也沒有明顯的磁性，然而，太空中的高速撞擊和在大氣層中高速運(yùn)行摩擦升溫生熱產(chǎn)生消融成殼的形成條件,畢竟是地球環(huán)境中的地球巖石所不具備的，這塊巖石樣品的外表引起了我的注意。雖然從未見過這樣的隕石熔殼，但細(xì)看它與地球巖石的外表還是有所差異，而呈現(xiàn)出明顯的熔融和氣成的表面特征，打開斷口可見黑色條帶，像條帶狀沖擊脈，如圖5b所示，因此，進(jìn)行了儀器分析，結(jié)果見圖6。分析表明：它是一塊沖擊熔融的鈣長輝長無球粒隕石。

圖5　a 沖擊熔融的無球粒隕石外表

圖5　b　沖擊熔融的無球粒隕石的沖擊熔化脈

樣品主要礦物為輝石及鈣長石，還有少量石英顆粒，粒徑10～400微米不等。輝石主要為斜方輝石（Fs35.3-60.2Wo2.2-4.5），常見出溶高鈣輝石（Fs15.1-25.6Wo25.5-43.7）條帶，輝石的Fe/Mn比值為28.5～32.9。長石鈣含量通常較高，多數(shù)為An87.7-89.8。局部可見顆粒內(nèi)部受到外力作用影響而發(fā)生的錯斷。部分輝石顆粒內(nèi)部可見細(xì)粒鉻鐵礦。沖擊熔融脈體及沖擊熔融囊發(fā)育，內(nèi)部可見少量礦物雛晶，脈體寬約100微米，貫穿所觀察的薄片。

圖6　樣品BSE圖片（a）可見明顯沖擊熔融脈體，主要礦物為輝石、鈣長石；（b）輝石常見出溶葉片構(gòu)造，沖擊熔融脈體中可見礦物雛晶；（c）樣品中輝石粒徑主要由兩種粒級，一部分粒徑為10～100微米，另一部分較為粗大，可達(dá)400微米；（d）輝石顆粒中可見脆性錯斷，內(nèi)部常含不透明礦物包裹體。

還有一塊和這個樣品類似，估計也是EUCRITE（鈣長輝長無球粒隕石）, 還未鑒定確認(rèn)，發(fā)表出來給大家參考，見圖7。

圖7　待分析的無球粒隕石外表

無熔殼的無球粒隕石

圖8是一塊重295克的鈣長輝長無球粒隕石，非常像地球上的輝長巖或閃長巖，如果不是來源于信譽(yù)較好的隕石商人，也不會當(dāng)成隕石購買。

鑒定表明該樣品為堆晶鈣長輝長無球粒隕石（cumulate eucrite）。樣品主要礦物為輝石與長石。輝石形狀不規(guī)則，呈半自形-它形，長一般為80～800μm。輝石中常見鈦鐵礦或鉻鐵礦顆粒，粒徑10～40μm，少量粒徑較大，為50～120μm。輝石多為易變輝石（Fs56.4-58.7Wo6-7），部分輝石具出溶葉片構(gòu)造，出溶條帶為普通輝石（Fs29.7-30Wo38.8-40.1）。局部可見輝石中具兩組出溶條帶，兩組近垂直分布。長石為倍長石-鈣長石（An88.3-93），成分較為均一。Fe的硫化物顆粒發(fā)育，粒徑為10～20μm，局部可見其顆粒周緣被氧化，氧化程度較輕。

圖8　a 鈣長輝長無球粒隕石

電子探針數(shù)據(jù)顯示，樣品中主要為易變輝石（Fs58.9-61.3Wo5.8-7.8）與普通輝石（Fs30.5-31.1Wo41.1-41.5），輝石的Fe/Mn比值為25.5～28.6。普通輝石的Fe/Mn比值比易變輝石的稍高。樣品中的長石成分較為均一，為鈣長石（An89.8-91.6Ab8.1-10.1）。

圖8　b　樣品BSE圖片

圖8　c 輝石中兩組近垂直出溶葉片構(gòu)造

顏色特別的無球粒隕石

熔殼完全風(fēng)化的無球粒隕石的判斷有時只能依靠發(fā)現(xiàn)地的周邊地質(zhì)地理?xiàng)l件。圖9是一塊奧長古銅無球粒隕石（也稱紫蘇輝石無球粒隕石，DIOGINITE），從接近直角的解理來看，礦物組成基本上為黃綠色的輝石晶體顆粒構(gòu)成。因?yàn)樵鞄r礦物輝石在地表中廣泛存在，這塊巖石單獨(dú)來看一般不會判斷為隕石，但在沙漠環(huán)境中有時可以根據(jù)隕石與圍巖的差異以及隕石的散落特征能做出初步估計，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)（化驗(yàn)結(jié)果略）它是NWA7831（西北非7831隕石）。

圖9　N W A 7 8 3 1奧長古銅無球粒隕石（DIOGINITE）

外表改變了的隕石

有些隕石在沙漠環(huán)境中長期經(jīng)風(fēng)吹砂蝕形成奇特的外形，與典型隕石外形有很大差別。幾年前在北京的一次礦物珠寶展會上，桌上的一堆隕石中有一塊石頭一下子吸引了我，以為是塊假隕石，我納悶：知名隕石商人怎么擺個假隕石賣？接近細(xì)看，表面可見鐵鎳合金顆粒和球粒，判斷應(yīng)該是塊球粒隕石。經(jīng)鑒定命名為NWA10039（西北非10039隕石），如圖10所示。

隕石奇石是指自然形成而外形奇特的隕石，一般是指隕石在高速降落過程中經(jīng)大氣層的燃燒磨蝕出來的外形，這種外形在落地前就形成；而隕石降落到地球后，又經(jīng)地球條件下風(fēng)和沙、光和水的自然力量再次塑造出奇特形狀的隕石也屬于隕石奇石，而且更為稀少，作為一種非典型隕石更具收藏和研究價值。

最為復(fù)雜的是一些隕石經(jīng)沙漠風(fēng)蝕后的外表失去隕石特征，幾乎和地球巖石沒什么區(qū)別，而且斷面也不具備明顯隕石特征。圖11a就是這樣外表的一塊石頭，圖11b所示的切面通過肉眼也看不出隕石的特點(diǎn)。在圖森購買時很多商人都看過，有的說不是隕石，有的說可能是沖擊融化了的EUCRITE（鈣長輝長無球粒隕石），賣的人說可能是月球火星隕石，沒人愿意像賭博一樣買這樣一塊石頭，我當(dāng)時偏向是鈣長輝長無球粒隕石，心想：也許是沖擊熔融而變成的這種形狀，也許是砂蝕磨出的這種外表，是什么隕石不重要，就當(dāng)一塊隕石中的奇石買下了這塊石頭。后經(jīng)化驗(yàn)為古銅鈣長無球粒隕石（HOWARDITE）,命名為NWA8712。

那些不像隕石的隕石在什么情況下我們從外觀靠經(jīng)驗(yàn)判斷完全無能為力呢？我想，如果一塊無球粒隕石掉到河里，經(jīng)過若干年的河水沖刷變成了地球上的奇石，那么除了實(shí)驗(yàn)室手段外，其他的只能靠運(yùn)氣了。也確實(shí)，中國數(shù)以萬計的奇石愛好者中，目前還未發(fā)現(xiàn)他們的奇石中有塊奇石隕石的石頭，哪怕是那種生銹的球粒隕石奇石。當(dāng)然，不能排除完全沒有，即使有也無法通過肉眼分辨。

圖10　在地球環(huán)境中砂蝕而成的外形奇特的隕石NWA10039

圖11　a　古銅鈣長無球粒隕石NWA8712外表，無明顯隕石特征

圖11　b　古銅鈣長無球粒隕石NWA8712的切面，無明顯隕石特征

小結(jié)：

本文介紹了一些外表沒有隕石特征的非典型隕石，這些都是作者實(shí)踐中的一點(diǎn)不成熟體會。這些石頭從看到到買下，再到知道化驗(yàn)結(jié)果，都經(jīng)歷了或驚喜或疑慮或失望或喜悅的過程，當(dāng)然最終歸于平淡，也只是一個學(xué)習(xí)總結(jié)和提高的過程。中國的隕石尚處于起步階段，很多人經(jīng)典隕石都不認(rèn)識，個別人甚至把地球巖石當(dāng)火星隕石或月球隕石到處兜售，國際隕石界還有一個對中國假隕石圈的專有名詞CHINA METEORITE SYNDROME(中國隕石綜合征)，不少國際知名隕石收藏家的郵箱里都有來自中國的假隕石郵件。建議初學(xué)隕石的愛好者購買和收藏典型隕石，對于不像隕石的非典型隕石，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的隕石藏家通過看石頭或僅憑照片給出的判斷只能供參考，可靠的是國家專業(yè)隕石實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和隕石科學(xué)家的專業(yè)分析結(jié)論，最終以國際隕石命名委員會公布的官方隕石命名為準(zhǔn)。

（責(zé)任編輯張長喜）