陨石的基本特征及成因
1 前言“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。随着人类对地球的认识的不断深化和扩展，科学家似乎已经到了山穷水尽的地步。陨石的深入研究使得科学家们拓宽了视野，站在更高的角度重新审视地球，将研究领域拓宽到行星与太阳系。
陨石的研究方法多种多样，成果新颖有趣，具有很好的学习价值。
2 陨石的年龄和化学组成
利用放射性测年方法对陨石进行测年，表明所有的陨石的年龄基本都在45-45.5亿年。80%的陨石其化学成分非常类似于日冕的化学组成，与太阳系的组成很相似。年龄及化学组成暗示陨石是太阳系演化初期的原始固体物质。
地壳上的不同岩石则具有各种不同的年龄，有的是几个百万年，有的是几个亿，最古老的也就42亿年，未达45亿年，这是因为地球上的岩石经过了分异演化。这是否说明陨石自形成以来就未遭受过分异演化？
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图1“阿伦德”元素丰度与太阳系元素丰度比较图
3 陨石类型
陨石类型多样，从几乎全部由金属组成，到几乎全部由硅酸盐组成。陨石的分类比较困难，且存在争论。一般根据其中的金属含量，先将陨石划分为四种主要类型（表1）：
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表1 陨石分类表
3.1 球粒陨石
80%的陨石为球粒陨石。球粒陨石主要由硅酸盐矿物和自然铁组成，其特征结构是“球粒”的硅酸盐小颗粒，其成分类似于地球上的橄榄岩的硅酸盐。基质的成分多样，有些与球粒组成相似，另外有些则由完全不同的物质组成。有些陨石含有较多球粒，有些则含量较少。球粒是由熔化的硅酸盐溶液重新冷凝后形成的。
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图2球粒陨石显微照片
因为球粒陨石的化学组成与太阳系组成非常接近（特别是碳质球粒陨石），加上其结构似乎是原生的，因此球粒陨石被认为是未分异的原始固体物质。
球粒陨石中自然铁与硅酸盐之比大致接近于地球地核和地幔中铁与硅酸盐的比值。因而认为地球是从构成球粒陨石那样的固体物质开始聚集起来的，然后按比重进行了分异。
铁和硅酸盐是陨石的主要组成物质。铁在自然界中以两种形式存在，其存在形式与氧化还原环境密切相关。当岩石处在还原无氧的环境时，铁是呈金属的形式；当岩石处在氧化富氧的环境时，铁呈氧化物的形式，也就是与氧一起存在于硅酸盐化合物中。因此，分析球粒陨石中金属铁的含量，可以大致判断陨石形成的氧化环境。
球粒陨石可分为四个化学群：
Ｅ群－顽火辉石球粒陨石，硅酸盐中不含铁；
Ｈ群－高铁球粒陨石，含金属铁较多；
Ｌ群－低铁球粒陨石，含金属铁较少；
Ｃ群－碳质球粒陨石，铁呈氧化态形式存在，无金属铁颗粒，含碳；
从Ｅ群、Ｈ群、Ｌ群到Ｃ群，反映了它们形成环境的含氧量逐渐增大。如果地球是从诸如球粒陨石这一类均匀物质形成的，那么它是处在哪个位置呢？如果把地核所含的铁看成金属铁，把地幔岩石中所含的铁看成是硅酸盐化铁，那么可将地球放在分类图上的Ｈ群球粒陨石和Ｅ群球粒陨石之间，也就是说地球是在缺氧但不是无氧的环境中形成的。
3.2 无球粒陨石
无球粒陨石也是由硅酸盐组成，但不含球粒结构。大多无球粒陨石是由玄武岩碎块组成，这些玄武岩块体与地球上产自火上活动的玄武岩极为相似。它们是由熔融的熔岩凝固而成的，年龄为４５~５亿年。这似乎说明了某些陨石在形成初期还发生了十分强烈的火山活动，经历了短暂的分异演化。
3.3 铁陨石
铁陨石基本上是由金属铁（或铁镍合金）组成。对铁陨石进行显微镜观察表明，大部分铁陨石是由一种金属液――熔融的铁经过凝固形成的。
3.4 石铁陨石
石铁陨石是由内部的金属铁和外部交接胶结的富含橄榄石的岩石组成。似乎与地核－地幔界面处的岩石比较类似。
4 陨石的挥发性元素
物质在不同的温度下有气态、液态、固态三种不同的存在形式。元素也是如此，有些元素如H、He、N、C等元素在高温下极易挥发，称为易挥发元素，而有些元素如Ca、Ti、Fe、Mg等元素即使在高温下也不易挥发，称为不易挥发元素。因此高温下形成的固体物质中含有的挥发性元素较少，低温下形成的物质则相对含有较多的挥发性元素。根据这个原理，可以研究不同陨石的形成温度。
一些陨石如碳质球粒陨石富含挥发性元素，说明形成温度较低；而H群、L群、E群的球粒陨石所含的挥发性元素则很少，说明形成温度较高，或者经历过高温。前边已经提到过，碳质球粒陨石是在氧化环境下形成的，而H群、L群、E群的球粒陨石则是在相对还原的环境下形成的。那么，形成的氧化还原环境是否与温度有关？
对球粒陨石的球粒的内部进行观察，发现球粒是由熔化的硅酸盐溶液重新冷凝后形成的。冷凝过程中，一些矿物在内部形成晶体，晶体外部再凝固上一层外壳。对球粒进行化学分析表明，球粒只含有极少的挥发组分。球粒的基质成分多样，有些是高温下形成的矿物，成分类似于组成球粒的矿物，有些则是由低温条件下形成的矿物或组分，富含挥发性元素。例如碳质球粒陨石，基质含有许多碳分子。
因此，球粒陨石是分阶段形成的。第一个阶段是高温阶段，形成球粒；第二阶段是低温阶段，尘埃物质和固体物质在球粒周围聚集形成基质。
5 陨石的凝聚模式
通过以陨石中挥发组分特征的观察为基础的系统研究，建立的有关陨石和星际物质形成的理论模式，就是陨石的凝聚模式。该模式主要认为，现今的太阳系是一团炽热的气体状星云，其化学成分与现在的太阳的成分相同。随着温度的降低，该气体逐渐凝固成固体颗粒，慢慢聚集成陨石，继而演化成陨石。
气体降温，物质冷凝的析出的顺序为冷凝顺序：在1300℃时，冷凝出的化合物是富钛、钙、铝的氧化物；1000℃左右时，冷凝出橄榄石、辉石等铁镁质硅酸盐；800℃左右，生长大石、铁的硫化物等物质；温度更低时，析出蛇纹石等含水硅酸盐；0℃时，冷凝出冰。
其最开始析出的钛、钙、铝的氧化物在“阿伦德”陨石上找到了证据。只是为何它很少见，还是一个疑问。
这一凝聚模式的提出无疑具有很重大的意义，就如研究岩浆演化的鲍文反应序列一样。它为陨石、行星的形成演化提供了基础。
6 陨石的形成演化
综上所述，可以得出一个初步的陨石形成演化模式：45.5亿年，太阳系原始气体开始冷凝形成固体物质；温度降为1000℃作用时，硅酸盐矿物结晶形成球粒状；温度继续下降，冷凝出各种尘埃物质，聚集在球粒周围，形成球粒陨石；此后，45亿年或更早，部分球粒陨石不知什么原因升温发生火山作用熔融形成无球粒陨石，部分球粒陨石则可能发生变质作用重熔形成现在的球粒陨石；在还原环境中，形成Ｅ群、Ｈ群球粒陨石，在氧化环境中，形成的是Ｌ群、Ｃ群球粒陨石；陨石逐渐吸收尘埃颗粒物质长大，形成行星，行星（如地球）由于质量较大，放射性衰变产生热能，发生了圈层分异。质量较小的陨石在初期形成后演化停滞，在太空中飘流了45亿年后，落在了地球的怀抱中。
7 主要参考文献
韩吟文，马振东。地球化学，地质出版社：2003。
欧阳自远。天体化学，科学出版社：1988。
C.J.阿莱格尔。陨石地球太阳系，地质出版社：1989。
王道德，刘京发，李肇辉等。中国陨石导论，科学出版社：1993。 终于明白了 外太空的小行星带的碎石是怎么形成的了 感谢科普 我在承德发现了石铁陨石
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