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隕石——深空探測的鑰匙

作者：胡森/中國科學院地質與地球物理研究所/碩士生導師，主要從事隕石學研究。

編者按：隕石你有了解過嗎？或者說你知道什麼叫隕石嗎？吶，隕石的定義其實很簡單：墜落到地球的地外碎塊都可稱作隕石（a meteorite is a natural object that survives its fall to Earth from space）。而大範圍的隕石降落事件就是我們常稱的隕石雨，有圖有真相喲！隕石部分小編整理了兩節，隕石的類型劃分和隕石與深空探測。今天就先來了解一下隕石的類型劃分吧。

獅子座流星雨和車里雅賓斯克隕石雨

Part 1 隕石類型劃分

除隕石外，微米至毫米級的星際塵埃（微隕石）也在不斷沉降到地球，由於其粒度細小，不容易被發覺，但在深海沉積物、南極冰雪、黃土、K/T界線地層等都能檢測和回收到微隕石。高速（可達100 km/s）的星際塵埃穿過地球大氣時，由於摩擦作用會發熱發光，就是人們通常能觀看到的流星(雨)。隕石和流星都來自流星體，當流星體足夠大，並能承受住大氣層的嚴峻考驗落到地面，即為隕石。除隕石外，目前人類還通過高昂代價的深空探測項目，直接收集到了一些地外樣品，如月岩、細川小行星樣品、星際塵埃、太陽風粒子等。

隕石的分類體系隨著研究的不斷深入而逐漸建立起來。Mason等人根據硅酸鹽和金屬的相對含量將之劃分為石隕石（Fe-Ni金屬含量<30%）、石鐵隕石（Fe-Ni金屬含量30-65%）和鐵隕石（Fe-Ni金屬含量>95%），石隕石又可分為球粒（近圓形的硅酸鹽集合體）隕石和無球粒隕石。根據各類隕石的主要化學組成特徵將每類隕石又可劃分為若干化學群。

Allende碳質球粒隕石

NWA 7325無球粒隕石

球粒隕石中爐條狀的橄欖石球粒的正交偏光圖像

Esquel 隕石（一種石鐵隕石）

Toluca鐵隕石（IAB型）及其內部Widmanstätten結構

Agoudal鐵隕石（IIAB型）

由於Mason的分類方法與隕石的成因沒有密切聯繫，Wasson等人後來根據隕石的成因特徵將隕石劃分為未分異的隕石（即球粒隕石）和分異的隕石兩大類。球粒隕石的全巖化學成分與太陽的成分基本一致，表明球粒隕石自從形成之後就一直保存到了現在，因而最原始。相比之下，分異型隕石由於經歷過更復雜的岩漿活動，記錄了形成之後的演化信息，其全巖成分與太陽有較大差異。根據隕石的礦物學、化學成分和同位素組成特徵又將每一大類劃分為隕石族（Clan）、群（Group）和亞群（Grouplet）。每一個具有相似礦物組成和化學成分，經歷過相似的演化過程。後來的研究工作者根據隕石的成因關係，再將隕石類型可細分為若干類。

根據成因劃分的隕石類型

球粒隕石主要包括頑火輝石（EH和EL）、普通球粒（H、L和LL）和碳質球粒（CI、CM、CR、CV、CO、CH、CB）三種類型，目前發現少量的K群和R群球粒隕石。從距太陽的位置來看，頑火輝石－普通球粒隕石－碳質球粒隕石離太陽的位置越來越遠。

球粒隕石在太陽系中形成的相對位置

分異型隕石可粗分為三類：無球粒隕石、石鐵隕石（中鐵隕石和橄欖隕鐵）和鐵隕石。鐵隕石可根據是否經歷過岩漿作用分為岩漿型和非岩漿型鐵隕石，可再仔細分為若干類。石鐵隕石主要包括中鐵隕石和橄欖隕鐵。無球粒隕石可再細分為原始無球粒隕石、月球隕石、火星隕石、HED族隕石（來自灶神星）和其他五族。Acapulcoites、lodranites、winoaites和brachilites等原始無球粒隕石，可能代表太陽系早期行星形成初期的物質形態。

HED族隕石包含howardites、eucrites和diogenites，分別代表灶神星（4 Vesta asteroid）的殼和幔，大量研究認為HED族隕石、橄欖隕鐵和中鐵隕石在成因上有一定聯繫，雖然橄欖隕鐵的氧同位素與其它兩類有一定差異，但一般還是認為橄欖隕鐵是金屬核與類似HED族隕石母體幔的混合物，而中鐵隕石為金屬核與類似HED族隕石母體殼的混合物。

月球隕石可分為三大類：玄武岩質、斜長巖質和混合巖質，為月球的形成和演化提供了大量的信息。火星隕石也稱為SNC族隕石，為Shergottites（輝玻無球粒）、Nalkalites（輝橄無球粒）和Chassignities（純橄無球粒）三個英文單詞首字母的縮寫，根據火星隕石的岩石學特徵，可以分為以下幾類：斜方輝巖、純橄巖、輝橄巖、玄武岩、含橄欖石斑晶玄武岩、二輝橄欖岩和最近發現的表土角礫岩黑美人（Black beauty），我國在南極回收的兩塊火星隕石均為二輝橄欖岩。無球粒隕石還包含頑輝石無球粒隕石（aubrites）、橄輝無球粒隕石（ureilites）和普通輝石（或鈦輝）無球粒隕石（angrites）。這些樣品的成因和母體無法確認，暫時歸為一起，例如橄輝無球粒隕石中富含石墨和金剛石，表明經歷過強烈衝擊；雖然其全巖碳含量與碳質球粒隕石相近，但未能確認兩者的聯繫。