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在地摊上买的这块“陨石”是真的吗? 精选

已有 6533 次阅读 2017-11-1 19:16 |系统分类:科研笔记

         前段时间在野外工作期间,在一个小县城的地摊上看到一块奇石,因为有些与众不同便上前查看并询问售价。其石的外形并不好看,有很多大小不一的孔洞,但又不像是火山岩。平时就比较喜欢奇石,象这样的奇石还是第一次看到,很想买回来进行切片,搞清楚这是一种什么岩石。这块奇石的要价还是挺高的,因为老乡说这是陨石。在民间,陨石收藏还是比较热的,虽说是搞地质的,但对陨石却懂的很少。在常丽华等主编的《火成岩鉴定手册》中,有一些对石陨石的简单介绍。陨石是环绕太阳轨道运行的行星,由于彼此碰撞破碎,在穿过大气曾燃烧后,坠落于地球上的陨星残块。

  从化学成分上可将陨石分为三大类:铁陨石又称陨铁,主要由铁镍合金组成;石铁陨石又称陨铁石,由铁、镍、硅酸盐组成;石陨石主要成分为硅酸盐矿物。三大类中分布和发现最多的是石陨石。据研究资料表明,石陨石的成分与地幔岩相似,均由橄榄石、斜方辉石组成,其年龄大于45Ma,与地球早期年龄相近。

 石陨石的一般特征:

 1、其化学成分为含镁、铁较高的硅酸盐,其中主要元素的质量分数(%)是:Si21O40.86Fe15.5Mg14.3其次为Al1.56Ca1.8Ni1.1少量的TiMnCr

 2、石陨石的矿物成分主要为镁铁硅酸盐矿物橄榄石、斜方辉石(顽火辉石、古铜辉石、紫苏辉石),有时可见铁-镍相矿物(铁纹石、镍纹石),副矿物为陨硫铁。

 3、石陨石的颜色深,一般为黑色、褐黑色,外表酷似超基性岩,在野外有时很难辨别,表面可见具玻璃光泽的熔壳。

 4、石陨石最特征、最常见的结构是球粒结构、球粒斑状结构,少数为无球粒粒状结构。球粒以圆形、椭圆形为主,少数为半圆形、扇性。根据组成球粒的矿物数量、排列形态等可分为:

单矿晶质球粒结构:球粒由同一种矿物(橄榄石或斜方辉石)的单晶或集合体组成(照片6-88,89);



  复矿晶质球粒结构:球粒由两种或两种以上矿物组成,二者一般无固定排列关系(照片6-90);



 以上两种球粒结构中,还经常见矿物的各种不同排列形态,如放射状、束状、偏心束状、扇性、花瓣形等,有时见平行连晶生长(照片6-90),还见有2~3组辉石和橄榄石平行连晶相互交叉呈放射状(照片6-89)。组成球粒的矿物间有时被玻璃质充填。

炉条结构:沿橄榄石或斜方辉石解理缝间、柱状单晶间充填含铁玻璃(黑色)构成重叠球粒结构(照片6-92)。



  重叠球粒结构:大的斑晶球粒中包嵌有橄榄石或斜方辉石小球粒。

  玻基球粒结构:球粒由单晶或复矿物集合体组成,它们杂乱分布,其中充填较多的铁质玻璃(照片6-91)。


  石陨石的构造主要为块状构造,有时则见亮安构造,在手标本上可见明暗两部分,明亮部分由陨石球粒团块组成,多呈椭圆状,直径为1~50px,它们被暗色网脉体(由球粒、基质碎屑、黑色玻璃组成)“胶结”。

  石陨石的分类主要根据结构、成分(化学、矿物)划分。根据结构可将石陨石分为球粒陨石和非球粒陨石两类,再根据化学或矿物成分进一步划分为:炭质球粒陨石、普通球粒陨石、顽火辉石球粒陨石和富钙无球粒陨石、贫钙无球粒陨石等。

 1.炭质球粒陨石:颜色深,多为黑色,主要由含水层状硅酸盐的粘土矿物组成,常见的有似蛇纹石、似绿泥石,很少含金属铁-镍合金,有时见少量陨硫铁。富含挥发分和有机化合物(黑色),易风化故少见。

 2.普通球粒陨石:是紫苏辉石球粒陨石和古铜辉石球粒陨石的统称,由于二者是常见类型但又不易用肉眼或镜下区分(只能根据全铁量,前者7.13%,后者17.45%),因此称之为普通球粒陨石。它们的新鲜面为浅灰-黑色,风化面呈深褐色。

 3.顽火辉石球粒陨石:灰-黑色、主要由顽火辉石或斜顽辉石组成,其含量大于50%。其次为铁-镍相矿物(铁纹石、镍纹石),少量石英、鳞石英、方英石,而不见橄榄石。球粒少或无。富铁者以斜顽辉石为主,贫铁者为顽火辉石为主。

  4.无球粒陨石:黑绿-褐黑色,主要矿物成分为顽火辉石、紫苏辉石、橄榄石,不含或少含铁-镍,富钙无球粒陨石中可见钛辉石、透辉石。与超基性岩相似,矿物晶体较大,无球粒,为粒状结构,有时见角砾结构,角砾状含有球粒陨石碎屑。

 5.玻璃陨石:在我国古代称之为雷公墨,一般为玉墨色、墨绿色。由天然硅酸盐玻璃组成,外表似黑曜岩,但其表面常见坑槽,SiO2量分数高,一般为70%~80%,MgO亦较高。

 这块在地摊上买来的“陨石”特征:

 这块“陨石”的颜色呈灰棕色,外形呈8-10-12cm的不规则块状,具明显的磨蚀痕迹及大量大小不等的孔、洞,孔、洞的排列没明显规律性,偶见呈放射状或花瓣状排列孔洞;具弱的磁性,岩石滴酸不起泡,用手托起时感觉比重也不小(未经测试)。

1    地摊上买来的“陨石”外部特征,具大量不规则状孔洞

2    具弱的磁性,手感比重较大

3    地摊“陨石”外部特征,具大量孔洞

4    岩石未见有烧蚀过的痕迹,局部孔洞排列呈花瓣状

  据岩石薄片观察,岩石结构非常特殊,具多孔结构,岩石中的孔洞直径一般约0.1~1.0mm不等,分布杂乱,大部分呈圆形,部分呈不规则状,孔洞周缘岩石结构与其他部位无明显差别,个别孔洞内可见少量残留的萤石。第一次看到该岩石薄片时,因制样时用组合染色剂染色,岩石中似乎含大量的铁方解石,但在正交偏光间发现,被染色的矿物并不都是铁方解石,这些矿物的晶形也与方解石完全不同,切面多呈长条状,正交偏光间干涉色较低,为一级灰,具平行消光,负延性,具不完全解理,呈“胶结物”状,而其他矿物则被其包裹其中,多呈彼此相互平行的集合体状产出。

  岩石中另一主要矿物为一种具极高正突起的自形晶粒状矿物,单偏光下无色或呈很淡的黄色,切面以五边形为主,部分呈四边形,并见少量矿物的纵切面,呈柱状,并见部分骸晶,正交偏光间全消光,或具弱的光性,干涉色很低,为一级暗灰,矿物的延性较难获得,似乎呈透明状,本身的颜色被枪晶石所干扰。

 此外,岩石中看到少量辉石和干涉色略高的矿物。辉石的横切面呈六边形,具典型的辉石式解理,单偏光下具浅的黄绿色,弱的多色性,横切面在正交偏光间几乎全消光,也无法确定其类型。另见少量干涉色略高的矿物,干涉色可达一级黄-橘红,含量不高,混杂于其他矿物之中,呈他形,无次生变化物。 岩石的这种结构与之前未曾见到过,与三大岩类的结构似乎都难以进行对比,难道这块石头真的是一块陨石? 对岩石中的矿物充满好奇心,很想尽快知道那些令人困惑的矿物究竟是什么?便将切样剩下的一个小块送去做了X衍射分析。

  据X衍射资料显示:岩石中石英1.62%,方解石1.27%,钙镁橄榄石7.34%,方铁矿8.98%,绿泥石与高岭石共1.94%,枪晶石56.42%,萤石17.05%,含铁尖晶石5.4%。看到这样的测试结果,更是觉得好奇,其中方铁矿、枪晶石都是第一次听到,X衍射虽没检测到有辉石,但辉石在薄片下是可以确定的,只是辉石的种类无法确定。对岩石中矿物组分的确定,X衍射分析所得出的结论应该是非常准确的。看来被染色剂染色的那种矿物应该是枪晶石,而高正突起的自形粉晶粒状的矿物应该是尖晶石,而干涉色略高的矿物很有可能是橄榄石,橄榄石一般不稳定,非常易蚀变,但这里的橄榄石却非常新鲜、干净。

 通过查阅资料,让我们先来了解一下枪晶石的光性特征:

 据网上搜素得到的信息:枪晶石见于Monte Somma(蒙特外轮山) 凝灰岩中;在新泽西的富兰克林矿区,它发生在接触变质的石灰岩中。在伊拉克的Dupezeh山,它发生在矽卡岩矿物。伴生矿物有辉石、角闪石、透辉石、钙铝榴石、黑云母、金云母、钙镁橄榄石、硅灰石、方解石、尖晶石、磁铁矿和钙钛矿。据百度搜素提供的信息:“枪晶石是少见的接触变质矿物。溶于硝酸, 略溶于盐酸。经前人研究发现, 枪晶石(3CaO·2SiO2 ·CaF2)是一种氟硅酸盐 , 单斜晶体。天然枪晶石基本为粒状集合体, 呈无色、浅玫瑰色或烟灰色。本身具有玻璃光泽、半透明到透明状。溶于硝酸, 略溶于盐酸。” 另据新浪爱问中写到:“枪晶石具有楔形双晶、矛形双晶或聚片双晶。相对密度2.95。存在于含氟较髙的电炉炼钢还原渣和被侵蚀的耐火材料中。在锻烧含氟水泥熟料时,它是一种过渡相。也可能存在于低温煅烧的含氟硅酸盐水泥熟料中。有弱水硬性。”

 在《岩石矿物学杂志》第18卷第1期中刊登了一篇名为“个旧打磨山枪晶石的发现及其矿物学特征”的文章(赵一鸣,李大新1999),据文章中介绍:含水枪晶石肉眼观察为浅肉色至浅棕色,呈中细粒晶,粒径1~6 mm。在薄片中为无色,可见近似菱形的切面。沿(001)面有一组完全的解理。其最大特色是正交偏光下沿(001)面发育与酸性斜长石相似的聚片双晶。最高干涉色一级黄,消光角c∧ Ng= 6.5°,二轴晶,正光性。经在费氏台上测定,光轴角(+)2 V= 62°。用油浸法测得含水的枪晶石的折光率为:Ng= 1.604Nm= 1.595Np= 1.592Ng-Np= 0.012。该矿物的折光率色散十分明显,r>ν,光轴角2 V的色散也十分强烈。枪晶石与含水的枪晶石在化学成分和光性特征上有许多相似性,也有一定的差异。在一些矿物学书中,一般把枪晶石和含水的枪晶石当作同义词,但注明含较多水的变种称含水的枪晶石。云南个旧锡矿打磨山地区燕山晚期花岗岩与三叠纪灰岩的接触带的钙矽卡岩中发现的含水的枪晶石,在我国是首次发现。含水枪晶石矿物与含锡钙铁榴石、透辉石、硅灰石、硅硼钙石、赛黄晶、萤石等伴生,是富F(B)高温流体作用下的接触交代产物。在云南个旧锡矿打磨山地区燕山期花岗岩与三叠纪灰岩接触带矽卡岩中,与含水枪晶石共生的矿物萤石和辉石在这块陨石中也有出现。

关于含铁尖晶石:

       在新疆油田二叠系下乌尔禾组砂砾岩中曾见到过尖晶石。尖晶石属等轴晶系,其化学成分比较复杂,包括铝尖晶石和铬尖晶石等亚族。含铁的尖晶石亚族即为不透明的磁铁矿、磁赤铁矿等。尖晶石晶体呈八面体,镜下常呈正方形、三角形等,有时也呈不规则粒状散布于岩石中。铬尖晶石亚族无解理,铝尖晶石亚族{111}解理不完全。尖晶石的各变种颜色不同,折射率也有所差异,一般均表现为高-极高的正突起,正交偏光间全消光,仅个别变质(贵尖晶石和锌尖晶石)有时出现光性异常,显一级干涉色。尖晶石是一种较稳定的矿物,即使在蚀变的岩石中也常不蚀变,有时可能变为蛇纹石或滑石。根据晶形、颜色、高突起及均质性等特点,一般不难与其他共生矿物区别。但仅凭镜下特征很难准确鉴定出尖晶石的变种,可根据颜色进行大致确定。如贵尖晶石色浅,通常无色或淡色;含铁的尖晶石为绿色,含铁量越高色越深;铬尖晶石微透明,多为红褐色、黄褐色。尖晶石以常具八面体或四边形晶形和有时可见弱解理可与石榴子石区别。尖晶石是一种高温矿物,不同的变种其产状有所不同,一般情况下贵尖晶石、镁铁尖晶石主要产于接触变质岩中,铬尖晶石或富铬的镁铁尖晶石、富铬的贵尖晶石主要产于超镁铁质岩;富铬的贵尖晶石可作为寻找金刚石的指示矿物之一。尖晶石也见于石陨石和铁陨石中!

 这块“陨石”中的尖晶石具X衍射资料为含铁尖晶石,但含铁的尖晶石是不透明矿物,而这块岩石中的尖晶石均为透明矿物,在单偏光镜下无色或具淡淡的黄色,晶形呈菱形、四边形、六边形等,具不完全解理,部分切面在正交偏光间具弱的光性,与贵尖晶石特征相似,并未见绿色的含铁尖晶石。





 关于钙镁橄榄石:

       钙镁橄榄石是橄榄石类中的钙和镁的硅酸盐矿物。橄榄石有好几种,如铁橄榄石、锰橄榄石、钙镁橄榄石、硅镁石等等。品种不一样,它们的颜色也不一样,有绿色到柠檬黄色,有褐黑色、茶色、红色甚至无色等等。但它们都具有玻璃光泽或松脂光泽。橄榄石是岩浆成为岩石后形成的第一代矿物,所以可以用它来研究当初岩浆的成分。橄榄石喜欢高温环境,在低温时如果遇到水,就立即就会变成蛇纹石、绿泥石、磁铁矿或滑石。钙镁橄榄石在薄片中无色,中-高的正突起,其干涉色是橄榄石中最低的,一级黄-紫红,平行消光,延性可正可负,具有解理的切面沿解理方向为正延性。为二轴晶负光性矿物,沿(031)构成六角星式双晶和贯穿双晶。是硅质白云岩的进变质产物,产于橄榄辉长岩与灰岩的接触带或花岗岩与白云质灰岩接触交代矽卡岩中。在菱镁矿砖和炉渣中也可以看到。



关于萤石:

 又名氟石,大多数萤石中CaF2含量在99%以上,仅含少量SiAlMg等杂质。萤石晶体呈立方体或八面体,在薄片中常呈不规则粒状充填在其他矿物间,有时也见方形或菱形面。沿八面体的{111}解理完全,有时亦可见{001}解理。因此在薄片中常见二组解理或三组交角在60°左右解理。薄片中常无色透明,有时带有紫色、粉红色,且颜色分布不均,呈带状或斑点状。具中-高的负突起,糙面显著,具均质性。萤石主要为气成热液矿物。在矿脉或交代蚀变岩中常有萤石伴生。萤石是炼钢的助熔剂。

关于方铁矿?

 氧化亚铁,是铁的氧化物之一。其外观呈黑色粉末,化学式为FeO,由氧化态为+2价的铁与氧共价结合。它的矿物形式为方铁矿(wüstite)。氧化亚铁经常容易与铁锈混淆,但铁锈的主要成分为水合氧化铁。氧化亚铁属于非整比化合物,其中铁和氧元素的比例会发生变化。

 随着对真正石陨石的认识以及对这块陨石中主要矿物的了解,这块陨石似乎不象是典型的石陨石,因为其中含有大量枪晶石、萤石和钙镁橄榄石似乎与炼铁或炼钢有点联系,但炼铁或炼钢的矿渣中一定会含有残留的金属物质,这块陨石里面仅很少量的金属矿物,而且并未看到烧蚀过的痕迹。若它既非陨石,也不是炼铁矿时的矿渣,但不能排除是某种其他矿渣的可能性。若这真的是天然形成的一种岩石,在岩石中含有如此高的枪晶石则是比较罕见的。尽管它不可能是什么“陨石”,但通过岩石薄片让我认识到了几种新矿物,购买时所花的50元钱也还是值得的。

5   岩石中发育大量近圆形的孔洞,被染色的酷似铁方解石的矿物——枪晶石,其中生长大量自形粉晶粒状——尖晶石(单偏光)

6   网上没有找到任何一张枪晶石的照片,据介绍枪晶石与含水的枪晶石的光性很接近,含水枪晶石的折光率为:Ng= 1.604,Nm= 1.595,Np=1.592,Ng-Np= 0.012  最高干涉色一级黄(因被染色,干涉色无法看到,单偏光)

7   为照片6的同视域正交偏光照片,枪晶石可能因为含有CaO,所以被组合染色剂染色

(正交偏光)

8   枪晶石呈自形楔板状或长条状,尖晶石生长于枪晶石晶体之中,尖晶石的切面多呈菱形、多边形,正交偏光间全消光或具弱的光性(正交偏光)

9   枪晶石呈半自形板状,具不发育的解理(单偏光)

10   为照片9的同视域正交偏光照片,枪晶石镜下特征(正交偏光)

11   枪晶石部分切面可见不完全的解理,尖晶石呈自形、半自形粉晶粒状,见部分尖晶石骸晶

(红色箭头所指,单偏光)

12   尖晶石在单偏光下具淡黄的,呈自形-半自形粉晶镶嵌状产出,晶间的黑色矿物可能为尘状方铁矿(单偏光)

13   为照片12的同视域正交偏光照片,尖晶石在正交偏光间全消光(正交偏光)

14   红色箭头所指为尖晶石,与石榴子石的主要区别是尖晶石具解理(单偏光)

15   尖晶石生长在枪晶石晶体内,个别尖晶石具再生长边(单偏光)

16   红色箭头所指为尖晶石,尖晶石是均质体矿物,在正交偏光间全消光,部分晶体具极低的干涉色,可能为光性异常所致;蓝色箭头所指是橄榄石(正交偏光)

17    部分尖晶石的骸晶(红色箭头所指,单偏光)

18   钙镁橄榄石在薄片中无色,中-高的正突起,其干涉色是橄榄石中最低的,为一级黄-紫红,平行消光,延性可正可负(正交偏光)

19    橄榄石,具一级黄-紫红干涉色(正交偏光)

20   镁铁橄榄石具一级黄干涉色(红色箭头所指),黄色箭头所指在正交偏光间全消光的为尖晶石(正交偏光)

21   具圆形孔洞,沿孔洞周缘可见残留的萤石晶体(单偏光)

22    红色箭头所指为萤石(单偏光)

23       枪晶石及萤石晶体特征(单偏光)

24     为照片23的同视域正交偏光照片,枪晶石及萤石晶体特征(正交偏光)

25      岩石中的不透明矿物可能为X衍射检测出的方铁矿(单偏光)

26     部分孔洞周缘可见泥质等杂质(单偏光)

27    淡紫红色矿物为枪晶石,高突起的自形粉晶粒状矿物为尖晶石,所含尘状不透明矿物可能为X衍射检测出的方铁矿(单偏光)

28    含少量辉石,照片中为辉石的横切面,具辉石式解理,该切面在正交偏光间全消光(单偏光)






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