地球科学与工程学院发现富磷橄榄石成因新机制,能导电的陨石有哪几种

橄榄石是组成行星和小行星最主要的矿物之一,其成分特征对限定太阳系星云环境与行星小行星的演化过程至关重要。近期,地科院张爱铖教授和王汝成教授团队从矿物晶体化学角度来探索橄榄石成分特征对太阳系早期星云环境和小行星表面演化过程的指示意义。他们的一个着眼点是生命必需元素磷在橄榄石中的含量及富磷橄榄石的成因机制。

问:能导电的陨石有哪几种?

富磷橄榄石已经在一系列地球与地外样品中被发现,它们可产出于完全不同的岩石类型中。前人研究发现很多的富磷橄榄石或呈现从高温熔体快速结晶的岩石学结构,或发育非常细的振荡环带。这些观察使得前人认为高温熔体快速结晶是富磷橄榄石的唯一成因机制。在张爱铖教授和王汝成教授的指导下,地科院硕士研究生李洋在一块球粒陨石中的球粒边部观察到部分橄榄石可以含有~5
wt%的P2O5。新发现的富磷橄榄石呈现交代辉石的岩相学结构,含有大量细粒富Cr的氧化物包裹体,并与磷酸盐矿物共生。但是同一球粒中的原生橄榄石则具有贫磷特征。由于该富磷橄榄石的岩相学和矿物学完全不同于前人的发现,他们提出了一种富磷橄榄石新的成因机制。他们认为该陨石中的富磷橄榄石是在小行星母体上富磷低硅流体交代辉石的产物。该研究认为富磷橄榄石成因的共性是体系富磷低硅的成分特征及非平衡的结晶环境,是否是高温熔体成因不是最关键因素。

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陨石能否导电跟它的成分是有很大关系的,比如说它的成分主要是铁的话,那他可能是导电的,所以呢,这个问题首先要搞清楚陨石如何分类的。

图1、富磷橄榄石的透射电子显微镜观察及X射线扫描结果

陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为四大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石、玻璃陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%。石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间。铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。玻璃陨石不含金属成分。

金莎娱城乐手机版,该研究成果近期以“Formation of phosphorus-rich olivine in Dar al Gani 978
carbonaceous chondrite through fluid-assisted metamorphism”为题发表于
矿物学领域权威刊物 American Mineralogist (DOI:
10.2138/am-2016-5881)。研究生李洋为第一作者,张爱铖教授为通讯作者。该研究成果得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

大部分陨石是球粒陨石(占总数的91.5%),其中普通球粒陨石最多(占总数的80%)。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体(见图)。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。世界上最大的石陨石是1976年陨落在我国吉林省的吉林普通球粒陨石,其中1号陨石重约1770公斤。

(地球科学与工程学院 科学技术处)

无球粒陨石、石铁陨石和铁陨石统称为分异陨石,它们是由球粒陨石经高温熔融分异和结晶的产物,代表了小行星内部不同层次的样品。这些小行星的内部结构与地球相似,分三层,中心为铁核(铁陨石),中间为石铁混合幔层(石铁陨石),外部是石质为主的壳层(无球粒石陨石)。世界上最大的铁陨石是非洲纳米比亚的Hoba铁陨石,重60吨。在我国新疆的阿勒泰地区青沟县境内银牛沟发现的铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石。

1、石铁陨石

石铁陨石由铁、镍和硅、酸、盐矿物组成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最高。该类陨石含铁70%以上,其次为硅、铝、镍,主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等,次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等。石铁陨石根据起内部的主要成分和构造特点分为:橄榄石石铁陨石(PAL)、中铁陨石(MES)、古铜辉石——鳞石英石铁陨石。

2、石陨石

石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成,也含少量金属铁微粒,有时可达20以上。密度3至3.5。石陨石占陨石总量的95%。1976年3月8日15时,

吉林地区东西12公里,南北8公里,总面积500多平方公里的范围内,降一场世界罕见的陨石雨。所收集到的陨石有200多块,最大的1号陨石重1770公斤,名列世界单块陨石重量之最。吉林陨石表面,有黑色、黑棕色熔壳和大小不等气印。化学组成成分为Sio2占37.2,Mgo2占3.19
Fe占28.43。主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁。次要矿物有单斜辉石、斜长石等。

石陨石根据起内部是否含有球粒结构又可分为两类:球粒陨石、不含球粒陨石。球粒陨石根据化学-岩石学分类被分为:E、H、L、LL、C
五个化学群类。E群中铁镍金属含量最高,形成在一个极端还原的环境中,其橄榄石和辉石中几乎不含氧化铁。C群中的铁镍金属含量最低(或不含铁镍金属成分),形成在一个相当氧化的环境中,其橄榄石和辉石中的氧化铁含量比值最高。H、L、LL群的形成环境界于E群和C群之间,其特点也界于E群和C群之间。

无球粒陨石根据其氧化钙含量的高低分为:贫钙无球粒陨石、富钙无球粒陨石两个大类。贫钙无球粒陨石中的氧化钙含量小于等于3%。富钙无球粒陨石中氧化钙含量大于等于5%。

3、铁陨石

铁陨石中含有90%的铁,8%的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层,叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印。此外还有形状各异的沟槽,叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样,很亮。

铁陨石约占陨石总量的3℅。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨。该陨铁含铁88.67℅,含镍9.27℅。其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物。其中含镍较高的铁陨石通体黑绿,并泛黄,民间俗称黑宝绿陨石,该陨石属于陨石中的上品。

玻璃陨石不含金属成分,不导电。其它三类则导电,导电能力有差别。

碳陨石,铁陨石都能导电,而且无损耗。但也有不能导电的。此图片为月球铁陨和碳陨

陨石的重要特征就是要经高温燃烧。含金属的陨石经高温燃烧后形成金属脉络,金属球粒。所以这种无磁的石陨石就会导电,密度每立方厘米3点5克。

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