陨石(meteorite)是指从行星际空间穿过地球大气层烧蚀后到达地表的流星体残留体,绝大部分来自太阳系中的小行星和彗星,也有少量来自月球和火星,还有更少量太阳系外物质的加入。
迄今为止,人们已回收到40,多个陨石,其中大部分来自南极。我国有世界上公认的最早、最可靠的陨石记录。但历史上收集并保存下来的陨石数量不多,类型不全。截止年8月,我国共收集到53块石陨石、31块铁陨石及1块石-铁陨石(王道德等,)。
由于许多国家在南极回收到大量陨石,我国也组织了南极科学考察队在南极开展陨石收集工作。第15次(/年)、第16次(/2年)和第19次队(/年)在东南极格罗夫山冰区共回收到块陨石(王道德,林杨挺,)。
随着大量南极陨石的回收,我国陨石的保存量在世界上排名第三,仅次于日本和美国。陨石作为特殊的岩石样品,具有重要的科学研究意义。(1)在人类取回月球岩石样品之前,陨石是人类获得的唯一可供直接研究地外物质的岩石样品。
陨石携带有丰富的有关太阳系的平均化学成分、太阳系的形成和演化、太阳系的空间环境等等的科学信息,是天体化学研究的重要对象。(2)陨石的元素组成同组成太阳、地球、月球等太阳系天体的化学元素是相似的。
根据各类陨石的化学成分和形成条件,可以恢复太阳星云化学元素的分布格局,揭示形成化学成分不均一的太阳星云的分馏过程,提供太阳星云物理化学条件的信息。
(3)陨石的各种年龄如间隔年龄、凝聚年龄、暴露年龄等提供了元素的起源、星云形成、星云凝聚、行星形成、撞击事件的一系列时标,给出了太阳系形成和演化的时间序列。
(4)陨石中含有太阳系以外的物质(如氧同位素及Mg、Ca、Nd等核素的异常)以及有机化合物,可以提供太阳系外物质的同位素组成的信息,并为探索生命前期化学的演化过程开拓新的前景。
(5)由于在宇宙空间运行期间,受到太阳风、太阳耀斑加速核素、宇宙和银河宇宙射线的作用以及它们之间相互碰撞,陨石可以提供有关宇宙空间辐射线和粒子辐射通量的信息。
(6)陨石可以提供陨石母体表面表土形成的重要信息,如表土层的厚度、年龄、埋深等。(7)陨石能够提供陨石母体大小的信息,并推测其在太阳系内来源的位置。(8)陨石降落过程的温度、压力和物质的烧蚀与变化过程,为计算人工飞行体重返大气层的过程提供了有益的论据。
(9)火星、月球及其他行星陨石的获得,为研究行星的大气成分、表土的矿物、化学成分与年龄、太阳风成分、行星表面的物理化学环境等提供了直接的科学论据。
陨石的科学研究开展近年,主要进展有:在岩石学、矿物学和化学研究基础上建立了分类参数,并对陨石进行了分类;广泛开展陨石冲击变质作用的研究,已逐步建立了判别冲击碰撞作用的岩石学和结构构造的判别标志。
对不同类型陨石主要元素和微量元素的测定和对比研究,为了解和探索早期太阳星云的化学分馏作用、凝聚和吸积作用提供了可靠依据;对非平衡球粒陨石中球粒的详细研究,为了解不同类型陨石中球粒的矿物、化学和结构特征及形成的物理化学条件提供了重要的信息。
分异陨石(铁陨石、石-铁陨石、无球粒陨石)的综合研究提供了吸积形成行星或陨石母体后的演化和热历史的资料;陨石同位素体系的研究提供了陨石的形成年龄、宇宙线暴露年龄等时标,某些同位素的过剩和异常,对探讨前太阳物质的性质提供了重要证据。
各类陨石多学科综合研究成果,为建立太阳星云内分馏作用、凝聚、吸积、陨石母体的形成和演化及陨石母体形成的物理化学条件、部位等理论模式提供了可靠的依据。
对独特的陨石类型如月球陨石和火星陨石以及南极陨石与非南极陨石进行对比研究,并实施空间探测计划尝试直接获取火星、小行星样品。我国陨石的研究起步较晚,-年代,谢家荣等仅作过3块陨石的组成研究。
解放后陨石研究始于50年代,涂光炽()、侯瑛等()、欧阳自远等(,)对我国有关铁陨石的化学成分、矿物成分与构造进行过研究,并对新疆铁陨石特征进行了描述(欧阳自远,),常子文()对我国4块球粒陨石进行了初步的研究。
自年3月8日吉林陨石雨降落以来,我国陨石学研究有极大发展。吉林陨石研究取得了重大成果,在国际上也有重大影响。此外,我国学者还对清镇、宁强、南丹及新疆陨石、阿波罗-17月海玄武岩及新近降落的其他陨石进行了较系统而深入的研究。
并通过申请、交换样品及国际合作研究等方式开展了南极陨石的多学科研究,
另外,还开展了实验宇宙化学的研究工作;对玻璃陨石、宇宙尘等进行了较为系统的研究,在我国寻找陨石冲击坑方面也取得了一些新的进展。年我国开始了南极陨石的收集工作,2年在国家海洋局极地办领导下,正式有组织地开展了南极陨石的研究工作。
发现了火星陨石(GRV)和灶神星陨石(GRV)(王鹤年等,1)。2年“陨石猎人队”在南极回收了大量陨石,为我国开展陨石学研究奠定了良好基础,必将掀起我国第二次陨石研究的高潮。自年以来,苏联、美国、日本、俄罗斯(和前苏联)和欧洲共发起30多次火星探测计划。
美国航天航空管理局(NASA)计划于8年发射火星取样飞船,预期年返回。因此,火星陨石是目前人类获得的唯一火星岩石样品,十分稀少而珍贵。它能提供有关火星的物质组成、层圈结构、岩浆演化等方面的信息,是研究火星的重要途径。
据Rubin()的陨石分类,陨石可分为球粒陨石、原始无球粒陨石、分异的无球粒陨石。火星陨石(SNCO)属于分异的无球粒陨石,它们是火成的堆晶岩和玄武岩,包括4种主要岩石类型:辉玻无球粒陨石(Shergottites),辉橄无球粒陨石(Nakhlites),纯橄无球粒陨石和斜方辉岩质无球粒陨石(Orthopyroxenite)。
其中辉玻无球粒陨石又进一步划分为:玄武岩质辉玻无球粒陨石和二辉橄榄岩质辉玻无球粒陨石,新近从玄武岩质辉玻无球粒陨石中将具有橄榄石斑晶的6个陨石和EETAA单独划分出来,并定名为橄榄石-斑状玄武岩质火星陨石。
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