陨石的风化后该如何鉴别收藏之旅

发布时间:2024/12/26 11:58:30   点击数:

一些落地较久的陨石,因长期在地表受太阳辐射、水、氧气及生物作用的影响下,会不同程度的出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。风化作用产生一定的风化变质现象,地质上也称为岩石风化、石变与不新鲜等特征。这类陨石一般外表的熔壳大都已脱落,经过坠落地域泥水、沉积、搬运、风化、砂洗等影响而改变了它们的本来面貌。所以,风化变质过程中有氧的作用,也有水的作用和搬运的作用,也有受二氧化碳酸化和太阳辐射作用的影响。其外观形态改变过程也有多种因素造成的,具体影响也因是不同的陨石种类或不同环境变化而变化的。但对一些含金属物质类的陨石坠地较久后,在水、酸、氧的共同作用下,也会不同程度的发生溶解、分解、氧化。

陨石产生风化,作用是地壳表层岩石的一种破坏作用。引起岩石破坏的外界因素有温度的变化、水以及各种酸的溶蚀作用、生物作用、各种地质变化的剥蚀作用等。风化作用按其性质可分为:物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用。1、物理风化作用是坠落地表的陨石在原地发生机械破碎而没改变其化学成分,即没有被污染物侵蚀或矿物特征保存的比较新鲜,这种风化作用称为物理风化作用。如一些陨石受热胀冷缩、撞击作用、层裂和盐分结晶、生物活动等作用,均可使一些陨石由大块变成小块以至完全碎裂。2、化学风化作用是指坠落地表上的陨石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生了次生新矿物的作用。它们主要是通过溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化作用等方式进行的。3、生物风化作用,生物作用可以加速或促进陨石化学风化作用的进行。菌类、藻类及其它微生物对岩石的破坏作用十分巨大,它们不仅可直接对一些陨石进行机械破坏,化学分解,而且本身分泌出的有机酸,有利于分解陨石或吸取某些元素变成有机化合物。

陨石风化

铁锈是氧化铁的俗称,它是富铁陨石中一种常见的氧化物。氧化铁类物质在自然界中十分的常见,因为铁很容易受环境影响被氧化,因为这种化合过程太过容易发生,以至于在自然界中几乎找不到纯铁。一些金属物质在被腐蚀的过程中,电解质可以为阳极提供氧。氧与金属化合时,电子会被释放出来。当电子经过电解质流到阴极的时候,阳极金属就会因为被电流冲走或转化为金属阳离子而消失。铁要变成氧化铁,通常需要三种物质:铁、水和氧。这三种物质放在一起会发生本质上的变化。当一滴水落到一个含铁的陨石物体上,有两件事情几乎会同时发生。首先,水与空气中的二氧化碳化合成弱碳酸,与水相比,弱碳酸是一种更好的电解质。随着酸的形成和铁的逐渐溶解,一部分水开始分解为其组成成分——氢和氧。游离氧与溶解的铁化合形成氧化铁,同时释放出电子。电子从阳极(铁)流向阴极会把铁质金属进行氧化与溶解,所以说陨石中的氧化物是通过电解化合作用造成的。

一些坠地较久的铁陨石或石铁陨石的氧化进度,也是受其所含金属组分与镍的含量金属高低而制约的,镍是一种具有磁性的亲铁金属元素,有较好的耐腐蚀性,在自然界中不管是地球地层中产的一些镍矿石,还是一些陨石中含的镍金属,它们都常有一个共同的特点,其伴生的金属矿物多以铁元素为主,所以镍也是一种亲铁元素,我们也常称其叫“铁镍金属”或“铁镍合金”。因“铁镍合金”具有良好的可塑性和抗腐蚀性等特点,人们开采大量的镍矿用于冶炼锻造一些关键用途的铁镍合金部件,如铁镍合金广泛被用在航空航天器材、尖端国防武器和民用工业中等领域。镍作为一种特殊的防锈材料,它也常广泛的被用作抗氧化剂,如电镀在一些钱币、仪器与设备及其它抗氧防锈工具上。“镍”在金属材料或一些陨石中的含量高与低,直接关系到其物体的抗氧化性能,也就是说镍的含量越高其抗氧化性能相对就会越好,相反镍的含量较低其抗氧化性能就会较差。一些铁陨石、石铁陨石和石陨石中如果镍的含量较低或缺乏,它们的抗氧化性能也就会很差或不具备抗氧化性能,所以一些陨石的氧化速度也是和其镍含量有着密切的联系。

陨石图片

酸雨、咸水和雪地上溅起的含盐物质中含有的一些化合物,这些化合物使它们成为了比水更好的电解质,它们的存在会加速陨石中的铁物质锈化,加速其它金属及矿物出现不同的腐蚀过程。但总体上说一些落地较久的陨石发生氧化与变质都是从岩石表层或裂隙开始的,它们会随着时间的推移而慢慢的向内部侵蚀,这些不新鲜的陨石或疑似陨石会出现一些不同程度的表里不一特征。有些坠落较久的陨石因受到空气阻力而产生爆炸分离、受坠落撞击和急速冷却而出现一些裂隙,这些裂隙受地表水和风化物质的后期充填,有的裂隙中会出现一些含水矿物质。一些含水矿物在陨石或疑似陨石检测论证时会出现一些判断上的误导,一些陨石中的含水矿物质大都是后期受环境因素造成的,这些含水矿物质大都是沿裂隙慢慢向基质中渗透的。我们在大量的实验分析中发现,一些后期形成的含水物质都均在一些不新鲜的陨石裂隙中存在,所以一些风化较重的陨石检测分析时,必须要从全岩取样对其岩相与结构特征进行综合分析,对其矿物组合与化学性质进行有效区分与定性。

一些坠地较久的石质陨石或石铁陨石,因受地表环境影响而产生不同程度的蛇纹石化特征。一些石陨石或石铁陨石中常含的橄榄石及斜方辉石矿物等,在后期风化环境中产生了自然变质矿物,也有的是受陨落热液影响对富镁的一些矿物进行了不同程度的交代与质变,而产生一种热蚀变质作用后出现了蛇纹石矿物。在南极回收的一些氧化较重的石质或石铁陨石中,许多陨石岩相中都出现了不同程度的蛇纹石化迹象,有的蛇纹石化后的陨石样品岩相变得及其模糊与浑浊,有的受氧化影响而出现了严重的物质更迭。这类样品因其岩相与矿物化学特征上出现了一些较大改变,造成部分样品丧失了一些非常重要的科学研究价值。一些很不新鲜或岩相矿物分布不均的陨石样品,在对它们进行检测鉴定时,有时因取样不佳往往也会造成不同程度上的误判。因此,一些落地较久的陨石或古陨石,如果不对其进行全岩切割取样分析,我们可能不能有效的对它进行区分与辨认,因为它们的岩相面貌和物理化学性质已产生了不同程度的改变。

陨石坠落在地球表面,它们受坠落地生态环境的水、氯和氧不断攻击而变得脆弱,我们也习惯的称其为陆地风化现象,陨石出现风化迹象,就会不同程度造成一些矿物化学物质的流失、改变、代替与取代。一些陨石的岩相开始蚀变主要是沿其裂缝、细脉及断裂破损面进行的。所以,我们在研究分析它们时,首先就要考虑它们的风化程度、岩相特征与矿物更迭上的一些变化。风化程度就是对陨石风化等级的判定,我们通常是通过陨石的电镜薄片分析进行评估划分的。陨石风化程度是风化作用对其岩体的破坏程度,它包括岩体的解体和变化程度及风化深度。陨石解体和变化的程度一般划分成:未风化、微风化、中等风化、强风化和全风化。

陨石图片

陨石风化等级的判定:新坠落的或坠落不久的陨石我们称它们为新鲜陨石样品,有些已经接近W1风化等级的也可称其为比较新鲜的陨石样品。W1,陨石外部表层出现有较少的氧化迹象,岩相边缘细脉中的金属矿物也有较小氧化特征。W2,陨石外部表层出现了较大的氧化迹象,岩相细脉与裂隙中的金属矿物约20-60%左右被氧化物质所代替。W3,陨石内外都出现了较大的氧化迹象,岩相细脉与裂隙边缘中的金属和陨硫铁开始出现重氧化,表层及裂隙边缘金属物质约60-95%左右被氧化物质所代替。W4,陨石岩相中的金属和陨硫铁物质完全被氧化,全岩95%左右的金属物质被氧化矿物所取代,但硅酸盐类矿物的性质没有发生改变。W5,陨石岩相中的铁镍金属和陨硫铁物质完全被氧化,富镁和富铁的硅酸盐矿物沿陨石裂缝开始发生蚀变。W6,陨石岩相中的铁镍金属和陨硫铁物质完全被氧化,95%左右的硅酸盐矿物被粘土和氧化矿物所替代。

所以涉及一些这种类型的陨石或疑似陨石在检测取样时要特别注意取样的角度与位置,为了在检测分析过程中能弄清其岩相与结构变化,风化变质程度与矿物化学性质等,大都要选择岩体的中间部位进行切割取样。这就等于一个开始霉变的苹果,我们要看清它的结构,了解它的物质组分与化学性质,必须要从中间破开对其进行理化分析,如果从变质苹果的表层取样其检测数据也是不能代表全岩性的。为了避免检测与鉴定上的误判,选择岩相样品与抽取样品的好坏也是陨石有效检测与鉴定的关键。取样点也要从剖面边缘开始逐渐的向岩石中心位置取样,这些可避免因岩石外部风化变质而造成鉴定论证上的失误,所以一些氧化特征较明显的疑似陨石或陨石进行科学的取样,直接关系到制样、制片、备样和检测论证的准确性。




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