一块黑褐色、压手的石头摆在桌上,最先被问的往往是它是不是陨石。真正该先问的是另一件事:里面有多少铁镍金属。陨石的三大类就按这个比例划开,颜色、形状和压不压手都排在后面。
按铁镍金属的比例,三类一次分开
石陨石以硅酸盐矿物为主,金属铁镍只占少量;铁陨石几乎全是铁镍合金;石铁陨石两者各占约一半。降落的陨石里,石陨石约占 94%,铁陨石约 5%,石铁陨石不足 1%。这个比例是降落统计,不是存量统计,沙漠里能捡到的铁陨石占比会高得多。
三类的密度差得足够大,可以用排水法量出来。石陨石多在 3.0–3.7 克/立方厘米,铁陨石 7.0–8.0 克/立方厘米,石铁陨石落在 4.5–5.5 克/立方厘米之间。密度把铁陨石一眼挑出,却分不开石陨石和许多地球岩石,普通玄武岩、辉绿岩也在 2.9–3.1 克/立方厘米。
断面比外表可靠,金属是成点还是成片
切开或敲开的新鲜断面,是三类最直观的差别。石陨石断面呈灰、浅灰或灰褐色,上面散布细小的金属亮点,颗粒直径多在 0.1–1 毫米;铁陨石整个断面是银白色金属光泽,看不到硅酸盐颗粒。
石铁陨石同时出现两种物质,而且都成片成块。橄榄陨铁里,黄绿色橄榄石晶体嵌在连续的金属网络中,晶体可达 1–5 厘米;中铁陨石则是金属与硅酸盐碎块互相包裹,呈角砾状。看到金属与石头各占一半、界限清楚,就该往石铁上想。
镍含量是最硬的一条,地球天然铁几乎不含镍
铁陨石的镍含量通常在 5%–10%,高的可到 20% 以上。地球上的天然金属铁极少,除地核无法直接采样,地表几乎见不到;人工冶炼的铁和钢,含镍要么接近零,要么是刻意加入的不锈钢。
石陨石里的金属相同样含镍,比例大致 5%–15%。这一条把陨石与炉渣、锻铁皮、磁铁矿彻底分开:能吸磁铁只说明含铁,含镍才说明它可能来自地外。镍的测定需要实验室,肉眼判据只能把嫌疑范围缩小。
石铁陨石是三类里最容易认错的一类
石铁陨石数量少,外观却最矛盾:既有金属的延展性,又有硅酸盐的脆性。敲击时金属部分变形、橄榄石部分崩碎,断口上两种光泽交替出现,容易被当成含矿的脉岩。
中铁陨石的角砾结构更像地球上的构造角砾岩。区别在胶结物:陨石的胶结物是金属与熔融基质,构造角砾岩的胶结物是方解石、石英或泥质,滴稀盐酸起泡的一律不是陨石,此为本文判断。
关键数据
下列数字用于初筛,跨类别比较前先确认测量方法一致,否则差值可能来自方法而非样品。
- 降落陨石中石陨石约占 94%
- 铁陨石密度 7.0–8.0 克/立方厘米
- 石陨石密度 3.0–3.7 克/立方厘米
- 铁陨石镍含量多为 5%–10%
- 石陨石断面金属亮点直径 0.1–1 毫米
- 橄榄陨铁中橄榄石晶体可达 1–5 厘米
- 普通玄武岩密度约 2.9–3.1 克/立方厘米
强风化与人工产物面前,比例判据会失灵
落地久远的陨石,金属会被氧化成褐铁矿,磁性与密度一起下降。一块风化严重的石陨石,密度可能降到 2.5 克/立方厘米,磁性几乎测不出,按三大类去套就会落空。
人工产物更难缠。高炉渣、电炉渣、焊接飞溅物都含铁,有的还含镍合金废料。镍不是陨石独占,它只是把范围缩小到含镍的铁。定案仍需切片看结构,或做镍、钴与铂族元素的配比分析。
参考文献
- 欧阳自远.《天体化学》. 科学出版社, 1988. —— 陨石分类与成因。
- Norton, O. R. Rocks from Space. Mountain Press, 1998. —— 陨石鉴定特征。
- 中国科学院地质与地球物理研究所. 陨石与天体化学学科介绍(igg.cas.cn),检索日期 2026-11-08。
- Grady, M. M. Catalogue of Meteorites(第五版). Cambridge University Press, 2000.