判断一块石头是不是陨石,最省事的两个数可以在家里量:密度与磁性。它们都不能单独定案,却能把候选范围从所有黑石头缩到含金属的致密石头。先量数,再谈别的。
排水法量密度,误差可以做到 0.05
密度用排水法:先在空气中称重,再挂在水里称,两者之差就是同体积水的质量,相除得密度。样品有 50 克以上、表面不吸水时,结果能稳定到 0.05 克/立方厘米以内。测之前把样品洗净、烘干,表面浮土与裂缝里的空气会让结果偏高。
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 4.5–5.5 克/立方厘米。超过 4.5 克/立方厘米又带磁性的石头,候选名单立刻变短。
磁性来自铁镍合金,强弱差别很大
陨石的磁性来自金属相。铁陨石几乎整块是铁镍合金,磁铁吸上去很难拽下;石陨石金属只占几个百分点,磁铁只能轻微吸住,垂直面上挂不住。选一颗钕铁硼小圆柱磁铁,吸力稳定,比较起来才有意义。
磁性强弱还跟金属的分布有关:金属呈细脉或团块时,局部吸力强,整体弱。用小磁铁沿表面扫一遍,找的是有没有金属相,不是磁力大不大,此为本文判断。
密度与磁性都不独特,组合起来才有效
磁铁矿密度约 5.2 克/立方厘米,强磁性,比多数陨石还像陨石;赤铁矿密度也在 5.2 克/立方厘米,磁性弱;方铅矿密度约 7.5 克/立方厘米,完全不吸磁。地球岩石里不缺高密度、强磁性的品种。
有效的做法是把两个数叠起来看:密度 3.0–3.7 且弱磁性,指向石陨石;密度 7 以上且强磁性,指向铁陨石;密度 5 左右且强磁性,多半是磁铁矿。单看一项,误判率极高。
第三个数是条痕,它比前两个更接近定案
把样品在无釉瓷板上划一道,看粉末的颜色。石陨石的条痕浅灰或无色,铁陨石条痕灰黑;磁铁矿条痕黑色,赤铁矿条痕樱红或红褐。条痕反映粉末本色,不受表面风化膜干扰。划条痕要用未风化的断面,表面那层锈会污染结果。
红褐色条痕基本可以排除陨石,因为陨石不含大量赤铁矿;这一条比磁铁可靠。瓷板硬度约 6,石英质的样品划不动,需要换用更硬的板。三块样品对比时,用同一块瓷板的不同位置,避免互相污染。
关键数据
下列密度值按常见范围给出,风化样品的实测值会明显偏低,比较前先确认样品状态。
- 石陨石密度 3.0–3.7 克/立方厘米
- 铁陨石密度 7.0–8.0 克/立方厘米
- 石铁陨石密度 4.5–5.5 克/立方厘米
- 磁铁矿密度约 5.2 克/立方厘米
- 方铅矿密度约 7.5 克/立方厘米
- 排水法样品宜大于 50 克
- 密度测量误差可控制在 0.05 克/立方厘米以内
风化会让两个数一起失真
金属氧化成褐铁矿后体积膨胀、密度下降,一块风化严重的石陨石可能只测到 2.5 克/立方厘米,磁性也几乎消失。按密度表去对照,它会被判成普通砂岩。
多孔与含水同样干扰。炉渣气孔多,密度降到 2.4 克/立方厘米;含黏土的岩石吸水后偏重。测之前先烘干、先看断面有没有气孔,否则量到的是孔隙率,不是物质本身。
参考文献
- 欧阳自远.《天体化学》. 科学出版社, 1988. —— 陨石物理性质。
- Norton, O. R. Rocks from Space. Mountain Press, 1998. —— 密度与磁性初筛。
- 潘兆橹 主编.《结晶学及矿物学》(第三版). 地质出版社, 1994. —— 常见矿物密度与条痕。
- 中国科学技术大学地球和空间科学学院. 陨石样品描述规范(ustc.edu.cn),检索日期 2026-11-08。