[拼音]：yunshi

[外文]：meteorite

从宇宙空间穿过地球大气层落到地面上的天然固态物体（流星体），又称陨星。常常以降落处或发现处的地名命名，例如，落在河南省信阳县的陨石就称为信阳陨石。世界的文明古国很早就有关于陨石的记载，例如，大约公元前2000年埃及的“纸草书”上记录了从天外落下来的石块和铁块。

我国约有700多次陨石降落的文献记载，是全世界研究古代陨石最为系统最为珍贵的资料。《春秋》记载了公元前 645年12月24日在今河南省商丘县城北的一次陨石降落:僖公十六年“春，王正月戊申朔，陨石于宋五。”《左传》解释说：“十六年春，陨石于宋五，陨星也。”这里首次提出了陨石是星陨至地之说，比欧洲人认识到这一点要早二千多年。在我国和世界上其他一些历史悠久的国家中，往往在古代的墓葬中发现一些用铁陨石制作的器物。这说明古代人很早设法利用陨石了。在我国河北省藁城县的商代中期古墓中，发掘出一件铁刃铜钺，经研究证明，铜钺的铁刃是由八面体铁陨石锻制而成的。在河南省浚县出土的商末周初的两件青铜武器，其铁刃和铁援部分也是由铁陨石锻制而成的。因此，我国是世界上最早用铁陨石制作武器和其他器物的国家。

在太阳系中，有千千万万不同大小的碎块──流星体，沿着椭圆的轨道绕太阳运动。流星体通常很小。有的流星体较大，与地球相遇落到地球表面，就是人们看到的陨石。

当流星体高速冲入地球大气层时，其前端的空气受到强烈压缩，温度陡升到几千度甚至上万度，使陨石表面的物质熔化和气化。这些气化物质仍和陨石一起以很高速度往前冲，与地球大气的分子激烈碰撞而发光，形成耀眼的火球，称为火流星。有的火流星在夜晚能把广大区域照得如满月之夜，甚至如同白昼。火球一般在135公里以下的高度开始发亮，到10公里以上的高度消失。在火球消失后一分钟到几分钟内，人们可能听见霹雳般的爆炸声和雷鸣般的隆隆声。有时地震仪能记录到较大陨石的冲击波信号和陨石落地时产生震动的信号。

1908年6月30日发生了著名的通古斯陨星事件。这天早晨，在俄国西伯利亚上空突然出现了一个大火球，比太阳还亮，同时发出震耳欲聋的爆炸声，在1，000公里以内都可以听到。陨星的冲击波摧毁了几百平方公里的森林，树木大片大片地倒下，各个地球物理观测站的地震仪记下了这次不平常的地震，并记录了绕行地球两圈的、强烈的空气冲击波。据推测这可能是一颗直径约70多米的小彗星的冰核与地球相遇造成的。

陨石在地球大气层高速下降时，受到高温高压气流的冲击，有的陨石会发生爆裂。爆裂后的许多陨石碎块落向地面，这种现象称为陨石雨。世界上较大的陨石雨记录是1976年陨落在我国的吉林陨石雨。

陨石着陆时撞击地面形成的坑穴，称陨石坑（图2）。大多数陨石质量不大，陨落时受到大气的阻力，落地前的速度已减小，一般为每秒几十米到300米左右，因此形成的陨石坑较小较浅。而当一个非常大的陨石与地球相遇时，大气的减速作用不够，陨石就会以高速与地面相撞，巨大的动能在一瞬间释放出来，将大部分陨石物质和碰撞点附近大量的地面物质完全粉碎并气化，形成一个大陨石坑，坑的直径比陨石大得多，有的很像爆炸坑。陨石和地球物质的碎片和熔化滴粒散布在陨石坑周围的广大区域。

世界上已知有78个大型陨石坑，最著名的是美国的亚利桑那陨石坑（图3）， 坑的直径达1，240米，深达170多米，坑的四周比附近地面高出40米左右。经过考察和分析得知，这个陨石坑是大约两万年前，由一个直径约60多米、重10多万吨的铁陨石以每秒20公里左右的速度撞击而成的。

在一些行星和卫星（例如月球、水星、火星及其卫星）表面上，也分布有许多大大小小的陨石坑，大的陨石坑也称作环形山。

陨石大小不等。在一场大陨石雨中，常发现一些比豌豆还小的陨石，也同样有黑色的熔壳包着整个小陨石表面。它们虽小，仍然是完整的陨石。世界上较大的石陨石是我国的吉林1号陨石，重1，770公斤；其次是美国的诺顿-富尔内斯陨石，重1，079公斤;占第三位的是美国的长岛陨石，重564公斤。较大的铁陨石是非洲 的戈巴陨铁，重约60吨；其次是格陵兰的约角1号陨铁，重约33吨；占第三位的是我国的新疆大陨铁，重约30吨。

陨石的形状各种各样，有钝圆锥状、多面体状、椭球体状、扁球形，还有各种不规则的形状等等。

陨石表面一般都有一层很薄的（小于 1毫米）黑色或深褐色的熔壳，是陨石在大气层陨落过程中由于高温使表面熔化，后来在速度降低时冷却凝固而成的。陨石表面的另一特征，就是有许多像河蚌壳、指印形状的小凹坑，这是陨石与高温气流相互作用烧蚀后留下的痕迹，叫作气印（图4）， 可以根据气印的排列状况和熔壳上熔凝物质流动的痕迹来判定陨星在大气层中飞行的方位。

陨石的比重一般要比地球上常见的石头大些。在陨石的新鲜断面上，有时能见到闪闪发光的金属颗粒和金黄颜色的硫化物细粒。大多数石陨石中还可以看到许多小球粒。铁陨石像人工冶炼的铁块，但具有灰色的熔壳，把铁陨石切开往往能见到黄颜色的硫化物包体。大多数铁陨石还具有特殊的合金结构。

根据对全世界已收集到的近3，000次陨石的研究，按矿物组成和化学成分，陨石可分为三类：石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石主要由硅酸盐组成，含有少量铁镍金属和铁的硫化物。铁陨石主要由铁镍金属组成，含少量铁的硫化物、磷化物和碳化物。石铁陨石由大致相等的硅酸盐和铁镍金属组成。

最常见的陨石，按目睹降落的陨石次数统计，石陨石占全部陨石的92％。石陨石又可分为球粒陨石与非球粒陨石，其中球粒陨石占全部陨石的84％。

球粒陨石内部一般都散布着许多球状颗粒，直径从零点几毫米至几毫米。这种球粒结构是特殊的，在地球上的岩石内部还没有见到。球粒的主要成分是橄榄石和辉石。除了球粒部分外，还有基质部分，主要是由一些结晶程度不同的橄榄石、辉石、长石、铁镍金属和陨硫铁组成的。

按照化学成分和矿物组成，球粒陨石分为五类，见上表：

非球粒陨石不含有球粒，是一种粗粒的晶质陨石，它同玄武岩和纯橄榄岩这类地球岩石相似。非球粒陨石中橄榄石的含量比球粒陨石少，长石一般含有丰富的钙。

石铁陨石是介于石陨石和铁陨石之间的过渡型陨石，它又分成几种，其中较常见的为橄榄镍铁陨石（又称巴拉斯陨铁）和中铁陨石（又称中陨铁）。

主要由金属铁、镍组成，它的一个重要特征是镍的含量高，地球上自然铁中镍的含量不超过 3％，一般在1％以下，而铁陨石中的镍含量都超过5％。铁陨石有两种重要的铁镍合金矿物。一种是铁纹石，镍的含量占4～7％;另一种是镍纹石，镍的含量占20％以上。将铁陨石表面抛光并用稀的硝酸溶液蚀刻，大多数铁陨石上会出现一种特殊的花纹（图6）， 由交叉条带组成，呈网状，而条带又被一些发亮的狭窄细带围绕，条带是铁纹石，细带是镍纹石，这种花纹称作维斯台登图案，具有这种花纹的铁陨石称作八面体铁陨石。铁陨石中常见的矿物是铁纹石、镍纹石、陨硫铁等。地球上的自然铁中是没有这种花纹的。根据科学工作者的研究，发现熔化的镍铁在异常缓慢冷却的条件下，才会结晶出这种花纹。

到1978年底为止，在我国已收集到54次陨石，其中27次为石陨石（其中 1次为世界极稀少的顽火辉石球粒陨石，其他26次为H群、L群和LL群的普通球粒陨石）;27次为铁陨石，都属于八面体铁陨石。

除石陨石、石铁陨石、铁陨石三种外，微陨石和陨冰也应属于陨石的范畴，只是它们或者特别微小，或者特别稀少罢了。微陨石是一种降落到地球上的宇宙尘，直径一般不到1毫米(图7)。它们有的是飘荡在宇宙中的微流星体，在地球引力作用下进入地球大气层，同空气分子碰撞产生的热不足以使它们自身气化，像灰尘一样缓缓地从地球大气中飘落；有的是陨石穿过大气层时从陨石表面吹落下来的熔融物质，或陨石爆裂时破碎成的碎屑。微陨石的主要成分是铁和镍，也含有一些硅、锰、镁、钴等元素，一般具有磁性。陨冰是一种罕见的来自行星际空间的冰块，到达地面后不久便化为水。陨冰数量极少，目前还很少研究。

陨石中总共发现有106种矿物，其中有24种是在地球上尚未发现的。陨石矿物形成的条件不同于地表，一般是在比较缺水和偏于还原的条件下形成的，因此，陨石矿物中很少见到氢氧化物和Fe+3的化合物。

组成陨石的近百种化学元素同组成太阳、地球、月球等太阳系天体的化学元素是一样的。非球粒陨石的化学成分同地球上的超基性岩、基性岩和基性火山岩的化学成分相近，而其他类型陨石的化学成分同地球岩石差异较大。根据对陨石的矿物、化学、同位素组成及成因的研究，C1型碳质球粒陨石的元素丰度可能代表太阳系的平均元素的丰度（氢、氦除外）。

七十年代初，美国科学家分析了两块碳质球粒陨石，第一次发现并证实了陨石中存在有机化合物。现在在陨石中（主要是碳质陨石）已发现60多种有机化合物。这些有机化合物是在原始太阳星云凝聚的晚期，在低温和富含挥发成分的环境中合成的。在地球形成之前，已经有一些构成生命物质的基本链条。陨石中有机化合物的成因，多数人认为是非生物合成的“前生物物质”。在原始星云的凝聚晚期（温度为360～400K，压力为 4×10-6～10-5大气压），星云中的 CO、H2、NH3、H2S等，在Fe3O4、Fe、Fe-Ni或 H2O的催化作用下形成一系列有机化合物。在星云物质聚集形成星子时，这些化合物被包含在陨石母体中。地球形成时也应该有大量的有机化合物加入，但后期的复杂的地质过程使这些有机物难于辨认，而陨石母体却保存了形成时的各种有机化合物。有些人还认为在星云中的放电过程或在强的紫外辐射条件下， 星云中的CH4、H2O、NH3、H2 等有可能合成氨基酸和其他有机化合物。也有人认为由于太阳风或宇宙线的作用，星 云中尘埃表面俘获的星际有机分子进一步演化，形成复杂的有机化合物。关于陨石中各种有机化合物的成因研究，目前主要是通过人工模拟合成，期望得到完满的理论解释，为探索生命前期的化学演化过程开拓新的前景。

陨石是太阳系的“考古”标本，因而测定陨石年龄对太阳系演化的年代学研究有重要的意义。根据陨石中铀、钍、钾、铅、铊、铋和稀土等元素的同位素组成的测定和计算，形成太阳系元素的年龄为54±4亿年。元素形成后至太阳星云凝聚之间的“间隔年龄”，根据陨石中测定的碘-氙年龄和钚-氙年龄，大约是1～3亿年，而根据陨石中26Al-26Mg测定的“间隔年龄”大约是100万年。根据各类陨石中 87Sr/86Sr、Sm和Nd的同位素初始比值的测定，太阳星云开始凝聚的时间，是在距今47亿年以前。根据陨石中习用的 Rb-Sr、U-Pb、Th-Pb、Pb-Pb、Sm-Nd等年龄测定方法，测得太阳系中各类陨石凝结的年龄大约是45～46亿年，这也可以作为太阳系各行星形成的年龄。根据对陨石中 40Ar-39Ar、K-Ar和U-He年龄的测定以及对U-Pu径迹年龄的测定，可以确定陨石母体对稀有气体Ar、He的保存年龄和矿物中径迹保存的年龄，这就为我们探讨陨石母体的大小、行星和陨石母体的热变质温度、内部的冷却速度等的历史提供了有效的方法。陨石母体在太阳系空间运行过程中，由于受碰撞而破碎，碎片直接暴露在宇宙射线之下，形成近60种宇宙成因核素。测定陨石中的某些宇宙成因核素，能有效地用来计算陨石的暴露年龄和陨星在太阳系空间运行的某些轨道要素。陨石的暴露年龄的频谱和月球各种月坑的暴露年龄(月坑的形成年龄)的频谱，给我们描绘了太阳系空间碰撞事件的某些规律。陨石的“地面年龄”的测定，即陨石中的某些放射性宇宙成因核素的测定，可以计算陨石降落在地面的时间，使我们能够考察没有文字记载的陨石的降落年龄。

对陨石中宇宙成因核素的研究，为我们探讨银河系宇宙线的成分、能谱和通量，认识宇宙线的长期变化规律，弄清高能核反应的特点，恢复陨石在通过大气层前的大小和形状，了解陨落时的运动状态和通过大气层后的烧失量等，都能提供极有价值的科学资料，因而人们认为陨石也是宇宙空间的天然“探测器”。

一百多年来，运用近代的科学方法对陨石开展了多学科的综合研究。尤其在现代，科学工作者应用新的实验手段，如中子活化、电子探针、质子探针、质谱仪等，使陨石研究获得大量的新资料，从而有力地促进了太阳系起源和演化的研究。

近年来，发现陨石中的氧、镁、钙、锶、钡、钕、钐、碲、铀和各种稀有气体同位素组成，有明显的异常。这种异常的原因可能是当星云在凝聚形成行星和陨石母体时，有邻近超新星爆发的产物进入其中，使星云受到污染；或者在星云中残存着“前太阳”的组成成分，而星云的分馏、凝聚过程又没有稀释或消除这种影响。因此，太阳系的物质来源有可能不是单一的。在许多碳质球粒陨石中的富含难熔相的包体矿物中，均发现26Mg有不同程度的异常。26Mg是由26Al衰变形成的，矿物中27Al/24Mg比值与26Mg/24Mg比值呈现明显的正相关关系。26Al不可能是太阳系元素形成时残留下来的26Al，而是星云凝聚形成陨石包体时，由邻近超新星爆发而新产生的26Al，注入星云，使富A1矿物中的26Mg/24Mg比值增高。

有些学者对陨石、月球和地球物质中的17O/16O及18O/16O进行了研究，指出碳质球粒陨石有相对过剩的16O。16O只能在元素形成时由He燃烧而形成，16O组成的异常表明有超新星爆发的物质进入星云。根据氧同位素的研究，可以将太阳系物质分为六种不同的来源。在一些陨石中还发现Sm、Nd、 Ba、 Sr同位素组成的异常，Xe同位素的“V”型异常，这些证据都说明陨石中确实存在过某些“已灭绝”的元素，如244Pu、243Am等。

根据对陨石的研究表明，星云的凝聚过程，最早是难熔元素及其氧化物的凝聚，接着是钙、镁硅酸盐和铁镍金属凝聚。碱金属硅酸盐大约在1，100K凝聚，680K开始有硫化 聚，400K形成含水硅酸盐，温度再降低时则有水、干冰等物质的凝聚。

通过对各类陨石和某些行星、月球的微量元素的研究，得知一些行星、月球以及某些陨石形成时的温度:水星约1，400K，金星约900K，月球650～700K，地球约560K，火星约480K；普通球粒陨石中H群约570K，L群约455K，LL群约450K；碳质球粒陨石小于400K，木星可能为220K。

陨石母体、月球和类地行星内部的化学演化过程，主要与行星的质量和组成该行星的初始化学成分有关，大致可以分为三种类型。

（1）陨石母体型（小行星型）。由于质量小，内部积累的能量少且能量散失快，因而陨石母体内部一般难于产生局部熔融，也不发生构造岩浆运动，难于分化出核、幔和壳的结构。元素在陨石母体内的移动仅以固体扩散的方式，即热变质过程进行。热变质温度一般小于 1，000℃。

（2）火星-水星-月球型。它们在形成后的10～20亿年期间，由于积累的能量相当高，内部发生局部熔融，并产生剧烈的构造岩浆运动。亲铁元素和FeS在深部富集而形成核及幔的一部分，而较轻的亲石元素在表面富集而组成幔的一部分和壳。形成20亿年后，一般没有大面积的火山喷发，逐渐演化成为内部僵化的星体。大气层一般都很稀薄。它们的外貌特征是由古老的火山作用和陨石向表面冲击造成的。 ③地球-金星型。在形成46亿年以来的漫长岁月里，星体内部物质不断地产生局部熔融、化学分馏，从而逐步形成核、幔和壳。行星内部的除气过程所排出的气体，为行星所俘获，形成浓密的大气层，甚至有水圈发育。由于各种内力和外力的作用，星体表面不断得到改造，而为年轻的地层和岩石所覆盖。

一种天然的玻璃物质。一般只有几厘米大小，有各种形状，多数是钮扣状和泪滴状，颜色从深褐色到黑色，不透明。也有少数地区发现的玻璃陨石是绿色和透明的。大多数玻璃陨石的表面上，还有成组的皱纹，这些特征使人们推测玻璃陨石是熔融状态下高速飞行并迅速冷却形成的（图8）。

陨石基本上均匀分布于全球，而玻璃陨石则不同，主要集中分布在下列一些地区，同一地区的玻璃陨石的年龄彼此也很接近。

（1）亚澳散布区。包括我国的雷州半岛和海南岛、印度 半岛、菲律宾、澳大利亚、印度尼西亚等地。除澳大利亚的富钠玻璃陨石年龄为300～400万年外，这一地区的玻璃陨石均为70万年左右。

（2）象牙海岸散布区。包括象牙海岸、加纳及其附近海域。这一地区玻璃陨石的年龄约为 100多万年。

（3）莫尔达维散布区。在捷克斯洛伐克西南部伏尔塔瓦河流域。这一地区玻璃陨石的年龄为 1，500万年左右。

（4）北美散布区。包括美国得克萨斯州、乔治亚州和华盛顿等地。这一地区玻璃陨石的年龄较大，约为3，200～3，400万年。

我国是世界上最早记录玻璃陨石的国家。我国古代，称这种玻璃陨石为雷公墨，早在一千多年前唐朝学者刘恂所著《岭表录异》一书中就有记载：“雷州骤雨后，人于野中得石如黳石，谓之雷公墨。扣之铮然，光莹可爱。”

从化学成分看，各个区域的玻璃陨石含有68～82％的二氧化硅，10～16％的氧化铝，这与一般陨石的成分很不相同，而与地球上一些砂岩比较接近，不过缺少一些容易挥发的物质，如水、二氧化碳等等。在一些玻璃陨石中还发现有镍铁颗粒，表明这些玻璃陨石的形成与铁陨石有关。在核武器爆炸试验时，曾经把地球表面一些岩石熔融成近似玻璃陨石的物质。

玻璃陨石的成因仍是一个尚未之后解决的谜。今天多数陨石学家认为是巨大的陨石或彗星（核）与地球相遇，猛烈冲击地球表面的砂岩物质，巨大的动能转变为热能，溅射出大量的熔融物质并在高空迅速冷却，还来不及结晶。便形成了这种玻璃物质。（见彩图）

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