華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院之隕石藏品

黃少敏，馬姣嬌，胡夢(mèng)瑤

華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院之隕石藏品

黃少敏，馬姣嬌，胡夢(mèng)瑤

（華南師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，廣州 510631）

華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院1954-2017年間，共收藏了3種隕石，即鐵隕石、石隕石和玻璃隕石。這是全國(guó)高校中唯一收藏3種隕石的學(xué)府。本文概括地介紹了3種隕石的來(lái)歷、理化性質(zhì)及其研究意義。

玻璃隕石；隕鐵；理化性質(zhì)；華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院

在太陽(yáng)系行星之間，存在著無(wú)數(shù)的塵粒和固體碎塊，是為流星體。它們來(lái)自原始星云的殘存顆粒、小行星互相碰撞后的產(chǎn)物、彗星瓦解后的碎片以及行星和大衛(wèi)星的噴發(fā)物等。這些流星體在地球運(yùn)行的過(guò)程中，被地球所吸引，單個(gè)或成群地落入地球。當(dāng)它們通過(guò)大氣層而距地面50~120 km高空時(shí)，墜落速度達(dá)到每秒12~80 km，與大氣摩擦而發(fā)熱發(fā)光，有的還伴有悶雷聲，總稱流星。其中質(zhì)量較大的流星穿過(guò)大氣圈后未完全被燒毀而落在地面，稱為隕星，或稱隕石。隕石形態(tài)有整塊或碎片。據(jù)推斷每天降落在地球上的天體塵粒和碎塊約10~20 t。

隕石按其化學(xué)組成可分為石隕石（隕石）、鐵隕石（隕鐵）和石鐵隕石三大類。其中：1）石隕石占隕石總數(shù)的94.8%，主要由硅酸鹽礦物組成（俗稱石質(zhì)），含大量的硅、鐵、鎂、鋁以及少量的鉻、磷、鎳、錳、鈷、鈣、鈦等。有的石隕石由熔化狀態(tài)凝成的球形結(jié)晶粒所組成，稱為球粒隕石。2）鐵隕石，占隕石總數(shù)的4.6%，主要由鐵、鎳組成，其中鐵占91%，鎳占8%，此外含少量的鈷、磷、硫、銅、碳等。在磨光面上，具有特殊的斜交格子形晶體條紋，稱為“韋德曼斯太頓條紋”，此種條紋，可鑒定隕鐵的真?zhèn)巍Ｋ氰F受高溫作用后，迅速冷卻而成的晶體構(gòu)造紋。3）石鐵隕石，占隕石總數(shù)0.6%。主要由數(shù)量大致相等的硅酸鹽和鐵、鎳組成。此外還含少量的氧化鎂、鈉、鈣、鋁、銅、錳等。此類隕石又稱古橄欖鎳隕石。

除上述3種隕石外，還有一種由天然玻璃物質(zhì)組成的玻璃隕石，多分布在赤道附近的低緯度地區(qū)，如中國(guó)粵西的吳川、電白、雷州半島和海南島，以及泰國(guó)、馬來(lái)西亞、老撾、柬埔寨、菲律賓、印度尼西亞、澳大利亞等地均有發(fā)現(xiàn)。中國(guó)對(duì)玻璃隕石的研究尚處于早期階段。有些學(xué)者將玻璃隕石歸類于石隕石中的一個(gè)亞類。

華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院收藏有3種隕石，即鐵隕石（稱梅縣隕鐵）、石隕石（稱陽(yáng)江隕石）和玻璃隕石（粵西玻璃隕石）。1957-1959年該院天文學(xué)胡繼勤及地質(zhì)學(xué)黃德民先生曾經(jīng)先后對(duì)鐵隕石和石隕石作過(guò)較深入的研究[1-3]。由于華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院是廣州唯一珍藏隕石的高等學(xué)府，因而受到社會(huì)的高度關(guān)注，廣州日?qǐng)?bào)記者亦因此于2013-01-08到該院作過(guò)專訪與報(bào)道。以下根據(jù)已有的研究資料，作一綜合的簡(jiǎn)要介紹。

1 梅縣隕鐵[2]

1）隕落時(shí)間及地點(diǎn)：隕落時(shí)間在1915年前，地點(diǎn)在廣東梅縣丙村石崀上五谷坑禾田中。新中國(guó)成立后被運(yùn)至縣城，1954年被贈(zèng)送給華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院。

2）形狀及大?。郝猿屎＞d狀的不等腰三角形，高79 cm，最寬62 cm，最厚43 cm（基部），平均厚32 cm（上部）。

3）重量：374kg（據(jù)稱該樣品來(lái)穗之前被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民鑿去1/3）。

4）物理性狀

顏色：鋼灰~鐵黑，不透明。

條痕：鋼灰~錫白，鐵黑。

光澤：新鮮斷口有強(qiáng)金屬光澤。

斷口：參差狀或鋸齒狀。

硬度：5.5。

比重：6.57。

構(gòu)造：磨光面上略呈斜交格子形的“韋德曼斯太頓條紋”構(gòu)造；在X射線下的粉晶照片，呈純鐵晶體構(gòu)造。

其他物理性：具有強(qiáng)磁性和延展性。表層局部有呈高溫熔化后的黑色膠結(jié)現(xiàn)象，也有因受化學(xué)風(fēng)化而出現(xiàn)類似的褐鐵礦物。

5）化學(xué)及光譜分析：Fe的化學(xué)反應(yīng)明顯，光譜分析Fe的含量很多，占總量的88%；其次為Si，占總量的10%，其余Al、Mn等等含少量（表1）。

目前已知世界上最大的鐵隕石是非洲納米比亞的“戈巴隕鐵”，重達(dá)60 t，中國(guó)新疆大隕鐵重30 t，居世界第三位（表2）。

表1 梅縣隕鐵的光譜分析[2]

Tab.1 The spectral analysis of aerosiderite in Meixian

注：據(jù)文獻(xiàn)[2]。樣品委托中南地質(zhì)局南嶺地質(zhì)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室分析。

2 陽(yáng)江隕石[2-3]

1）隕落時(shí)間及地點(diǎn)：1954年4月12日早4時(shí)左右隕落在陽(yáng)江縣大泉鄉(xiāng)店前村附近田中，深入土內(nèi)約1 m，同時(shí)發(fā)生巨響。

表2 中國(guó)19世紀(jì)末至1976年發(fā)現(xiàn)的隕鐵及隕石[2]

Tab.2 Aerosiderite and meteorites was found in China at the end of the19th Century to 1976.

注：除“吉林一號(hào)”據(jù)文獻(xiàn)[4]外，其余據(jù)文獻(xiàn)[2]。

2）形狀及大?。郝猿柿⒎叫?，長(zhǎng)25 cm，寬15 cm，高21 cm 。

3）重量：20 kg。

4）物理性狀。

顏色：褐灰色，帶少量淡紅及淡綠色。

條痕：灰白色。

光澤：暗灰色，其中有微小斑點(diǎn)呈黃色金屬光澤及玻璃光澤，磨光面呈半金屬光澤。

斷口：顆粒斷口呈貝殼狀，性脆。

硬度：5.5~6。

比重：3.64。

結(jié)構(gòu)：微粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.1~0.5 mm。磨光面下微粒呈他形晶結(jié)構(gòu)。

構(gòu)造：偏光鏡下呈球狀構(gòu)造，故該隕石在石隕石類型中應(yīng)屬球粒隕石亞類。

其他物理性質(zhì)：粉末帶有明顯的磁性；表面包裹一層較光滑又較致密的熔化外皮，厚約1 mm，褐黑色；表面有微粒狀凸起和一些圓形的淺凹槽。

5）化學(xué)及光譜分析：分析結(jié)果表明，該隕石中的Fe2O3和MgO成分很高，共占41.83%。其中Fe2O3和MgO含量分別比華南硅鋁型花崗巖高出近34倍和16倍多（表3、表4），它對(duì)構(gòu)成天體的物質(zhì)差異性的研究很有意義。

3 粵西玻璃隕石

玻璃隕石是石隕石類型中的一個(gè)亞類，因其化學(xué)成分與石隕石相似而得名，其中尤以SiO2及Al203的含量較高。玻璃隕石在中國(guó)南方的海南島北部及粵西等地發(fā)現(xiàn)較多，如海南島的文昌譚牛、萬(wàn)寧保定、瓊海（嘉積）、樂(lè)東、安定，粵西的遂溪、廉江、化州、電白（黑石嶺、米糧）、茂名（袂花、鰲頭）、湛江、吳川（黃坡、塘尾）等地。它在雷州半島被俗稱為“雷公墨”，其名稱最早在唐代為劉洵所采用。隕石的絕對(duì)年齡經(jīng)裂變徑跡測(cè)定在雷州半島約為64-71萬(wàn)年，在海南島＜70萬(wàn)年，地層層位在早更新統(tǒng)末期至中更新統(tǒng)。

1）隕石來(lái)源：隕石產(chǎn)自湛江市、吳川及電白等地，原由廣州地理研究所陳華堂副研究員采集及收藏，2016年10月被贈(zèng)送給華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，共40塊。

2）隕石埋藏層位及年代：埋藏于中更新統(tǒng)北海組下部—早更新統(tǒng)湛江組頂部。距今約70-80.3萬(wàn)年。

表3 陽(yáng)江隕石元素的光譜分析

Tab.3 The spectral analysis of Yangjiang meteorites

注：據(jù)文獻(xiàn)[2]。

表4 陽(yáng)江隕石與華南花崗巖化學(xué)成分比較

Tab.4 Comparison of chemical compositions between Yangjiang meteorites and the granite in south China.

注：①據(jù)文獻(xiàn)[2]。②據(jù)文獻(xiàn)[12]。

4）大小及重量：樣品40個(gè)，大小不一，長(zhǎng)度30~122 mm，直徑（或?qū)挾龋?~65 mm，厚度8~13 mm?？傊亓? 565.8 g，單個(gè)重量由2.71~645.56 g。

5）物理性狀[8]。

顏色：黑色不透明。

光澤：表面為油脂——瀝青光澤，斷口為玻璃光澤。

斷口：貝殼狀。

硬度：6~6.5，斷口硬度5.5。

比重：2.4~2.8。

折光率：=1.503-1.506。

結(jié)構(gòu)：在X-光衍射及偏光鏡下分析，隕石呈非晶質(zhì)的均質(zhì)體結(jié)構(gòu)。

構(gòu)造：①氣孔狀構(gòu)造。表面大部分面積有疏密不均或群狀的小氣孔分布?？讖揭话銥?.9~2 mm，少數(shù)為4~8 mm，個(gè)別大的成為穴狀，直徑達(dá)17 mm。

②淺槽形構(gòu)造：其分布與氣孔相混，但數(shù)量不多，分布方向不規(guī)則，槽身平直，槽底光滑。每條槽長(zhǎng)約2~6 mm，寬0.8 mm，深約1 mm。

③流紋狀構(gòu)造：多出現(xiàn)在棒形隕石表面，由多條波狀線槽與槽間脊平行排列，長(zhǎng)可達(dá)60 mm，二者與棒形縱向一致。

④光滑面構(gòu)造：小片與氣孔隔離分布，寬窄不一，一般長(zhǎng)度大于寬度。光滑面上仍可見到微型縱長(zhǎng)的條痕和小量微孔。

⑤竹管狀構(gòu)造：棒形，竹管的外殼厚約2~13 mm的圈狀玻璃質(zhì)體，圈內(nèi)空心或半空心。

⑥化學(xué)成分分析：以雷州半島的吳川黃坡、塘尾，電白的黑石嶺、米糧以及茂名的袂花、鰲頭等地樣品分析[7]，11種化合物之中以SiO2（占73.9%）、Al2O3（占12.27%）及Fe2O3（占4.88%）為主（表5）。其結(jié)果與鄰區(qū)海南島極為相似，又與附近低緯度的菲律賓、印尼、馬來(lái)西亞、泰國(guó)、老撾、越南中部、柬埔寨[5]、澳大利亞等地近似。由此可見，它們?cè)诜植忌暇哂邢嗤膮^(qū)域性特征。這種特征還表現(xiàn)在隕石生成年代的近似性上（表6）。

為了區(qū)別雷州半島地區(qū)玻璃隕石與鄰近火山玄武巖的不同，茲列表7作化學(xué)成分比較。結(jié)果表明，前者SiO2的成分很高，K2O的含量也多，均超過(guò)玄武巖，但其他FeO、CaO、MgO及P2O5等多種化合物，玄武巖卻比隕石多2~6倍，前后二者有著明顯的區(qū)別。這種情況，在海南島雷同。由此說(shuō)明，二地由火山噴發(fā)而成的玄武巖與天體墜落的玻璃隕石，是成分差異甚大的二種物體。另外，又據(jù)李達(dá)明[5]稱：在雷州半島非火山噴發(fā)的早更新統(tǒng)湛江組臺(tái)地或花崗巖露頭上都可找到雷公墨，而在雷州市以南的晚更新統(tǒng)末期火山噴發(fā)的玄武巖區(qū)，卻沒有找到雷公墨，此亦說(shuō)明玻璃隕石與火山噴發(fā)物，在分布上沒有直接的聯(lián)系，二者的生成途徑不同。

表5 粵西玻璃隕石的化學(xué)成分與鄰近低緯地區(qū)比較 （%）

Tab.5 Comparison of chemical compositions between the tektite in western part of Guangdong Province and nearby regions in low latitudes

注：①據(jù)文獻(xiàn)[7]；②-⑨據(jù)文獻(xiàn)[5]；⑩據(jù)文獻(xiàn)[13].

表6 雷公墨（玻璃隕石）和熔融石絕對(duì)年齡對(duì)比

Tab.6 Comparison of absolute age between the tektite and obsidianite

注：表?yè)?jù)張虎男等，1991.

表7 粵西玻璃隕石與雷州半島玄武巖化學(xué)成分對(duì)比

Tab.7 Comparison of chemical compositions between the tektite in western part of Guangdong province and basalts on the Leizhou Peninsula

注：①據(jù)張虎男等[7]。②據(jù)黃鎮(zhèn)國(guó)等[11]。本文選雷州半島6個(gè)玄武巖數(shù)據(jù)所作的綜合結(jié)果。

目前中國(guó)對(duì)玻璃隕石的研究，還處于早期階段，有待今后進(jìn)一步地深入。

總之，不論隕鐵、隕石或玻璃隕石，都是天體演變過(guò)程中的一種直接物證，極其寶貴，對(duì)研究天體的演變有著重要意義。同時(shí)，隕石的活動(dòng)過(guò)程及其結(jié)果，對(duì)地球及人類或其他生物的生存環(huán)境，有著不可忽視的負(fù)面影響，但其中也包括某些可利用的積極因素，如對(duì)地層的斷代和斷層活動(dòng)性研究等，都很有價(jià)值。

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[2] 胡繼勤,黃德民. 梅縣隕鐵及陽(yáng)江隕石的研究報(bào)告[J]. 華南師院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1959,(03):35-41.

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[13] Taylor, S.Q., Fusion of Soil During Meteorite Impact, and the Chemical Composition of Tektites.NATURE,1962,195(4836)：32-33.

The Meteorites Collection of the School of Geography of South China Normal University

HUANG Shaomin, MA Jiaojiao ,HU Mengyao

(School of Geography Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)

The school of Geography of South China Normal University has collected three kinds of meteorites from 1954 to 2017, it is iron meteorites, stony meteorites and tektite. It is the only school that has collected three kinds of meteorites in China .The source of meteorites, physical-chemical properties and research significance are briefly introduced in this paper.

iron meteorites, stony meteorites, tektite, physical-chemical properties

P68；

A

2019-08-09；

2019-09-29

黃少敏（1933—），男，漢族，廣東中山人，華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授，主要從事地貌學(xué)及第四紀(jì)沉積學(xué)研究.