第141期—【赏石】——"太空宝石"橄榄陨铁_【明哲微众号】

有一类铁镍陨石有着惊人的美丽外观：铁镍金属构成的网络结构中，嵌有橄榄绿色的半透明晶体，迎光一照，发出诱人的琥珀光芒。这种陨石，被称作橄榄陨铁，这些陨铁被人们唤作“太空宝石”，...

每天冲向地球的大量陨石中（当然绝大部分都会燃烧汽化消失，不可能有机会落到地面），有一类铁镍陨石有着惊人的美丽外观：铁镍金属构成的网络结构中，嵌有橄榄绿色的半透明晶体，迎光一照，发出诱人的琥珀光芒。这种陨石，被称作橄榄陨铁，这些陨铁被人们唤作“太空宝石”，在200多年前人们断定这些东西来自外太空之后，科学家们就一直对它充满浓厚的兴趣。

1772年，德国自然学家帕拉斯（Pallas）对早前俄国西伯利亚山区克拉斯诺亚尔斯克附近发现一块奇妙的岩石——这块岩石总重达680公斤——经过研究，帕拉斯在1776年对这块陨石的描述，后来被用作证明宇宙陨石坠落地球的重要证据——而在那个时候，大多数科学家对这一学说还当作是童话，也正因如此，这种陨石便被以帕拉斯的名字命名为“帕拉塞特”（pallasite），在天文学上它被称作橄榄陨铁。橄榄陨铁在所有陨石中仅占2%，属于比较珍稀的陨石。现如今，在陨石交易市场上，一片长3英寸，宽2英寸的薄薄一片橄榄陨铁，就能卖到1000美元的高价。

橄榄陨铁的结构与成分

橄榄陨铁包含厘米尺度的橄榄石晶体，一种在铁镍矩阵内的橄榄石成分。粗金属区域在蚀刻后会出现魏德曼花纹，微量的成分有磷铁石、陨硫铁、铬铁矿、辉石、和磷酸盐（白磷钙矿、磷镁钙石、磷镁石、和磷钙钠石）。分类和子群依据氧同位素的组成，石铁陨石可以分成3个子群：

主群(MG)：几乎是全部的石铁陨石。
鹰站群(ES)：只有鹰站、冷湾、和Itzawisis的石铁陨石。内部有丰富的橄榄石和丰富的镍构成的金属基。
辉石群(PX)：只有Vermillion和Yamato8451。它的名称来自高含量的直辉石类(大约5%)。金属基显示细致的八面体魏德曼花纹。

橄榄陨铁的起源

　　橄榄陨铁曾经一度被认为是已经分化的小行星被撞击而四散溅射出介于核心和地涵边界部分的物质。另一种新的假设是它们是核心和地涵材料混合的物质。历史一个常见的错误是将它们的名称和2号小行星智神星相连结，但实际上名称源自德国的博物学家彼得·帕拉斯（1741-1811），他于1772年在西伯利亚山区的克拉斯诺亚尔斯克发现质量680公斤的陨石。帕拉斯在1776年对克拉斯诺亚尔斯克质量的叙述，在1790年代被E.F.F.克拉尼引用做为陨石墬落在地球上的一个例证，而他的论述被当时大多数的科学家认为是童话。这块岩石与当地所有的岩石或矿石不同（如此大块的岩石也不可能是在意外中被运送到此地），但是他的一些金属成分和在完全不同的区域中找到的其他几颗相似。

橄榄陨铁的发现

　　虽然橄榄陨铁是非常罕见的陨石，但还是有足够多的橄榄陨铁被找到并保存在博物馆中，可供研究之用。这是因为发现的数量够多，有些的质量还大于一公吨，下列是发现的橄榄陨铁陨石中最大的一些：

Brenham：Brenham陨石1882年首次在美国堪萨斯州被发现，初步统计总重量超过4.3吨。2005年在美国富贾PhillipC. Mani的资助下，陨石猎人SteveArnold仔细研究了自1940年保留至今的散落区地图，用车载探地雷达又发现了多块较大的陨石个体。本品为目前已知最大的定向降落的橄榄石石铁陨石个体，曾经在多地展出。因为陨石进入地球大气层后会改变陨石的形状，这种定向陨石，是罕见的，原因是这种陨石会维持一个稳定的飞行，而不是暴跌。阿诺德说:“这是美学上的陨石类型，使收藏家流口水，谁猎杀了世界各地的陨石，估计他的发现的价值“是七位数。”阿诺德说，他想卖它，最好是博物馆或某人得到后将会保持收藏不转让。这是一块由铁镍合金嵌入式的晶体圆锥形定向陨石，目前全世界只有两个较大的该类型定向陨石被发现：重3100磅和1500磅，分别在澳大利亚和阿根廷（1400和680公斤）。
Huckitta：1937年在澳大利亚北领土发现，质量重1400公斤。1924年在爱丽丝泉发现，重1公斤的陨石是它的碎片。
阜康：2000年在中国新疆省发现，质量1003公斤。
Imilac：1822年即在智利的亚他加马沙漠中被发现，有些质量达到200公斤，总质量大约920公斤
巴亨陨铁：1810年即在白俄罗斯哥麦尔地区被发现，在散布区发现了许多的颗粒，总质量大约是820公斤。2002年又在10尺深处发现一块227公斤的陨石。
艾斯开尔：在阿根廷秋波的一块重755公斤的陨石，在1951年被发现前，是埋嵌在土壤中。
克拉斯诺亚尔斯克：在1749年，于前苏联叶尼塞的克拉斯诺亚尔斯克南方大约145英里出发现一块大约700公斤的陨石。它在1772年被彼得·帕拉斯看见，并运送到克拉斯诺亚尔斯克。主要的一块重515公斤，现在保存在莫斯科的科学研究院。有趣的是，1990年在靠近帕拉索夫卡（Pallasovka）发现一块198公斤的橄榄陨铁被命名为彼得·帕拉斯，以尊崇他在18世纪在这个地区旅行时所进行的地质学研究。

这样一小片橄榄陨铁能卖到1000美元

1810年在白俄罗斯布拉辛发现的橄榄陨铁

橄榄陨铁的故事对于人类，绝不仅仅是收藏与金钱。它能告诉我们许多宇宙过去经历的故事。最近罗切斯特大学（University of Rochester）组织的的地球物理学家研究组通过利用二氧化碳激光、磁场和精密记录仪器对橄榄陨铁进行深入研究，就得到了有趣的新发现：橄榄陨铁的形成远比过去人们认为的更加有趣，它们很有可能是小行星之间相互撞击形成的美丽副产品。这一发现颠覆了原来对橄榄陨铁形成原因的猜测，让人们重新开始认识这些形成于太阳系诞生初期的美丽物质。

鉴于橄榄陨铁含有铁镍金属以及宝石状半透明橄榄石矿物，过去许多科学家猜测它们是在这两类物质以特定方式相遇形成的，在小行星或其他行星体的铁质内核与岩质外层的边界层，最有可能具备这种形成条件。起初人们认为是小行星铁核中的铁镍金属被挤压到含有橄榄石的岩石层，从而形成了橄榄陨铁，但现在科学家们借助试验方法发现橄榄石中存在的微小铁镍金属颗粒，这些颗粒在各个方向都具有磁性，这让他们认识到橄榄陨铁一定是在远离铁核的地方形成的。

如果橄榄石晶体中的金属颗粒要被磁化，需要有搅动状态的熔融铁质金属来产生磁场，但金属颗粒的周边温度不能过高，而小行星体铁核和岩石外壳边界层区域温度通常接近930摄氏度——这样的温度过高，磁化过程无法实现。这意味着橄榄陨铁的形成位置，是在温度较低的岩石外壳浅层。

科学家们使用二氧化碳激光加热橄榄石中的金属颗粒，使其温度超过居里点（Curie temperature）——这一温度上金属将失去磁性。然后让这些金属颗粒在磁场中冷却，使其重新磁化，这一过程中使用高度灵敏的检测仪器来记录颗粒磁性强度。利用这种方式，研究小组就能准确获知这些金属颗粒被磁化时的外界磁场强度，并而确定其冷却速度。

研究人员发现，小行星尺寸越大，橄榄陨铁形成后的冷却时间越长，通过结合计算机模型和实际测量手段，人们发现橄榄陨铁形成的母体行星体半径大约为200千米，差不多相当于地球的三十分之一。

既然橄榄陨铁是形成于小行星的岩层浅表，那意味着这种美丽陨石的形成只有一种可能，即来自小行星之间的撞击。这种情况下，小行星铁核中的熔融被以撞击方式射入更大的行星体的岩石外壳，产生了独特的橄榄陨铁纹路。

橄榄石陨铁的故事还远不止于此。研究发现，原始彗星中的橄榄石中通常不含铁或含量极少，但镁元素较为丰富，而富含铁元素的橄榄石，则存在于较大的具备加热条件的小行星。在距离地球63光年，1200万年历史的年轻绘架座β星系（Beta Pictoris）恒星系周围的尘埃和碎片星尘环带中，科学家们发现了富含镁的橄榄石。

发现橄榄石的位置，距离中央恒星大约15～45天文单位（地球到太阳的距离为一个天文单位，约合1.5亿公里），那里的温度大约为零下190摄氏度，在这样的低温环境中，橄榄石是无法形成的。通常只有在距离中央恒星10个天文单位的地方橄榄石才能结晶，现在这些遥远寒冷的尘埃环带上发现橄榄石，告诉天文学家两个重要线索，其一，这些橄榄石晶体可能是彗星之间相互撞击形成的；其二，它们是从距离中央恒星较近的诞生地被各种外力“搬运”至此的，因为在尘埃环带中的低温环境无法形成橄榄石。

1951年在阿根廷阿斯克尔地区发现的橄榄陨铁，重755公斤。

2604克SEYMCH橄榄石铁原石由雷克斯收藏

石铁陨石（Stony-iron Meteorite）陨石的一种。这类陨石中硅酸盐与镍铁合金的含量各占50%。石铁陨石又分为两个子类：橄榄陨石与中铁陨石。

橄榄陨铁(类型符号P)，主要由橄榄石和组成基质的铁镍金属构成；橄榄陨铁中铁镍金属的Ni含量约为8～15%,其成分与八面体铁陨石相似,橄榄石的成分为Fa12-22（橄榄石中的铁橄榄石分子的百分数），橄榄陨铁的冷却速率比八面体铁陨石低，认为它可能是来自陨石母体或小行星内部更深处。

石铁陨石之橄榄陨石剖面结构图

这块橄榄陨铁在1881年发现于美国堪萨斯州

阜康陨石是指2000年陨落于中国新疆阜康市戈壁滩上的一块陨石，后被偷偷贩卖至境外。

2000年在中国新疆阜康发现的橄榄陨铁，重1003公斤

中国阜康橄榄陨铁的切割样本

2000年，新疆阜康市一名当地居民在戈壁滩上发现了一块重达一吨以上的陨石，但没有将这一消息上报至相关部门，而是选择将陨石隐秘藏好后，暗中四处寻求买家。5年后，这块以陨落地点命名的阜康陨石突然出现在美国市场，并被切割分解后以每克300美元的价格公开出售。根据国际陨石联合会公布的资料显示，这块陨石分类为橄榄石铁陨石，总重量为1003公斤，正是2000年在新疆坠落的阜康陨石。

一个名叫MikeFamer的美国人是这块陨石的第一买家，这个50多岁的美国人有一个专营陨石的公司，叫西北陨石实验室。陨石被运到美国后，最初被切割成三大块，另外两块分别被某影视明星和一个博物馆所拥有。而由于阜康陨石属于稀有种类，之前被切割的部分又再次被分解至近百块不同大小的碎片，在国际陨石市场秘密流通。

这种陨石由金黄色的橄榄石和似银一般闪亮的镍-铁构成，彷佛一件采用镶嵌工艺的艺术品。

坠落地球表面后，没有任何迹象表明阜康陨石不起眼的外表下拥有惊人的内在美，只有切开之后，你才能真正了解这种陨石令人叹为观止的内部景象。阜康陨石内，半透明的黄金色橄榄石晶体闪闪发光，镍-铁则泛着银光，整个内部结构好似一个蜂巢。

2000年，人们在中国新疆省的戈壁沙漠发现罕见的阜康陨石。现在，这颗陨石已经被切割成很多块，阳光穿过时呈现出彩色玻璃的视觉效果。最重的一块重925磅(约合420公斤)，被一名匿名收藏家购得。

阜康陨石是一种非常昂贵的陨石，美国亚利桑那州西南陨石实验室拥有70磅(约合30公斤)阜康陨石。这家实验室表示阜康陨石是21世纪最大的陨石发现之一。这种陨石的魅力超过其他所有石铁陨石，在陨石家族的比重只有1%。

亚利桑那州实验室的专家表示，石铁陨石一半由镍-铁构成，一半由橄榄石构成，外形好似一件采用镶嵌工艺的艺术品。这种陨石据说是行星形成过程的“遗物”。大约45亿年前太阳系形成过程中，石铁陨石在完整的陨星内部深处形成。穿过地球大气层时，只有极少数石铁陨石幸存下来，因此非常罕有。2005年2月，新疆阜康陨石被运到亚利桑那州的图森，并在图森举行的宝石与矿石展上展出。亚利桑那州西南陨石实验室表示，他们的阜康陨石是世界上最大的石铁陨石横截面，尺寸为36英寸×19英寸(0.91米×0.48米)。