熔壳,也称熔凝壳。是陨石坠落过程与大气层相互作用的产物。流星体以高速进入地球大气层,随着受到大气层的压力增大,流星体表面的温度逐步升高。在距离地面约135~90km的高度时,大气层产生的巨大阻力迫使流星体表面生热发光,开始汽化熔融。

陨石熔壳记录了陨石降落过程中经历的熔融、气化、烧蚀、熔浆流动、熔浆冷却过程及分异重结晶等物理化学过程。已发现的陨石大多仅有残留熔壳或熔壳完全脱落。熔壳脱落后就需要用其他特征鉴定陨石。新鲜的石陨石熔壳,剖面分层清楚,完整的石陨石熔壳可以分为4层,由外到内分别为:

1)玻璃质层;

2)熔融层(骸晶-暗色玻璃);

3)部分熔融层(残留矿物-未结晶玻璃混合);

4)铁质渗透胶结层(陨硫铁渗透暗化)。

这种分层是因为流星体在降落过程中表面温度最高,而在冷却过程中表面最先冷却,内层相对有充足的时间晶出粗粒矿物。同一块陨石不同部位熔壳发育程度和分层不同。发育不完全的二次熔壳,一般均产生在流星体降落过程中发生爆炸以后,这一类熔壳,颜色多为褐色或烟灰色,表面特征不明显,剖面分层不清晰,厚度一般小于0.2mm,有一些陨石仅表面被熏成烟灰色,而矿物没有发生任何变化。铁陨石熔壳较少见,完整的铁陨石熔壳可以分3层,由外到内分别为:

1) 新鲜(风化)熔壳层(磁铁矿);

2) 细粒金属层;

3)热变质层。


陨石熔壳的微气孔记录了熔浆沸腾排气的过程。气孔外观形态各异,有的气孔与气孔之间的隔壁被熔融,气孔开始连通;有的气孔表面被微粒矿物堆积,不同程度受到阻塞。一般流星体在降落时,前后部位气孔发育较差,侧面气孔发育较好,有时会见到气孔十分发育的泡沫状熔壳。陨石微气孔发育程度的差异,反映了陨石内部成分的不均一性,以及不同部位在流星体降落过程中所处的物化环境的差异。微气孔的形态和大小在一定程度上反映了微气孔的演化过程。


熔流线是黏稠的熔浆在流星体表面流动时所留下的痕迹,这种现象主要发育在流星体降落时的侧面,靠近流星体前部,呈蠕虫状,流纹常与冲击气流方向平行,靠近流星体中部和尾部,常呈现波浪形或其他形状,波浪形的熔流线在迎气流方向形成缓坡,背气流方向形成陡坡。

熔壳表面可以见到扁平状、微粒矿物的堆积现象,这种现象在微熔流发育的部位比较明显,这些部位的凹陷处和气孔旁边,均有较厚的微粒堆积,由于流星体在降落过程中不同部位的剥蚀和堆积的差异性,在陨石的另一些部位却几乎见不到这种现象。

熔壳表面的矿物残留现象不普遍发育,但有时会见到辉石、球粒或形成平台状,凹坑状的金属矿物,金属矿物的这种凹坑是由于金属矿物与周围的硅酸盐矿物相比,易挥发的原因。


普通球粒陨石是由橄榄石和斜方辉石和铁镍金属组成。在火流星高温阶段,单质铁转变成为磁铁矿,磁铁矿混合了矿物玻璃组成的外壳通常呈现亮棕色或黑色,多数陨石的熔壳都是这种颜色。顽火辉石球粒陨石或者是顽火辉石无球粒陨石,由单一的矿物组成的,不含有铁和氧化铁,它们的熔壳是淡黄色或米黄色,是野外较难识别的陨石,例如,Norton County灰白色熔壳。还有一些极其罕见的陨石熔壳,呈现绿色,例如,NWA 7325 为绿色熔壳;新鲜的铁陨石的熔壳为蓝黑色,即铁在氧气中燃烧的颜色。


地球岩石经历长期风化作用后,形成的沙漠漆与陨石熔壳十分相似。所谓的沙漠漆,是岩石在干旱或半干旱地区,经历长期的物理风化和化学风化作用所形成的一层褐色或亮黑色的表皮,质地细腻,抚摸有滑感。与陨石熔壳的区别是:沙漠漆大多质地比较细腻,残留较多的陨石熔壳比较粗糙,在放大镜下可以看到微小的气孔,居地时间较长的陨石,残留有薄层熔壳,多呈星点状分布。


熔壳是新鲜或降落不久的陨石才具有的外观特征,多数陨石的熔壳已经风化殆尽,而且有的陨石熔壳脱落以后又形成一层风化皮,所以,单依靠熔壳来鉴定陨石是十分局限的。以上信息由【陨石联盟】提供陨石联盟自成立以来,一直致力于推动陨石科学和陨石业发展、交流和合作。


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