穿回古代捡块陨石

叶山

南丹IIICD 铁陨石（摄影：周江）

公元1516年，农历五月的一个夜晚，明朝广西庆远府下辖的南丹县，居民们结束了一天的忙碌，享受着初夏宁静的夜晚。突然，漆黑的夜空被一道闪电划破，县城西北的天空中出现了一条六丈长的“神龙”，带着耀眼的光芒从天而降，当它接近地面时，还发出了惊天动地的巨响。在一阵猛烈的爆炸后，“神龙”一头扎进地底，不见了踪迹，光芒也随之消失，一切又归于沉寂。

南丹县的居民大惊失色，传说中的龙竟然会降临在他们这个偏远的县城。第二天一早，几个胆大的居民出了城，在西北的郊野捡到了许多散落的石块。这些石块大小不一，表面都是银色的。“这是老天赏给咱们的银石啊”，人们大喜过望，架起高炉准备提炼白银。

然而令人意外的是，不管怎么加热，银矿石都不熔化，更别提什么白银了。这件离奇的经历惊动了庆元府的地方官，官员派人前来调查一番后，认定这并不是什么“天降神龙”，而是陨石坠落，于是命人将这件事记载进了庆远府的地方志。由于这颗陨石坠落并没有造成大的损失，因此也没有引起更大的关注。南丹县的居民和地方官都没有想到，这块陨石会在四百年后，闻名中外。

“天外来客”真面目

前面那个故事其实是在史实的基础上想象加工的，但南丹铁陨石确实是国内唯一既有历史记载，又找到碎片的陨石。在它掉下来的时候，当地的地方志就记录在案了，以至于后来在进行研究时，一下子就匹配上了。

怎么就认定它是一块铁陨石呢？ 20世纪50年代，新中国大炼钢铁，南丹县人在乡野间再度“发现”了这些散落满地的碎块。他们以为这些碎块是铁矿石，就将此事报告给了当地政府。中国科学院的专家们得知这个消息后，立即派出地质学家前去调查，他们很快就意识到这些“矿石”很可能是天外来物。经过实地采样和科学分析，地质学家们确认这是来自宇宙空间的陨石，而且是典型的铁陨石，主要成分为铁和镍。因为发现地点是南丹县，科学家便将其命名为南丹铁陨石。

几年后，有学者把它与地方志《庆远府志》中关于1516年那件奇闻逸事的记载联系起来，这是古代文献中记载的资料被現代科学揭示真相的一个经典例子。1973年，南丹铁陨石被确认为中国境内最大的铁陨石。目前已发现碎片的总重量为9.5吨，而专家推测它原本的总重量可能在15吨左右。这些碎片被收藏在国内外的博物馆里，其中最大的碎片重达2吨，和其他诸多陨石一样有很高的科研价值。

现陈列于重庆自然博物馆地球厅的南丹IIICD铁陨石（Nandan IIICD Siderolite），现重约78千克。经过500余年的时间洗礼，它的表面已是锈蚀斑驳，这恰好说明铁陨石在地球环境里不易保存、极易风化蚀变。以南丹IIICD铁陨石为代表的铁陨石的锈蚀风化与地球原生的岩石矿物是完全不同的。铁陨石在地表潮湿富氧条件下，会在表面铁含量纯度相对较低处率先开始氧化，并且生成的氧化物会形成一个内空膜状体。膜状体吸收空气里的水分，将水分包裹在内部，从外部宏观的视角来看，铁陨石的表面像是在“流铁锈眼泪”。这是判别铁陨石真伪的重要标志，人类冶炼的铁产品无法“流眼泪”，具体原因就是与铁陨石产生的外太空环境有关。

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陈列于重庆自然博物馆的铁陨石旁，散落着一些氧化后掉落的碎屑，隔段时间，博物馆的工作人员就会进行清扫，并把这些碎屑收集存放起来，它能为人们研究陨石，探知宇宙环境提供重要信息。

顾名思义，沉积岩就是在沉积过程中形成的岩石

地外岩石“三兄弟”

陨石也叫陨星，是来自宇宙空间的地外岩石。当这些地外岩石进入地球大气层之后，大部分物质都会因为摩擦产生的高温而被燃烧掉，只有少部分成功抵达地面的残余物才会成为陨石。根据化学成分，我们把陨石分为石质陨石、石铁质陨石和铁陨石三大类。其中，石质陨石最为常见，而铁陨石很少，只占所有已发现陨石数量的5.7%。不过，相对于石质陨石和石铁质陨石，铁陨石更耐高温，在穿过大气层之后会留下更多的物质，再加上本身的密度较大，因此虽然它们的数量少，但留在地面上的质量却很大，占所有已发现陨石质量的90%。

石质陨石的主要成分为硅酸盐矿物，含有少量的金属，和地球上的常见岩石类似。根据结构，石质陨石又被细分为球粒陨石和无球粒陨石两种。

球粒陨石含有大小不一的球状晶粒，它们是非常古老的尘埃和颗粒，和地球形成的时间相同，并且在之后的岁月里没有经历过明显的化学变化。因此，地质学家们通过研究掉落到地球上的球粒陨石来推测地球形成初期的化学成分和物理构造，再通过对比球粒陨石和现代地壳、地幔的化学成分，来推测地核的成分。

无球粒陨石是另一种石质陨石，它们在形成之后经历了熔融并重新结晶的过程，其化学性质发生了变化，球粒也在这一过程中消失。由于它们和地球上的一些火成岩在外表上很相似，普通人很难分辨，因此被发现的无球粒陨石数量相对较少。

如果一个陨石中的铁和镍等金属成分占它重量的一半，那它就被划分为石铁质陨石;而如果陨石中的金属成分占其总重量的绝大多数，那它就被认为是铁陨石，也叫陨铁。这些铁陨石最初很可能是太阳系形成早期的一些小行星的核心，在此后的漫长年月里，这些小行星因为星际碰撞而分崩离析，它们核心的碎片偶然间落到了地球上，便形成了铁陨石。和球粒陨石一样，铁陨石也有很高的科研价值，科学家们可以通过分析铁陨石的成分，推测太阳系形成初期的历史，以及小行星和类地行星的诞生过程。

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依据铁陨石的化学特征和结构性质，可以将它划分为不同的矿物与化学群，如IAB型、IC型、IID型、IIICD型等。它们的微量元素含量不同。IIICD是一种原始无球粒陨石，介于铁陨石和无球粒陨石之间，主要含有硅酸盐。

陨石Vs.地表岩石

陨石和地球原生的岩石应该如何做区分呢？

地球上的岩石分为岩浆岩、沉积岩、变质岩，分别对应各自独有的结构和构造。以沉积岩为例，在宏观构造方面，沉积岩是呈一层压一层的状态，通常其外观看起来就非常直观;在内部结构上，有风、水、冰川等环境下形成的颗粒、粉粒结构，也有完全水环境下的缓慢化学沉积，粒度更小。

而陨石是天外来物，在坠落地球前并没有在地球特有的地质环境里待过。它的来源有这么几种：太阳系形成时，从未凝聚成太大星体的小块物质（它们是球粒陨石和原始无球粒陨石的来源）;太阳系形成时，曾经凝聚成小行星大小，在熔融的状态下内部因为重力而产生分层（重力分異），后来又被撞碎的碎块（来自中心铁核的碎片形成铁陨石，铁核和岩石外壳交界处的碎片形成石铁质陨石，岩石外壳形成无球粒陨石）;因为小天体撞击而从其他行星、卫星或矮行星等更大天体表面溅起的碎片（月球陨石、火星陨石、灶神星陨石等的来源）。

因此，地球岩石和天外陨石有着很大区别，比如沉积岩里含有黏土、石英、碳酸盐等成分，陨石却没有;有的火成岩会有很多岩浆凝固时留下的小孔，而陨石一般不会有这种情况;许多变质岩也含有石英以及其他变质岩特有的矿物，甚至许多变质岩有“叶理①”构造，这些陨石还是没有的。同理，陨石的一些特征地球岩石也是没有的：陨石密度通常会大于地球岩石，且其外部有一层燃烧过的痕迹;铁陨石因为含铁量大于绝大多数地球岩石，用磁铁就可以鉴定它。不过地球上含有磁铁矿的岩石也有磁性，就要注意区分了;还可以进行条痕测试来辅助判断，如果把陨石在粗糙的瓷板上摩擦，它一般不会留下条痕，而地球上的岩石所含的矿物大部分会留下某种颜色的条痕;另外，许多陨石表面会有气印，即外观光滑的凹陷，这在地球岩石上也是没有的。

本文的主角南丹铁陨石是一块个头很大的铁陨石。它原本来自火星和木星轨道之间的小行星带，是一颗早已毁灭的小行星的核心部分的碎片，在太空中游荡，阴差阳错地撞上了地球。

不过，自南丹铁陨石在1516年抵达地球后，它的碎块就一直散落在地面，分布在一片长28千米、宽 8千米的区域内。这些碎块默默无闻地度过了400多年无人问津的时光，最终被科学家们发现并成为研究地球科学的重要筹码。