張衡(78～139)

[拼音]：jilin yunshi

[英文]：Jilin meteorite

1976年3月8日15時許，在中國吉林省吉林地區隕落了一場世界罕見的石隕石雨。吉林隕石雨隕落過程中，可觀察到火球，並伴隨爆裂的巨響。隕石雨分佈面積近500平方公里，共收集到隕石樣品100多塊，2700千克。其中最大的吉林1號隕石重1770千克，落地時陷進6.5米深的土層（見圖），是世界上最大的石隕石。

在吉林隕石中，共發現約40種礦物，其中26種為透明礦物，如橄欖石、斜方輝石、白磷鈣礦、長石、鋯石、透閃石、黑雲母、蛇紋石、方解石、方英石、石英等，14種為不透明礦物，如鐵紋石、隕硫鐵、鉻鐵礦、鈦鐵礦等。經化學分析與巖礦鑑定，吉林隕石屬於H5型高鐵群普通球粒隕石。

經現場考察和多學科的綜合分析研究，提出了吉林隕石形成與演化的綜合模式。

凝聚過程

吉林隕石的87Sr/86Sr的初始比值為0.7011，銣-鍶模式年齡為(4.70±0.32)×109年，表明吉林隕石物質從太陽星雲中凝聚出來是在距今約 47億年前。由鈾-鉛和鉛-鉛法測得吉林隕石固化年齡為45～46億年，這與月球、地球物質固化年齡相近。

當形成吉林隕石母體的星雲物質冷卻到約 2000K時，高溫難熔元素逐漸凝聚，相繼形成鋯石、碳矽石、石墨、鈦鐵礦、尖晶石、鉻鐵礦等；冷卻到1600～1200K時，大量的鐵、鎳金屬凝聚成鐵紋石和鎳紋石，鈣、鎂矽酸鹽凝聚成輝石和橄欖石；冷卻到1100～1000K時，鹼金屬矽酸鹽凝聚，形成斜長石、鉀長石、白磷鈣石等；冷卻到1000～570K時，硫化物凝聚成隕硫鐵，形成磷鐵礦等；冷卻到570～540K時，星雲物質在凝聚中已形成的液滴，通過旋轉、冷卻、結晶，甚至相互碰撞形成球粒，小的球粒或塵粒，逐漸吸積和聚整合較大的小團塊。當星雲溫度冷卻到400K以下，大部分含水矽酸鹽如透閃石、黑雲母、蛇紋石等，以及星雲中聚合形成的有機質參與組成了吉林隕石的基質。殘留的CO2、CO、H2O和H等氣體，在各種催化物作用下，合成碳氫化合物。在吉林隕石中發現11種氨基酸、嘌啉、色素、正烷烴、芳香烴和類異戊二烯烷烴等20多種有機化合物。

母體的熱變質過程

太陽星雲中各礦物相的凝聚，塵粒的吸積與聚集，逐漸形成了吉林隕石母體。母體內的中、長半衰期放射性同位素衰變產生的能量，促使母體內部加熱，不僅使母體內的稀有氣體產生擴散丟失，而且使母體內的化學成分和礦物成分得以調整和均一化。

吉林隕石中的放射成因核素40Ar和4He的含量大體呈線性相關，即有同步丟失效應。吉林隕石各樣品的表觀U，Th-He年齡為4～22億年，K-Ar年齡為22～42億年，變化範圍較寬，表明吉林隕石具有極其複雜的熱歷史。

吉林隕石化學成分比較穩定，屬於高鐵群(H5)球粒隕石。

吉林隕石中球粒的稀土元素含量與球粒隕石的平均含量相比較，輕稀土元素較貧乏，並呈現出隨原子量減小而貧化愈明顯的特徵。吉林隕石中球粒的稀土配分模式表現出Eu相對富集，表明吉林隕石中稀土元素髮生了明顯的遷移。

全巖的裂變徑跡研究表明，球粒邊界外的裂變徑跡密度大於球粒內部的密度，說明球粒中鈾的含量低於球間基質，也說明球粒在熱變質重結晶過程中，由於自純化作用，把鈾原子作為雜質排斥到周圍的基質中。

根據上述特徵，確證吉林隕石經歷過熱變質過程。

母體的冷卻過程

對吉林隕石樣品進行分段加熱，當加熱到1070K時，扇形的輝石球粒晶體繼續增長，表明吉林隕石熱變質溫度約小於 1100K。母體受熱後隨著熱能的擴散而冷卻。

母體破裂及宇宙線照射歷史

吉林隕石中儲存有許多受到碰撞破碎的證據，如橄欖石、輝石和隱晶質球粒的碎片，礦物中呈現裂紋，輝石、白磷鈣石呈現出波狀消光的特徵，鈦鐵礦有明顯的聚片雙晶，並有輕微的折曲，球粒和基質碎片形成角礫，鐵紋石中出現清晰的由碰撞產生的留曼線。這些事實反映吉林隕石曾受到輕度的碰撞變質影響，衝擊壓一般小於109帕。

對吉林隕石中的宇宙成因核素 (22Na、26Al、36Cl、40K、46Sc、51Cr、53Mn、54Mn、56Co、57Co、58Co、60Co)進行測定，並對宇宙線散裂成因稀有氣體（3H、20Ne、21Ne、22Ne、38Ar等）進行分析研究的結果表明，吉林隕石具有極其複雜的碰撞分裂史和宇宙線照射史。

吉林隕石初始母體在距今8×106年前，曾受到一次衝擊而破裂，其中有一個半徑約為10米的分裂碎塊，包含有現今的吉林隕石，稱為“第一階段的吉林隕星”。根據21Ne含量，可恢復各樣品在“第一階段吉林隕星”中的相對位置，即埋藏在母體中距表面 20～200釐米的部位，因而各樣品只能接受2π幾何條件的宇宙線照射。

“第一階段吉林隕星”在距今 (3×105～5×105)年前，又遭受到一次碰撞而瓦解，分裂出“第二階段的吉林隕星”。根據宇宙成因核素60Co等的深度效應，可恢復各樣品在“第二階段吉林隕星”中的精確位置和計算出各樣品的埋藏深度。“第二階段吉林隕星”是一個半徑為85～90釐米的類球體，重約10噸，各樣品均受到4π幾何條件的宇宙線照射。測得離表面最近的樣品約11釐米，表明“第二階段吉林隕星”通過大氣層降落時，表面燒失量約為3噸，燒失率約30％。

降落過程

“第二階段吉林隕星”在太陽系空間的執行軌道半長徑 ɑ=1.82天文單位，偏心率e=0.48，傾角i=6.3°，近日點角距ω=32.9°，升交點黃經Ω=167.5°，近日距q=0.94天文單位，遠日距Q=2.71天文單位，其執行軌道與阿波羅小行星較相似。

根據隕落過程的力學分析和大氣層內軌道研究，吉林隕星以約15公里／秒的相對速度追上地球。進入大氣層的入射角為16°。隕星在通過大氣層時受到最大的動壓達100大氣壓/釐米2，表面溫度達2000～3000K，周圍空氣被加熱到近20000K。在距地面30公里以上高空為直線彈道，在17～23公里高處曾發生過多次小爆裂，使隕星邊緣部位不斷剝落。隕星通過大氣層時，表面物質氣化，熔融，形成一層厚0.7～1毫米的熔殼。在19公里高空隕星遭受到一次主爆裂使隕星分裂成許多碎塊，散落形成極為壯觀的吉林隕石雨。（見圖）