穿回古代撿塊隕石

葉山

南丹IIICD 鐵隕石（攝影：周江）

公元1516年，農歷五月的一個夜晚，明朝廣西慶遠府下轄的南丹縣，居民們結束了一天的忙碌，享受著初夏寧靜的夜晚。突然，漆黑的夜空被一道閃電劃破，縣城西北的天空中出現了一條六丈長的“神龍”，帶著耀眼的光芒從天而降，當它接近地面時，還發出了驚天動地的巨響。在一陣猛烈的爆炸后，“神龍”一頭扎進地底，不見了蹤跡，光芒也隨之消失，一切又歸于沉寂。

南丹縣的居民大驚失色，傳說中的龍竟然會降臨在他們這個偏遠的縣城。第二天一早，幾個膽大的居民出了城，在西北的郊野撿到了許多散落的石塊。這些石塊大小不一，表面都是銀色的。“這是老天賞給咱們的銀石啊”，人們大喜過望，架起高爐準備提煉白銀。

然而令人意外的是，不管怎么加熱，銀礦石都不熔化，更別提什么白銀了。這件離奇的經歷驚動了慶元府的地方官，官員派人前來調查一番后，認定這并不是什么“天降神龍”，而是隕石墜落，于是命人將這件事記載進了慶遠府的地方志。由于這顆隕石墜落并沒有造成大的損失，因此也沒有引起更大的關注。南丹縣的居民和地方官都沒有想到，這塊隕石會在四百年后，聞名中外。

“天外來客”真面目

前面那個故事其實是在史實的基礎上想象加工的，但南丹鐵隕石確實是國內唯一既有歷史記載，又找到碎片的隕石。在它掉下來的時候，當地的地方志就記錄在案了，以至于后來在進行研究時，一下子就匹配上了。

怎么就認定它是一塊鐵隕石呢？ 20世紀50年代，新中國大煉鋼鐵，南丹縣人在鄉野間再度“發現”了這些散落滿地的碎塊。他們以為這些碎塊是鐵礦石，就將此事報告給了當地政府。中國科學院的專家們得知這個消息后，立即派出地質學家前去調查，他們很快就意識到這些“礦石”很可能是天外來物。經過實地采樣和科學分析，地質學家們確認這是來自宇宙空間的隕石，而且是典型的鐵隕石，主要成分為鐵和鎳。因為發現地點是南丹縣，科學家便將其命名為南丹鐵隕石。

幾年后，有學者把它與地方志《慶遠府志》中關于1516年那件奇聞逸事的記載聯系起來，這是古代文獻中記載的資料被現代科學揭示真相的一個經典例子。1973年，南丹鐵隕石被確認為中國境內最大的鐵隕石。目前已發現碎片的總重量為9.5噸，而專家推測它原本的總重量可能在15噸左右。這些碎片被收藏在國內外的博物館里，其中最大的碎片重達2噸，和其他諸多隕石一樣有很高的科研價值。

現陳列于重慶自然博物館地球廳的南丹IIICD鐵隕石（Nandan IIICD Siderolite），現重約78千克。經過500余年的時間洗禮，它的表面已是銹蝕斑駁，這恰好說明鐵隕石在地球環境里不易保存、極易風化蝕變。以南丹IIICD鐵隕石為代表的鐵隕石的銹蝕風化與地球原生的巖石礦物是完全不同的。鐵隕石在地表潮濕富氧條件下，會在表面鐵含量純度相對較低處率先開始氧化，并且生成的氧化物會形成一個內空膜狀體。膜狀體吸收空氣里的水分，將水分包裹在內部，從外部宏觀的視角來看，鐵隕石的表面像是在“流鐵銹眼淚”。這是判別鐵隕石真偽的重要標志，人類冶煉的鐵產品無法“流眼淚”，具體原因就是與鐵隕石產生的外太空環境有關。

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陳列于重慶自然博物館的鐵隕石旁，散落著一些氧化后掉落的碎屑，隔段時間，博物館的工作人員就會進行清掃，并把這些碎屑收集存放起來，它能為人們研究隕石，探知宇宙環境提供重要信息。

顧名思義，沉積巖就是在沉積過程中形成的巖石

地外巖石“三兄弟”

隕石也叫隕星，是來自宇宙空間的地外巖石。當這些地外巖石進入地球大氣層之后，大部分物質都會因為摩擦產生的高溫而被燃燒掉，只有少部分成功抵達地面的殘余物才會成為隕石。根據化學成分，我們把隕石分為石質隕石、石鐵質隕石和鐵隕石三大類。其中，石質隕石最為常見，而鐵隕石很少，只占所有已發現隕石數量的5.7%。不過，相對于石質隕石和石鐵質隕石，鐵隕石更耐高溫，在穿過大氣層之后會留下更多的物質，再加上本身的密度較大，因此雖然它們的數量少，但留在地面上的質量卻很大，占所有已發現隕石質量的90%。

石質隕石的主要成分為硅酸鹽礦物，含有少量的金屬，和地球上的常見巖石類似。根據結構，石質隕石又被細分為球粒隕石和無球粒隕石兩種。

球粒隕石含有大小不一的球狀晶粒，它們是非常古老的塵埃和顆粒，和地球形成的時間相同，并且在之后的歲月里沒有經歷過明顯的化學變化。因此，地質學家們通過研究掉落到地球上的球粒隕石來推測地球形成初期的化學成分和物理構造，再通過對比球粒隕石和現代地殼、地幔的化學成分，來推測地核的成分。

無球粒隕石是另一種石質隕石，它們在形成之后經歷了熔融并重新結晶的過程，其化學性質發生了變化，球粒也在這一過程中消失。由于它們和地球上的一些火成巖在外表上很相似，普通人很難分辨，因此被發現的無球粒隕石數量相對較少。

如果一個隕石中的鐵和鎳等金屬成分占它重量的一半，那它就被劃分為石鐵質隕石;而如果隕石中的金屬成分占其總重量的絕大多數，那它就被認為是鐵隕石，也叫隕鐵。這些鐵隕石最初很可能是太陽系形成早期的一些小行星的核心，在此后的漫長年月里，這些小行星因為星際碰撞而分崩離析，它們核心的碎片偶然間落到了地球上，便形成了鐵隕石。和球粒隕石一樣，鐵隕石也有很高的科研價值，科學家們可以通過分析鐵隕石的成分，推測太陽系形成初期的歷史，以及小行星和類地行星的誕生過程。

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依據鐵隕石的化學特征和結構性質，可以將它劃分為不同的礦物與化學群，如IAB型、IC型、IID型、IIICD型等。它們的微量元素含量不同。IIICD是一種原始無球粒隕石，介于鐵隕石和無球粒隕石之間，主要含有硅酸鹽。

隕石Vs.地表巖石

隕石和地球原生的巖石應該如何做區分呢？

地球上的巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質巖，分別對應各自獨有的結構和構造。以沉積巖為例，在宏觀構造方面，沉積巖是呈一層壓一層的狀態，通常其外觀看起來就非常直觀;在內部結構上，有風、水、冰川等環境下形成的顆粒、粉粒結構，也有完全水環境下的緩慢化學沉積，粒度更小。

而隕石是天外來物，在墜落地球前并沒有在地球特有的地質環境里待過。它的來源有這么幾種：太陽系形成時，從未凝聚成太大星體的小塊物質（它們是球粒隕石和原始無球粒隕石的來源）;太陽系形成時，曾經凝聚成小行星大小，在熔融的狀態下內部因為重力而產生分層（重力分異），后來又被撞碎的碎塊（來自中心鐵核的碎片形成鐵隕石，鐵核和巖石外殼交界處的碎片形成石鐵質隕石，巖石外殼形成無球粒隕石）;因為小天體撞擊而從其他行星、衛星或矮行星等更大天體表面濺起的碎片（月球隕石、火星隕石、灶神星隕石等的來源）。

因此，地球巖石和天外隕石有著很大區別，比如沉積巖里含有黏土、石英、碳酸鹽等成分，隕石卻沒有;有的火成巖會有很多巖漿凝固時留下的小孔，而隕石一般不會有這種情況;許多變質巖也含有石英以及其他變質巖特有的礦物，甚至許多變質巖有“葉理①”構造，這些隕石還是沒有的。同理，隕石的一些特征地球巖石也是沒有的：隕石密度通常會大于地球巖石，且其外部有一層燃燒過的痕跡;鐵隕石因為含鐵量大于絕大多數地球巖石，用磁鐵就可以鑒定它。不過地球上含有磁鐵礦的巖石也有磁性，就要注意區分了;還可以進行條痕測試來輔助判斷，如果把隕石在粗糙的瓷板上摩擦，它一般不會留下條痕，而地球上的巖石所含的礦物大部分會留下某種顏色的條痕;另外，許多隕石表面會有氣印，即外觀光滑的凹陷，這在地球巖石上也是沒有的。

本文的主角南丹鐵隕石是一塊個頭很大的鐵隕石。它原本來自火星和木星軌道之間的小行星帶，是一顆早已毀滅的小行星的核心部分的碎片，在太空中游蕩，陰差陽錯地撞上了地球。

不過，自南丹鐵隕石在1516年抵達地球后，它的碎塊就一直散落在地面，分布在一片長28千米、寬 8千米的區域內。這些碎塊默默無聞地度過了400多年無人問津的時光，最終被科學家們發現并成為研究地球科學的重要籌碼。