隕石の構造と組成

© David A. Kring
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多くの異なる惑星体上で様々な過程を経て形成された隕石は、物理的および化学的性質が大幅に異なることがあります。 特に原始コンドライトは、地球上に存在するどのような岩石とも全く異なっており、容易に識別することができます。 しかし、アコンドライトのように、地球上の火成岩と同じような過程を経て生成された隕石は、見分けがつきにくい場合があります。 ここでは、このような隕石の性質の違いを説明するために、さまざまな種類の隕石について簡単に説明します。

原始コンドライト

この種の隕石は、一般に濃い灰色か黒の融解地殻を持ち、内部は明るい灰色をしています。 割れた表面には3つの基本的な構造要素が見えることがある。 その中で最も顕著なのはコンドリュールです。 コンドリュールは、数ミリメートルの球状体で、割れた表面には一部が突き出ていて、小さな半埋め卵のように見えることがある。 コンドリュールは、原始コンドライトの第2成分であるマトリックスと呼ばれる、スポンジ状の黒鉛のような細粒で柔らかく多孔質の灰色物質に浸かっています。 普通コンドライトはコンドリュール(最大80体積%)が主成分ですが、炭素質コンドライトやエンスタタイトコンドライトはコンドリュールが少なく(最大30体積%)、場合によっては全てが母岩物質で構成されていることもあります。 コンドリュールも母岩もカンラン石と輝石(またはその変質物)という鉱物が主成分であり、コンドリュールも母岩も、コンドリュールも、カンラン石と輝石という鉱物が主成分です。 これらの鉱物は地殻中のほとんどの鉱物と同程度の密度を持つため、原始コンドライトは大きさの割に異常に重く感じることはない。 しかし、小さな金属粒が散在していることがあり、その金属粒は地表や割れた表面に光沢のある斑点として現れます。

Allende コンドライト

Allende スラブ

Allende はメキシコ、チワワに落ちた炭素質コンドライトであります。 この切削スラブに見える薄い灰色の物体のほとんどはミリメートルサイズのコンドリュールであり、大きな白い物体は耐火物包有物で、どちらも黒い母岩物質に埋め込まれています。 この原始コンドライトは、アポロ11号の宇宙飛行士が月面に着陸するわずか数ヶ月前に落下し、科学者が月面の試料を研究するために開発した多くの分析技術を試すユニークな機会を提供しました。 コンドリュールのように球状のものもあるが、一般的には明確な形状を持たないためアメーバ状と呼ばれる。 長石のような色の薄い鉱物を含むため、灰色の母岩の中に白い斑点があるように見えることが多い。 原始コンドライト中の難溶性包有物の存在比は様々で、不平衡普通コンドライトやエンスタタイトコンドライトではほとんど存在しないが、炭素質コンドライトでは15体積%にも及ぶことがある。

平衡コンドライト

ほとんどの平衡コンドライトは始原普通コンドライトと関係があり、始原炭素質コンドライトやエンスタタイトコンドライトと関係があるものはごくわずかである。 普通コンドライトは通常灰色ですが、平衡状態に変成されると、オフホワイトに見えることがあり、時にはオレンジや黄色に薄く染まることもあります。 また、小惑星の表面で衝撃を受けた場合は、かなり黒っぽい色になります。 また、融解した地殻は、新鮮でない場合、錆びたようなオレンジ色をしていることが多い。 これらのサンプルに含まれる金属の量は様々で、非常に風化したサンプルでは、完全になくなっている場合もあります。 このような試料は、地上の砂岩に似ていることがある。

これらのタイプの隕石は金属を含んでいますが、カンラン石、輝石、長石が主成分です。 そのため、密度は多くの地球上の岩石と同程度である。 これらの隕石と地上の岩石を区別する最も重要な特徴は、融合地殻と鉄金属合金の存在である。

平衡化普通コンドライトと非平衡化普通コンドライト

右の非平衡化普通コンドライト、Beenham(ニューメキシコ)は大部分がコンドリューからなる灰色の斑点のある内部で、金属の明るい銀斑点も見える。

アリゾナ州ツーソンの近くで見つかった新しい普通コンドライト

この一部平衡した普通コンドライトはSnyder Hillと呼ばれています。 内部の明るい灰色と、試料を取り囲む漆黒の融解地殻のコントラストが鮮明です。

Snyder Hillコンドライト

鉄隕石

原始コンドライトや平衡コンドライトとは異なり、鉄隕石は非常に緻密で無孔の試料なので地殻にある比較サイズのほとんどの岩石に比べると非常に重いです。 また、鉄隕石の内部は金属的な銀色をしている。 鉄隕石は、鉄の金属が板状に交差して結晶していることが多いので、ウィドマンシュテッテン模様と呼ばれ、この模様を最初に記述したオーストリアの伯爵の名前にちなんでよく知られている。 しかし、この模様は、実験室で化学的にエッチングされない限り、サンプルではあまり気づかないものです。 地球磁鉄鉱も他のほとんどの地球上の岩石に比べると重く、表面は黒から紫褐色をしているので、しばしば鉄隕石と間違われる。 しかし、鉄隕石の内部が銀色であるのに対して、地球磁鉄鉱の内部は黒色から紫褐色である。 これは、鉄隕石が地球の大気圏に突入する際に、隕石表面がアブレーション(摩擦によって激しく加熱され、内部は加熱されないこと)によって生じたもので、粘土に拇印を押すように、表面がスカラップやフルート(凸凹)になっていることが多いのです。

 鉄隕石

鉄隕石(外側は茶色、中は銀のエッチング)

このCanyon Diablo鉄隕石の断片は、アリゾナ北部にMeteor Craterを作るために地球に衝突した小惑星の残存物である。 試料の外面は暗褐色で、内部は銀色をしています。

パラサイト

この種の隕石は、金属とケイ酸塩の混合物で、風化速度が異なるため、表面は年代によって変化することがあります。 新鮮なときは、鉄隕石やアコンドライトの周囲と同じような茶色から黒色の滑らかな融解痂皮を持っていることが多いのですが、この融解痂皮は、鉄隕石やアコンドライトと同じようなものです。 しかし、古い落下物の表面は、差動風化のためにかなりノビノビしていたり、錆びたオレンジ色や黄色で斑点状になっていたりすることがある。

パラサイトの表面は、明るい銀色の鉄金属母岩に囲まれた緑色、黄色、または茶色のカンラン石の結晶のさやが複雑に絡み合っているので、容易に識別することができる。

A pallasite

A pallasite

Brenham (Kansas) pallasiteは、銀色の鉄金属のマトリックスにあるカンラン石のポッドから成っています。

アコンドライト

SNCを含むアコンドライトは、地球と同じプロセスが起こった天体でできたため、地球上の岩石との区別が最も難しい標本である。 そのため、鉱物組成や密度、質感は地球上の岩石と類似している。

いくつかの無傷の融合地殻は角礫岩であり、その内部は明るい角礫と暗い角礫の混合物である可能性がある。 メソシデライトと呼ばれる関連したグループのアコンドライトは角閃石と変成岩である。 後者の隕石は、灰色から褐色の珪酸塩の内部で金属が凝集して銀色の大きな塊になるため、パラサイトと一緒に石鉄隕石として扱われることが多い