文 |史记新说

编辑 | 史记新说

阿连德陨石形成于原行星盘中，可能与太阳系同时形成。这块岩石于8年1969月3日在墨西哥奇瓦瓦州南部地区的一个小镇Pueblito de Allende附近落下。

表征阿连德陨石的首要重要性是了解可能已经进口到地球的陨石原生有机物和矿物质的起源。

阿连德陨石是一种非常复杂的异质岩石。几位作者对阿连德陨石的特征存在分歧，但一些研究表明，它含有大约60%的金属，平均40%的球粒和3%的基质，并且是III型碳质球粒陨石。

对这块外星岩石的各种分析揭示了一小部分原始天体已被纳入太阳前材料。这些研究意识到，这些样本可以用来了解宇宙和古代地球上有机分子进化的过程。对不同天体物理学研究的观察表明，数十亿年前，前生元有机合成发生在太阳系。

目前，在陨石中发现了特征最明确的外星有机和矿物材料;它们使我们能够研究矿物化合物与有机物的古老共存，这是一些益生元实验工作的基石。磁性矿物含量在分子进化的背景下尤其重要，因为它们赋予了对电离宇宙辐射的屏蔽作用。

我们建议研究墨西哥阿连德陨石的矿物质和有机物含量可以为理解宇宙的分子演化以及我们的恒星后院提供有价值的见解。之前对阿连德的矿物分析给出了其陨石矿物相的一般描述，由克拉克等人发表。

橄榄石（镁铝石）、辉石（顽火石）、陨石和其他矿物相，如富钙聚集体和镍铁磁性合金，是阿连德陨石中发现的独特矿物相。

对不同陨石类别的其他研究，包括普通和碳质球粒陨石中磁性矿物的存在，为原行星盘磁场提供了广泛的相关结果，表明在分子尺度上与磁性固体存在很大程度的相互作用。

基于一些物理化学考虑，认为磁性矿物质可能会影响有机物质的化学活性，例如氨基酸中水合壳中水分子的去除。碳质陨石中有16多种不同的分子化合物，如氨基酸、大分子和其他碳相关材料。

球粒陨石基质是指存在于球粒、富钙内含物（CAI）以及其他可能与有机化合物紧密缠绕的内含物或大碎片之间的精细物质。由于各种原因，陨石中的含碳化合物具有科学意义，主要是在研究生物手性起源方面。

在陨石中发现的一些有机化合物是分子量范围很广（最多25个碳原子）的脂肪族分子，而多环芳烃在阿连德陨石中的浓度要低几个数量级。其他作者在阿连德陨石中发现了碳纳米管和富勒烯等大分子。

随着对内部球粒陨石环境的分子富集的更广泛了解，有人提出促进氨基酸，羧酸以及脂肪族和芳香烃化学连接的球粒相互作用可能与益生元合成过程有关，类似于甘氨酸与乙醇胺的关系。

先前的研究表明，阿连德陨石样品富含可能与化学演化有关的化合物，并证实了磁性矿物或其他分子的存在。

在这项研究中，我们使用改进的矿物学研究方法对阿连德陨石进行了不同尺度的物理化学表征，提高了对其有机和无机成分的了解。我们的实验结果与其他已发表的数据相结合，为阿连德陨石中与磁性矿物一起出现的有机化合物的描述提供了初步的见解。

这项研究确定了这些砾岩在化学进化背景下发挥的重要作用，包括添加以前未报道的结构元素和化合物，如纳米结构和分子。

X射线衍射（XRD）分析通过将样品放置在尺寸约为2.5×7.0厘米的平板上进行，以保留纹理和颗粒。在室温下，在带有垂直测角仪的Empyrean衍射仪中记录标准粉末XRD图谱。

使用固定衍射束石墨单色器和PIXcel3D检测器测量CuKα阳极产生的X射线衍射光束（加速电压为45 kV，电流为40 mA）。覆盖的2θ°范围为5°至80°，步长为0.03°，周期为40 s。

通过XRD将阿连德样品作为完整的安装板进行分析。对板坯反射的分析揭示了橄榄石铁（镁石;（铁、镁）2二氧化硅4）、辉石（透辉石;钙镁硅2O8）、斜长石（钠长石;钠硅3O8）、镰铁矿（铁0+0.9镍0.1），以及其他镍铁矿物。

使用Rietveld方法进一步分析样品（使用切比雪夫函数进行背景调整，样品位移，相位分数，重量分数，微应变和采用球谐模型的首选取向）。使用GSAS-II软件包改进了Rietveld的改进。

从阿连德陨石样品中获取拉曼光谱不需要额外的准备。测量结果在Optosky ATR3000便携式拉曼光谱仪（软件园，中国厦门集美）上记录，该探测器具有超高灵敏度CCD检测器（785 nm激发激光，样品工作深度为3.0 mm，光谱范围为200 - 3500 cm−1).激光的功率设置为400 mW和0.6匹配。

红外光谱是用ATR-FTIR仪器（光谱100 FT-IR光谱仪Perkin Elmer，美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）在4000 - 650 cm之间获得的−1（6 次扫描）。

ATR-FTIR首先在地面样本上进行，获取的数据揭示了阿连德陨石的典型条带。使用粉末样品以避免由于样品的环境暴露性质而引入的信号。第二次检查包括使用Spectrum软件（PerkinElmer）版本6.2.0对信号的二阶导数进行分析。

使用该程序分析了阿连德陨石的核心和地壳。将阿连德陨石的粉末样品以及来自波波卡特佩特火山的玄武岩放入纤维素盒中并插入索氏提取装置中。

来自波波卡特佩特火山的玄武岩被用来探测由于阿连德陨石的风化而可能引入的不同分子质量。使用丙酮-甲醇（60%-40%v/v）的混合物作为溶剂。

提取的残留物通过质谱仪仪器进行分析，因为它们在检测非常低浓度下的不同有机分子时具有很高的灵敏度。

使用了HPLC系统、单四极杆质谱检测系统和负模式电子测距仪（ESI-）。仪器使用的设置如下：1.95 kV 毛细管，39°C 温度下 350 V，使用直接输液系统的脱溶剂化气流为 650 L/h。

使用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线光谱（EDS）在蔡司EVO10仪器/布鲁克XFlash 6 - 30探测器（15.0 kV）中对阿连德陨石进行形态和元素表征。

将背散射探测器放置在11.3 mm的工作距离处获取SEM图像。

使用JEOL JSPM-5200（日本东京秋岛）扫描探针显微镜在攻丝模式下对阿连德陨石抛光表面的结构及其物理性质进行了更详细的分析。

使用标称共振频率为300 kHz，恒定力为40 N/m的探头进行形貌分析。使用频率为75 kHz，恒定力为3 N / m的探头来评估样品的磁性。

磁力的梯度是通过暴露于约5000高斯静态磁场的磁性CoCr涂层尖端获得的。

阿连德陨石与陨石成分的研究有关，由于其矿物质含量，质地和磁性，可以显著增加我们对太阳系的了解。

阿连德球粒陨石由球粒、CAI 和不透明矿物（铁镍合金、陨石和磁铁矿）组成，周围环绕着细粒黑色基质。球粒在透射光下可以清楚地识别出来，并且看起来是对齐的（图1（A））。

阿连德的各种形状和纹理表明其复杂的结构类似于利泽港环中。图1（A）突出了半圆形环状有序球粒的存在，这些球粒可能是由我们命名为Liesegang样环的吸积形成的。

图1（B）突出显示了球粒的半圆形分布。半圆形线似乎是沉积环状图案（图1（B））。图1（C）显示了各种大小的矩阵（黑色区域）和球粒（透明区域），而图1（D）显示了球粒内的固体区域。

通过从XRD光谱中提取结构信息来鉴定晶相，揭示了橄榄石铁（（Fe，Mg）的存在2二氧化硅4）、透辉石（CaMgSi2O8）、钠长石（钠硅3O8），和卡马石（铁0+0.9镍0.1).此外，还可能存在其他镍铁矿物质。里特维尔德的改进是使用GSAS-II软件包进行的。

由于在初步的Rietveld分析中，kamacite和其他Ni-Fe相（如辉绿石）的重量分数（小于1%），这些矿物被认为是稀有的。每个精制相的重量分数为68.3%橄榄石铁，18.5%透辉石和13.1%钠长石（图2）。

图1.阿连德陨石是一种CV3球粒陨石，在光学显微镜下可见颗粒状结构。（A）球粒以环状顺序排列，表明通过吸积形成。在这项工作中，建议的名称是Liesegang样环。

（B）黄线表示具有成岩环状外观的球粒的半圆形分布（比例尺≈2.0厘米）。（C） 矩阵（黑色区域）和球粒（透明区域）（比例尺≈ 500 μm）。（D） 球粒的特写（比例尺≈ 100 μm）。

图2.通过X射线衍射对阿连德陨石进行的结构表征，呈现出钠长石、透辉石和镁橄榄石矿物的特征晶体平面（峰中的A、D和F）。

图中显示了XRD光谱以及对阿连德陨石进行的Rietveld细化。在此过程中，使用完整的抛光板坯来保持矿物相的质地。

观察到的主要矿物（钠长石、透辉石和橄榄石）对应于灰线，而实心黑线是指计算出的矿物。

次要矿物相被调整到卡玛石反射。差值用零线图表示;每个都对应于晶体相中的布拉格反射。底部的黑色图描述了观测到的衍射图和计算的衍射图之间的差异。

这项工作中对阿连德陨石的描述揭示了由球粒组成的类似Liesegang的生长模式。这种复杂的异质结构可能反映了这块岩石形成过程中存在的环境条件。

此外，碳相关化合物的分布虽然不清楚，但反映了阿连德陨石的异质起源;本研究中收集的不同光谱证实了这一点。

拉曼和FTIR光谱表明存在这些碳相关信号，例如蛋白质有机化合物中酰胺II和I条带的存在，而这里收集的质谱数据将用于空间解析有机，陆地和外星化合物的分布。

然而，这些数据不足以表明陨石中元素的分布和起源机制，特别是在有机化合物的背景下。碳对纳米结构、纳米金刚石和可能的氨基酸的贡献也无法确定。

所提出的实验工作报告说，通过直接分析这些陨石中的团聚结构获得的数据可能提供有关益生元化学和原行星盘形成的信息。

形成环或Liesegang样环的球粒的异质分布，元素含量的多样性及其在与磁性矿物相关的球粒中的分布，以及这里介绍的纳米结构有助于补充阿连德陨石的结构和磁性特征。

未来的工作将集中在表征Allende的磁性以及它们在低聚物形成，结构选择性和化学稳定性背景下与有机分子反应性的可能相关性。

同样，我们打算扩大实验工作，包括质谱数据的分析以及与陨石的分子结构和分子演化相关的物理化学分子反应的计算机模拟。

阿连德陨石中的无机益生元条件与我们未来的研究具有主要相关性，以了解它们在分子向更复杂的物理化学系统进化中的作用。