1 样品简介

　　样品坚硬，具有强烈与磁铁相吸的能力（强磁），未见融壳，外部不圆滑，得之于深山中；断面金属色，泛黄，介于银白色和黄铁矿颜色之间，打磨后为银白色，但质脆无韧性，原样品重约40Kg。分析用样品如下：

2 分析结果与讨论

2.1 物品拥有者已经取得的结果

（1）电子探针数据

　　电子显微镜下的样品抛面：

　　注：暗色物质主要为铁和硅，无氧，数据见下格，白色的为银。

　　电子探针数据结果：

　　物品拥有者曾经求鉴于张宝林老师和欧阳自远老师，在给我的邮件中写道：“北京天文馆的张宝林老师说：矿冶研究中心都弄不明白是什么，怎么形成的。欧阳自远老师给的结论：不是地球矿物，可能是人工冶炼的废弃物。”

分析思路：

　　人工合成的用于炼钢脱氧的硅化铁是按如下反应合成的，冶炼硅化铁时二氧化硅被碳还原，首先生成中间产物一氧化硅和碳化硅：

SiO2+C=SiO+CO↑

SiO2+3C=SiC+2CO↑

　　一氧化硅在高温下呈气体状态。在料层中慢慢上升，与炉料中的碳相互作用生成硅或碳化硅：

SiO+C=Si+CO↑

SiO+2C=SiC+CO↑

　　一氧化硅也会发生歧化反应，生成硅和二氧化硅：

2SiO=Si+SiO2

　　在高温下，碳化硅与二氧化硅或一氧化硅反应生成硅：

2SiC+SiO2=3Si+2CO↑

或SiC+SiO=2Si+CO↑

　　生成的碳化硅，在有铁存在时，可以在较低温度下与铁反应生成硅化铁：

SiC+Fe=FeSi+C

　　反应产生的硅也溶解于铁中。

　　人工合成时不可能做到石英SiO2和碳C以相同摩尔比添加，要么存在多余的SiO2，要么存在多余的C；

　　人工合成时也不可能做到碳化硅SiC和铁Fe以相同摩尔比添加，要么存在多余的SiC，要么存在多余的Fe。

　　也就是说，如果样品中只有Fe3Si而没有石英SiO2、碳C、碳化硅SiC、硅Si和铁Fe，则有可能是特殊陨石，Fe3Si最初是在陨石中发现的。

　　已有的数据表明，样品中不含氧，说明如果是人工合成物的话，C是过量反应物，而且SiC+Fe=FeSi+C也会生成碳，如果样品中含有FeSi2和Fe而不含碳，那么是陨石的可能性也较大。

　　如果样品是由FeSi、Fe组成，同时含有SiC、Si或SiC等合成过程可能存在的物质，那可能就是人工冶炼废弃物了。

2.2 岩片特征

　　该样品实际上是做不出透明的岩片的。样品打磨后呈纯白色金属光泽，表面有许多坑坑洼洼，电阻较小导电，说明具有金属的特征（下图）：

　　在金相显微镜下，呈现全亮的明场，也说明具有金属的特征（下图）：

2.3 矿物分析

　　主要检出两种矿物：

　　硅化铁与谱图的对照（竖线为标准峰）：

　　该样品的矿物分析属于特殊分析，常规分析一般扫描范围为5－75度，由于该样品已经有电子探针数据，原子比Fe:Si＝2.5～2.7，估计可能会有Fe3Si，根据谱图库中Fe3Si的衍射峰位置，将扫描范围预设为120度，事实证明这种预测是正确的。分析人员介绍，谱图中的两个尖锐峰可能是由仪器造成的，类似的尖锐峰也在其它样品中出现过，不清楚是否是由于广角扫描造成的。由于扫面范围太宽、太费时间，没有重复扫描。

　　矿物分析得出样品主要矿物为Fe3Si，与电子探针数据完全吻合。

　　另一种矿物为石墨，可能浓度太低不太明确（下图），有必要对低浓度矿物进行浓缩后继续分析。

2.4 熔化试验

　　将样品用氢氧焰或乙炔焰熔化，冷却后观察切面结构，如下图，样品中增加了许多空洞，这是地球上冶炼废渣的共同特征。

　　对比原始样品的切面（下图），类似于刀砍痕迹的黑色线条是片状石墨。样品熔化后片状石墨消失。

　　下图为网上下载的片状石墨照片，显然与上图的片状石墨不同，

　　原始物品中片状石墨平直，没有任何空洞，判断不是人工合成之物，同时又不是地球上天然矿物，怀疑来在外太空，继续寻找其来自外太空的证据。

　　融化过的样品矿物分析表明，硅化三铁的衍射峰依然存在，其它（石墨）峰消失。

2.5 片状石墨的分离

　　通过复杂的化学分离过程，将样品中的片状石墨分离出来，对其进行同位素、晶格参数分析，以期找到不同于地球石墨的结果。分离出的片状石墨如图：

　　下图表列出的是石墨在进行矿物分析时应该出现的峰的位置及强度：

　　但是在对分离出的片状石墨进行矿物分析时，仅显示出红线画出的（0，0，2）和（0，0，4）峰，谱图见下图，这说明该石墨的层状结构相当规整（趋向性好），如同千层饼似的，每层饼的厚度一样，层与层之间的间距也非常一致：

　　下图是本样品中分离出的石墨与标准石墨谱图的对照。看纵坐标，本样品的石墨衍射峰强度是标准谱图的几十倍，而且只有两个峰，没有出现绿线对应的衍射峰。推测这样的石墨应该是在极苛刻条件下形成的。

2.6 透射电镜观察片状石墨的结构

　　上4图都是分离出的片状石墨在透射电镜（TEM）下放大数万倍后的照片，趋向性极好的层状结构清晰可见。白色的标尺为5nm(纳米)，1纳米＝1／1000000毫米，也就是说，将1毫米分成一百万份，其中的一份就是一纳米。

　　经常看到电视广告说某产品由纳米材料制成，十有八九是忽悠，除了专门搞科研的人，普通民众无法知道，也无法想象纳米到底小到何程度。把200000段上图中白线连在一起才是1毫米！大家自己算算放大了多少倍。

2.7 样品中可能存在的金刚石

　　在第一次矿物分析时有一个d=2.06031的峰，当时认为是仪器噪声。但在仔细观察处理样品用的玛瑙研钵时，发现研钵被磨坏，我开始怀疑样品中可能含有金刚石，因d=2.06031是金刚石的一个最强的衍射峰，但是没有发现其它的衍射峰。没有发现其它的衍射峰的原因，可能同其中发现的高趋向性石墨一样，与地球上的不一样。待进一步确定。

　　为此，将样品进行了重新处理，过去处理时采用了金刚石磨具，本次避免使用任何可能含有金刚石的工具。样品进行了两次矿物分析（5-75度和20-110度）谱图如下：

　　红色线和绿色线为本次的分析数据，没有发现d=2.06031峰的出现（红箭头所指）。是由于手工处理的样品颗粒太大，没有露出金刚石，还是样品不含金刚石，需要继续采用酸溶解法进行分析。（2011 09 21）

3 结论

　　通过使用电子探针、X－射线衍射、扫描电镜－能谱以及透射电镜对样品进行了分析，发现样品不是地球的自然矿物，也不是人工合成的，主要成分是硅化三铁，硅化三铁不是地球矿物，另外还含有高趋向性石墨，这种石墨片状结构非常规则，应与镍纹石的形成过程类似，同时还可能含有金刚石。国外也有含硅铁的石头砸断树枝的报道。

鉴定结论：不同于地球岩石，看起来像工业废弃物，但组成特殊，含硅化三铁，含有高趋向性石墨，可能还含有金刚石，无法确定是人工物还是天然物。列入“非常规岩石”类。