地壳陨击构造岩及其形变和相变

地壳上石撞击所引起陨的冲击变形是自然界一种快速变形现象,它具有许多与其它正常地质形变不尽相同的应变特征。笔者在收集国内外有关资料的基础上,对陨击成因的构造岩石类型及其划分,尤其是构造岩中的常见主要矿物的形变和相变特征进行了总结。它们可作为寻找古陨击坑、研究与陨击作用有关的成岩、成矿作用以及古深源地震方面的构造岩石学的标志。深入地研究地壳陨击构造岩的形变和相变,对于了解地球的发展演化有着重要的意义。     

陨击天文事件与新生代全球气候变化

全球范围内已确认的新生代陨击天文事件有8次,根据陨击直接证据或板块构造演化等推测的陨击事件至少还有3次,这些陨击天文事件都对应了新生代不同程度的气候变化。新生代全球气候变化的触发因素主要包括陨击天文事件、地球轨道参数变化、CO2浓度降低和全球碳循环变化、海洋及大气系统大量甲烷水合物释放、洋流变化及全球规模的构造运动（如构造隆升、超地幔柱、大规模火山活动）等,陨击天文事件是全球气候变化最主要的触发因素。     

陨石撞击构造作用的研究现状与前景

当陨石撞击地球表面时, 它所引起的瞬时(1秒至1微秒)动态高压(数十至数百个吉帕)和高温(大于1500℃), 必然导致陨石撞击坑(astroblems)的生成并使周围岩石发生变质作用, 这便是撞击变质作用(impact metamorphism)。目前关于撞击构造(impact tectonics)作用研究的主要进展涵盖如下四个方面:1.撞击坑的构造形貌及形成机制; 2.撞击变质作用及撞击变质岩; 3.撞击作用的数值模拟和实验研究; 4.撞击作用的经济地质意义。陨击作用研究不仅具有学术意义, 还具有实际的经济地质意义。南非的Vredefort-Witwatersrand是最老的撞击构造, 它以丰富的金铀矿床而闻名; 加拿大的肖德贝里(Sudbury)以同撞击作用期的大型铜镍矿床著称; 如今北美、中美不少地区正在探索与陨击期后构造有关的油气储集。此外, 许多陨击变质岩可以供作建筑材料。不少撞击坑已经辟为旅游胜地, 如德国的Nordlingen Ries撞击坑。我国撞击构造的研究已有不少进展。20世纪90年代初发现了海南白沙陨击坑, 此外内蒙古的多伦、江苏的太湖和辽宁的岫岩罗圈里等地也发现有陨击构造的证迹, 不过, 都尚待进一步的工作予以证实。全球撞击构造研究经验可以借鉴的是, 在长期构造稳定区较易于发现陨击坑; 不少撞击构造被隐伏在第四纪或更老的沉积物之下, 所以采用人造卫星发回资料解译地球表面的照片, 加上地球物理勘探, 可以有效地确定研究靶区, 在此基础上再加强岩石学、构造学研究予以确认。      

广东湛江陨击混杂堆积层的发现及其意义

通过野外地质调查和取样分析,首次在广东湛江地区中更新统早期的北海组地层中发现了一层罕见的陨击混杂堆积层,它是陨击作用下的特殊产物,是北海组含砾砂、粘土质砂在陨击高温作用下烧结、抛射堆积而形成的。陨击混杂堆积层主要分布在湛江坡头的部分地区,有的出露地表,有的为第四系所覆盖,厚度大约为0·1~4m。陨击混杂堆积层中共生玻璃陨石(雷公墨)。陨击混杂堆积层中的击变岩砾石与原岩相比较,Si O2的含量明显减少,Fe2O3的含量明显增加,其他化学成分及含量与原岩近于一致。陨击混杂堆积层的发现可能对澳大利亚—东南亚微玻璃陨石场陨击源坑的寻找和探讨该期玻璃陨石和微玻璃陨石与靶岩之间的关系有重要意义。     

滇西南发现石英面状变形构造

采自云南省西南部澜沧江中游临景大桥以东约2km、勐戛河下游北岸的岩石样品的薄片中发现了非常清晰的石英面状变形构造(PDFs)。根据伦敦大学矿物岩石与冰物理实验室费氏台(universalstage)测量分析结果、样品所在地地层时代特征和航卫遥感图像特征的综合分析,认为该PDFs属陨击成因,其陨击事件大约发生在白垩/第三纪边界(距今65Ma),所引起的冲击变质作用已接近最高级阶段的高压二氧化硅相,样品位置接近陨击坑的中心。     

关于新灾变论的争论现状

本文评介了新灾变论(Neocatastrophism)近年来的发展.着重介绍彗星陨击、小行星陨击、超新星爆发三种球外事件的生物绝灭效应,以及绝灭周期性及其与宇宙运动的对应.关于彗星与小行星陨击,讨论了有关陨击证据、陨击频率、陨击效应、特别是绝灭效应等四方面的支持和反对的论证.本文认为应当支持对灾变的研讨,但目前只宜作适当的估价.一方面要注意大规模绝灭的生物内在因素,另一方面,在外因中,常规地内因素与地外灾变因素的相对比重亦尚需研讨.     

中国大别山东南缘首次发现大坝陨坑构造

简介首次在大别山东南缘安徽省境内发现的大坝陨坑构造。经初步评价,知陨坑呈椭圆形,长轴呈北北东向,长约19km,短轴长约12km,最大坑深约2km,是一个有中央隆起区的复杂型陨坑。在卫片上陨坑显示环形影像,地貌形态为一洼地。陨坑基座保存尚好,可对它直观和追索陨坑构造边界。形成于230Ma左右的各类撞击变质岩石系列齐全,其中含有柯石英等典型的撞击变质矿物及撞击碎理等超微构造,特别是在陨坑基座内壁普遍发现有鉴别陨坑构造最可靠的标志——干裂自角砾岩,都证明大坝环形影像是一个典型的陨星撞击坑构造。它的发现,具有很大的科学及经济意义,对今后褶皱山区寻找和研究陨坑构造具有示范和指导作用,同时大大丰富了建设大别山世界地质公园的地质依据。无庸置疑此发现将促进大别山旅游业的发展及陨星撞击科普知识的传播。     

青藏高原隆升动力学与阿尔金断裂

青藏高原最晚一期也是最强烈的一期隆升发生在1-0.8Ma,与印度洋中脊三联点附近的“亚澳”陨击事件有关,陨击事件引起印度洋的快速扩张并导致印度板块在锡瓦利克带的强烈（A型）俯冲,正是这次俯冲引起了青藏高原及其外围山脉的快速隆升,中国西北的盆-山地貌因此而形成,其中东昆仑山推覆隆升近3000m,向北推挤近400km,是柴达木盆地,河西走廊新生界构造变形的主因,因此,“亚澳”陨击事件的影响,提供了青藏高原最晚一期隆升和中亚与中国西部大陆构造形成的大陆动力学背景;根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿（102-85Ma)近于同步,其累积错距达350-400km,晚白垩世一新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。这为中国西部找矿,找油气的战略评估提供了一个新的思路。     

海南白沙陨坑冲击变质岩岩石：地球化学特征初步研究

海南白沙陨石冲击坑是中国境内发现的第—个保存良好、可供直观的陨坑.经野外考察和室内分析鉴定工作,进一步对白沙陨坑内击变岩的岩石一地球化学特征进行了研究,证明堆积在底盘原岩之上的貌似“火成岩”的块状、角砾岩岩石,是长石石英砂岩受冲击变质而成的击变岩.现简介如下.     

应开展地球演化早期的陨石撞击构造研究

近20年来,随着航天事业的发展,在地外星球上进一步发现大大小小、密密麻麻的陨石撞击构造(简称陨坑构造),启发地质工作者广泛开展了地球上的陨石、陨坑及其地质作用的调查研究,并取得巨大成绩.截至1989年,地球上已发现的陨坑或星疤约120个(不包括中国报导的多伦星疤等构造及笔者正在勘查的安徽“十字铺陨坑构造”线索),并按每年大约新发现5个的速度在增加着(R.A.F.格雷夫,1989).但是,这些已知的陨坑都是在地球有了沉积盖层以后发生的,特别以年龄不到两亿年或属近代     

海南岛白沙陨击坑及其成坑陨石

海南岛白沙陨击坑是一个直径约３．５ｋｍ的环形镶边坳陷，组成陨击坑边缘的环形山连续性好，并具二元结构；下部是层理清晰的下白垩统紫红色砂岩，其中长石、石英等粒状矿物普遍受冲击破碎，发育有冲击微页理和击变玻璃，云母呈膝折状变形；上部是冲击角砾岩块杂乱堆垒成的溅射覆盖层，冲击角砾岩因冲击熔融结晶而貌似凝灰岩，但其中矿物成分十分复杂，含有镁橄榄石、镍纹石以及高密度石英等，岩石化学计算结果说明它是由砂岩变质而成的，与火成岩无关。坑内保留有回落角砾岩，常见到沿裂缝贯入的脉状角砾岩。在陨击坑内找到了重３．７５ｋｇ的石陨石碎块，其中含碱硅镁石、陨铁大隅石、四方镍纹石、陨硫钙石和陨硫铁等陨石标型矿物，但不具球粒结构，ＣａＯ含量为９．１９％，属富钙的无球粒陨石，认为是白沙陨石坑的成坑陨石。在陨击坑中找到富钙无球粒陨石，为陨击坑提供了最直接可靠的证据，也为石陨石撞击成坑提供了实例。     

基于分形理论的火星冲沟成因机制研究

对火星陨击坑壁上发育的冲沟进行研究,分析其成因和控制因素并进而探讨火星表面附近发生的地质过程,是当今火星研究的重要课题之一。采用分形理论对火星南半球中纬度9个陨击坑壁内不同方位发育的冲沟沟头形态进行了研究,结果表明沟头的分维值与冲沟发育程度呈显著的正相关关系。冲沟沟头的分维值大小分布与冲沟的方位关系密切,面向极地的冲沟分维值较大,面向赤道的冲沟分维值较小。陨击坑内不同方位冲沟所处位置的局部气候因素差异控制了水量的大小,从而造成陨击坑内不同方位冲沟发育程度和分维值大小的差异。研究结果为强调火星气候因素控制了冲沟形成的地表冰雪积累/融化成因模式提供了佐证。     

陨星撞击地球将是21世纪的研究热门

人类对陨星撞击的研究,始于1609年,当时伽利略凭望远镜对月球表面环形“斑点”的观察,提出月坑陨击成因的科学见解。1906年,D.M.巴林格成功地论证了地球上第一个陨星撞击构造——美国亚里桑那州梅蒂尔(Meteor)陨击坑。嗣后,据原苏联和美国宇宙飞行探测所取得的丰富资料,特别是1969年人类首次踏足月球以来,认为陨星撞击作用是太阳系各星球上已知最基本的“地质”作用,所有星球都遭受过陨星的撞击,地球也绝不例外。从此在地球上     

陨击作用能生成宝石级金刚石吗

《中国地质》1998年第三期、第六期上分别刊登了向缉熙同志的《陨石撞击地球将是21世纪的研究热门》和王道经等同志的《建议在湖南寻找陨击作用有关的金刚石》等两篇文章(以下简称“两文”)。“两文”都涉及论述到陨击     

非生物成因天然气(藏)的构造成因类型及其地球化学特征

从大地构造的角度论述了非生物成因天然气的构造成因类型,即伸展构造带非生物成因气（藏）、挤缩构造带非生物成因气（藏）、走滑构造带非生物成因气（藏）、旋转构造带非生物成因气（藏）以及陨击构造带非生物成因气（藏）。重点阐述上述构造作用及其构造带中非生物成因气（藏）的不同类别及其形成环境和条件,从而为非生物成因天然气的理论研究和预测提供一些有益的线索。     

识别冲击变质作用的岩石学和矿物学标志

自80年代初新突变学说兴起以来,陨击坑及冲击变质作用研究,已成为国际地学界的重大课题之一.本文归纳了国内外的大量资料,对岩矿识别标志进行简介和评述.主要涉及标志有:1.陨石碎块;2.玻陨石和微玻陨石;3.击变者和熔石玻璃;4.击变矿物;5.击变玻璃;6.冲击变形组构;7.冲击变质石英的光学常数变化;8.冲击微页理:9.冲击变质石英的结构变化和变形;10.陨击角砾岩;11.震裂锥;12.瞬变岩.     

南塔斯曼海微玻陨石颗粒:深海记录中撞击事件的环境效应

基于常规环境演变指标的研究结果显示,大规模陨击事件的确可以造成地球环境的突变,但是对陨击事件期问水生或陆地植被类型变化的研究却并不多见.因此,通过统计南塔斯曼海大洋钻探计划(ODP) 1170站位(47°9.0344′S,146°2.9846′W;水深2705m)B孔16 ～ 15m(mbsf)沉积物中微玻陨石颗粒丰度...     

论构造事件的节律性

构造事件是否存在节律性，长期以来一直存在着不同的意见。根据国内外最新研究结果，笔者认为构造事件，生物灾变事件，巨大陨击事件，气候与环境变化都能表现出一定程度的节律性，周期性或旋回性。在一些大陆边缘地区，构造作用表现出几千万年相对的稳定期和数百万年的活跃期相间的演化过程，而在板块内部与造山带，节律性则可能表现得不太明显。     

西藏泽当地区的宇宙尘

宇宙尘也称微陨石、陨砂、微玻璃陨石,我国海南岛、雷州半岛产的玻璃陨石称为雷公墨,其中也有微玻璃陨石,或称为显微熔融石。 宇宙尘最早是1872—1876年英国“挑战”号考察船在大洋底淤泥中发现的,Murray根据这些宇宙尘球粒表面构造特征与铁质陨     

前寒武纪-寒武纪界线附近的撞击假说及其对生物圈的影响

根据化石记录可知,大量复杂生物类群迅速出现在早寒武世,这就是所谓的寒武纪生命大爆发.在此之前,有距今6亿年前的前寒武纪末埃迪卡拉生物群化石出现,此后的70～80 Ma里,生命就以上升了一个数量级的速率演化.这些在原始地层中看似迅速出现的化石,最早在19世纪中期就有所记录,达尔文认为,这是对他提出的进化论的自然选择观点的主要反对证据之一.有关新动物群的出现及演化长期困惑着地学界,集中在以下三点:在前寒武纪-寒武纪界线附近或早寒武世这个相对较短的时期内,存在着生命大爆发.是什么引起了这样的快速演化事件?这对于生命的起源与演化将意味着什么?对"寒武纪生命大爆发"的强烈兴趣还启发了20世纪70年代对布尔吉斯页岩化石记录的研究.不久之后,中国的澄江生物群包括对它后续的研究又很好地支持了生命大爆发.在前寒武纪一寒武纪界线附近究竟发生了什么?随着笔者对寒武纪事件越来越多的了解,积累的数据使得很多原先提出的假说都变得不太可能了.通过作者对地球环境的改变和寒武纪生命大爆发详实的研究,发现这种改变是可以由撞击事件引起的.在对寒武纪时期的地球进行了详细的研究之后,笔者提出了新的见解.前寒武纪晚期,存在大型的陨击事件.碰撞的高温结束了大冰期,使生物信息得以交流.同时,撞击启动基因调控机制、释放HSP90变异.一方面,调控基因决定了其他基因的表达,最早的调控基因发现于布尔吉斯页岩中(535 Ma).另一方面,HSP90原本是积累突变的蛋白,一旦环境突然发生变化,所有DNA突变将得以表达,在短时间内新的生命形式得以进化.并且这种变化是可以遗传的.然后,在新生臭氧层保护与有氧呼吸能量供应下,地球另一端幸存地下生命爆发,产生硬壳及复杂的新陈代谢以适应高温高压.现代的银河系天文理论,即密度波理论,在本文中被应用以试图解释这种撞击背后的天文学诱因.5～6亿年前的寒武纪事件使笔者联想起另外两次仍然存在争议的大规模撞击事件,它们引起的大气变化、水圈变化、生物圈变化、碳酸盐岩变化、磷矿变化都惊人的相似.形成于17亿年以前的Sadbury陨击坑直径为200 km,是最大陨击坑之一;23亿年以前(23.3～22.88亿年)地质环境(沉积圈、生物圈、水圈、大气圈)发生了由地外因素引起的灾变.灾变后,火山活动明显减弱,富氧大气圈形成,生物演化出现飞跃,叠层石开始广泛发育,碳酸盐岩在各大陆大量沉积,第一次全球性磷矿期开始发育.根据几处23亿年左右陨落的大量消溶型铁质宇宙尘的发现,推论该灾变的起因是与陨击作用有关的宇宙事件,且地表23亿年前的泛火山运动和月岩年龄分布(23～25亿年)以及月表陨石坑构造等表明:23亿年前,地外物体对地球的冲击作用非常强烈.再考虑到6 500万年前的契科苏博鲁陨击事件,也就是说,在已经得到广泛承认的和存在争议但有事实支持的地外灾变事件中规模最为巨大的三次撞击事件符合5～6亿年这一大周期.5～6亿年正是太阳系扫过银河系四条主旋臂一次所用的时间:太阳绕银河一周的时间大约是290个百万年.而由于在太阳绕银河转的时候,银河系的四条大旋臂同样旋转,并且其螺旋势场的角速度约是太阳系的一半,最终叠加的结果就是这样的一个大周期.密度波理论表明,旋臂处质量密度非常大,并且形成旋臂的螺旋引力场将对太阳系产生影响,诱发撞击事件.本文通过前人定性证据和笔者实地考察表明,上述假说与当时的绝大多数重要天文事件和地质发现相吻合,广泛的铱异常与位于澳大利亚的大型陨击坑均有发现.对澳大利亚的Acraman陨击坑和HAPCIS陨击坑的基底构造实地分析也表明了前寒武纪末曾经存在过陨击事件.最后笔者利用计算机模拟了大气圈变化.模拟分两步进行,首先从岩石热分解得出需要的温度与压强数据,而后将数据作为参数用于模拟.数据结果表明撞击区域的大气温度在4 000 K左右,压强为5 600 Bar.撞击增加了大气中二氧化碳和氧气的含量,并强化了臭氧层.这些含量的变化与地质上的记录一致.