月表典型区撞击坑形态分类及分布特征

月球表面环形构造主要有撞击坑、火山口和月海穹窿3种,其中撞击坑分布最广泛,是研究月表环形构造的主要内容。由于月表撞击坑数量大、种类多及其形成伴随着整个月球地质的演化过程,因此这种月表地形地貌比较完整地记录了月球表面地貌随时间的改造过程以及改造类型。文中通过研究撞击坑遥感影像及形貌特征,总结归纳为简单型、碗型、平底型、中央隆起型、同心环型、复杂型及月海残留型7种撞击坑类型,用来描述月表典型区域撞击坑的形态特征。从结构和物质两方面进行了月表典型区域撞击坑的形态地貌参数提取,综合利用嫦娥一号CCD 影像数据、LROC数据,得到了该区域撞击坑形态数据(坑底、坑唇、坑壁、坑缘、溅射物覆盖层、中央峰)和形态测量数据(直径、深度、地理位置)。研究发现,LQ 4地区的撞击坑分布可分为月陆区和月海区,月陆区的撞击坑多以中小型撞击坑为主,其分布密度极高,形成年代较早,月海区撞击坑多为年轻的撞击坑,分化程度较低,分布密度也较低。     

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。     

福建永泰地区遥感影像特征研究

在综合分析福建永泰地区遥感影像特征的基础上,根据遥感图像反映出的地质信息特征,有效地解译火山—侵入杂岩区火山地层、侵入岩体、火山构造及线性、环形构造等地质内容。对提高整个地质工作的研究程度具有实际意义。     

月表撞击坑自动识别与提取的新方法及其应用

月表撞击坑是月球最显著的地质构造特征。随着不同月球探测器探测数据的丰富与数据质量的提高,月表地质信息挖掘成为月球科学领域重要的研究内容。月表分布广泛的撞击事件的撞击机理研究和月表地质单元的地质年龄的判定等科学问题都离不开对撞击坑的研究。因此,对撞击坑进行识别和特征参数提取是挖掘以上月表地质隐含信息的基础和关键。针对目前用于撞击坑识别和特征参数提取的方法存在效率低下、应用范围有限等种种缺陷,提出了一种新的月表环形构造识别和特征参数提取方法,并且实现了定量自动化处理。首先,根据撞击坑环形构造特征,利用坡度指数提取坑壁多边形矢量要素;其次,提出并采用环形构造最小外包矩形法提取撞击坑的伪中心与伪直径;然后,以伪中心为中心点向外搜寻并确定撞击坑坑缘顶点;最后,利用三点定圆法确定撞击坑的中心位置和直径大小。以嫦娥一号CCD相机影像数据和利用CCD立体相机制作的DEM数据为数据源,选取不同区域、不同类型的月表撞击坑进行试验,并将计算结果与目前研究成果进行对比。结果验证表明,此方法可以推广到月表其他表面,并可应用于月表撞击坑形成机理研究和利用撞击坑大小频率分布测量的方法确定月表地质单元的地质年龄工作中。     

月表线性构造定量提取与演化分析:以静海月岭、月溪为例

线性构造是月球表面除环形构造外另一种重要的构造样式,呈线状延伸。月表线性构造种类繁多,其成因也具有多样性。它能反映全月球或者区域性的构造特征与应力状态,在某种程度上反应月球内部的地质信息,对研究月球的构造演化有重要的意义。文中以静海地区为例,经过对“嫦娥二号”CCD的影像数据及从中提取的DEM数据进行解译,提取出了284条月岭和71条月溪,并对月岭月溪进行分类和统计分析,然后结合静海地区线性构造的分布特征及坡度图、等值线图,分析其演化过程。结果表明,静海地区的月溪月岭大部分分部在西部高程较低的区域;静海盆地月溪的形成时间与盆地形成及玄武岩的填充时间大致相同,月岭的形成时间大致与撞击坑的形成时间相同;静海盆地中一端延伸至撞击坑的月岭形成模型属于火山成因模型中的堤坝模型。     

撞击过程和内太阳系撞击历史

在太阳系的形成和演化过程中,发生在天体物质间的撞击作用是最重要的地质过程之一.撞击构造是地外天体表面最常见的地貌单元,大部分天体的地貌演化主要受撞击作用控制.撞击过程产生的温度、压力和应变速率比岩石圈内的其他地质过程高多个数量级,形成广泛分布的撞击产物,如气化物、熔融物、冲击变质和变形等.虽然撞击过程转瞬即逝,撞击作用向天体注入能量并改变其内、外结构,对天体的圈层系统产生长远影响.持续撞击在天体表面累积了大量的撞击坑,撞击坑的空间分布反映了受外来撞击的历史.内太阳系在～3. 8 Ga前的撞击频率更高,但是大量撞击盆地是否灾变式的密集形成仍在持续争议;～3. 8 Ga以来的撞击频率趋于稳定,但是缺乏具有明确事件指代性的标定样品.在同一天体上,撞击坑的空间密度指示了相应地质单元的形成时间,因此撞击坑统计常被用于估算地外天体表面地质单元的相对年龄.基于月球软着陆探测任务返回的样品,前人已约束了不同直径的月球撞击坑的形成频率,进而建立了使用撞击坑统计估算月球表面地质单元的绝对模式年龄的方法.另外,内太阳系天体可能经历了相似的撞击历史,因此地-月系统的撞击频率已被缩放至其他类地行星.撞击坑统计是探索太阳系天体的撞击历史、遥估地外天体表面的相对和绝对年龄的主要方法,也是行星地质研究的基本工具.该方法的整体可靠性已得到大量实验的验证.同时,该方法在理论基础和技术细节上还存在大量的不确定性.修正该方法是完善太阳系撞击历史的重要研究内容,也是未来采样返回探测任务的重要科学目标.     

基于遥感蚀变信息提取巴林格撞击坑周边铁陨石

目前地球上已经得到确认的撞击坑有190余个,其中直径小于1 km的简单撞击坑绝大部分是由铁质撞击体撞击形成的。由铁质撞击体撞击而成的撞击坑周边存在大量的铁陨石物质,这些铁陨石物质的空间分布特征对研究撞击坑的撞击过程和机理具有重要意义。铁元素的异常富集也可作为探寻地球表面疑似撞击坑的重要信息。为了获取撞击坑周围的铁陨石残片,早期主要通过人工方式进行实地调查,但这种方法效率低下且需要投入大量人力物力。基于铁陨石独特的光谱特征,利用遥感蚀变信息提取手段可以很方便地获取撞击坑周边的铁陨石物质。根据铁陨石矿物的波谱特征,以美国亚利桑那州巴林格撞击坑(Barringer Meteor Crater)为研究对象,基于Landsat 8 OLI数据,采用目前提取蚀变信息的常用方法:波段比值(BandMath)—主成分分析法进行撞击坑周边铁陨石信息的提取。提取结果与前人实地调查获取的铁陨石分布情况契合程度较好。撞击坑东侧、东南侧、西南侧等处的铁陨石聚集区在提取结果图上均有较好的反映。表明利用波段比值-主成分分析方法提取巴林格撞击坑周边铁陨石信息是可行的,实验结果准确地获得了该撞击坑周围的铁陨石空间分布信息,为探寻地球表面撞击成因的环形构造提供了可行方案,同时为未来同类撞击坑信息提取提供了重要的方法参考。     

国内外对天体撞击地球的撞击构造研究的新进展

以 31届国际地质大会有关论文为基础 ,综述了国内外撞击构造研究的最新进展 ,分 4个方面 :(1)新的撞击坑发现与报道 :除已知的 145个之外 ,还有巴西的 14个撞击坑 ,其中 7个目前已经证实 ;蒙古的 2 0个撞击坑 ,其中 11个已经证实 ;中国自 2 0世纪 70年代以来发现和报道的 8个撞击坑和对它们的研究简况。 (2 )撞击构造与地球演化 :涉及到地球的起源 ,天体撞击在地球形成中的作用 ,撞击周期 ,撞击与地磁 ,地轴变动的关系 ,撞击作用与板块构造 ,撞击与地球内动力的关系 ,太阳系其他行星上的撞击作用对比。 (3)撞击构造研究方法 :包括对复杂撞击坑中心隆起的深钻研究成果 ,对海洋巨型撞击坑的地震测量 ,撞击熔岩的分异与蚀变的物理化学实验计算 ,深部流体与撞击作用的研究进展 ,撞击压力测量的新方法 ,撞击变质作用在矿物学上的进展 ,撞击数学模型的建立与应用。 (4 )撞击构造与经济矿产 :包括金刚石 ,宝玉石 ,Au ,Ag ,Cu ,Ni,Co ,Se ,Te ,Pb ,Zn ,PGE ,REE ,U ,Th等多种元素与矿产以及石油、煤、天然气与撞击构造的关系 ,这些矿产在成因、分布规律、控制作用与撞击构造的关系。     

苏州西部地区环形构造及其成因

遥感影象环形构造是苏州西部地区主要遥感构造类型之一。本区环形构造具有不同大小级别,是构造变形、岩浆活动及地貌形态等信息在遥感图象上综合反映,它的形成与区内逆冲推覆活动、岩浆活动具有密切关系。本文详述了环形构造的成因分类及其地质含义,并探讨了环形构造的形成机制。     

木星和土星冰卫星上的撞击坑分布:探寻外太阳系撞击体来源的钥匙

充分认识外太阳系撞击体的来源类型和分布特征,对认识外太阳系固态天体上撞击过程,明确外太阳系天体上的撞击坑生成率和撞击坑定年等诸多方面具有重要的意义.得益于海量高质量探测数据的获取,如今我们对内太阳系主要天体表面的撞击分布和来源已经有了较为深入的了解,但对外太阳系天体的撞击分布和来源还知之甚少.不同大小频率的撞击体会在外太阳系冰卫星表面形成不同大小频率分布的撞击坑,不同飞行速度的撞击体也会在同步自转的冰卫星上留下程度不同的前导-后随半球不对称分布的撞击坑,因此,对外太阳系冰卫星上撞击坑的大小频率分布和前导-后随半球不对称性分布的观测,可以用于反推外太阳系的主要撞击来源.木星系统中大坑(D＞10～30 km)的主要撞击来源是日心小天体(环绕太阳),但目前在木卫三和木卫四上观测到的前导-后随半球不对称性程度与黄道彗星引起的不对称性程度并不相符,更接近于近各向同性彗星(NICs)引起的不对称性,这与目前的天文观测和理论计算结果不一致;木卫二上的大坑稀少,小坑(D＜1 km)则主要受一次坑的溅射物影响.对土星系统,土卫五和土卫八的大坑(D＞20～30 km)分布更符合日心小天体来源;而土卫一、土卫四、土卫三上的分布则与行心碎屑物(以行星为中心)一致,尤其是小坑更可能来自以土星为中心的撞击体影响,例如大型盆地的溅射物或卫星碎片残骸.     

Geomorphological investigation of possible impact evidences for the crater-shaped structure of Zirouki in Samsour Desert, SE Iran

Despite the extensive records on geomorphological studies in Iran, meteorite impact craters have so far not been considered in to account. Based on both remote sensing technique and field work we have recognized the circular structure of Zirouki crater in the Samsour desert, southeast of Iran, which if confirmed as an impact structure, would be the third impact structure candidate in the Middle East after the Wabar craters in Saudia Arabia and Jebel Waqf as Suwwan in Jordan. Geomorphological investigation of the possible impact structure of Zirouki crater was done based on multi criteria methodology including of geological, topographical, geophysical and petrographical studies. Among different studies, topographical investigation indicated that the crater shape morphology was quite obvious with a central uplift projection; as well geophysical pattern provided very strong evidence for possible impact structure, indicating the presence of circular negative gravity anomaly at the whole of the crater.     

Buried impact basins,the evolution of planetary surfaces and the Chicxulub multi‐ring crater

Impact craters are distinctive landforms on Moon, Mars, Venus and other bodies of the Solar System. In contrast, the Earth has few craters, due to the dynamic nature of the planet, where craters and other geological structures are destroyed, modified or covered. Planetary missions have also shown that in other worlds where craters are numerous and well preserved, the crater record has been modified, through the identification of buried structures. Studies of the concealed crater record have major implications for the crater‐size frequency distribution and crater‐counting chronologies. On Earth, Chicxulub is an example of a large multi‐ring buried basin. Its study provides clues for the investigation other planetary surfaces. In addition, geophysical surveys have unravelled its deep 3‐D structure, providing data and constraints for new planetary missions.     

岫岩陨石坑撞击角砾岩的岩相学和冲击变质特征SCIEI北大核心CSCD

撞击角砾岩是陨石撞击过程形成的特有岩石种类,是研究撞击成坑过程、陨石坑定年、矿物岩石冲击变质的理想对象。岫岩陨石坑是一个直径1800m的简单陨石坑,坑内有大量松散堆积的撞击角砾岩。本研究通过光学显微镜、费氏台、电子探针、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子质谱仪等分析测试手段,主要研究了岫岩陨石坑撞击角砾岩的岩相学和冲击变质特征,并在此基础上讨论了撞击角砾岩的形成过程和陨石坑的形貌特征。岫岩陨石坑内产出有三种撞击角砾岩,分别是来自上部的玄武质角砾岩和复成分岩屑角砾岩,以及底部的含熔体角砾岩。组成玄武质角砾岩和复成分岩屑角砾岩的碎屑受到的冲击程度较低,仅有少量石英发育面状变形页理,指示不超过20GPa的冲击压力。而组成含熔体角砾岩的碎屑受到了很强的冲击,发育了熔融硅酸盐玻璃、石英面状变形页理、柯石英、二氧化硅玻璃、击变长石玻璃、莱氏石等冲击变质特征,指示的峰值压力超过50GPa。本研究证实了含熔体角砾岩通常产出在简单陨石坑底部,由瞬间坑的坑缘和坑壁垮塌的岩石碎屑与坑底的冲击熔体混合形成。岫岩坑的真实深度是495m,真实深度与直径的比值为0.275,符合简单陨石坑的尺寸特征。陨石坑内的撞击角砾岩中心厚度为188m,与直径之比为0.104,略低于其它简单坑,可能是受丘陵地貌影响导致改造阶段垮塌到坑内的岩石角砾偏少。     

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。      

世界陨石坑研究

本文综述了全球陨石坑研究的研究历史和最新成果、基本的概念、陨石坑的识别要点、世界著名的陨石坑、陨石撞击地球可能引起的岩浆活动、陨石撞击与生命演化等内容。确定一个陨石坑,要从有一定弧度的地貌开始,鉴别低平圆形地质体是陨石还是其它原因造成的,综合确定岩石的岩石学特征、岩石中是否有撞击变质矿物、残余陨石、重力异常。陨石撞击太阳系的所有行星。由于地球表面遭受严重的风化和侵蚀,地质学家很难发现陨石坑。截至2021年3月31日,全球陨石坑数据库中有190个经确认的陨石坑,但中国只有一个,中国地质学家在发现陨石坑方面应当积极努力。对一个陨石坑认识可能不很成熟,但往往能改变对一个地区的地质成因理论的认识,形成完整的陨石坑证据链可能需要几代科学家的不断努力。     

世界陨石坑研究

本文综述了全球陨石坑研究的研究历史和最新成果、基本的概念、陨石坑的识别要点、世界著名的陨石坑、陨石撞击地球可能引起的岩浆活动、陨石撞击与生命演化等内容。确定一个陨石坑,要从有一定弧度的地貌开始,鉴别低平圆形地质体是陨石还是其他原因造成的,综合确定岩石的岩石学特征、岩石中是否有撞击变质矿物、残余陨石、重力异常。陨石撞击太阳系的所有行星。由于地球表面遭受严重的风化和侵蚀,地质学家很难发现陨石坑。截至2021年3月31日,全球陨石坑数据库中有190个经确认的陨石坑,但中国只有一个,中国地质学家在发现陨石坑方面应当积极努力。对一个陨石坑认识可能不很成熟,但往往能改变对一个地区的地质成因理论的认识,形成完整的陨石坑证据链可能需要几代科学家的不断努力。