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。     

内蒙古海拉尔发现陨石坑及科研意义

陨石撞击构造研究是天文地质学研究的热点,但是缺乏典型的研究基地,海拉尔陨石坑的发现,无疑是一个重要补充。海拉尔陨石坑坑区基础岩石为晚侏罗世火山岩,区域自然地理为平缓丘陵山地草原,陨石坑呈封闭圆形,中间筒状突起显示冲击锥地貌,直径320m,坑底到坑缘最大高差10m。为了保护性研究,没有进行进行破坏性取样分析撞击岩石矿物,根据排他比较分析法,认为该坑唯有陨石撞击成因可以解释,并且具有最关键的冲击锥地貌特征。这是一个我国唯一保存完整的可供直观参观的陨石坑,估计该陨石坑年龄应该在100万年以上。     

内蒙古海拉尔发现疑似陨石坑地貌

陨石及陨石坑是天文学研究中最现实直观的地质现象,也是现代科技时代人们最热衷的自然科学景观现象。探讨撞击构造及撞击周期涉及行星撞击对地球形成演化的影响,涉及对地磁场及自转地轴变化的影响,涉及地球内动力变化及大地构造演化;撞击作用及撞击构造可以形成一系列的经济矿产,如金刚石、多金属矿产及有机沉积矿产,蒸发沉积矿产等;陨石撞击会引发全球性毁灭性灾害,地球生物周期性灭绝大部分与陨石撞击有关,因此陨石撞击研究涉及自然灾害预防,是近代和未来科学研究的热点。     

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。     

岫岩陨石坑(Xiuyan Crater)简介EI北大核心CSCD

岫岩陨石坑位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县境内,是一个位于丘陵地区,保存状态良好的碗形陨石坑,在陨石坑分类中属于简单陨石坑。它系5万年前该区发生的一次小行星撞击事件中形成的一个撞击地质构造。陨石坑坐落在元古宇变质岩地层上,坑的底部堆积有厚度近百米的湖沼相沉积物和厚度188 m的撞击     

岫岩陨石坑(Xiuyan Crater)简介

<正>岫岩陨石坑位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县境内,是一个位于丘陵地区,保存状态良好的碗形陨石坑,在陨石坑分类中属于简单陨石坑。它系5万年前该区发生的一次小行星撞击事件中形成的一个撞击地质构造。陨石坑坐落在元古宇变质岩地层上,坑的底部堆积有厚度近百米的湖沼相沉积物和厚度188 m的撞击     

对加拿大萨德伯里撞击构造的考察及其启示

简介了近年来萨德伯里撞击构造及超大型铜镍硫化物矿床的研究现状和作者现场考察所得的认识。记述了萨德伯里的撞击构造、陨石撞击事件及其构造效应、岩浆杂岩（SIC）和有关成因争论；叙述了该大陨石坑的变形和邻近格林威尔造山作用导致的NW－SE向缩短和剪切作用；还介绍了萨德伯里铜镍硫化物矿床撞击成矿假说；最后，特别提出在从事地球动力学和成矿作用动力学研究时，应十分注意类似萨德伯里陨石撞击灾变事件及损击成矿作用的研究。     

天然富勒烯的地质产状与成因

天然富勒烯研究是富勒烯科学和地质科学相交叉的一个新兴研究领域,迄今为止已在桑加岩、闪电熔岩、陨石撞击坑中的含碳质角砾岩、古近系/白垩系地层界线(E/K)的含碳粘土岩、三叠系/二叠系(T/P)界线岩石(粘土岩、硅质岩)、恐龙蛋壳、煤、重质油、固体沥青以及半天然的烟灰、木炭、书墨等物质中检测到富勒烯的存在,但含量很低。多数天然富勒烯的地质分布、成因机制与陨石撞击、野火、闪电等有关,但部分天然富勒烯的成因尚不清楚。天然富勒烯研究扩展了人们对自然界碳结构及其演化的认识,在地质事件、事件地层如陨石撞击事件、E/K界线、T/P界线等的研究中充分显示了其独特的方法和应用价值。     

L群普通球粒陨石母体的撞击历史

撞击作用发生在太阳系形成和演化的所有阶段,是最基本的地质过程之一.陨石可以从微观尺度记录下这些重要的过程.在所有陨石族群中,L 群普通球粒陨石保留了最完备的冲击变质记录,对撞击发生的时间、冲击过程中的物理条件提供了重要制约.矿物学证据表明,在太阳系形成 100 Ma 内,L 群陨石母体可能发生一次撞击裂解事件,并在随后重组.4. 48 Ga左右,原始小行星带经历大范围的撞击作用,这一事件也记录于L群普通球粒陨石中,可能是由月球大撞击事件溅射的大量碎屑进入到原始主小行星带引起.约800 Ma,包括L群陨石母体在内的内太阳系部分天体经历了同时期撞击事件,可能由这一时期裂解的大质量小行星产生的溅射物引发.L群陨石母体在～465 Ma发生撞击裂解,这一事件在 L 群陨石中保留了丰富的矿物学、年代学记录,并在地球全球奥陶纪地层发现相关信息.综合与该事件相关的所有L群陨石冲击变质特征,本文认为该裂解事件是由一颗大直径(18～22 km)石陨石质小行星,以较低速率(5～6 km/s)撞击导致.同位素年代学数据表明,L 群普通球粒陨石母体很可能未受到晚期大撞击事件的影响,这难以用L群陨石母体过小予以解释.可能的原因有:① L群普通球粒陨石母体在原始主小行星带分布非常有限,导致其受到晚期大撞击事件影响的概率不高;② 晚期大撞击事件对原始主小行星带的影响可能并没有之前估计的那么严重,一个持续时间更长但更加温和的撞击模型更加符合现阶段的观察.     

海南岛白沙陨石坑的遥感图像解译与验证

据著名的冲击构造学家E.M.Shoemaker估计,在地球演化史中产生的直径大于10km的陨石冲击构造不少于1500个,较小的陨石冲击构造数量更多,但因长期复杂的地质作用的破坏和改造,幸存者甚少.全球已发现的陨石冲击坑约130个,有的受剥蚀而残缺不全,另一些为后期沉积物掩埋,由钻探发现不能直接观测,只有少数保存和出露都较好,如美国亚里桑那州的梅特奥尔(Meteor)陨石坑和爱沙尼亚的卡利(Kaali)陨石坑等,其成坑时代很新、规模小、冲击能量不大、冲击形成物种类不丰富.     

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.     

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。     

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。      

基于粗糙度的雨海地形及撞击坑特征分析

以月球雨海地区为研究区,利用Matlab编程语言,结合分辨率为118 m的DEM数据,得出了该地区的均方根高程及均方根偏差分布图,并在研究区内选取18条剖面线,对其进行多种粗糙度参数计算。结果表明雨海地区粗糙度较大的区域主要分布在环形山和撞击坑等区域,粗糙度较小值则主要分布在被火山熔岩流填充的平原等区域,可以确定在百米尺度上环形山和撞击坑是影响雨海地形粗糙度的重要因素。对单个撞击坑而言,坑壁粗糙度最大,坑缘次之,坑底较为平坦,粗糙度最小。坑底粗糙度增大的现象可初步推断该撞击坑存在中央峰。     

Hickman Crater,Ophthalmia Range,Western Australia: evidence supporting a meteorite impact origin ∗

A newly discovered, morphologically well-preserved crater with a mean diameter of 260 m is reported from the Ophthalmia Range, Western Australia. The crater is located in hilly terrain ～36 km north of Newman, and is situated in the Paleoproterozoic Woongarra Rhyolite and the overlying Boolgeeda Iron Formation. The morphometry of the crater is consistent with features characteristic of small meteorite impact craters. The rhyolite of the crater's rim exhibits widespread shatter features injected by veins of goethite bound by sharply defined zones of hydrous alteration. The alteration zones contain micro-fractures injected by goethite, which also fills cavities in the rhyolite. The goethite veins are interpreted in terms of forceful injection of aqueous iron-rich solutions, probably reflecting high-pressure hydrothermal activity by heated iron-rich ground water. None of these features are present in the Woongarra Rhyolite outside the immediate area of the crater. Petrography of the rhyolite indicates possible incipient intracrystalline dislocations in quartz. The Boolgeeda Iron Formation, which crops out only on the southern rim of the crater, displays brecciation and mega-brecciation superposed on fold structures typical of the banded iron-formations in the region. Geochemical analysis of two goethite veins discloses no siderophile element (Ni and PGE) anomalies, negating any contribution of material from an exploding meteorite. Instead, the strong iron-enrichment of the fractured rhyolite is attributed to a hydrothermal system affecting both the Boolgeeda Iron Formation and the Woongarra Rhyolite, and localised to the area of the crater. An absence of young fragmental volcanic material younger than the Woongarra Rhyolite is inconsistent with an explosive diatreme, leading us to a preferred interpretation in terms of an original impact crater about 80 m deep excavated by a ～10 m-diameter projectile and accompanied by hydrothermal activity. A minor north–south asymmetry of the crater, and an abundance of ejecta north, up to about 300 m northwest and northeast of the crater, suggest high-angle impact from the south. A youthful age of the structure, probably Late Pleistocene (10⁴–10⁵ years old), is indicated by damming of the drainage of a south-southeast-flowing creek by the southern crater rim.     

Volatile enhanced dispersal of high velocity impact melts and the origin of tektites

In hypervelocity meteorite impacts, shock energies produce temperatures well above the melting point of a wide area of the impacted target rocks. This produces impact melt during excavation and expansion of the transient crater cavity. The vast majority of this melt is retained in the crater-fill stratigraphy where it may form coherent melt units and/or be variably mixed with non-molten target rocks. A small portion (1–3%) of this melt is ejected from the crater at very high velocities – potentially faster than the impactor itself – forming impact glasses and, in rare cases, tektites. Why only some impacts form large volumes of high velocity impact glass and even fewer form tektites remains poorly understood. Many of the expected theoretical controls on the production and dispersal of high-velocity impact melt (target rock type, impact size, impact angle) do not seem to apply; comparison of the volume and nature of ejected melt around complex and simple craters on Earth reveals no systematic relationship to any of these parameters. The geologic evidence suggests that there is another controlling mechanism that promotes production of high velocity impact melt and tektite formation in some impacts. The Darwin impact event shows clearly that the presence of water rich surface layers in the target stratigraphy enhances by orders of magnitude the production of high velocity ejected melt; as hinted at by some numerical models. For tektites from all four strewn fields, the presence of water rich surface layers at the impact site can be inferred and it seems this is the missing feature of the target stratigraphy required to explain tektite origin.     

The Araguainha impact: a South American Permo–Triassic catastrophic event

The Araguainha meteorite impact was certainly one of the most catastrophic events in the history of the South American continent. The impact occurred around 250 Ma ago, when the region was covered by the estuarine waters of the Parana Basin in central parts of Brazil. The impacting body of approximately 2–3 km in diameter was sufficiently large to excavate a 2 km-thick sedimentary sequence of the Parana Basin and to expose a 4 km-wide core of basement crystalline rocks in the central part of the crater. The huge scar left by the meteorite collision is 40 km in diameter, the largest and best preserved impact crater on the continent. Combined field observations and remote sensing analysis demonstrates that the Araguainha impact structure preserves all morphological/structural features of large lunar craters, being thus an important analogue to study large extraterrestrial craters. The catastrophic energy released upon impact, close to 10⁶ megatons of TNT, must have been disastrous for marine organisms living in the Parana Basin. Ongoing studies are currently evaluating the link between the Araguainha impact and the Permian–Triassic mass extinction, which is the greatest of the mass extinctions in Earth history.