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     

大别山太古宙壳核构造及其巨陨撞击成因

以中国大别山为例,阐明太古宙的岩石组合是受巨陨星撞击构造控制,由巨陨撞击盆地经岩浆贯入及沉积物充填逐步演化而成。因像是包裹在地壳中的核体,命名壳核构造。     

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。      

建议在湖南寻找与陨击作用有关的金刚石

目前世界各大洲发现陨星撞击构造近200个(有些尚有分歧),其中约有1/5发现伴有各种金属或非金属矿产以及油气和地下水资源,特别是近来还在陨击构造中找到了金刚石。陨击构造已被列为一种新型成矿构造进行研究。美国石油地质学家协会天体地质委     

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     

美国Chesapeake湾撞击坑研究评述

35 Ma前由一颗陨星撞击形成的直径85 km的Chesapeake 湾撞击坑是全球第七大、美国境内最大的撞击构造,为国际地学界所瞩目.尽管它被新生界沉积层覆盖,而且十几年前才被发现,但由于存在许多钻井资料和大量的地震剖面可供研究,因此对该坑的认识较全面深入.本文第一作者2004年在美国弗吉尼亚东海岸就曾参加了Chesapeake湾撞击坑中央坑的野外地震探测研究.目前,全球已确认的撞击坑为172个,Chesapeake湾撞击坑为其中之一,而中国境内的撞击坑为零.     

地月系统不同成因环形构造及其影像特征

环形构造是一种常见的地质现象,特别是在月球上分布更为普遍。本文论述了三种成因的环形构造,即:侵入岩成因的环形构造,火山成因的环形构造,以及小天体撞击形成的撞击坑。文中详细介绍了它们的成因与结构特征,指出侵入岩成因的环形构造主要由岩浆冷凝收缩形成,在遥感影像上主要表现为影像色调的不同;火山成因的环形构造为火山口,在遥感影像上具有环形结构;而小天体撞击形成的撞击坑形态复杂,如碗形坑、中心锥环形坑与多环撞击坑,撞击坑的坑沿外缓内陡,遥感影像上表现为环形或弧形构造,有些撞击坑具有辐射纹。     

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。     

陨石撞击构造的某些地质作用特征

本文从地球演化早期巨陨撞击构造对大地构造的影响。撞击建造、撞击成矿作用等方面论述了撞击构造的地质作用特征,并通过实例加以说明。     

桐柏山高压变质带及其区域构造型式

桐柏山是秦岭－大别山造山带的重要组成部分。新近的构造学和岩石学详细研究表明，该区广泛分布有大量的、大小不一的榴辉岩及退变质榴辉岩块体，构成一个延展长约200km和宽约40km的高压变质带。由榴辉岩或退变质榴辉岩、遭受过高压变质作用的沉积和火山岩、由榴辉岩退变质而成的片麻岩和片岩，以及面理化的含榴或不含榴的花岗岩组成的高压变质单位（HP），在组成及变质演化特征方面，均与大别－苏鲁地区的高压单位类似。构造上，显示一典型的西北美型变质核杂岩。分隔开由桐柏杂岩组成的核部杂岩单位（CC）及上覆的高压单位的km尺度的伸展拆离带，具有下和中伸展拆离带的复合性质，是在高压变质作用期后伸展体制下形成的。桐柏山高压变质带是与大别山地区的高压变质带相联接的，据其岩石学、构造学及相关的主要构造边界展布特征，推测该高压变质带穿过南襄盆地有继续向东秦岭延伸的趋势。桐柏山高压变质带是东秦岭造山带与大别－苏鲁超高压和高压变质带间的构造纽带。     

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。     

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。     

罗圈里撞击坑铂族元素异常及粗铂矿的发现及其意义

对 1998年 7月发现的辽宁岫岩县苏子沟镇罗圈里直径 1.8km的撞击坑构造作了一系列地质、地球化学测试工作。从坑内出露的基岩 (下元古界辽河群里尔峪组变质砂岩 )与充填碎屑物质界面上取样 ,经XRD定性分析显示有自然铂、锇铱矿、自然铑、自然铱的存在。进一步对这一类样品作等离子质谱分析 (ICP MS) ,则发现有PGE异常。特别是Pt,Pd ,Ru甚至高于原始地幔的丰度值。进一步淘选坑里重砂样品则发现数颗粗铂矿物。已作电子探针分析表明PGE质量分数 :Pt为 85 .30 % 98.6 8% ,Pd为 0 .45 % 0 .87% ,Rh为 0 .5 6 % 0 .74% ,Os为 0 .6 6 % 1.31% ,Ir为 1.72 % 2 .43% ,Ru为 0 .16 % 0 .31% ,此外Ni为 0 .0 0 % 0 .5 0 % ,Fe为 4.98% 5 .42 %。笔者认为这种PGE元素异常和粗铂矿的发现是陨石及其撞击作用的重要依据之一。     

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。     

岫岩陨石坑地质遗迹保护浅析

岫岩陨石坑是中国第一个被证实并被国际学术界认可的陨石坑,是极为珍贵的地质遗迹及自然遗产,具有重要的科学价值与开发利用价值。岫岩陨石坑范围应定为地质遗迹重点保护区,根据地貌单元、遗迹点分布特点及人文因素,将保护区划分为地质遗迹景观区、居民点保留区和自然生态区等3个分区;借鉴国外对陨石坑遗迹保护开发的经验和岫岩陨石坑的现状,提出了进行保护和开发的路线;针对地质遗迹景观区基础设施建设、居民点保留区和自然生态区功能性升级、场馆的建设等问题提出相应的措施与建议。     

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。     

Impact cratering and distal ejecta: the Australian record

The Australian continent has one of the best-preserved impact-cratering records on Earth, closely rivalling that of North America and parts of northern Europe, and the rate of new discoveries remains high. In this review 26 impact sites are described, including five small meteorite craters or crater fields associated with actual meteorite fragments (Boxhole, Dalgaranga, Henbury, Veevers, Wolfe Creek) and 21 variably eroded or buried impact structures (Acraman, Amelia Creek, Connolly Basin, Foelsche, Glikson, Goat Paddock, Gosses Bluff, Goyder, Kelly West, Lawn Hill, Liverpool, Matt Wilson, Mt Toondina, Piccaninny, Shoemaker, Spider, Strangways, Tookoonooka, Woodleigh, Yallalie, Yarrabubba). In addition a number of possible impact structures have been proposed and a short list of 22 is detailed herein. The Australian cratering record is anomalously biased towards old structures, and includes the Earth's best record of Proterozoic impact sites. This is likely to be a direct result of aspects of the continent's unique geological evolution. The Australian impact record also includes distal ejecta in the form of two tektite strewn fields (Australasian strewn field, ‘high-soda’ tektites), a single report of 12.1?–?4.6 Ma microtektites, ejecta from the ca 580 Ma Acraman impact structure, and a number of Archaean to Early Palaeoproterozoic impact spherule layers. Possible impact related layers near the Eocene?–?Oligocene and the Permian?–?Triassic boundaries have been described in the literature, but remain unconfirmed. The global K?–?T boundary impact horizon has not been recognised onshore in Australia but is present in nearby deep-sea cores.     

及粗铂矿的发现及其意义

对1998年7月发现的辽宁岫岩县苏子沟镇罗圈里直径1.8　km的撞击坑构造作了一系列地质、地球化学测试工作。从坑内出露的基岩（下元古界辽河群里尔峪组变质砂岩）与充填碎屑物质界面上取样，经XRD定性分析显示有自然铂、锇铱矿、自然铑、自然铱的存在。进一步对这一类样品作等离子质谱分析（ICP-MS），则发现有PGE异常。特别是Pt，Pd，Ru甚至高于原始地幔的丰度值。进一步淘选坑里重砂样品则发现数颗粗铂矿物。已作电子探针分析表明PGE质量分数Pt为85.30%～98.68%,Pd为0.45%～0.87%,Rh为0.56%～0.74%,Os为0.66%～1.31%,Ir为1.72%～2.43%,Ru为0.16%～0.31%,此外Ni为0.00%～0.50%,Fe为4.98%～5.42%。笔者认为这种PGE元素异常和粗铂矿的发现是陨石及其撞击作用的重要依据之一。     

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.     

Testing the resolution of a 3D velocity tomogram across the Chicxulub crater

An integrated offshore/onshore reflection and refraction experiment was shot across the Chicxulub impact crater in 1996. The refraction data were previously inverted in 3D using first-arrival travel-time tomography. A regularized inversion, in which both data misfit and model roughness are minimized simultaneously, was used to determine a smooth velocity tomogram across the inner crater region. However, the experimental geometry for the refraction data was irregular, causing concern that this velocity model might not be well resolved. In this paper, we present a suite of checkerboard tests to investigate the lateral resolution of our velocity model. The Chicxulub crater is located partly onshore and partly offshore, with its centre close to the Yucatan coastline in Mexico. The shallow water limited acquisition of marine reflection data to distances of not closer than 25 km from the crater centre, and the centre of the structure is imaged with refraction data only. Intriguing velocity anomalies were observed across the central crater region, providing constraints on the lithological and structural form of Chicxulub. A high-velocity body within the central crater is most likely to represent lower-crustal rocks that were stratigraphically uplifted during the formation of this complex crater. The concave shape of this stratigraphic uplift suggests clues to the mechanics of large-crater collapse—the rocks appear to have moved upward and outward. An inward-dipping zone of lowered velocity has been interpreted as delimiting the outer edge of a central zone of melt-rich rocks. The resolution tests presented here indicate that these observed velocity anomalies are likely to be real.