论“太湖冲击坑溅射物”——来自太湖现代沉积物中铁质结核的证据

针对太湖发现由菱铁矿组成的“铁质溅射物”和“贫铁溅射物”是太湖形成于陨石冲击的观点,本文对这些实为铁
质结核样品进行了详细的矿物学、地球化学和年代学测试。数据表明,这些样品是在太湖现代沉积淤泥层中形成的菱铁矿
和褐铁矿结核。结核中含有大量水生植物碎片、植物蛋白石、细菌和少量动物壳体碎片。菱铁矿高温灼烧后全部变成赤铁
矿,说明太湖地区不存在菱铁矿熔融状的高温相。菱铁矿14C测年结果表明各个样品形成于年代,不是瞬间形成的。δ13C 数
据指示为淡水无机碳来源,并非湖区碳酸盐岩直接来源。所谓的“贫铁溅射物”实际是黄土层的成岩钙结核。这些证据表明,
太湖发现的这些结核是沉积成岩期的产物,并非冲击高温溅射熔融形成的溅射物。     

对“论‘太湖冲击坑溅射物’”一文的答复

      本期刊登了黄志诚和刘冠邦有关太湖“溅射物”的讨论文章。该文从沉积学观点,对太湖某些沉积物及结核开展了 研究工作,确定了沉积成因菱铁矿结核的存在, 并据此对我们在2009 年提出的太湖“溅射物”冲击成因观点提出质疑。这 些非溅射物结核的新资料,为进一步深入对比研究溅射物提供了某些参考。本文根据溅射物的外形、内部特征以及同位素 资料,与非溅射物结核进行了初步对比,结果显示对太湖“溅射物”的不同结论可能与研究样品差异有关, 相关研究工作 还值得进一步深入下去。     

太湖地区砂岩中石英变形特征：太湖冲击假说探讨

       太湖冲击成因假说作为众多太湖成因说之一,于20 多年前被提出至2009 年的再次复兴,颇受争议。本文从冲击的关 键证据之一石英变形特征入手,以新的实证研究重新审视前人的工作,并对太湖冲击假说展开探讨。主要通过光学显微镜 观察太湖地区泥盆系砂岩中石英受应力而致的不均匀消光、碎裂、变形纹等变形特征;利用费氏台测量石英变形纹的定向 特征,研究薄片中大量的人字形微裂隙现象;同时对比分析了九江地区同类砂岩及太湖地区菱铁矿结核体中石英碎屑的变 形特征。研究显示太湖地区砂岩中发育的石英变形纹并非典型的击变页理纹（PDF）, 石英变形特征主要为较低应力下的变 形特征,其成因具有多解性。因此太湖冲击成因假说以及太湖的形成机制值得多角度进一步研究。     

苏州西山震裂锥:太湖冲击坑又一新证据

震裂锥已被公认为陨石冲击地球表面遗留的标志。研究及统计资料表明,震裂锥与陨石冲击形成的中、大型冲击坑 有关。太湖西山震裂锥呈圆锥形,锥体表面有自锥顶向下辐射的锥纹,锥纹具有分叉的特征,这些特征与震裂锥的国际公 认的定义和标准相符。此外,西山震裂锥还具有其特有的其他特征：碎裂岩化显著;气化-熔融现象发育;锥体表面具网 状构造及波纹状、蜂窝状等多种气印。岩相学研究显示,震裂锥及含锥岩石中冲击变质现象明显,微页理（PDFs）、微裂 隙（PFs） 以及靶岩熔融现象发育。以上这些冲击变质的标志,可证明西山震裂锥是冲击成因,而非地表水风化淋溶石灰岩 的喀斯特或风蚀成因的凤稜石。西山震裂锥的发现、太湖湖底冲击击变角砾岩“太湖石”的确定,为太湖冲击坑的研究增 添了新的诊断性证据;加上早期研究确定的、冲击回落至太湖湖底淤泥层中的冲击溅射物,这些众多证据为确定“太湖冲 击坑”或“太湖冲击事件”展示了美好前景。但是,要确定太湖冲击坑的具体位置、大小及构造模式等,尚需更多的深入 研究。     

岫岩陨石坑菱铁矿角砾岩的特征及成因

岫岩陨石坑直径1.8 km,是一个简单碗形坑.通过在陨石坑中心实施的岩芯钻探,在被厚达107 m第四系湖相沉积物覆盖的撞击角砾岩单元顶部位置,发现少量“菱铁矿角砾岩”.这种菱铁矿角砾岩由菱铁矿微晶和矿物岩石碎屑组成.全岩碳同位素分析显示出较高的δδ13C异常,平均高达+13.76‰(V-PDB标准).菱铁矿形成时间约为37 ka,晚于撞击成坑事件(50 ka),也晚于湖泊相沉积物的沉积年龄(39～50 ka).在还原环境下,细菌分解有机质形成甲烷引起的碳同位素分馏是造成菱铁矿δ13C显著正异常的主要原因.显然,这些菱铁矿属于沉积成因.沉淀的菱铁矿胶结岩石和矿物碎屑形成菱铁矿角砾岩.     

太湖湖盆冲击成因假说的演变及研究进展

本文的主要目的是回顾太湖湖盆成因假说,并重点介绍太湖湖盆冲击成因假说的研究历史,首先对各类太湖湖盆非冲击类成因假说做简单的介绍和评述,这些假说包括潟湖说、构造说、堰塞说、火山爆喷说及综合成因说,然后重点回顾太湖湖盆冲击成因假说的演变过程.太湖湖盆冲击成因假说的第一阶段在20 世纪 90 年代初,根据太湖地区砂岩中存在大量石英变形纹现象提出冲击假说,因认知不足,渐渐势微;第二阶段是 21 世纪初,太湖湖底淤泥层赋存大量奇特富铁质结核的新发现再次复兴了冲击假说,但太湖冲击坑确定的结论并不成熟,证据并不充分,遭到质疑;第三阶段自2012 年开始,认识到工作中的失误和冲击假说的难点,再次聚焦富铁质结核的矿物学成因及所处淤泥层位的沉积学特征研究,以此为基础提出了太湖空爆冲击成因假说.最新研究结果显示太湖存在一层含富铁质结核的泥质层;富铁质结核的形态和内部特征有可能提供太湖湖盆成因的相关信息.富铁质结核可能是湖盆形成初期时大水面下淤泥空隙沉积结核物,也可能是空爆气柱合成产物和回落物.太湖湖盆空爆成因假说研究具有非常重要的科学意义,值得深入研究.     

国外菱铁矿床概述

菱铁矿矿床,大部分是由菱铁矿与赤铁矿(镜铁矿)——褐铁矿及磁铁矿组成的混合型铁矿床,有少部分为由菱铁矿或以菱铁矿为主的单一型铁矿床。其地表部分极易氧化成褐铁矿。长期以来,这一类型铁矿,在世界铁矿类型中只占次要地位。一般认为沉积菱铁矿在世界上分布广泛,但矿层很薄,稳定性较差,品位很低,不具工业价值,只有在铁矿资源贫乏的德国、英国才进行开采;在内生作用过程中,菱铁矿主要产于岩浆期后低温热液及火山作用后期,其储量和开采量多不被人们重视。事实上世界许多重要铁矿如北美上湖铁矿及仅次于上湖的中欧侏罗系而状铁矿,其矿物成分除赤铁矿、磁铁矿与褐铁矿外,菱铁矿也占一定比例,部分地区则以菱铁矿为主。在碳酸盐岩中的菱铁矿矿床,多属单一型菱铁矿,其成因有沉积与热液两种不同的看法。下面介绍几个规模     

超高压矿物研究进展

我国超高压矿物研究近十年来取得了重要进展.参与发现了5个超高压新矿物及若干待命名高压相,被国际矿物协会新矿物、命名与分类委员会批准和命名的超高压矿物包括涂氏磷钙石、塞石英、玲根石、谢氏超晶石、阿考寨石等.在冲击变质陨石中发现了后尖晶石结构的超高压相,即谢氏超晶石和CF相,引起了高压地质学及大地构造学界的关注.揭示了从冲击成因二氧化硅熔体中结晶的柯石英,合理地限定了冲击变质成因柯石英的形成压力温度条件,为我国首个地外天体撞击构造——岫岩陨石坑的证实提供了关键的矿物物理证据.     

吉林省小栗子铁矿地质特征及成因探讨

小栗子铁矿是矿体赋存一定层位;矿体与围岩整合接触;围岩蚀变微弱或无蚀变;组成矿石矿物的成分简单;铁矿石是在胶体溶液中化学沉积形成;铁矿石是由菱铁矿、赤铁矿受后期变质、迭加改造作用的中元古时期形成的沉积变质矿床,即＂大栗子式铁矿＂。     

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。     

太湖冲击坑溅射物的发现及其意义

太湖冲击成因说由来已久,但始终未成定论。近几年在太湖及周边湖泊的淤泥层中发现了许多形态各异的奇石,经多种方法测试研究,确定为太湖冲击坑的溅射物。根据成份,溅射物分为两大类。一类富铁质,以菱铁矿及其胶结的碎屑为主,包括微小球粒、棍状及各种形态的块状和片状体 ;另一类贫铁质,以方解石及其胶结的长英质碎屑为主,碎屑为锐角状的石英晶屑及少量粘土和长英质岩屑。溅射物的大小从厘米级块体到毫米级球粒,再至微米级尘粉都有。溅射物外形多具有旋转扭曲形态及熔壳特征,显示了熔融、塑性- 半塑性特征。这些特征显示其成因经历了冲击震碎、熔融、挖掘抛射、空中飞行,最后溅落在冲击坑及其周围。溅射物的成分反映了太湖靶岩基岩岩性特征。太湖冲击坑溅射物的发现是继太湖诸岛石英砂岩中石英晶体的冲击变质微结构发现之后,又一重大突破。综合其它特征,可以确定太湖为一冲击坑。     

太湖沉积物重金属及营养盐污染研究

通过太湖MS沉积岩芯元素地球化学指标的分析,对太湖沉积物污染历史进行了系统的讨论。根据化学元素的聚类分析结果、变化趋势,并与太湖流域经济发展进程对比,认为太湖沉积物铅、锌、锰、镍污染开始于20世纪70年代末期,砷、汞污染分别开始于30年代和40年代,随着底泥重金属污染程度的加重,沉积物表层磁化率明显升高;总磷自40年代以来含量不断增加,总氮、总有机碳含量增加开始于70年代末期,表明湖泊富营养化程度不断加重。太湖沉积物重金属及营养盐污染历史与该区经济发展阶段相吻合。     

太湖地区早全新世沉积物中富铁质棍状结核体成因研究

文章主要介绍太湖地区富铁质棍状结核体的原始直立产状、分布特征、外形特征,内部胶体结构及其矿物学组合特征,进而讨论棍状结核体的成因模式.棍状结核体横向上广泛分布于太湖及其周边地区,产于一层标志性泥质层中;纵向上,棍状结核体在不同高度,从湖底到山边的田地,山麓下的沟槽里都有发现.原始层位可见新鲜棍状结核体,外表颜色为钢灰色...     

太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究

选择了我国第三大浅水湖泊--太湖及其主要入湖河流进行沉积磷形态的连续提取研究.太湖湖区沉积磷中不稳态磷(LP)及铝结合态磷(Al-P)含量很低,其余形态磷为铁结合态磷(Fe-P)＜钙结合态磷(Ca-P)＜有机磷(Org-P).河流沉积物中有机磷的相对含量高于湖泊沉积物,绝对含量平均值约为湖泊沉积物的3.9倍,铁结合态磷的绝对含量约为湖泊沉积物的3/4,湖区沉积物Fe-P含量与水体中PO3-4-、Chla呈显著正相关关系,同时与间隙水的氧化性呈显著负相关关系.太湖各湖区沉积物的磷形态表现为空间差异较大,活性组分的差异性要大于活性较差的组分.总的来说北部湖区沉积物中Fe-P和Org-P含量高于其他湖区,这与太湖北部湖区水体高营养级和藻类爆发关系密切.湖区沉积磷的垂直分布规律较复杂,既有随深度增加的,也有随深度降低的,河流沉积物同样如此.这与太湖及河流生态条件、污染物排放以及沉积动力学条件不同有关.     

Effect of metal pollution on the water quality in Taihu Lake

Heavy metals Cu, Zn, Cr, and others were carried though Liangxi River and Xiaomei River from Wuxi City and Huzhou City into Taihu Lake. Pollution of heavy metals in the water and sediments and chemical forms of Cu, Ph, Zn, Cd, Hg, Cr in the surface sediments were analysed to predict the effect of the pollution on water quality in Taihu Lake.     

太湖MS岩芯重金属元素地球化学形态研究

采用BCR三步提取法对太湖MS岩芯沉积物中Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn等6种重金属元素的化学形态进行了研究.结果表明,有效结合态的Cu、Ni和Pb主要以有机物及硫化物结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Fe和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,Mn主要以可交换态及碳酸盐结合态存在;Fe-Mn氧化物结合态的Ni、Pb和Zn与可还原态的Mn有较好的正相关关系,有机物及硫化物结合态的Cu、Mn、Ni、Pb和Zn与有机碳含量有较好的正相关关系;重金属形态分布体现了重金属元素地球化学性质的差异,以及重金属形态含量与沉积物理化性质的关系.沉积岩芯重金属元素形态垂向变化规律及次生相富集系数表明,Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在沉积岩芯13～4 cm有效结合态含量较稳定,为自然沉积;4～0 cm有效结合态含量明显升高,存在一定程度的人为污染.根据137Cs测年结果判断,沉积岩芯Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属污染开始于20世纪70年代末期,主要污染元素及污染历史与太湖流域污染工业类型及经济发展阶段相吻合.     

太湖全新世沉积物的古盐度指标及其环境意义

沉积物中的Ｃａ／（Ｆｅ＋Ｃａ）比值和硼含量随水体含盐度的高低而相应增减，它们都是较好的古盐度指标。本文对太湖全新世的沉积物进行了古盐度指标的分析。并与现代湖泊和海洋沉积物作了对比，结果反映东太湖为陆相沉积环境，而西太湖则主要为海相沉积环境。此结论与古生物化石的结论一致，从而证明了太湖地区于全新世期间经历了大规模的海侵，并形成海湾－湖环境。同时也证明了这些古盐度指标是行之有效的。