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.     

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。     

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.     

山东省鄄城陨石中的金属矿物及组构特征

1997年降落在山东省鄄城县的陨石雨,是橄榄石-古铜辉石球粒陨石。该陨石中的金属矿物主要为铁纹石和陨硫铁,其次为镍纹石,金属矿物呈填隙状分布于以橄榄石和古铜辉石为主的硅酸盐矿物粒间及球粒周围。陨石中可见由铁纹石和镍纹石组成的显微蠕虫状连晶,是陨石中金属矿物在降温冷却过程中发生固溶体分离作用而成。陨石中金属矿物的分布特征表明,金属Fe-Ni和硫化物（FeS）应该是星云凝聚不同阶段的产物。陨石中金属矿物的成分和组构特征及陨石中出现的球粒结构、橄榄石的炉条结构等特征表明,该球粒陨石是星云物质快速冷却的产物。     

宁强碳质球粒陨石的岩石、矿物特征研究

宁强碳质球粒陨石的结构复杂,有粒状、斑状和炉条状等结构。球粒分为玻璃质和晶质两种。聚合体含量丰富、形态各异,有钢性和塑性两种聚合体。目前已查明的矿物有20余种,主要是镁橄榄石、贵橄榄石、烦火辉石、普通辉石和黄长石类矿物等。在宁强陨石中出现罕见的方解石、白云石。不透明矿物有陨硫铁、铁纹石—镍纹石、镍铁矿、磁铁矿和非晶质碳质。Fe/SiO_2为0.71—0.72,SiO_2/MgO为1.37—1.40。根据化学及矿物特征,该陨石应属C_2群。     

岫岩陨石坑石英的冲击变质特征

直径1.8 km的岫岩陨石坑位于辽宁省岫岩县苏子沟镇。坑区基岩为下元古界变质岩,由变粒岩、片麻岩、角闪岩、透闪岩和大理岩等岩石组成。坑内充填的撞击角砾岩石英颗粒呈现典型的冲击变质特征,其中包括沿着石英(0001)、{10 11}、{10 12}和{10 13}等方向发育的多组面状变形页理,以及石英发生相转变形成二氧化硅玻璃和柯石英。产出在二氧化硅玻璃中的针状和粒状柯石英表明从二氧化硅熔体中结晶形成。石英面状变形页理的发育特点限定冲击压力高达35 GPa,而二氧化硅熔体玻璃的存在表明冲击压力高达50 GPa。当压力释放和温度升高,二氧化硅熔体首先被形成。随着压力进一步释放到2.5～13 GPa,柯石英从二氧化硅熔体中结晶析出。岫岩陨石坑中石英面状变形页理和柯石英的存在提供了矿物冲击变质的诊断性证据。     

安徽亳县陨石研究

该陨石于1977年lO月20日下午2时30分左右降落于安徽亳县张沃公社吝子门大队,两块陨石分别重5.5公斤与2公斤,其外形分别为锥体和椭球体,表面灰黑色,有0.5mm厚的烧蚀层,新鲜面为浅灰色,均具明显的球粒结构,比重分别为3.426和3.419。 1.矿物学研究初步查明该陨石的透明矿物有镁橄榄石、贵橄榄石、透铁橄揽石、古铜辉石、顽火辉石、斜顽辉石、顽火透辉石、易变辉石、斜长石、正长石、自磷钙矿、石英、黑云母、白云石、方解石、刚玉等;不透明矿物有陨硫铁、铁纹石、镍纹石、铬铁矿、镁铁尖晶石、钛铁矿、镍黄铁矿、石墨、磁铁矿、方铁矿、自然铜和张衡矿等。     

安徽亳县陨石不透明矿物研究

毫县陨石的不透明矿物有陨硫铁、铁纹石、镍纹石、镍黄铁矿、镁铁尖晶石、自然铜、石墨、方铁矿、铬铁矿、钛铁矿、磁铁矿、张衡矿及x矿物等。本文对它们进行了反光显微镜鉴定、X射线分析、反射率测定和电子探针分析。总结了不同化学群的球粒陨石中FeO和MgO的含量变化规律。     

GRV 13100顽火辉石球粒陨石中金属硫化物特征与成因

顽火辉石球粒陨石中的大量金属硫化物形成于早期极还原的太阳星云条件。GRV13100是一块发现于南极格罗夫山的顽火辉石球粒陨石,不透明矿物包括陨硫铁、陨硫铬铁矿、陨硫镁矿、陨硫钙矿、含硅铁纹石、陨磷铁矿、硅磷镍矿等金属硫化物和磷化物,总丰度达21%,经历了一定程度的热变质。通过对其岩石学和矿物化学特征研究,并和其它顽火辉球粒陨石进行对比分析,结果表明:(1)陨硫镁矿中FeS含量可以反映母体变质温度,GRV 13100中大部分陨硫镁矿变质温度为200℃～300℃,个别经历了400℃～800℃的高温,可能为外来吸入成因,或者代表了原始星云的凝聚或结晶温度;(2)陨硫镁矿形成于太阳星云的直接凝聚,并在橄榄石和顽火辉石冷凝结晶之后形成;(3)陨硫铁的成因分为原生和次生两种,原生的陨硫铁由太阳星云直接凝聚而成,次生的陨硫铁是在后期热变质过程中由铁镍金属经过硫化作用或者由陨硫镁矿分解而形成;(4)硅磷镍矿可能来自含硅铁纹石的出溶。本论文的研究工作为太阳系早期高度还原星云演化及其后期热变质提供了约束。     

庐江陨石中的不透明矿物

庐江陨石是一化学岩石类型为ＬＬ６的球粒石陨石。研究表明该陨石中不透明矿物有铁纹石,镍纹石,陨硫铁,铬铁矿,钛铁矿和赤铁矿等。本文对它们的产状,成分和结构进行了研究。     

Cumberland Falls chondritic inclusions: Mineralogy/petrology of a forsterite chondrite suite

As previously found for a chondritic inclusion of unknown affinity, mineralogic and petrologic properties of 9 inclusions in the Cumberland Falls enstatitc achondrite are primitive members of the forsterite (F) chondrite group, hitherto defined by 4 meteorites of similar redox state. The inclusions define a primitive suite with properties indicating 8 as F3 and one of even lower petrologic type. The abundant minerals include: low-Ca pyroxene, olivine, plagioclase, kamacite, taenite, schreibersite, troilite, ferroan alabandite and daubreelite. Diopside, oldhamite and a Ti-rich sulfide are present in one or two inclusions. Petrologic textures and jadeitic pyroxene, hitherto unidentified in meteorites, indicate substantial degree of shock. The inclusions acquired their chemical characteristics during nebular condensation and accretion over a broad redox range (metal-silicate trends in them verify Prior's Rules): their parent body later impacted the enstatite meteorite parent body. During impact, the inclusions were shocked and incorporated with enstatite achondrite host as a breccia that would become Cumberland Falls.     

Evidence for a shock-metamorphic breccia within a buried impact crater,Lake Raeside,Yilgarn Craton,Western Australia

Mineral exploration drilling 60 km west of Leonora in 2008 intersected >95 m of poorly consolidated granitoid-dominated breccia at the base of a Cenozoic paleochannel beneath Lake Raeside. The breccia, initially interpreted as a kimberlite, is composed of poorly consolidated fragments of granitic gneiss, felsite and metamorphosed mafic rock within a matrix of fine to medium-grained breccia. Microscopic examination revealed quartz grains displaying well-developed planar deformation features (PDFs) dominated by the ω? {1013} planar set, diaplectic silica glass and diaplectic plagioclase glass. These features constitute the diagnostic hallmarks of shock metamorphism owing to high-velocity impact of a large meteorite or asteroid. The PDFs in quartz grains of the breccia are distinctly different from metamorphic deformation lamellae produced tectonically or in diatremes. Airborne total magnetic intensity data suggest an outline of an 11 km-diameter crater, consistent with the significant thickness of the shock-metamorphosed breccia at >95 m, suggestive of the existence of a large impact structure.     

The 1992 drill core from the Kalkkop impact crater, Eastern Cape Province, South Africa: stratigraphy, petrography, geochemistry and age

New drill core data are provided which support earlier interpretations that the Kalkkop structure, a 600–630 m wide, near-circular feature south-southwest of Graaff-Reinet in the Eastern Cape Province of South Africa, is a meteorite impact crater. Shock metamorphosed clasts in suevitic crater fill and Re---Os isotope data of this breccia indicate the presence of a minor (0.05%) meteoritic component in the suevite. The new data come from a 1992 borehole, which transected the complete crater fill and extended from about 160 to 380 m depth into the sedimentary basement belonging to the Koonap Formation of the Beaufort Group (Karoo Supergroup). Dyke breccias were found in the otherwise coherent Beaufort Group sediments forming the floor to the Kalkkop Crater. Mostly narrow zones of different breccia types, including injections of lithic impact breccia, a possible pseudotachylite veinlet and cataclasite occur predominantly in an approximately 65 m wide zone below the crater floor, with a few other cataclasite occurrences found lower down in the basement. Stratigraphical crater constraints provide information for the depth-diameter scaling and breccia volumes associated with such small, bowl-shaped impact craters formed in sedimentary targets.U---Th series dating of limestone samples from near the top and the bottom of the crater sediment fill constraints the age of the Kalkkop impact event to about 250 ± 50 ka, similar to the age of the Pretoria Saltpan impact crater, also located in South Africa. The variety of different breccia types (polymict and monomict impact breccias; local formations of pseudotachylitic and cataclastic breccias) observed in the crater fill of the Kalkkop Crater indicates the need to carefully distinguish different breccia types in order to assess the respective importance of each formation.     

The Malvern howardite: a petrological and chemical discussion

The Malvern howardite contains glass, probably formed by impact on the surface of a parent body. This achondrite also contains a large xenolith, a breccia in breccia. A mineralogical and chemical study of the stone has been carried out by means of electron microprobe and neutron activation analysis.Individual mineral and bulk compositions show the eucritic character of the xenolith. Most of the stone results from mechanical mixing of possibly related rocks, with glass derived by total or partial melting. Foreign components seem to be present as well.     

Potential for irradiation of methane to form complex organic molecules in impact craters: Implications for Mars, Titan and Europa

The release of methane from crater sites following meteorite impact is a possible consequence of the thermal alteration of organic matter, or tapping of reservoired gas of biogenic or abiogenic origin. At least the latter is feasible on Mars. Methane and higher hydrocarbons are susceptible to polymerization and precipitation by radioactive minerals. Where such minerals are present in impact target rocks, the craters can be a preferred site for carbon concentration, and the formation of complex organic molecules. On icy bodies, such as Titan and Europa, methane released by impact could be a fuel for prebiotic chemistry involving other forms of irradiation.     

南极陨石GRV 022115冲击熔融脉矿物学研究

文章主要通过电子探针、扫描电镜、激光拉曼光谱、透射电镜等微区微分析技术研究GRV 022115球粒陨石的基础矿物学特征和冲击变质矿物学特征，探讨陨石冲击熔融脉的形成机制和界定其母体的冲击条件。陨石主岩主要由橄榄石、辉石、熔长石、铁镍金属和硫化物等矿物组成。根据主岩的硅酸盐矿物学特征，确定GRV 022115是风化程度较低（W1） 的L6型普通球粒陨石，与前期分类结果一致。根据熔融脉内含有大量林伍德石的现象，修正GRV 022115陨石的冲击级别为S6，比原定的S5高一个级别。GRV 022115球粒陨石中有多条冲击熔融脉，熔融脉由基质和主岩碎块包裹体两类岩相组组成。熔融脉基质的主要组成是微米级粒状镁铁榴石与纳米级的含铁方镁石，是在平衡冲击压力下结晶的产物。冲击熔融脉主岩碎块包裹体中的橄榄石、低钙辉石、长石碎块已部分或全部转为相对应的高压相。橄榄石相变为林伍德石；个别低钙辉石相变为钙钛矿结构布里奇曼石微晶的集合体；长石主要相变为熔长石与玲根石。几乎所有的主岩碎块都有高温熔融的圆滑边界。熔融脉内外同类矿物的主量和微量元素具有一定的差异性，该差异性可以反映高温高压下混溶作用和扩散作用的影响。结合陨石冲击熔融脉形成机制和结晶模型，根据熔脉基质中镁铁榴石+方镁石矿物组合及静态高温高压实验相图，界定该陨石经受的冲击压力为23~27 GPa。     

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。     

火星陨石和火星表面泥岩中蚀变过程对比研究

火星次生含水蚀变矿物是火星地质历史时期水环境和气候演变历史的真实记录,一直以来都是火星探测、火星陨石研究的重点,是认识火星环境特征和气候演化的重要研究对象。文中对比研究了表土角砾岩NWA7034、火成堆晶岩MIL03346等两块最富蚀变矿物火星陨石,以及Gale撞击坑出露的Sheepbed泥岩3种岩石类型的蚀变程度及其蚀变矿物类型和组合,分析了层状硅酸盐、铁氧化物/氢氧化物、钙硫酸盐等蚀变矿物的成因及环境指示意义。发现这3类岩石的蚀变作用各不相同。火星陨石NWA7034的蚀变作用以氧化和加热作用为主,无蒸发盐类矿物。火星陨石MIL03346的蚀变程度最低,为后期水溶液进入缝隙而引发的,蚀变作用以橄榄石的伊利石化、裂隙和缝隙中填充次生矿物细脉为主。而火星Sheepbed泥岩经历了后期的等化学风化过程(isochemical weathering),次生过程包括成岩蚀变和成岩后蚀变两个阶段。其中,成岩过程中的蚀变以橄榄石蚀变为铁氧化物和蒙皂石矿物为主,成岩后以形成蒸发盐类矿物硫酸钙为主。以上3种岩石蚀变矿物组成差异反映了火星上不同地质背景中、不同气候条件下蚀变过程的复杂性。文中对火星含水矿物及部分典型矿物的形成条件和过程进行系统总结,这对于理解未来火星探测任务、识别含水矿物的形成、揭示火星水环境和地质历史具有重要指导意义。