探索副本第二章 《宏观地球物理探索》--- 第二章 扫描陨石3



B、大多数陨石坑都保存有较好的坑唇,即环形山坑缘。它是由抛射物沿坑的边缘堆积而形成的。有一些陨石坑由于形成年代老,坑唇多被侵蚀掉。有冲击坑本身也被剥蚀,因而不易被识别。但残留的强形变和震裂岩石为一圆形区域这一特点仍可被辨认。

 

C、坑底结构较复。坑底的岩石在受到巨大陨石轰击后,由于应力释放而产生一定程度的回弹,故在一些大的陨石坑底部常出现中央隆起的状况。由于坑底岩石遭到破坏,使人工地震波的反射极不规则。重力法的测定结果表明,陨石坑为重力负异常。而火山喷发为正异常。此外,一个巨大陨石的轰击,有可能融发或控制深部岩浆的侵入。如加拿大著名的镍矿床所在地 —— 萨德伯里构造己被证实为一个复合构造,其深部层上采的含矿岩浆重叠在大的陨石轰击构造之上,陨石轰击融发深部岩浆上升,并溢出地表充填于坑内的现象,在月球表面较常见,在地球表面亦有所见 。

 

D、常有陨石碎片或铁---镍珠球等残留物存在于冲击产物中。迄今为止,还从未在任何一个地表陨石坑中挖掘出陨石冲击体本身。 而在质量较小的陨石所轰击形成的坑内,大都能找到它的残留物。如前述,地表己找到陨石碎片的10多个冲击坑的直径都较小,一般只有几十到上百米,最大的亚利桑那陨石坑直径为1200米。质量大的陨石 由于它高速撞击地表后容易爆散和蒸发,极难在坑中找到其残片 ,如在直径为24公里的里斯坑(爆炸能量大于10**21焦耳)中至今仍未找到陨石的残留物。

 

但不久前在坑底岩石的粒间裂隙内发现了铁--- 铬---镍(含少量硅和钙)的微细粒子及细脉,认为是由气化了的陨石冲击体,经凝聚而形成的,这也是识别陨石坑的重要标志。

 

E、角砾岩和震裂锥的存在。 大量的角砾岩大都是杂乱无章地与不同的岩性碎屑混合在一起,这些角砾岩含有大量熔融的或部分融的玻璃质击变岩。冲击波通过某些岩石类型时就产生震裂锥,单个锥体的大小从小于1厘米到15厘米或更大,顶端稍钝。锥体顶角一股为90度,表面有很多沟槽,呈马尾构造,锥体的顶端都有指向该冲击构造中心的趋势。在石灰岩、白云岩、石英岩、片麻岩和页岩等许多岩石类型中,都观察到有震裂锥。目前在地表冲击位置上,包括萨德伯里构造亚斯和施素因海姆盖地、弗林克里克等数十个冲击构造中都发现了震裂锥。现己证明震裂锥本身己能作为陨石轰击的独特标志。

F、矿物的冲击效应标志。造岩矿物均显示冲击效应,与陨石坑有关的矿物冲击效应为:第一在非常高的应变率下,矿物发育面特征的微观和微观结构,如石英长石、云母、辉石、角闪石、橄榄石的形变。微裂隙微页理和扭折条带等构造,其中石英的等多方向的微页理是冲击成因的独特标志。第二在固态下的相转变,如石英转变为柯石英和超石英,以及转变为继形硅氧玻璃,石墨转变为金刚石等。第三,矿物的热分解熔融以及出现流动构造,特别是在同一岩相,而深色矿物仍保留晶质相,在强冲击情况下玻璃体内的难熔矿物亦发生分解,如有的坑内钛铁矿、金刚石、铁板钛矿和斜锆石等己熔成液滴状。

 

3、研究陨石坑的意义

A、为地球、月球、水星、火星及其卫星表面圆形坑和环形山构造的陨石轰击成因假说找到依据,从而确定陨石坑的存在时间和分布情况。同时,为研究巨大陨石的撞击,对地球和其他星球的形成,原始热和自转轴变迁的影响,以及为研究岩浆活动,突变事件和星球演化提供宝贵的资料。

 

B、 对矿物和岩石冲击变质的研究将进一步丰富岩石学、矿物学、结晶学和高温高压地质学的内容,并为了解地幔物质性状和物理化学特点,即为地球深部的研究提供参考依据。也可以从冲击效应特征推定岩石受轰击时的温度和压力历史,从而对于了解地面及地下核试验和人工爆破的威力,破坏半径以及对工程防护和对金刚石等矿物的合成具有一定实用意义。

 

C、由于巨大陨石轰击能引起地下岩浆上升,侵入和成矿,因而出现了把外来作用和地球深部作用联系起来的新成岩成矿理 论。

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D、研究地表陨石坑的分布、形态、锥度,特别是受轰击后的变质作用,可直接推断陨石下降时的方向、速度、质量、以及烧蚀破裂情况,为宇宙飞船软着陆提供依据。如美国亚利桑那陨石坑, 直径1240米,深170多米,估计于2万年前形成。

 

九、巨陨石

巨陨石就是体积巨大的陨石。多大的陨石称得上是巨陨石呢?笔者认为,哪些坠落地球后,能够导致陆地上产生直径在数十公里或者是数百公里的巨型撞击坑的陨石,肯定应该是巨陨石。

 

巨陨石尽管体积较大,甚至是小行星。但是,当其坠入地球大陆之际,其坠落过程与普通陨石的坠落过程不仅基本相同,而且其撞击破坏力更大、影响面更宽、后果更严重、持续时间更长。同时,这种巨大的破坏作用不仅仅只限于地球表面和地壳,而且将深入地幔而直接导致溶融的高温地幔物质或喷发(火山爆发)、或上涌、或外溢等等。

无论巨陨石也好,还是小行星也好,一旦坠落大地,归纳起来至少必将产生以下六大宏观地质现象的发生:

 

一是在地表上要形成一个巨大的撞击坑,也即产生断陷、拗陷盆地。

二是于撞击坑周围要形成环形山、类环形山,以及同心的环形或弧形褶皱山。

三是这类山脉中必然有明显的、规模宏大的断裂痕迹、粉碎性块状岩石(陨石)痕迹。同时这类山脉中的地表上必然还有与撞击坑表面遗留的类似的地表物质——土壤。而且距撞击坑越近,其类似的土壤则越多,距撞击坑越远,类似的土壤则越少。当然,这种类似的土壤是以撞击坑为同心圆(正撞)或同心弧(斜撞)方式分布。

四是撞击坑下面必然还有巨陨石或者是小行星的残余物体,其下方则是撞击前原来的地表上的古植物层和古地表层。

五是周围山脉的地表中也同样地拥有撞击尘土覆盖下的古植物层和古地表层。

六是当巨陨石或小行星的撞击能量将地壳砸裂之际,撞击坑或周围必然会有火山爆发或者是火成岩山脉的诞生。

 

可见,无论这类撞击发生了多么久远,只要一旦发生过,无论后来的地质又怎样变化,因此,当今仍有可能在陆地或海洋中找到具上述撞击型地质特征的地域。

刚性的四川盆地,碎裂的周边类环形褶皱山脉就是典型的事例。

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