广州地化所科学家在岫岩陨石坑发现大量柯石英

2010-7-26 00:00 来源: 科学时报
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  近日,中科院广州地球化学研究所研究员陈鸣科研小组在位于辽东半岛北部岫岩满族自治县苏子沟镇丘陵山区一个环状地质构造中发现了大量超高压矿物柯石英。柯石英发现地的岫岩陨石坑是华夏大地第一个被证实的陨石撞击构造,坑直径1800米,坑深150米。大量超高压矿物柯石英的发现为该坑的撞击起源提供了确凿证据。日前,国际学术期刊《地球与行星科学通讯》(Earth and Planetary Science Letters)发表了陈鸣等人有关岫岩陨石坑中柯石英发现的论文。

  据介绍,在我国开展陨石坑科学研究近30年的历史中,这是第一篇在国际学术刊物上发表的有关中国陨石坑研究的科学论文,表明了岫岩陨石坑得到了国际科学界的肯定。

  据介绍,柯石英是一个在超高压条件下形成的二氧化硅天然矿物。在陨石撞击引起的高温超高压条件下,地表岩石中的常见造岩矿物石英有可能转变为高密度的柯石英。地球上第一个被确定的陨石撞击坑(巴林杰陨石坑)就主要归因于柯石英的发现。地球上大约15%的陨石坑中已经找到撞击形成的柯石英。柯石英被国际科学界确定为地表陨石撞击构造的诊断性证据之一。

  岫岩陨石坑中柯石英产出在距离地表近300米深的撞击角砾岩中。现有的冲击变质理论模型认为,陨石坑中柯石英是冲击波作用引起的石英固态高压相转变产物。陈鸣等人观察到岫岩陨石坑中柯石英主要以自形晶、树枝晶及球状晶形式产出在撞击形成的二氧化硅玻璃中,这是典型的从熔体中结晶的产物,不能按照现有冲击变质理论模型来解释。该坑柯石英晶体最大粒度达20微米以上,针状晶体长达40微米,这是目前在陨石坑中发现的最大粒度柯石英。这项研究成果首次揭示了冲击变质成因柯石英从二氧化硅熔体中结晶的机制;根据柯石英从熔体中结晶的特点,修正了过去提出的冲击变质成因柯石英形成的压力范围;揭示了高压二氧化硅熔体性质是导致柯石英极快生长速率的重要因素之一。

  据了解,岫岩陨石坑在陨石撞击构造中属于小型简单坑,这意味着类似于岫岩陨石坑柯石英的产状特征可能普遍存在于其他陨石坑中,特别是那些规模更大的众多陨石坑。因此,该项研究成果对冲击变质理论特别是高压矿物的形成机制和陨石撞击坑的压力温度历史研究带来新的启示。