廣州地化所科學家在岫巖隕石坑發現大量柯石英

近日，中科院廣州地球化學研究所研究員陳鳴科研小組在位於遼東半島北部岫巖滿族自治縣蘇子溝鎮丘陵山區一個環狀地質構造中發現了大量超高壓礦物柯石英。柯石英發現地的岫巖隕石坑是華夏大地第一個被證實的隕石撞擊構造，坑直徑1800米，坑深150米。大量超高壓礦物柯石英的發現為該坑的撞擊起源提供了確鑿證據。日前，國際學術期刊《地球與行星科學通訊》（Earth and Planetary Science Letters）發表了陳鳴等人有關岫巖隕石坑中柯石英發現的論文。

據介紹，在我國開展隕石坑科學研究近30年的歷史中，這是第一篇在國際學術刊物上發表的有關中國隕石坑研究的科學論文，表明了岫巖隕石坑得到了國際科學界的肯定。

據介紹，柯石英是一個在超高壓條件下形成的二氧化矽天然礦物。在隕石撞擊引起的高溫超高壓條件下，地表巖石中的常見造巖礦物石英有可能轉變為高密度的柯石英。地球上第一個被確定的隕石撞擊坑（巴林傑隕石坑）就主要歸因於柯石英的發現。地球上大約15%的隕石坑中已經找到撞擊形成的柯石英。柯石英被國際科學界確定為地表隕石撞擊構造的診斷性證據之一。

岫巖隕石坑中柯石英產出在距離地表近300米深的撞擊角礫巖中。現有的衝擊變質理論模型認為，隕石坑中柯石英是衝擊波作用引起的石英固態高壓相轉變產物。陳鳴等人觀察到岫巖隕石坑中柯石英主要以自形晶、樹枝晶及球狀晶形式產出在撞擊形成的二氧化矽玻璃中，這是典型的從熔體中結晶的產物，不能按照現有衝擊變質理論模型來解釋。該坑柯石英晶體最大粒度達20微米以上，針狀晶體長達40微米，這是目前在隕石坑中發現的最大粒度柯石英。這項研究成果首次揭示了衝擊變質成因柯石英從二氧化矽熔體中結晶的機制；根據柯石英從熔體中結晶的特點，修正了過去提出的衝擊變質成因柯石英形成的壓力範圍；揭示了高壓二氧化矽熔體性質是導致柯石英極快生長速率的重要因素之一。

據了解，岫巖隕石坑在隕石撞擊構造中屬於小型簡單坑，這意味著類似於岫巖隕石坑柯石英的產狀特徵可能普遍存在於其他隕石坑中，特別是那些規模更大的眾多隕石坑。因此，該項研究成果對衝擊變質理論特別是高壓礦物的形成機制和隕石撞擊坑的壓力溫度歷史研究帶來新的啟示。