陨石坑的形成

陨石坑的形成
陨石坑的形成

陨石坑的形成
陨石坑（meteorite crater）（较大的陨石坑又称环形山）是行星、卫星、小行星或其它天体表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑.陨石坑的中心往往会有一座小山,在地球上陨石坑内常常会充水,形成撞击湖,湖心有一座小岛.
在具有风化过程的天体上或者具有地壳运动的天体上,老的陨石坑会逐渐被磨灭.比如在地球上通过风化、风吹来的尘沙的堆积、岩浆撞击坑会被掩盖或者磨灭.在其它天体上有可能有其它效应来磨灭陨石坑.比如木卫四的表面是冰,随着时间的流逝冰会慢慢流动,使得这颗卫星表面的陨石坑消失.
在地球上约有150个大的依然可以辨认出来的陨石坑,通过对这些陨石坑的研究地质学家还发现了许多已经无法辨认出来的陨石坑.几乎所有具有固体表面的行星和卫星均带有陨石坑.在有些天体上陨石坑的密度可以被用来确定相应的表面地区的形成年代.
根据对陨石坑现场的实际调查和对主要造岩矿物冲击效应的研究,结合核爆炸和人工冲击模拟试验研究的结果.判定陨石坑的主要标志有：
①陨石坑一般为圆形构造.目前对地表数十个陨石坑探测的结果表明,它们多为圆形构造,较古老的坑由于受构造运动的影响也有呈椭圆形或腰子形的.
②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,有时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.
③坑底结构较复杂.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,有可能触发或控制深部岩浆的侵入,如加拿大著名的镍矿床所在地——萨德伯里构造已被证实为一个复合构造,其深部升上来的含矿岩浆重叠在大的陨石轰击构造之上.陨石轰击,触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.
④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,然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.如目前地表已找到陨石碎片的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(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.
⑤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熔融的玻璃质击变岩.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,锥体项角一般为90°,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、里斯和施泰因海姆盆地、弗林克里克等数十个冲击构造中都发现了震裂锥.现已证明,震裂锥本身已能作为陨石轰击的独特标志（直径4公里以上的陨石坑才有可能出现中央锥）.
⑥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,矿物发育有特征的微观和亚微观结构,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,其中石英的和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,特别是在同一岩石中结晶体的玻璃体并存,如石英、长石已转变为玻璃相,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已熔成液滴状.
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陨石坑坠落时与大气层