盘点世界上各类陨石坑世界超级富矿宇宙的馈赠
转载自 心在天山-1的博客 2018-10-30
资料来源《中国国家地理》
陨石和人，传奇缤纷
这颗坠落在新疆青河县银牛沟的大陨石早在1898年就被发现，随后它孤独地躺在戈壁上，多年未被移动。1963年，新疆地矿局的8位地质队员来这里做地质普查，与这块陨石不期而遇，遂留下了一张珍贵的合影。2004年，这块重30吨的大陨石几经周折，落户新疆地质矿产博物馆。这一年，已身处天南海北的8位地质队员再次聚首，他们在这块大陨石前摆出同样的姿势，再次定格了这次神奇的相遇。40年，青丝已成白发，可对于这颗古老的陨石来说，不过是它漫长岁月中的一瞬罢了。
陨石是稀罕的天外来客，它们中的大部分在穿越地球的大气层时，就因剧烈的摩擦而香消玉殒了，只有少数幸运儿能落到地表。主要可分为铁陨石(主要成分是铁和镍)、石铁陨石(铁镍与硅酸盐各占约一半)、石陨石(主要成分是硅酸盐)三类。小者纤若尘芥，大者可达几十吨。目前全世界已发现的陨石约有数万颗。
当代的成就之外，我国还是世界上最早发现陨石的国家之一。古籍中诸如“陨星”、“陨铁”、“落星岗”、“落星湾”等名词层出不穷。《竹书纪年》记载:“帝桀十年，五星错行，夜中陨星如雨，地震。伊洛竭。（今洛阳地区伊河洛河）”这是世界上最早的陨石雨记载。《史记》、《梦溪笔谈》、《石雅》中也都有诸多对陨石降落的生动记载。
（中山大学）刘小汉老师告诉我，时至今天，我国大部分省区都有陨石发现的记录，江苏、新疆、吉林、山东等省区尤为出众。其中新疆发现的铁陨石、吉林的石陨石和山东的石铁陨石都享有世界声誉。2000年，人们在新疆戈壁沙漠中发现了一块巨大的阜康陨石，它庞大而美丽，在阳光下闪闪发光，堪称21世纪最大的陨石发现之一。1976年3月，吉林迎来了一场超大规模的陨石雨，收集到陨石标本138块，碎片数千，其中最大的一块陨石重达1770公斤。今天，陨石已成吉林省的一张闪亮名片。
他还特别提到，近年来全球陨石收藏热不断掀起高潮，以前有陨石价比黄金的说法，可现在陨石的价值甚至超过了钻石，例如珍稀的月球陨石每克最高可达40000美元，最普通的球粒陨石每克也价值1—10美元。在中国，也有为数众多的民间收藏陨石爱好者。
正常变质作用和陨击变质作用示意
在国际科学界，陨击变质作用被公认为证明陨石坑身份的铁证，其他诸如环形构造、陨石碎片等都是辅助证据。这张图表揭示了这一科学原则的深层理由。陨击变质作用是一种极端条件下（极高温高压）的变质作用，它和地球上普通变质作用有着明显差异，具有独特性。
既然有这么多的陨石，为什么中国陨石坑的成绩单却这么尴尬呢？
刘小汉老师为我解开了其中奥妙。原来，陨石和陨石坑是一对有趣的搭档，它们往往并不同时出现。很多大型陨石坑中都是典型的“有坑无石”(撞击能量较大，陨石气化)。而世界上最重的陨石荷巴陨石重量接近66吨，体积庞大，它在8万多年前降落在地球上，却没有留下陨石坑，这便是典型的“有石无坑”。有研究称，它可能是以一个非常长和浅的角度进入地球大气层的。
（中科院广州地球化学研究所）陈鸣老师又给了我进一步的解释陨石若能以每秒十几到几十公里的“宇宙速度”撞击到地表上，其强大的冲击波引起爆炸成坑，才能“轰”出真正的陨石坑。如果因为种种原因，如因大气的阻止而不断减速，最后只是“降落”或“飘落”到地面上的话，就不会产生冲击波和引起“爆炸”成坑，就算砸出了一点凹陷，也算不上是学术意义上的陨石撞击坑。
可是，那些出现在网络上、报刊上，甚至是政府宣传中的许许多多的“陨石坑”又是怎么回事呢？更让人难以理解的是，我发现从20世纪70 年代开始，除了民间，中国研究界提出的疑似陨石坑也不少，足有几十个，比较有名的如内蒙古多伦环、海南白沙黎族自治县的白沙坑、河北省涿鹿县矾山盆地等，其他诸如内蒙古海拉尔、贵州息烽、云南禄丰、广东新兴、广东始兴、吉林九台，甚至太湖地区和香港九龙等等，都有“候选坑”和“嫌疑坑”，为何几十年过去了，才只有一个获得了国际科学界公认的“身份证”？
我将我的疑问再次告知了陈鸣老师。作为中国第一个陨石坑辽宁岫岩陨石坑的证明者，他给我讲述了一个长长的故事。
将视线从北京向东北移动约800公里，越过中国第一号陨石坑的“坑缘”一道高约150米的环形山脊，一只静卧在群山之中的巨大“海碗”呈现在我的眼前。“碗”的直径有一两公里，收纳着几十户人家，田园牧歌，鸡犬相闻。
因为奇特的地貌特征，当地人把它叫做“圈里”，“碗”之外的世界则叫“圈外”。他们祖祖辈辈生活在“大海碗”里，多种植玉米和大豆，“碗”很慷慨，他们的收成一直不错。长久以来，淳朴的“圈里人”一直以为自己生活在一个小盆地中。一些“怪事”偶尔困扰他们如果往地下深挖，就能挖出一种可以当肥料的黑土，晒干之后还可以烧；另外“圈里”的水质不太好，口感有些涩。
真假陨石坑火山口vs陨石坑
从表面上看，这两个环形构造十分相似，可其形成原因却大相径庭。下图是加拿大魁北克的平考努特（pingualuit）陨石坑湖，也被当地人称为“地球上的青春痘”，上图则是帕米尔高原的一个火山口。地球上诸如此类的环形构造还有很多，除了火山口之外，还有小盆地、天坑、冰斗等，它们在外表上和陨石坑十分类似，但“身世”却截然不同。
实际上，学者们早就注意到了这一奇特的地貌。20世纪70 年代初，这个大坑被认为是盆地漩涡状构造。到了八九十年代，有学者推断该坑为陨石撞击形成。2000年，中国地质大学的覃功炯教授曾带着队伍在这里驻扎了一段时间。不过，所有的这些研究都没有取得最关键的证据。在国际科学界，陨石坑要获得认证，最关键的“DNA”有三类矿物击变面状页理，矿物击变玻璃，冲击形成的高压多形(柯石英、斯石英等)，找到其中一类即可“验明正身”。
陈鸣提到，经过多方调查后最终将研究目标锁定在辽宁岫岩，是他的“幸运”。可即使这样，从他开展研究到获得国际承认，也足足耗费了4年的时间。
“证明一个陨石坑的身份竟然这么麻烦。”我不禁感叹道。
内蒙古锡林郭勒盟多伦县境内有一个神秘的“环形水系”，外环直径达100多公里。对于这一奇特地貌，有人认为是陨石撞击的杰作。此外，多伦县曾是火山活动频繁之地，也有学者认为多伦环可能是火山地貌。争议多年，至今尚无定论。
贵州息烽环形构造遥感
贵州省息烽县有一个古老的环形构造，几年前因为滑翔爱好者的“发现”和谈论，它再次吸引了公众的注意。的确，这一带的山地不似普通的“层峦叠嶂”，有着奇特的环形结构。有学者认为，这一环形构造应该是古老盆地的涡旋构造。
听着关于岫岩科考的种种回忆细节，我仿佛进入了一个困难丛生的悬疑案件除了资金紧张、缺乏支持外，陈鸣的团队还遇到了其他种种障碍。例如，为了获得地层深处的新鲜岩石证据，他们进行了地质钻探。一般来说，一个三四百米深、直径11厘米的岩芯孔，钻探队20天左右就能完工，可在岫岩却整整打了5个月。厚层的淤泥和疏松的砾岩层成为拦路虎，只要钻头离开岩层，钻洞就迅速被淤泥和散碎的砾岩填满了。几次反复后，技术人员只好用钢管和泥浆浇筑“护壁”，才能往下缓慢推进。
“压力很大，可我们真的非常幸运，只打了一个孔，就找到了拥有核心证据的岩石。”陈鸣说。
经过验证，三类典型的陨石坑“DNA”，岫岩陨石坑全部符合，证明了其撞击起源的出身。而从拿到确切证据，到论文发表，还经历了一段漫长的日子。“我力求严谨，好让这次中国陨石坑之梦不再落空。”2010年7月，中国境内首个陨石坑终于获得了“身份证”。
陈鸣告诉我，不仅仅是岫岩陨石坑，许多大型陨击构造的确定都经历过数十年的反复探索。美国巴林杰陨石坑和德国里斯陨石坑曾在相当长的时间里被认为是火山活动的结果，南非Vredefort陨石坑在被提出陨击成因后过了30年才得到确认。至于为何如此，他解释道，陨石坑研究有发展和成熟的历程；此外，判断一个地表环形结构是不是陨石坑，也是一个综合、复杂的过程。宏观证据如外形是否为环形、碗状，坑内有无砾石层等，微观则是需要找到岩石和矿物冲击变质的证据。其他如地层层序相反、陨石碎片、特殊元素地球化学异常等也可作为判定参考。而在所有这些证据中，被撞击靶岩发生的冲击变质结果才是核心的诊断性证据，其他的都是附加判别依据。
这样严苛的判断标准是有原因的，在地球环境中，环形构造的形成原因很多，好似悬疑案件中巨大的干扰信息地壳地质构造变动、喀斯特天坑、盆地、冰斗、火山口、地表岩石的风化剥蚀等都能形成环形构造。它们的形貌看起来和陨石坑十分相似，“基因”却是大相径庭。以中国来说，曾被疑似为陨石坑的贵州息烽环形构造后被学者证实为古老的盆状向斜在构造作用下形成的涡旋构造，而粤北始兴县的“龙斗攀”环形坑则是山间河谷型侵蚀盆地。而在这所有的干扰中，微观的冲击变质证据有着独特的优势以矿物击变面状页理为例，在地球上除了陨石撞击和核爆炸，任何其他地质作用包括火山喷发、构造运动和地球深部高温高压等都不可能在矿物中产生这种特殊的矿物变形特征。
雷公墨和白沙环形构造一对未解之谜
海南白沙黎族自治县有一处疑似陨石坑，这里茶园青葱，土地肥沃，但“血统”未明。在这片大地上还有一种争议颇多的“宝贝”雷公墨。关于它更是众说纷纭，不少研究者认为，雷公墨是陨击形成的，但反对者则称它更可能是火山的产物。图中近景是两块黝黑的雷公墨，远景是白沙疑似陨石坑。它们是海南大地的一对秘密。
身份可疑的辽宁“陨石山”
东北以陨石雨著称，吉林陨石博物馆吸引了众多爱好者，而在距离沈阳不远处，还有一处被称为“陨石山”的地方。当地人认为，山上的诸多巨石也是天外来客。不过，这座所谓的“陨石山”并未获得科学界的公认。一位资深学者称，中国目前对陨石和陨石坑的研究和命名都有诸多不科学不严谨之处。在“陨石热”的背后，实则一片混沌，科普工作仍任重道远。
今天，笼罩在“圈里”大海碗之上的层层迷雾终于消散，中国陨石第一坑的曲折身世和底细也终于呈现于世人面前从地面向下，先是107米厚的湖泊相沉积物，再往下则是厚度为188米的冲击角砾岩，然后才是碎裂的基岩。通过放射性同位素定年分析，这一撞击事件约发生在距今5万年前，击中岫岩的陨石直径不超过100米，却爆发出数百颗原子弹的威力。这巨大的能量不仅让陨石在天际大冲撞一刻化为无数碎片和气化，还撞出来一个直径1800米、深度近500米的大坑。在漫长的岁月里，这个坑曾发育成为湖泊，3.9万年前坑缘出现了缺口，遂逐渐演变为今天的碗形凹地。这也解释了“圈里”的种种怪现象大坑里水源丰富，植被茂盛，使土壤变成了含碳量较高的黑色泥炭土，易燃烧。泥炭土层中的水不流动，所以水质不好，所谓浮油则可能是腐殖质。
这个漫长的故事说完了，可我心中的疑问仍在生长着。似乎感觉到了这一点，陈鸣老师补充道：“陨石坑的发现往往与一个区域的地质地貌有关，目前看来，发现陨石坑较多的国家大都位于古老地块、地质活动不太多的地方，如北美、北欧、澳大利亚等。中国地质构造活动十分活跃，板块俯冲、造山运动、火山作用和风化侵蚀等都会侵蚀、破坏陨石坑，难以寻觅也就在意料之中。另一个重要的原因是，陨石坑研究是多学科的交叉，涉及地质、地球物理、地球化学、同位素年代学、环境地质等诸多领域，中国虽然先后报道过一批疑似陨石坑，但由于科研能力、资金支以及国际交流等方面存在欠缺，所以在岫岩陨石坑之前一直没能找到关键证据。”
至此，这件悬疑案件终于在我心中真相大白了。
岫岩陨石坑寂寞的宇宙吻痕
作为天外来客和地球亲密接触的痕迹，陨石坑也被形象地称为“宇宙的吻痕”。国际科学界已经公认，陨石坑对研究地球古环境和古生物变迁以及成岩成矿作用等都具有重大意义。今天，不少陨石坑已成为访客如织的科普基地。2013年的初春，我们的摄影师再次来到了辽宁岫岩陨石坑。“中国第一陨石坑”的身份已经确定三四年了，可它仍然冷落而寂寥，村民收集的柴禾寂寞地躺在山梁上，等待着花开的时节。
“陨石坑除了成矿、成湖，也是博物馆和旅游胜地，且具有重大的科学意义。它们带来的丰富宇宙信息也异常珍贵，在美国，陨石坑是航天员们重要的训练基地，也是研究宇宙飞船如何软着陆的试验场。”陈鸣道。
对于岫岩陨石坑，他希望这个“大海碗”能成为中国的陨石坑博物馆。“德国的里斯陨石坑几乎看不出坑形，却举世闻名，访客络绎不绝。中国这么大，却没有一个类似的科普基地，实在是遗憾。”
在采访结束时，他郑重地说，中国很可能不止一个陨石坑，有待人们继续发现和证实。而关于岫岩陨石坑的深入研究工作，也不过算是刚刚启程。
陨石坑，地球上宇宙礼物的魔盒，它们还会带给人类怎样新鲜的宝藏，激发出怎样的惊喜呢？
（文中带括号的专家工作部位为本站所注）
相关附件
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
