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1、.,第16卷增刊空间科学学报Vbl16SlPP·1996年CHINESEJOURNALOFSPACESCIENCE1996玻璃陨石的彗星撞击成因林文祝欧阳自远李春来(中国科学院地球化学研究所贵阳52002)摘要玻璃陨石是火流星或彗星超速撞击地球表面期间,靶岩熔融体的溅射物.但目前绝大部分撞击坑,特别是新生代近60个撞击坑,没有找到与之有密切关系的玻璃陨石.本文根据这一事实研究玻璃陨石的形成机制提出彗星撞击成因.这种成因机制能较好地解释其大范围分布和多层沉积的特征.关健词玻璃陨石一彗星撞击一溅射1概述,.“ite”“”“”“”Tekt希腊文的意思是熔融我国早期译为熔融石现称
2、为玻璃陨石.,“”海南岛玻璃陨石又叫雷公墨玻璃陨石常常被误认为是玻璃质的陨石其实它不属陨石类型.陨石是火流星(boli.大量的事实证明,玻璃陨石de)落到地面的残留体是球外物体(不是陨石)撞击地球期间,地球表面高硅岩石熔融的产物.这一观点自.1970)国:L第3届(际陨石学学术讨论会以来就被大多数学者所接受主要依据有玻璃的化学成份类似地球上的高硅岩石,月球表面极少分布这类岩石.2.10Be,2“Al和21Ne含量极低,比陨石小几个数量级.3.在玻璃中缺少由宇宙射线产生的V型..裂变径迹第2、3二点事实说明玻璃陨石在地球外空间停留时间很短此外,玻璃陨石基本上不含水,可以排除
3、是火山成因.大量的玻璃陨石形态的空气动力学特征均显示出是撞击过程喷射熔体在空气中凝固的产物.,目前大多数学者均认为玻璃陨石是火流星超速(大于10km/,)撞击地球的溅射.:物但是这仍然存在许多疑问全球五个玻璃陨石撒布区(加上海地微玻璃陨石群),,,中中欧和象牙海岸击变玻璃分别来自里斯坑(形es直径24km德国)和波斯索脱维坑(Bosmtwi,直径10.5km,加纳).然而,分布面积最大的北美和澳亚群玻璃陨石一直没有找到相应的坑源.一个直径为10km的撞击坑可以产生109吨玻璃熔体,但是抛射物的弹导速度不可能达到那么大分布区域范围,尤其是澳亚群1.迄今全,球已发现了150个
4、撞击坑(新生代约60个)除少数几个撞击坑如哈萨克的扎曼什坑(zhansh,.4km,,amin直径为14)外在坑周围没有发现大量的撞击玻璃仅含有多杂质,.碎屑岩的熔体混合物撞击碎屑岩(impactivesuevite)在晚始新世末至少存在三一层不同微玻璃陨石/微球粒层.Hozel曾报道在晚始新世甚至有七层明显差异的冲,一199‘o今25收到原稿1996-1207收到修定稿:增刊林文祝等玻璃陨石的彗星撞击成因击喷射物[z].这种沉积韵律由单一的撞击坑模式是很难解释的.另外,大部分玻璃陨石不含有亲铁元素异常,说明撞击体不是陨石母体.,,s假设有一颗直径为10km的小星子以10
5、km/的速度撞击地球表面靶岩若取c”,“x22,火流星体的密度为3.49/m那么撞击爆炸动能E二(1/2)mv=910)相当于,.215o”TNT爆炸或产生9级以上地震撞击体穿入地面爆炸挖掘深度(或称xlMt,侵彻深度)可达20km那么爆炸瞬间产生瞬态空间并将熔融的和碎块的物质喷射出.,41、。maxs,去在早期喷射角不低于50(图右半边)设最大喷射速度二skm/若不考虑空气阻力,那么熔体被抛射出的最大距离为R=(沪/刃xsin(2哟二260km.但实,际上由于空气阻力的作用将使高速飞行物的能量消耗并在飞行物表面产生粘滞作,,用而引起摩擦力在头部产生尾流等使溅射物的飞行速
6、度降低而大大减小飞行距离.大量的爆炸模拟试验已证明,早期喷射物的出射角大于60,且高速度喷射的比例也很低15].因此,在撞击坑坑底和周围应分布大量熔融体玻璃一玻璃陨石和微玻璃陨石,但事实上并不存在这一现象.我们认为,在爆炸气化、熔融喷出早期,空腔,,内尚处在极高温环境压力可达5.0GPa以上已熔融的岩石大部分又被气化形成,另一种凝聚态物质仅小部分熔融体在高温湍流的作用下与被击碎的岩块和岩屑混合粘合形成击变岩岩席分布在坑周围.从以上分析可以看出,火流星撞击方式不利于玻璃物质的形成,更不利于把玻璃体溅射到一个广大的空间范围.因此,我们认为玻璃陨石的成因需要一种新的模式.高速戮
7、射图1挂击成坑过程示意图:左半边撞击体侵彻瞬态应力分布(instaneouspessuredistribution);ant:hicaldivicavation丑ld右半边爆炸力学分区和挖掘成坑(mecandeofexowfie)Fig.1sketehmapofimpacteratering分布在太阳系边远区的奥尔特云(oorteometeloud)(半长轴2.5x104AU)经常受空间科学学报16卷经过的星体扰动而提供大量彗星进入太阳系行星区.这些彗星受巨行星扰动会分裂,,、成数块数十块甚至更多每块相距可达数十万公里并以同样
