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陨石撞击也能成矿?

编著:中科院地质地球所 寒武纪     来源:https://mp.weixin.qq.com/s/HlXVVPGbpxpUQNEATW8UIQ

《变形金刚》导演迈克尔·贝1998年导演的电影—《绝世天劫》,讲的是美国太空总署发现一颗巨大的陨石正朝地球方向而来,并将在18天之内撞上地球,为了阻止陨石造成人类的毁灭,太空总署想出的方法是派人登陆陨石的表面,并钻洞贯穿至陨石的地心,放入核弹引爆,使之在撞上地球前就先在太空中毁灭。

是不是很刺激,可是电影终归是想象,那么如果在历史中陨石真撞击地球会产生什么影响呢?

图:《绝世天劫》剧照

现在如果巨大的陨石砸向我们地球,大概率会落入海洋,会产生巨大海啸,免不了一场灾难。如果和大陆碰撞,又会是怎样,也免不了一场灾难。万事没有那么极端,有弊也有利,或许会产生闭上眼许愿成真的流星,也会让地质人来研究行星,研究地核,探索太阳系的奥秘,另外还有一个益处就是——陨石撞击可以成矿

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Formation of ore deposits(矿床形成)

 改编《Imagine》—约翰·列侬

图:陨石坑

图:陨石坑(Wikipedia)

位于加拿大安大略省的Sudbury矿床,为岩浆型铜镍硫化物矿床,是世界上第二大(包括已开采和未开采的)的镍矿床,为世界“镍都”,其形成于Sudbury盆地中,我国“镍都”为甘肃金昌市,因为有全球第三的镍矿床—金川铜镍硫化物矿床。Sudbury为目前已知的地球上第三大陨石撞击坑,也是最古老的陨石坑之一。Sudbury盆地,长约62公里,宽约30公里,深约15公里,是由直径10-15公里的陨石在18亿之前的中元古代撞击形成,之后由于构造运动形成现在的椭圆形。

图:Sudbury 5分镍币纪念雕塑

图:Sudbury盆地卫星图(Wikipedia)

Sudbury盆地主要可以分为三部分:Sudbury火成杂岩体(SIC)、Whitewater组和下盘角砾围岩。

图:Sudbury盆地(Wikipedia)

图:Sudbury矿区(Lightfoot,2017)

关于其成因,在1970年左右地质学家达成一致,认为Sudbury岩盆是一颗小行星与地球撞击形成的陨石坑,一秒钟之内产生巨大的撞击坑,巨大的热量诱发地壳改造作用,这种改造虽然持续了不到0.25Ma(百万年),却为大型的镍矿形成提供了重要契机,撞击产生的硅酸盐熔体不断地富集金属元素和硫化物,随着条件的改变,硫化物熔体从硅酸盐熔体中分离,在重力作用下沉聚集成矿。但在2014年,对亲铁元素的浓度和分布以及撞击导致岩石融化的区域的大小的分析表明,陨石坑很可能是彗星而不是小行星造成的。除镍、铜以外,Sudbury还产钴、银、金和贵金属元素。

那么为什么说Sudbury是陨石撞击成因呢?

主要证据来源于该区发育的冲击角砾岩,矿区基地岩石中发育的冲积锥构造和冲击变质现象等,还包括岩盆周缘发育的近似放射状的断裂,以及岩盆附近的变质岩中找到金刚石等超高压矿物。超高压矿物说明形成的压力特别大,或者是地下深部经过超高压变质。

图:Sudbury角砾岩

图:Sudbury冲击角砾岩(Wikipedia)

图:震裂锥

图:Sudbury震裂锥

图:Sudbury矿区金刚石

图:Sudbury盆地系形成过程示意图(Lightfoot,2017)

那么,世界“镍都”是怎么发现的呢?

矿区在地球物理上的表现是1857年Salter在地质调查时发现其罗盘有一个偏向,指向了现在的Creighton矿,因为罗盘的指向是依据地磁场,而大量的镍会有较大的磁性会干扰到局部磁场。实际发现Sudbury镍矿是在建设加拿大太平洋铁路的时候。1883年Thomas在该地区发现了铜镍硫化物,直接导致了之后矿区一系列详细的勘探工作。

 在矿区开采早期,开采的矿经过冶炼之后送到南威尔士,这些矿产支撑了英国工业革命后期的发展以及英国在全球帝国中心的地位。

那么我国有没有这么巧合的陨石撞击成矿的实例呢?

陨石成矿的实例在我国还未见报道,不过我国却有被证实的唯一的陨石坑—岫岩陨石坑,位于辽宁省岫岩县,风景优美,大家有时间一定要去领略陨石坑的神奇。

参考文献

Peter C. Lightfoot .Nickel Sulfide Ores and Impact Melts.Elsevier.2017.

免责声明:本文为转载,文中观点仅供地学爱好者参考,不代表本网站观点和立场。

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