地大团队首次在希克苏鲁伯撞击坑中发现锆石高压相

作者: 时间:2021-04-13 点击数:

 

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地大新闻网讯(记者田甜 通讯员王德珲)近日,我校肖龙教授团队联合中山大学肖智勇副教授,英国、美国、加拿大、澳大利亚和奥地利等国家科学家,首次在希克苏鲁伯撞击坑中发现了高压相莱氏石,揭示了撞击坑中锆石冲击变形的系统特征,如高压相莱氏石、锆石双晶、颗粒化锆石以及变形之间的世代关系,为从矿物变形角度认识大型撞击过程提供了新的视角。相关成果在线发表于国际著名地学期刊《地质学》。

6600万年前,一次发生在墨西哥湾尤卡坦半岛的小行星撞击事件,被认为是导致恐龙大灭绝的主要原因。这次撞击形成了地球最大的撞击坑之一,直径约200公里的希克苏鲁伯撞击坑,引发了森林大火、气候变化、火山活动等环境效应,导致了地质历史上的第五次生命大灭绝(白垩纪-古近纪灭绝事件),造成全球75%的生物灭绝,质量超过25千克的生物全部灭绝。

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多数矿物在撞击作用下会产生冲击变质,但锆石因其耐高温、耐蚀变,在常规地质作用下可以稳定存在几十亿年的特性,被看作地质历史的“时钟”、地质过程的“温压计”。然而,在撞击作用产生的极端高压、高温条件下,锆石也会发生冲击变质。此前,锆石的高压相莱氏石仅发现于相对较小的撞击坑,“地球上三大最著名的大型撞击坑——南非的弗里德堡撞击坑、加拿大的萨德伯里撞击坑和墨西哥的希克苏鲁伯撞击坑,完全具备莱氏石形成所需的温压条件,但在此之前却一直未发现莱氏石,这个问题引起了我们团队的深入思考”,文章的第一作者,我校的赵佳伟博士说。

肖龙教授表示:“在撞击应力加载的过程中,莱氏石的出现指示了角砾岩中锆石遭受的撞击压力在30千兆帕以上;随后在应力卸载过程中,锆石颗粒中形成双晶;在撞击改造阶段,高温的熔体对莱氏石进行加热,莱氏石在高温下进一步相变,转变成继承莱氏石结晶取向的锆石;然而,部分撞击角砾遭受海水回退导致的快速降温过程,一些莱氏石得以保存。我们提供了锆石在撞击过程中连续变形和改造的实证,对进一步理解地球和类地天体表面的撞击作用以及地外样品中的冲击变质提供了很好的思路。”

据悉,201610月,国际大洋发现计划364航次在希克苏鲁伯撞击坑的峰环位置M0077A取得了完整的钻孔岩芯,并对撞击作用和撞击过程、生物大灭绝、生命复苏、撞击后的沉积作用等重大科学问题开展研究。该钻孔岩芯的研究成果被《科学》评为2019年十大科学突破之一。肖龙教授是参与该项目的中国唯一科学家代表,其团队承担了冲击变质效应的研究,对角砾岩、撞击熔体、花岗岩基底以及岩脉中的冲击变质矿物开展了系统工作。

转自地大要闻)

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