地球上陨石坑中石英的撞击微观证据-击变面状页理

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在地球上，石英是一种稳定矿物，不易风化，标准薄片（0.03mm厚）中一级黄白干涉色，无解理。在受到陨石撞击级别的超高压外力作用下，部分石英内部会形成类似解理的一些平行细线，在光学显微镜下可观察到这些石英颗粒内部发育多组平行的微页理，即击变面状页理（英文Planar deformation features, 简称PDFs，有些中文翻译为面状变形特征、面状变形页理），这种冲击变质效应是撞击事件存在的可靠判断标准^【1】，是地球上陨石坑确认的重要证据。中国目前被国际承认的三个陨石坑岫岩陨石坑、依兰陨石坑、白鸡峰陨石坑中都发现了石英的击变面状页理。



图1 岫岩陨石坑中石英的击变面状页理^【2】



图2 岫岩陨石坑中石英的击变面状页理^【3】



图3 依兰陨石坑中石英的击变面状页理^【4】



图4 白鸡峰陨石坑中石英的击变面状页理^【5】


【1】中国大百科全书网络版-条目：面状变形特征
【2】 Chen, M., Koeberl, C., Xiao, W., Xie, X., & Tan, D. (2011). Planar deformation features in quartz from impact‐produced polymict breccia of the Xiuyan crater, China. Meteoritics & Planetary Science, 46(5), 729-736.
【3】中国科学院地球化学研究所英文网站
【4】Chen, M., Koeberl, C., Tan, D., Ding, P., Xiao, W., Wang, N., ... & Xie, X. (2021). Yilan crater, China: Evidence for an origin by meteorite impact. Meteoritics & Planetary Science, 56(7), 1274-1292.
【5】Chen, M., Lu, Y., Ning, J., Yang, W., Shu, J., & Mao, H. K. (2023). Discovery of the Baijifeng impact structure in Tonghua, Jilin, China. Matter and Radiation at Extremes, 8(5).

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国际上一些陨石坑中石英的击变面状页理



图5 美国落基山脉大型古生代撞击坑散布场中石英的击变面状页理^【6】


图6 美国落基山脉大型古生代撞击坑散布场中石英的击变面状页理^【6】


图7 乌克兰博尔齐什（Boltysh）陨石坑中石英的击变面状页理，正交偏光^【7】


图8 芬兰苏瓦斯韦西湖（Suvasvesi） 南部陨石坑中石英的击变面状页理，单偏光^【7】


图9 加拿大魁北克省沙勒瓦（Charlevoix）陨石坑中石英的击变面状页理，左：正交偏光，右：单偏光^【7】

【6】Thomas Kenkmann, Kent A. Sundell & Douglas Cook  (2018). Evidence for a large Paleozoic Impact Crater Strewn Field in the Rocky Mountains, & Scientific Reports.
【7】矿物图集（mineralienatlas.de）

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需要指出的是，击变面状页理（Planar deformation features）并非地球陨石撞击坑的硅酸盐矿物独有，在很多陨石的硅酸盐矿物中也存在。



在国际陨石学会陨石数据库网站，搜索项选择“Text”，输入“Planar deformation features”进行搜索，显示结果有30项，包含的陨石类型有HED陨石、球粒陨石、顽火辉石无球粒陨石、月球陨石、火星陨石等。


火星陨石NWA 6963中的辉石晶体具有一个方向的击变面状页理(图中箭头所示) ，单偏光。PDF 片层间距为1.5 -2 μm。辉石中的 PDF 表示冲击压力在30至70 GPa 之间。(Stöffler et al., 2018)