你敢信嗎,一幫人在澳大利亞的金礦挖了幾十年金子,本來就指著多找礦脈賺大錢,結果前段時間做常規勘探,居然掃出個比黃金值錢太多的寶貝。這事正式刊發在專業期刊后,直接炸了整個行星地質圈,誰也沒想到挖金子能挖出億年前的宇宙痕跡。
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這個出怪事的地方就是西澳東部金礦區,玩地質的都熟,這兒地下埋著27億年前形成的綠巖帶,是太古宙留下來的活化石,更是全世界淘金客眼里的聚寶盆。澳大利亞黃金產量能常年穩在世界前列,靠的就是這片土地。
挖了幾十年金子,沒人想過地底下還藏著別的稀罕玩意兒。這次本來就是礦業公司的常規操作,拿重力儀掃地下密度分布地下藏著個直徑約4公里的同心環狀異常,中間是不對稱的高密度區,外圈還裹著一道低密度的環形槽。形狀圓得離譜,普通地質活動根本造不出這么規整的結構。有人當場就冒出個大膽的念頭,這底下會不會是個被沉積物埋住的隕石坑?
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,初衷就是找新的金礦脈。結果數據出來光靠重力數據肯定不能實錘,團隊干脆拉來了被動地震勘探設備,捕捉環境里的微弱震動,反過來推地下巖層的分界面,相當于給地球做了一次全身B超。掃完結果出來,之前的猜想直接坐實了。
,所有人都看傻了
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地下結構和復雜撞擊坑的特征對得嚴絲合縫,中央有向上隆起的巖體,外側圍著一圈深陷的環形槽,最邊上的坑緣還微微抬起。整個坑被后來的沉積物蓋得嚴嚴實實,地表半點兒痕跡都看不到,也就儀器能勾出它的完整輪廓。
地球物理證據終究是間接的,要敲定撞擊成因,必須在巖石里找到沖擊變質的實錘。第一份鐵證就來自鉆孔取出的巖芯和地表碎石。研究人員在好幾處樣本里都發現了碎裂錐,也就是呈錐形發散的裂隙紋路。
這玩意兒是超高速沖擊波穿過巖石時留下的標志性印記,野外鑒定撞擊坑,這就是教科書級別的硬指標。之后團隊做得更細,把巖石磨成微米級薄片,塞進顯微鏡一顆一顆觀察礦物。功夫沒白費,他們在一塊角礫巖里發現,17顆石英晶體都帶著多組細密的平行紋路。
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用高精度晶體旋轉臺測量后,紋路的取向完全符合沖擊變質的標準。對應的形成壓力從5吉帕到20吉帕,多數集中在15到20吉帕之間。換個通俗的說法,這相當于一瞬間把上千噸重量壓在一枚硬幣上,普通地殼運動根本達不到這個程度。
更精彩的發現藏在更深的巖芯里,地下兩百米左右,團隊取出了一種富含玻璃的角礫巖,巖石里嵌著大量褐色玻璃碎塊,占比最高能到四成。有些巖塊還留著特別明顯的過渡狀態,內部還是原來的火山巖,邊緣已經熔成了玻璃。
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這是撞擊瞬間高溫把靶區巖石熔化,又快速冷卻凝固留下的產物,行內人給它起了專門的名字,叫隕擊熔融角礫巖,也叫蘇維特巖。化學分析又給出了更多線索,這些玻璃整體是當地兩種主要巖層按大約8比2的比例混合熔融形成的。
更關鍵的是玻璃里的金屬元素,鎳、鈷、銥、鉑、鈀、銠這幾樣的含量,遠遠高過周圍所有巖層。這些金屬在地殼里少得可憐,在隕石里卻大量富集,研究人員一看數據就明白,撞擊體本身已經在巖石里留下了清清楚楚的化學簽名。
鎖定身份的關鍵一步,研究團隊用鉻和銥的比值排除了球粒隕石的可能性,數據點正好落在巖漿型鐵隕石的成分范圍內。鎳和鈷的比例,也跟西澳本地已經發現的11塊鐵隕石平均成分對得上。
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結合元素混合模型估算,沖擊玻璃里隕石物質占比約三成。不過研究人員也實話實說,撞擊體的具體成分沒法百分百確定,換個模型,比例最高能逼近八成。把所有證據拼到一塊兒,當年砸向地球的,大概率是一顆鐵隕石。
玻璃里還有個挺有意思的細節,大量球狀的方解石顆粒,嵌在硅酸鹽玻璃里。研究人員推測,最可能的解釋是撞擊高溫下,碳酸鹽熔體和硅酸鹽熔體發生了液態分離,就像油和水互不相溶,冷卻后留下了這種獨特結構。這種微觀層面的分離現象,在撞擊巖研究里屬于很珍貴的素材。
這場撞擊到底發生在多久以前,目前還沒有精確的定年結果,只能劃出兩條邊界。被砸的綠巖形成于約27億年前,撞擊肯定不會更早。上面蓋著的沉積層經過孢粉化石分析,形成于早白堊世,說明撞擊事件不晚于早白堊世,至少有約1億年歷史,更老的可能性也沒排除。
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這個時間跨度聽上去模糊,但已經足夠給它一個特殊身份。它是目前全球已知的、保留有鐵隕石地球化學證據的最古老、規模最大的撞擊坑之一。按常理說,鐵隕石的化學痕跡只能在年輕的小型撞擊坑里找到,年代一久,隕石物質就被稀釋風化得差不多了。
能在這么古老的大坑里把這些證據保下來,確實算個奇跡。這個被命名為奧拉班達的撞擊構造,一下子就在國際撞擊坑數據庫拿到了好幾個含金量極高的標簽。它4公里的直徑,正好卡在簡單撞擊坑向復雜撞擊坑過渡的臨界區間,地下又完整保留了中央隆起結構,是研究撞擊坑形態演化的天然教科書。
它也是澳大利亞首個發現保存完好的里斯型隕擊熔融角礫巖的地點,這種巖石以德國里斯坑命名,全球只有少數遺址做過詳細記錄。對行星地質學家來說,每多一個這種樣本,理解地球早期演化的拼圖就多一塊。
更讓人激動的是,它是全球第二個完全形成于太古宙綠巖帶的撞擊坑。這套27億年的古老火山巖,跟火星表面那些大片古老巖層在特征上很接近,是研究火星早期撞擊過程的潛在天然類比位點。
現在全球都在推進火星探測,美國NASA的毅力號還在火星耶澤羅撞擊坑里采樣,歐洲和中國的火星探測任務也在穩步推進。奧拉班達在地球上提供了一個絕佳的練手實驗室,這份價值根本沒法用金錢衡量。
回頭看這場發現,從頭到尾都是一場意外。它本來不是行星地質考察的專門成果,只是金礦勘探捎帶出來的副產品。這事想想也挺讓人遐想,全球還有多少古老的撞擊坑,正藏在礦區、沙漠或者平原的地下,從來沒被我們找到。
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以現在國內在深部探測和行星科學方面的投入來看,塔里木盆地、華北克拉通這些古老地塊,說不定哪天也會冒出類似的驚喜。挖金子的人最后挖出了比黃金還稀罕的億年宇宙記憶,這份禮物,地球藏得夠深,也送得夠意外。
參考資料:中國國家地理 金礦勘探意外發現遠古撞擊坑
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