19.3. 火山口形态

19.3.1. 火山口形态

鉴于所涉及的巨大能量,难怪我们将尤卡坦半岛的奇克苏鲁布冲击归类为地质记录中已知的最大短期自然事件之一(核当量超过1亿兆吨)。它发生在6500万年前,导致了一个200-300公里(>150英里)宽(关于外缘的位置仍然存在一些不确定性)和可能16公里(10英里)深的凹陷。这个巨大的结构没有明显的表面表现,被年轻的沉积岩所覆盖,但在地下出现了一个强烈的重力异常,如下图所示。它几乎是通过石油钻探偶然发现的,在钻探过程中,含有所谓火山岩(现在称为冲击熔融岩)的岩心样品显示出明显的冲击效应。这些样本在新奥尔良大学地质大楼的地下室里保存了多年,之后又有人重新检查并发现了它们的来源。

|尤卡坦奇克苏鲁布撞击坑的彩色图像。|

奇克苏鲁布撞击墨西哥湾的浅水区,产生了巨大的波浪,甚至对地球造成更大的破坏,将大量的岩石和水抛入大气中。这些物质反过来又导致了全球范围内的气溶胶、气体和微粒的“云甲板”,导致了温度波动和光合作用的减少,这摧毁了食物链的大部分,为当时仍生活在地球上的少数恐龙家族提供了“优雅的政变”。由此产生的碎片喷射到高海拔地区,遍布全球,形成一层薄薄的物质层,标志着白垩纪(符号K)最后一块岩石和在年轻(上覆)第三纪(符号T)形成的第一块沉积物之间精确的K/T边界。这些沉积物中含有铱,一种存在于某些陨石中的金属元素,以及具有强烈冲击迹象的矿物颗粒(见下文)。

我们通过其形态或外部形态识别出较年轻、通常侵蚀程度较低的陨石坑。它们大致呈圆形(除非后来由于区域变形而变形),具有凸起的边缘,在其围岩中显示出结构位移,并且可能有一个中心峰,由从较深原始位置升起的岩石组成。我们可以从3-D的角度(通常使用数字高程图数据)强调这些陨石坑的形态,夸大高程,应用阴影或人工照明(计算机控制)。两个例子说明了我们如何使陨石坑更明显,当今天他们已经缓和,往往有低救济。顶部是弗林溪结构(3.5公里 [2.2密] 宽)位于田纳西州,底部是巴伐利亚州24公里(15英里)宽的里斯凯塞尔:

|田纳西州弗林溪撞击坑的三维透视图。|

|巴伐利亚州里斯-凯塞尔构造的三维透视图像。|

18-6: In the Ries Kessel perspective view, the crater appears surrounded by mountains. But in reality, the actual landscape is hilly but not mountainous. Explain the illusion. `ANSWER <answers.html#18-6>`__

一般来说,直径小于3-5公里(1.8-3.1英里)的火山口缺少中心山峰,也就是说,它们内部呈碗状,我们称之为火山口。 简单的 . 大多数较大的火山口都有中心山峰,其中真正火山口边界以下的岩石从碰撞中向上“反弹”,进一步受到与火山口壁坍塌有关的向心力的帮助。我们称之为 复杂的 火山口,但侵蚀和填充可能会压垮山峰。弗林溪,类似于在美国的大多数其他陨石坑切割成碳酸盐岩,刚刚收到一个中心峰,这仍然显示地形。RIS没有保留一个形态峰值,但通过钻孔确定的到火山口边界的深度在内部较小。

简单的火山口(以及一些较大的火山口)通常有充满水的凹陷。在顶部,下面是3.5公里(2.2英里)宽的新魁北克火山口,位于花岗岩屏蔽岩中,暴露在魁北克北部。底部是更古老的西霍克湖结构(2.5公里 [1.6密] 直径)在曼尼托巴岛最东端的变质岩中形成(作者首先详细研究)。

|魁北克北部新魁北克火山口的彩色照片。|

|加拿大马尼托巴岛最东端的西霍克湖结构的黑白卫星图像。|

在加拿大和其他北纬国家,这些湖泊在冬季结冰,为钻探设备提供支持,这样我们就可以通过回收地核来探索火山口填充材料。

碎片状岩石的沉积物环绕着最年轻的陨石坑。一个例子(顶部,下面)的这种岩石(称为角砾岩),从一个露头在里斯火山口,说明了这些喷射沉积。第二个例子(底部)是在穿过曼森中心峰的钻探中发现的,显示了组成这些角砾岩碎片(称为碎屑)的岩石类型的多样性。


|里斯火山口破碎岩石的彩色照片示例。|

|曼森构造中心峰碎屑岩彩色照片实例。|

18-7: Suppose a continuous length of drill core consists of first an interval of breccia much like that shown in this figures, then a 10 meter interval of a single rock type, say granite, and followed by more small fragmental breccia. What explains this? `ANSWER <answers.html#18-7>`__

侵蚀的陨石坑缺乏明确的外部形状,尽管最初的圆度可能会对排水产生持久的影响,使河流保持大致的圆形路线。这种陨石坑通常很难发现,但异常的结构变形和角砾岩的存在提供了线索。在原始壁边界外的岩石中,通常会形成一种称为破碎锥的特殊结构。

|破碎锥的彩色照片示例。|

这些“条纹状”圆锥形结构(形状类似于“马尾”)可能非常小,也可能达到6英尺或更长的长度,如上文在加拿大萨德伯里的石英岩中所见,撞击结构(另一方面:作者的“最爱”地质露头,在任何地方,都是麦克唐纳德快餐店停车场周围的低岸。位于萨德伯里市中心的Staurant,挖掘机在那里暴露出连续的破碎锥群)。当我们绘制包含锥的褶皱岩石的原始位置时,锥尖总是指向位于中央火山口底板上方的内部位置。-实际上,它们表示能量释放的位置在底板上方,这是一种与深火山源不相容的情况,正如以前所主张的B。怀疑论者。锥体有时也形成于遭受核爆炸的岩石中,出现在较低(周边)冲击压力区,冲击波向外扩散,将岩石置于拉伸应力中。许多锥体似乎起源于点不连续(如卵石),就好像波是衍射的。

18-8: Try to explain what happens to cause the apex of a shatter cone to point towards the upper center of the crater near the point of impact. `ANSWER <answers.html#18-8>`__

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
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