你敢信吗,一帮人在澳大利亚的金矿挖了几十年金子,本来就指着多找矿脉赚大钱,结果前段时间做常规勘探,居然扫出个比黄金值钱太多的宝贝。这事正式刊发在专业期刊后,直接炸了整个行星地质圈,谁也没想到挖金子能挖出亿年前的宇宙痕迹。

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这个出怪事的地方就是西澳东部金矿区,玩地质的都熟,这儿地下埋着27亿年前形成的绿岩带,是太古宙留下来的活化石,更是全世界淘金客眼里的聚宝盆。澳大利亚黄金产量能常年稳在世界前列,靠的就是这片土地。

挖了几十年金子,没人想过地底下还藏着别的稀罕玩意儿。这次本来就是矿业公司的常规操作,拿重力仪扫地下密度分布地下藏着个直径约4公里的同心环状异常,中间是不对称的高密度区,外圈还裹着一道低密度的环形槽。形状圆得离谱,普通地质活动根本造不出这么规整的结构。有人当场就冒出个大胆的念头,这底下会不会是个被沉积物埋住的陨石坑?

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,初衷就是找新的金矿脉。结果数据出来光靠重力数据肯定不能实锤,团队干脆拉来了被动地震勘探设备,捕捉环境里的微弱震动,反过来推地下岩层的分界面,相当于给地球做了一次全身B超。扫完结果出来,之前的猜想直接坐实了。

,所有人都看傻了

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地下结构和复杂撞击坑的特征对得严丝合缝,中央有向上隆起的岩体,外侧围着一圈深陷的环形槽,最边上的坑缘还微微抬起。整个坑被后来的沉积物盖得严严实实,地表半点儿痕迹都看不到,也就仪器能勾出它的完整轮廓。

地球物理证据终究是间接的,要敲定撞击成因,必须在岩石里找到冲击变质的实锤。第一份铁证就来自钻孔取出的岩芯和地表碎石。研究人员在好几处样本里都发现了碎裂锥,也就是呈锥形发散的裂隙纹路。

这玩意儿是超高速冲击波穿过岩石时留下的标志性印记,野外鉴定撞击坑,这就是教科书级别的硬指标。之后团队做得更细,把岩石磨成微米级薄片,塞进显微镜一颗一颗观察矿物。功夫没白费,他们在一块角砾岩里发现,17颗石英晶体都带着多组细密的平行纹路。

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用高精度晶体旋转台测量后,纹路的取向完全符合冲击变质的标准。对应的形成压力从5吉帕到20吉帕,多数集中在15到20吉帕之间。换个通俗的说法,这相当于一瞬间把上千吨重量压在一枚硬币上,普通地壳运动根本达不到这个程度。

更精彩的发现藏在更深的岩芯里,地下两百米左右,团队取出了一种富含玻璃的角砾岩,岩石里嵌着大量褐色玻璃碎块,占比最高能到四成。有些岩块还留着特别明显的过渡状态,内部还是原来的火山岩,边缘已经熔成了玻璃。

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这是撞击瞬间高温把靶区岩石熔化,又快速冷却凝固留下的产物,行内人给它起了专门的名字,叫陨击熔融角砾岩,也叫苏维特岩。化学分析又给出了更多线索,这些玻璃整体是当地两种主要岩层按大约8比2的比例混合熔融形成的。

更关键的是玻璃里的金属元素,镍、钴、铱、铂、钯、铑这几样的含量,远远高过周围所有岩层。这些金属在地壳里少得可怜,在陨石里却大量富集,研究人员一看数据就明白,撞击体本身已经在岩石里留下了清清楚楚的化学签名。

锁定身份的关键一步,研究团队用铬和铱的比值排除了球粒陨石的可能性,数据点正好落在岩浆型铁陨石的成分范围内。镍和钴的比例,也跟西澳本地已经发现的11块铁陨石平均成分对得上。

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结合元素混合模型估算,冲击玻璃里陨石物质占比约三成。不过研究人员也实话实说,撞击体的具体成分没法百分百确定,换个模型,比例最高能逼近八成。把所有证据拼到一块儿,当年砸向地球的,大概率是一颗铁陨石。

玻璃里还有个挺有意思的细节,大量球状的方解石颗粒,嵌在硅酸盐玻璃里。研究人员推测,最可能的解释是撞击高温下,碳酸盐熔体和硅酸盐熔体发生了液态分离,就像油和水互不相溶,冷却后留下了这种独特结构。这种微观层面的分离现象,在撞击岩研究里属于很珍贵的素材。

这场撞击到底发生在多久以前,目前还没有精确的定年结果,只能划出两条边界。被砸的绿岩形成于约27亿年前,撞击肯定不会更早。上面盖着的沉积层经过孢粉化石分析,形成于早白垩世,说明撞击事件不晚于早白垩世,至少有约1亿年历史,更老的可能性也没排除。

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这个时间跨度听上去模糊,但已经足够给它一个特殊身份。它是目前全球已知的、保留有铁陨石地球化学证据的最古老、规模最大的撞击坑之一。按常理说,铁陨石的化学痕迹只能在年轻的小型撞击坑里找到,年代一久,陨石物质就被稀释风化得差不多了。

能在这么古老的大坑里把这些证据保下来,确实算个奇迹。这个被命名为奥拉班达的撞击构造,一下子就在国际撞击坑数据库拿到了好几个含金量极高的标签。它4公里的直径,正好卡在简单撞击坑向复杂撞击坑过渡的临界区间,地下又完整保留了中央隆起结构,是研究撞击坑形态演化的天然教科书。

它也是澳大利亚首个发现保存完好的里斯型陨击熔融角砾岩的地点,这种岩石以德国里斯坑命名,全球只有少数遗址做过详细记录。对行星地质学家来说,每多一个这种样本,理解地球早期演化的拼图就多一块。

更让人激动的是,它是全球第二个完全形成于太古宙绿岩带的撞击坑。这套27亿年的古老火山岩,跟火星表面那些大片古老岩层在特征上很接近,是研究火星早期撞击过程的潜在天然类比位点。

现在全球都在推进火星探测,美国NASA的毅力号还在火星耶泽罗撞击坑里采样,欧洲和中国的火星探测任务也在稳步推进。奥拉班达在地球上提供了一个绝佳的练手实验室,这份价值根本没法用金钱衡量。

回头看这场发现,从头到尾都是一场意外。它本来不是行星地质考察的专门成果,只是金矿勘探捎带出来的副产品。这事想想也挺让人遐想,全球还有多少古老的撞击坑,正藏在矿区、沙漠或者平原的地下,从来没被我们找到。

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以现在国内在深部探测和行星科学方面的投入来看,塔里木盆地、华北克拉通这些古老地块,说不定哪天也会冒出类似的惊喜。挖金子的人最后挖出了比黄金还稀罕的亿年宇宙记忆,这份礼物,地球藏得够深,也送得够意外。

参考资料:中国国家地理 金矿勘探意外发现远古撞击坑