石英岩:形成、地质与种类
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◆ 形成、地质及品种介绍
陨石玻璃:撞击玻璃、散布区及区域品种
陨石玻璃是陨石撞击使地表物质熔融、抛射并迅速冷却成玻璃形成的天然玻璃。它们的化学成分、形状、表面雕刻和分布记录了一系列罕见事件:撞击、飞行、淬火、着陆及长期风化。
概述:受撞击塑造的地球玻璃
陨石玻璃形成于撞击能量使地表岩石熔融并将熔融物抛射出陨石坑环境。形成的玻璃可能以手掌大小的飞溅形态、块状层状体或保存在沉积层中的微小液滴形式出现。
“陨石玻璃”一词描述的是一类天然玻璃,而非单一矿物种类。由于陨石玻璃是无定形的,它们没有晶体系统、解理或有序晶格。它们的特征通过化学成分、极低的含水量、玻璃状断口、内部气泡、流动结构、空气动力学形状以及在区域散布区的分布来识别。
陨石玻璃的名称通常与其散布区或区域相关。摩尔达维石、印度支那石、菲律宾石、澳大利亚石、贝迪亚石、乔治亚石、象牙海岸陨石玻璃和伯利兹石是区域性名称,它们属于陨石玻璃的广义起源,但在年龄、化学成分、形态和历史背景上有所不同。
基本区别:陨石玻璃与撞击有关,但它们不是陨石。陨石是来自地外的物质抵达地球;陨石玻璃是地球物质被撞击能量转化而成。
陨石玻璃的形成过程
在地质时间尺度上,形成过程虽短暂,但物理过程极为剧烈。热量、压力、加速度、冷却和大气飞行都在最终的玻璃中留下痕迹。
- 1撞击与熔融。陨石以超高速撞击地球。地表及近地表岩石被加热、震动、熔化、混合,有时部分气化。
- 2从撞击区弹出。部分熔融物以液滴、薄片、喷雾或较大块体的形式被抛出陨石坑环境。根据撞击角度、能量和抛射轨迹,这些物质可以飞出陨石坑很远的距离。
- 3飞行成形。熔融或半熔融物质拉伸、旋转、扁平、分离,有时还经历气动修饰。形成泪滴形、棒状、盘状、哑铃形、钮扣形和不规则飞溅形态。
- 4快速淬火。冷却速度过快,晶格无法形成。结果是富硅玻璃,含水量极低,带有气泡、条纹和偶见的勒夏特列石(一种熔融硅相)。
- 5沉积与风化。陨石玻璃分布于散布区。后期的侵蚀、土壤化学、运输和风化塑造了表面、霜冻纹理、凹坑、沟槽和自然包浆。
地质背景与喷射机制
陨石玻璃的物理特性取决于冲击熔体的生成、喷射、运输、冷却及着陆后的修饰过程。
关键形成控制因素
- ◆源材料:大部分玻璃来自当地陆地地壳岩石,只有少量可检测的陨石成分。
- ◆水分损失:陨石玻璃相比许多火山玻璃明显干燥,反映了高温喷射和快速挥发物损失。
- ◆飞行历史:拉伸、旋转、液滴分离和大气修饰影响形状和表面。
- ◆沉积后变化:着陆和埋藏后常出现自然蚀刻、凹坑、磨损和包浆。
液滴和气动形状
泪滴形、哑铃形、棒状、盘状、球形和钮扣状形态反映了熔融运动及飞行中的后期修饰。
孟农型陨石玻璃
块状分层材料包含流动带纹、条纹、气泡和与经典飞溅形态不同的内部纹理。
法兰和定向形态
一些澳洲陨石玻璃保留了气动边缘和定向表面,记录了初次喷射事件后的大气修饰。
气泡、条纹和勒夏特列石
内部特征保留了快速加热、拉伸、挥发物损失、混合和在富硅玻璃中的淬火过程。
主要散布区
散布区是一个广泛的区域,发现有相关年代、化学成分和起源的陨石玻璃。一些散布区已确认源陨石坑,而其他的仍在积极调查中。
| 散布区或区域 | 大致年代 | 源陨石坑状态 | 区域名称 | 地质意义 |
|---|---|---|---|---|
| 澳大拉西亚 | 大约79万年前 | 来源陨石坑尚未确认;已提出多个东南亚或亚洲来源模型。 | 印度支那玻璃、菲律宾玻璃、澳洲玻璃、孟弄型陨石玻璃及相关区域形态。 | 已知最年轻且最大的散布区,延伸至东南亚、西太平洋地区、澳大利亚及远超主要陆地分布的沉积记录。 |
| 中欧 | 约1470万年前 | 与德国诺德林格·里斯撞击结构相关。 | 莫尔达维特。 | 以绿色、常半透明且带有强烈自然蚀刻的玻璃著称;是珠宝和矿物收藏中最具识别度的陨石玻璃群体之一。 |
| 科特迪瓦及西非 | 约107万年前 | 与加纳博苏姆特维撞击结构相关。 | 科特迪瓦陨石玻璃,收藏中常称为象牙石或伊沃石。 | 深色玻璃和近海微陨石层帮助将陆地发现与博苏姆特维事件联系起来。 |
| 北美 | 约3550万年前 | 与切萨皮克湾撞击结构相关。 | 乔治亚石和贝迪亚石。 | 稀有的北美玻璃,其化学成分和年代将小型区域发现与大型埋藏撞击结构联系起来。 |
| 中美洲 | 约80万年前 | 近期研究将伯利兹玻璃解释为与尼加拉瓜潘塔斯玛陨石坑相关。 | 伯利兹玻璃。 | 一个新兴的陨石玻璃群体,其产地关系和撞击背景应以谨慎、最新的措辞描述。 |
| 提议的澳大利亚额外群体 | 约1100万年前 | 近期研究中报道为独特群体;来源陨石坑尚未确定。 | 近期文献报道的阿南古石。 | 一个正在发展的研究课题。在更多工作充分确定分布、来源和产地关系之前,应谨慎使用该名称和解释。 |
年代说明:“Ma”表示百万年前。在陨石玻璃研究中,年代、化学成分、同位素和地理分布共同用于将玻璃群体与撞击事件联系起来。
区域品种及其地质特征
区域名称在反映真实产地背景时很有用。它们不应被视为独立矿物种类;它们是按地理、化学、颜色、形态和年代区分的天然撞击玻璃品种。
中欧绿色陨石玻璃
莫尔达维特是中欧地区的绿色陨石玻璃。它通常呈橄榄绿至瓶绿色,有时透明度足以切割,且常带有自然蚀刻、气泡和雕塑般的表面浮雕。
东南亚深色飞石玻璃
印度支那玻璃通常为黑色至深棕色,表面可能呈现凹坑、沟槽或“蜥蜴皮”状。薄边缘可能透出烟棕色或橄榄色光线。
菲律宾飞溅形态
菲律宾陨石玻璃包括深色且常雕刻精美的形态,如球体、哑铃状、盘状和不规则飞溅体。表面保存和形态是解释的核心。
澳大利亚定向形态
澳洲陨石玻璃以定向形态著称,包括带缘钮状体。这些形态保存了空气动力学改造的证据,是最具诊断性的陨石玻璃形态之一。
分层陨石玻璃块体
孟弄型陨石玻璃通常较大、块状且分层,而非空气动力学形态。其内部带纹、气泡和流动纹理记录了不同的冷却和沉积方式。
北美陨石玻璃
乔治亚陨石玻璃通常呈橄榄绿至棕色,薄处可透光。德克萨斯的贝迪亚斯陨石玻璃通常颜色更深。两者都稀少且与已记录的产地密切相关。
西非撞击玻璃
科特迪瓦陨石玻璃是与博苏姆特维事件相关的深色玻璃。自然坑蚀、包浆和现场环境对解释很重要。
中美洲撞击玻璃
贝里兹陨石玻璃是最近讨论的中美洲陨石玻璃群体,应谨慎描述,关注当前研究和已记录的来源。
微陨石玻璃与沉积记录
并非所有陨石玻璃都是手持标本。微陨石玻璃是微小的玻璃液滴,通常大小如沙粒或更小,保存在海洋岩芯、湖泊沉积物、土壤及其他地层记录中。
微陨石玻璃在科学上尤为重要,因为它们描绘了喷发羽流的范围和方向。微陨石玻璃层可能比较大的飞溅形态分布更广,有助于细化年龄、分布和撞击事件的关联。在某些地区,海洋微陨石玻璃层即使在大型陨石玻璃稀少或缺失的地方,也能保存撞击事件的证据。
- ◆规模:微陨石玻璃可能是显微级的液滴,而非可见的石块,但它们承载着相同的撞击玻璃信息。
- ◆分布:海洋和深海沉积物可以保存远离主要陆地散布区的玻璃。
- ◆关联:年龄、化学成分和地层位置有助于将微陨石玻璃与更大规模的撞击玻璃群体联系起来。
- ◆解释:微陨石玻璃有助于重建撞击喷发物的方向、规模和时间。
相关的撞击玻璃及术语
几种天然玻璃常与陨石玻璃一起讨论,但并非所有都应被称为经典陨石玻璃。谨慎使用术语可避免混淆,保持该物体的科学价值。
| 材料 | 与陨石玻璃的关系 | 推荐描述 | 用词为何重要 |
|---|---|---|---|
| 经典陨石玻璃 | 地球撞击玻璃,喷射出陨石坑环境外并分布于散布区。 | 陨石玻璃,如有支持则注明区域变种。 | 将标本与公认的撞击玻璃群体和现场环境联系起来。 |
| 孟农型陨石玻璃 | 澳大拉西亚地区的层状陨石玻璃,纹理不同于空气动力学飞溅形态。 | 孟农型陨石玻璃。 | 保留独特的地质类别,而非强行将所有陨石玻璃归为飞溅成形。 |
| 利比亚沙漠玻璃 | 与撞击相关的天然玻璃,通常与经典陨石玻璃散布区分开处理。 | 相关撞击玻璃或利比亚沙漠玻璃。 | 具有重要的文化和科学意义,但不应随意归入陨石玻璃术语。 |
| 达尔文玻璃 | 与塔斯马尼亚达尔文陨石坑区域相关的撞击玻璃。 | 达尔文玻璃或相关撞击玻璃。 | 最好在其自身的撞击玻璃语境中描述。 |
| 黑曜石 | 火山玻璃,不是撞击玻璃。 | 黑曜石。 | 它可能看起来像陨石玻璃,但形成于火山系统,水分和地质环境不同。 |
| 炉渣或制造玻璃 | 人造或工业玻璃材料。 | 识别为炉渣、玻璃或人造玻璃时。 | 将工业玻璃误标为陨石玻璃会破坏来源、科学价值和价值。 |
鉴定、保存与护理
陨石玻璃是具有历史意义的天然玻璃物体。应保存其诊断性表面和形状,而非过度清洁、抛光或重塑。
贝壳状断裂和气泡
新断口通常呈弧形且玻璃质感。内部气泡、流线和条纹常见,但仅凭这些不能证明真伪。
凹坑、蚀刻和包浆
自然纹理是记录的一部分。摩尔达维特蚀刻、深色陨石玻璃的凹坑、凸缘边缘和风化表皮不应被不必要地去除。
产地需要证据
稀有或高价值的标本应保留任何收藏历史、地点记录、照片或支持现场归属的文件。
保护薄边缘和凸缘
陨石玻璃如果跌落或撞击可能会碎裂。薄的澳洲陨石、锋利的摩尔达维特碎片和脆弱的泪滴状陨石需要软垫存放并小心处理。
- ◆不要将陨石玻璃称为陨石:它们是与撞击相关的地球玻璃,不是外星的石头或金属。
- ◆轻柔清洁:通常用温和的水和软刷或布即可;避免使用酸、强碱、研磨剂、蒸汽和超声波清洗。
- ◆谨慎对待模尔达维特:存在仿制绿色玻璃,因此高价值模尔达维特应通过表面纹理、透光、内部特征和产地进行评估。
- ◆标本状况:请分别记录缺口、修复、抛光、新断裂和表面损失,与自然风化区分开。
常见问题解答
陨石玻璃是陨石吗?
不是。陨石玻璃是地球撞击玻璃。它们由陨石撞击时熔融并喷射的地球物质形成,但玻璃本身不是陨石。
为什么大多数陨石玻璃是深色,而模尔达维特是绿色?
颜色取决于化学成分、氧化状态、厚度和光的透射。许多陨石玻璃含铁,呈深棕至黑色。模尔达维特是中欧独特的绿色陨石玻璃,其化学成分和透明度使绿色体色显著。
什么是澳大利亚陨石玻璃的翼缘?
翼缘是由空气动力加热和烧蚀在大气穿行过程中形成的薄边缘。完整的带翼缘澳大利亚陨石玻璃保存了高速改造的罕见且脆弱记录。
什么是Muong Nong型陨石玻璃?
Muong Nong型陨石玻璃是分层的块状玻璃,与经典飞溅形态不同。它们可能显示内部条纹、气泡、条痕和大块体,而非泪滴或钮扣状形态。
什么是微陨石玻璃?
微陨石玻璃是保存在沉积层中的微小撞击玻璃液滴。它们有助于追踪喷射物分布、年代和撞击事件的相关性,尤其是在海洋沉积记录中。
利比亚沙漠玻璃是陨石玻璃吗?
利比亚沙漠玻璃是一种重要的天然撞击玻璃,但通常与经典陨石玻璃散布区分开讨论。除非在专业语境中有更精确的术语,否则更安全的描述是“相关撞击玻璃”。
陨石玻璃可以抛光吗?
它们可以被抛光,但抛光会去除或减少自然表面特征。抛光标本应被描述为抛光过的,不应作为未经改变的自然表面样本展示。