华南地区澳大利亚-亚洲远撞击溅射玻璃的磁学性质研究

摘要

地外天体物质的高速撞击深刻地影响着地球系统各个圈层的协同演化.撞击过程产生了广泛分布的气化、熔融和冲击变质物质,其中,一部分飞行距离超过母坑半径五倍的气化和熔融物快速冷却形成远撞击溅射玻璃（tektites）.远撞击溅射玻璃是极端高温高压环境的忠实记录者,其蕴含的磁性信号是研究撞击过程、撞击体和靶体物质的关键信息.澳大利亚—亚洲散布区（Australasian strewn field;AASF）是目前已知面积最大（～1×10～8 km²）、时代最新（78.8万年前）的远撞击溅射玻璃散布区.该散布区是一颗小行星或彗星自北向南倾斜撞击地表的产物,形成的tektites和microtektites主要分布在下靶区方向（中南半岛—澳大利亚—南极洲及其毗邻地区）.但是,形成澳亚散布区的母坑至今仍未被发现,探索该母坑及其地质响应是地球和行星科学领域的重要科学问题.华南属于澳亚散布区的上靶区,区内存在丰富的tektites,它们是解译本次大型撞击过程、追溯母坑位置的重要载体,但其研究程度相对较低.我们近年来对采自广东省、广西壮族自治区和海南省的tektites进行了系统的岩石磁学研究.结果表明:华南tektites具有显著的顺磁性信号和微弱的铁磁性信号;在整个澳亚散布区内,华南芒农型tektites的磁化率最低,飞溅型tektites的天然剩磁强度和饱和等温剩磁强度最低;矿物包裹体的晶体学研究发现,华南芒农型tektites中存在纳米级磁铁矿颗粒,与检测到的单畴或假单畴磁铁矿信号吻合.本研究提出撞击熔体受到的冲击程度和经历的冷却历史影响着磁性颗粒的含量和粒径变化,进而控制了不同地区和不同类型AASF tektites磁性信号的差异表达.相同形态类型的AASF tektites的磁性信号变化范围较大,而单块样品内部的磁性信号较均一,表明厘米级熔体具有相同的原岩组分并经历了相似的热历史.本研究证明磁学性质是揭示AASF tektites形成过程的重要线索,是探寻其母坑方位的新线索,也为计划中的月球和火星表面采样返回探测有望采集的撞击玻璃的成因分析提供了比较行星学样本.

关键词

远撞击溅射玻璃 / 岩石磁学 / 澳亚散布区 / 撞击过程 / 华南 / 行星地质