Tektites 似曜岩

Tektites 似曜岩
似曜岩（Tektites）（源于古希腊语 τηκτός (tēktós) '熔融'）是由陨石撞击时喷射出的陆地碎片形成的黑色、绿色、棕色或灰色天然玻璃组成的砾石大小的物体。该术语由奥地利地质学家弗朗茨-爱德华-苏斯（Franz Eduard Suess，1867-1941 年）创造，他是爱德华-苏斯（Eduard Suess）的儿子。
爱德华-苏斯是奥地利地质学家和阿尔卑斯山地理专家。他提出了冈瓦纳超级大陆和特提斯洋这两大前地理特征的假设。

似曜岩的特点是：
1. 成分相当均匀
2. 水和其他挥发物含量极低
3. 大量的白云石
4. 普遍缺乏被称为微晶的微小晶体，以及与当地基岩或当地沉积物的化学关系
分布在地理范围广泛的散落区域内
特征
虽然似曜岩表面上与一些火山玻璃（黑曜石）相似，但它们具有不同的物理特征，使其有别于此类玻璃。首先，与火山玻璃不同：它们完全是玻璃状的，没有任何微晶或表晶。其次，虽然含有大量的二氧化硅（>65 wt%），但似曜岩的主要化学成分和同位素成分更接近页岩和类似沉积岩的成分，与火山玻璃的主要化学成分和同位素成分截然不同。第三，与火山玻璃不同：几乎不含水（<0.02 wt%）。第四，似曜岩中的流带通常含有lechatelierite颗粒和流带，这在火山玻璃中是找不到的。最后，少数似曜岩含有部分熔化的冲击和非冲击矿物颗粒包裹体，即石英、磷灰石和锆石，以及柯石英。

含水量的差异可用于区分似曜岩和火山玻璃。当加热到熔点时，火山玻璃由于含有水和其他挥发物，会变成泡沫玻璃。似曜岩在加热到熔点时最多只产生几个气泡，因为它的水和其他挥发物含量要低得多。

分类
根据形态和物理特征，传统上将似曜岩分为四类。在陆地上发现的传统上被细分为三类：(1) 飞溅状（正常）似曜岩，(2) 空气动力学形状的似曜岩，(3) 芒农型（层状）似曜岩。喷溅状和空气动力学形状的似曜岩只是根据它们的外观和一些物理特征来区分的。飞溅状似曜岩是厘米大小，形状像球体、椭圆体、泪滴、哑铃和其他熔体的特征。它们被认为是旋转液体凝固形成的，而不是大气烧蚀形成的。空气动力学形状的似曜岩主要属于澳大拉西亚条带石领域，它们是喷溅状似曜岩（纽扣），显示出次级环或凸缘。次生环或凸缘被认为是在凝固的飞溅状似曜岩高速重返大气层和烧蚀过程中产生的。芒农型似曜岩通常较大，尺寸超过 10 厘米，重量超过 24 千克，是不规则的层状结构，有大量的泡孔，并含有矿物包裹体，如锆石、巴德来石、铬铁矿、金红石、刚玉、霞石和柯石英。
微型似曜岩是第四类似曜岩，尺寸小于 1 毫米。它们的形状多种多样，从球形到哑铃形、圆盘形、椭圆形和水滴形。它们的颜色从无色透明到淡黄色和淡褐色不等。它们经常含有气泡和lechatelierite包裹体。

出现
大部分的似曜岩都是在四个地理范围广泛的散落区域内被发现：澳洲、中欧、科特迪瓦和北美洲。正如 Koeberl 所总结的，每个散落带内的似曜岩都是根据岩石学、物理和化学特性的标准，以及它们的年龄而互相关联的。此外，根据同样的标准，四个散落区中的三个已经与撞击坑明确地联系在一起。根据已知的散落带、相关的撞击坑和年龄，公认的似曜岩类型有：
1. 澳大利亚（Australasian strewnfield 大概年龄：0.77-0.78 百万年），
Australites（澳大利亚，深色，大部分为黑色）；
Indochinites（东南亚，深色，大部分为黑色）；
Philippinites（菲律宾，黑色）。
2. 中欧（Nördlinger Ries 撞击坑（24 公里），德国，年龄：1500 万年）：
Moldavites（捷克共和国，绿色）。
3. 科特迪瓦（加纳博森特维湖撞击坑（10 公里），年龄：100 万年）：
科特迪瓦岩（科特迪瓦，黑色）。
4. 北美似曜岩（切萨皮克湾撞击坑（40 千米），美国--年龄：3400 万年）：
贝迪亚斯岩（得克萨斯州--黑色至深褐色，部分有金属表面）；
佐治亚岩（佐治亚州--绿色）。
纳塔利娅-阿尔特米耶娃（Natalia Artemieva）比较了已知撞击坑的数量和已知散落区的数量，认为一些基本因素是必要的，例如撞击坑必须超过一定直径才能产生远端喷出物，而且撞击事件必须是最近发生的。



Povenmire等人提出还存在另一个似曜岩散落区，即中美洲散落区。这一报告的似曜岩散落区的证据包括从伯利兹西部Bullet Tree Falls、Santa Familia和Billy White村地区回收的似曜岩。这一地区位于蒂卡尔东南偏东约55公里处，发现了 13 块来源不明的似曜岩，其中两块已有 82 万年的历史。有限的证据被解释为表明拟议的中美洲散落区可能覆盖伯利兹、洪都拉斯、危地马拉、尼加拉瓜以及墨西哥南部可能的部分地区。尼加拉瓜北部假设的潘塔斯马撞击坑可能是这些似曜岩的来源。


年代
采用辐射测年方法确定了四个似曜岩散落区的年龄。莫达维石的年龄，一种在捷克发现的似曜岩，被确定为1400万年，与Suevite（在陨石坑发现的撞击角砾岩）的辐射测年为Nördlinger Ries陨石坑（在德国几百公里外）确定的年龄非常吻合。北美散落区和切萨皮克湾撞击坑之间以及科特迪瓦散落区和博苏姆特维湖陨石坑之间存在类似的一致性。通常采用K-Ar法、裂变轨道测年法、Ar-Ar技术或这些技术的结合来确定似曜岩的年龄。

起源
1地球源理论
地球和行星科学家的压倒性共识是，似曜岩由撞击坑形成过程中喷射出的陆地碎片组成。在超高速陨石撞击造成的极端条件下，近地表的陆地沉积物和岩石要么融化、蒸发，要么是这些现象的某种组合，并从撞击坑中喷出。从撞击坑中喷射出来后，这些物质形成了毫米到厘米大小的熔融物质体，当它们重新进入大气层时，迅速冷却形成似曜岩，这些似曜岩落到地球上，形成一层数百或数千个远端喷射物。距撞击地点数公里。
似曜岩的陆地来源有充分记录的证据支持。似曜岩的化学和同位素组成表明它们源自富含二氧化硅的地壳和沉积岩的熔化，而月球上没有发现这些岩石。此外，一些似曜岩含有残余矿物包裹体（石英、锆石、等等），这些是陆地沉积物以及地壳和沉积源岩的特征。此外，四个似曜岩散落区中的三个已根据其年龄、化学和同位素组成与已知的撞击坑联系起来。对来自澳大利亚散布落区的似曜岩进行的不同的地球化学研究得出的结论是，这些似曜岩由融化的侏罗纪沉积物或约 167 Mya 风化和沉积的沉积岩组成。它们的地球化学表明，澳大利亚似曜岩的来源是一个单一的沉积地层，其地层年龄范围较窄，大约接近 170 米，这有效地反驳了多重影响假设。
尽管人们普遍认为，似曜岩的形成和广泛分布需要撞击地点近地表沉积物和岩石的剧烈（过热）熔化，以及随后这些物质从撞击坑中的高速喷射，但对其中涉及的确切过程仍然知之甚少。形成似曜岩的一种可能机制是，在撞击坑形成的最初接触/压缩阶段，高度震荡和过热的熔体喷射而出。另外，还有人利用超高速撞击产生的膨胀蒸汽羽流分散冲击熔融物质的各种机制来解释似曜岩的形成。任何形成似曜岩的机制都必须能够解释化学数据，这些数据表明，形成似曜岩的母质来自撞击地点的近地表岩石和沉积物。此外，相对于已确定的撞击坑的数量而言，已知的散落區非常稀少，这表明陨石撞击产生似曜岩需要非常特殊和罕见的情况。
2非地球源理论
尽管关于陨石撞击形成似曜岩的理论已被广泛接受，但过去关于似曜岩的起源一直存在相当大的争议。早在 1897 年，荷兰地质学家Rogier Diederik Marius Verbeek（1845-1926 年）就提出了似曜岩的地外起源：他认为似曜岩是从月球坠落到地球。随后，有人认为似曜岩是由氢驱动的月球火山大喷发从月球喷出的物质组成，然后在太空中漂移，最后以似曜岩的形式落到地球上。似曜岩起源于月球的主要支持者包括 NASA 科学家 John A. O'Keefe、NASA 空气动力学家 Dean R. Chapman、陨石和似曜岩收藏家 Darryl Futrell 以及长期研究似曜岩研究员 Hal Povenmire。从20世纪50年代到90年代，John A. O'Keefe根据似曜岩的化学成分，即稀土、同位素、块状成分和物理特性，论证了似曜岩的月球起源。
Dean R. Chapman使用复杂的轨道计算机模型和广泛的风洞测试，认为所谓的澳大利亚似曜岩起源于月球近侧大型陨石坑第谷的罗塞喷射射线（Rosse ejecta ray），O'Keefe、Povenmire 和 Futrell 根据玻璃熔体的行为声称，似曜岩所特有的硅熔体的均质化（即所谓的 "细化"）无法用地面撞击理论来解释。他们还认为，陆地撞击理论无法解释陨石的囊泡和极低的水及其他挥发性含量。
在 20 世纪 60 年代发生的关于似曜岩起源的激烈争论中，主张似曜岩起源于月球的理论一度得到相当多的支持。从有关从月球返回的月球样本的研究发表开始，地球和行星科学家的共识转向支持主张起源于陆地撞击而非来自月球的理论。例如，月球起源理论的一个问题是，基于玻璃熔体行为的论据所使用的压力和温度数据远远不符合超高速撞击的极端条件，也与之无关。 地球和行星科学家一致认为，化学成分，即稀土、同位素和块状成分的证据，决定性地证明了似曜岩来源于陆壳岩石，即沉积岩，与任何已知的月球地壳都不同。

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