转神文“一、陨石坑简述
目前,世界已确认陨石坑约160个。我国报道过海南白沙、江苏太湖、河北涿鹿、香港九龙、内蒙多伦、辽宁岫岩等地发现疑似陨石坑,但是由于调研投入不足等原因,还没有一个获得国际认可。北京疑似陨石坑位于房山区燕山石化公司范围,恰属中国地质大学周口店实践教学基地,地质资料齐全,调研工作应相对容易些。
该地区位于房山城关西北,处北京西山与平原交汇处,为大型国有石化企业——燕山石化公司所在地。北有石花洞、银狐洞等溶洞群落,南接著名的周口店北京人遗址,西为尚在开发的金代皇陵遗址;而中心盆地为与周围截然不同的圆形花岗岩岩株。燕山花岗石久负盛名,属建筑上等石料,天安门广场曾经大量采用。因燕化公司建设和生产,开采受到限制;近年南部和西北部的非厂区地带花岗岩开采迅速增加。该地区无火山喷发遗迹,但是外侧有基本完整的环形山脊。此外,该地区多项独特地质现象,地 质界对其构造成因一直存在争论。若从陨石撞击角度分析,这些疑点能否一一揭开谜底?

图2 官地东侧“房山复式岩体简介”
二、陨石坑分析
陨石坑是陨石撞击而形成的环形的凹坑。陨石坑的大小决定于陨石的大小以及撞击处(靶岩)的物质。根据地形观察,参考世界已确认陨石坑的描述和可查的地质资料,对燕山疑似陨石坑浅析如下:
(一)地表形貌分析
陨石坑一般具有环状隆起坑缘(环形山),它是由陨石撞击挤压和抛射物沿坑的边缘堆积而形成的,坑周的抛射物的层序与陨击坑原来的地层层序相反。
燕山地貌符合这一特点,如图1:以凤凰亭为中心,四周分别为雾(岚)山、凤凰山、猫耳山、太平山近圆形环抱;并且雾(岚)山、太平山向中心一侧存在着岩体地层层序倒置现象。参见图3。

图3 燕山地区地质图
(自2005年4月《地学前缘》颜丹平等《北京西山官地杂岩的形成时代及构造意义》)
燕山地区地貌虽然是环形,但是总体西北高、东南低,主峰猫耳山距中心远,东南无环山封闭,而且岩层倒序主要分布于东部,与陨石坑标准模式(平地垂直撞击)存在差别。能否从原有地貌和陨石撞击角度分析为:陨石自东南斜向撞击猫耳山东麓,改变了山脊走向,并挤压猫耳山进一步抬高?
(二)坑底结构分析
一般陨石坑底的岩石受到陨石轰击,由于应力释放而产生一定程度的回弹,陨石坑底部常出现中央隆起的状况;另外,一个巨大陨石的轰击,能触发深部岩浆的上升侵入并溢出地表,充填于坑内。
燕山盆地符合后者,中心为与周围截然不同的圆形花岗岩基岩。地质教材称为“房山复式侵入体”,构造独特,备受关注。房山复式侵入体平面上近于圆形,直径7.5~9km,面积约60km2,为一中等规模的岩株。其接触面产状较陡,一般倾向围岩。复式岩体以花岗闪长岩体为主,四周外缘散布石英闪长岩体。学术界对石英闪长岩和花岗闪长岩是同时、还是分批次形成存在争议。若用陨石撞击观点,把这种特殊石英花岗岩看作陨击熔融和熔岩侵位复合作用的结果,是否更容易解释?
多项岩石断代分析检验可查。检验得出的复合岩体形成年代虽有出入,但均为燕山运动中晚期,即侏罗纪后期到白垩纪早期。值得注意的是,图3中,猫耳山(图中标“北岭”)一带岩层定义为侏罗纪,比四周岩石均晚许多,而与花岗岩形成时间相近。
陨石坑常有陨石碎片残留物存在于冲击产物中,但是,迄今为止,还没有在任何一个地表陨石坑中挖掘出陨石冲击体本身。这是因为强大的陨石冲击,瞬间将陨石和靶岩击碎、甚至熔融、汽化,沿坑壁喷向出来,落下时已非原来形状。花岗岩体存在的包体(捕虏物),从分布到形状,同样受到关注,能否解释为散落下来的陨石、原岩碎屑?
此外,资料称:航片显示出岩体内部发育有配套的环状和放射状构造。
(三)环坑地质分析
据资料,陨石撞击成坑过程可大致分为:压缩挤压、开掘成坑和成坑后调整等三个阶段。压缩挤压、开掘成坑时间很短,数秒至几十秒时间,靶岩和围岩受到撞击和挤压,形成一系列陨击构造;成坑之后会受到重力和岩石力学性质的影响,发生种种调整和变形,如坑壁垮塌,角砾岩充填,出现放射状、同心状裂隙等。参见图3,沿燕山花岗岩体外围,环形分布着一系列独特的地质构造:
1、太古宙变质杂岩——官地杂岩Ar。分布花岗岩株东北、东南侧,出露面积不到0.5M2。与上覆地层呈剥离断层接触,遭受了强烈动力变质作用,普遍发生糜棱岩化及碎裂岩化变形。相邻花岗岩部位有大量该杂岩捕虏体。实验显示年龄约2500Ma(百万年),地球最古老岩石之一。能否认为这古老岩层的出露、强烈变质、与上覆地层剥离断层、捕虏体进入花岗岩体,都是陨石撞击的结果?
2、四周岩层的的缺失与隆起。图2中剖面。剥离断层的存在,杂岩上覆直接接触的地层,是中新元古界到下古生界的不同地层。南侧缺失了中元古长城系;北侧缺失了中元古代蓟县系、新元古界,中元古长城系逆冲倒置,官地东侧牛口峪一带也存在逆冲现象。其他岩层厚薄变化较大。官地杂岩、剥离断层、以及上部岩层的构造面理产状都近于一致地从花岗岩中心向外倾斜,形成一假想的宽缓的穹状隆起(曾被一些学者称为“房山穹窿”),控制了四周山体褶皱格局。能否将此解释为陨石撞击后的靶岩回弹和深层岩浆侵位推挤?

图4 山口一条龙西侧“东山口接触热变质带及剥离断层简介”

图5 太平山向形剖面
3、四周山体褶皱构造。是假想“房山穹窿”在山体构造的延续。除东部雾(岚)山为古地层倒置(西侧为垂直断崖)外,南、西、北山体褶皱均为向形(斜)构造(山体断面岩层呈两翼高、中部低状,如图4、5),形成太平山、北岭(猫耳山)、凤凰岭基本封闭的圆弧轴向,圆心指向花岗岩体中心,并且面向中心一翼均陡倾、甚至直立和倒转,而背翼倾角较缓。三大向形山体的轴向即为环形山脊,其形成是否与陨石撞击有关?
4、四周断层分布。参见图3,断层主要围绕花岗岩体及北岭(猫耳山)呈环状分布。其中花岗岩体西侧与北岭(猫耳山)之间存在断层,但不清晰。
(四)环坑岩石分析
当陨石撞击地球表面时,所引起的瞬时动态高压和高温,必然导致周围岩石发生岩石结构和矿物成分上的变异。燕山附近接触热变质岩和动力变质岩分布在花岗岩主体周围,离主体越近,变质强度越强;同时西北部较西南部稍近。
1、距花岗岩体由远到近可依次划分出:红柱石—黑云母带,主要岩石是角闪岩、变质砂岩及大理岩;石榴石—十字石带,主要岩石是各种接触变质岩及各种角闪岩、大理岩,以出现十字石、石榴石、铝直闪石、普通角闪石为特征,在长英质岩及基性程度较高的岩石中出现角闪石、黑云母、白云母、绿帘石等矿物;矽线石带,在变泥质、砂质岩中该带以出现矽线石为特征,大理岩及钙质岩中则出现镁橄榄石、透辉石、符山石和钙铁榴石等。这三个带兼具接触热变质和中压区域变质相的特点。
2、糜棱岩。碳酸盐质糜棱岩,常发生弯曲,可见碎裂、机械双晶变形、弯曲以及核幔构造;角闪斜长质糜棱岩,发育透入性糜棱面理及拉伸线理,暗色条纹由柱状定向排列的角闪石以及黑云母组成,浅色条带由钠—更长石及石英组成;花岗质糜棱岩,石英已发生显著的静态重结晶,形成由矩形及多边形石英组成的多晶石英条带;花岗闪长质糜棱岩,原生双晶已变形弯曲,石英为长条状应变石英及动态重结晶的矩形细粒石英,其内少数角闪石和黑云母颗粒发生香肠化和破裂滑移;长英质糜棱岩(变晶糜棱岩),磁铁矿和榍石由于变形强烈呈定向排列且出现拉断现象。
3、碎裂岩。断层角砾岩,角砾一般在2mm 以上,最大达10cm,角砾及胶结物、形状等特征因地而异;断层泥,出露宽度十多厘米到几十厘米,用手捻搓有明显粗糙感。
三、结语
据资料,陨石坑的主要标志还有:1、震裂锥的存在。受陨击的岩石破裂面上有明显条纹状锥形构造,条纹长度从不足1厘米至数米,条纹从锥顶向侧翼分散作马尾状,锥体的顶端都有指向该冲击构造中心的趋势。2、造岩矿物相的转变,如石英转变为柯石英和超石英、锆石加热分解为斜锆石等。由于地质专业知识的缺乏和掌握资料的限制,这些需要地质专家论证。
若燕山陨石坑成立,无疑为房山、乃至北京丰富独特的地质资源增添新的亮点。”
目前,世界已确认陨石坑约160个。我国报道过海南白沙、江苏太湖、河北涿鹿、香港九龙、内蒙多伦、辽宁岫岩等地发现疑似陨石坑,但是由于调研投入不足等原因,还没有一个获得国际认可。北京疑似陨石坑位于房山区燕山石化公司范围,恰属中国地质大学周口店实践教学基地,地质资料齐全,调研工作应相对容易些。
该地区位于房山城关西北,处北京西山与平原交汇处,为大型国有石化企业——燕山石化公司所在地。北有石花洞、银狐洞等溶洞群落,南接著名的周口店北京人遗址,西为尚在开发的金代皇陵遗址;而中心盆地为与周围截然不同的圆形花岗岩岩株。燕山花岗石久负盛名,属建筑上等石料,天安门广场曾经大量采用。因燕化公司建设和生产,开采受到限制;近年南部和西北部的非厂区地带花岗岩开采迅速增加。该地区无火山喷发遗迹,但是外侧有基本完整的环形山脊。此外,该地区多项独特地质现象,地 质界对其构造成因一直存在争论。若从陨石撞击角度分析,这些疑点能否一一揭开谜底?

图2 官地东侧“房山复式岩体简介”
二、陨石坑分析
陨石坑是陨石撞击而形成的环形的凹坑。陨石坑的大小决定于陨石的大小以及撞击处(靶岩)的物质。根据地形观察,参考世界已确认陨石坑的描述和可查的地质资料,对燕山疑似陨石坑浅析如下:
(一)地表形貌分析
陨石坑一般具有环状隆起坑缘(环形山),它是由陨石撞击挤压和抛射物沿坑的边缘堆积而形成的,坑周的抛射物的层序与陨击坑原来的地层层序相反。
燕山地貌符合这一特点,如图1:以凤凰亭为中心,四周分别为雾(岚)山、凤凰山、猫耳山、太平山近圆形环抱;并且雾(岚)山、太平山向中心一侧存在着岩体地层层序倒置现象。参见图3。

图3 燕山地区地质图
(自2005年4月《地学前缘》颜丹平等《北京西山官地杂岩的形成时代及构造意义》)
燕山地区地貌虽然是环形,但是总体西北高、东南低,主峰猫耳山距中心远,东南无环山封闭,而且岩层倒序主要分布于东部,与陨石坑标准模式(平地垂直撞击)存在差别。能否从原有地貌和陨石撞击角度分析为:陨石自东南斜向撞击猫耳山东麓,改变了山脊走向,并挤压猫耳山进一步抬高?
(二)坑底结构分析
一般陨石坑底的岩石受到陨石轰击,由于应力释放而产生一定程度的回弹,陨石坑底部常出现中央隆起的状况;另外,一个巨大陨石的轰击,能触发深部岩浆的上升侵入并溢出地表,充填于坑内。
燕山盆地符合后者,中心为与周围截然不同的圆形花岗岩基岩。地质教材称为“房山复式侵入体”,构造独特,备受关注。房山复式侵入体平面上近于圆形,直径7.5~9km,面积约60km2,为一中等规模的岩株。其接触面产状较陡,一般倾向围岩。复式岩体以花岗闪长岩体为主,四周外缘散布石英闪长岩体。学术界对石英闪长岩和花岗闪长岩是同时、还是分批次形成存在争议。若用陨石撞击观点,把这种特殊石英花岗岩看作陨击熔融和熔岩侵位复合作用的结果,是否更容易解释?
多项岩石断代分析检验可查。检验得出的复合岩体形成年代虽有出入,但均为燕山运动中晚期,即侏罗纪后期到白垩纪早期。值得注意的是,图3中,猫耳山(图中标“北岭”)一带岩层定义为侏罗纪,比四周岩石均晚许多,而与花岗岩形成时间相近。
陨石坑常有陨石碎片残留物存在于冲击产物中,但是,迄今为止,还没有在任何一个地表陨石坑中挖掘出陨石冲击体本身。这是因为强大的陨石冲击,瞬间将陨石和靶岩击碎、甚至熔融、汽化,沿坑壁喷向出来,落下时已非原来形状。花岗岩体存在的包体(捕虏物),从分布到形状,同样受到关注,能否解释为散落下来的陨石、原岩碎屑?
此外,资料称:航片显示出岩体内部发育有配套的环状和放射状构造。
(三)环坑地质分析
据资料,陨石撞击成坑过程可大致分为:压缩挤压、开掘成坑和成坑后调整等三个阶段。压缩挤压、开掘成坑时间很短,数秒至几十秒时间,靶岩和围岩受到撞击和挤压,形成一系列陨击构造;成坑之后会受到重力和岩石力学性质的影响,发生种种调整和变形,如坑壁垮塌,角砾岩充填,出现放射状、同心状裂隙等。参见图3,沿燕山花岗岩体外围,环形分布着一系列独特的地质构造:
1、太古宙变质杂岩——官地杂岩Ar。分布花岗岩株东北、东南侧,出露面积不到0.5M2。与上覆地层呈剥离断层接触,遭受了强烈动力变质作用,普遍发生糜棱岩化及碎裂岩化变形。相邻花岗岩部位有大量该杂岩捕虏体。实验显示年龄约2500Ma(百万年),地球最古老岩石之一。能否认为这古老岩层的出露、强烈变质、与上覆地层剥离断层、捕虏体进入花岗岩体,都是陨石撞击的结果?
2、四周岩层的的缺失与隆起。图2中剖面。剥离断层的存在,杂岩上覆直接接触的地层,是中新元古界到下古生界的不同地层。南侧缺失了中元古长城系;北侧缺失了中元古代蓟县系、新元古界,中元古长城系逆冲倒置,官地东侧牛口峪一带也存在逆冲现象。其他岩层厚薄变化较大。官地杂岩、剥离断层、以及上部岩层的构造面理产状都近于一致地从花岗岩中心向外倾斜,形成一假想的宽缓的穹状隆起(曾被一些学者称为“房山穹窿”),控制了四周山体褶皱格局。能否将此解释为陨石撞击后的靶岩回弹和深层岩浆侵位推挤?

图4 山口一条龙西侧“东山口接触热变质带及剥离断层简介”

图5 太平山向形剖面
3、四周山体褶皱构造。是假想“房山穹窿”在山体构造的延续。除东部雾(岚)山为古地层倒置(西侧为垂直断崖)外,南、西、北山体褶皱均为向形(斜)构造(山体断面岩层呈两翼高、中部低状,如图4、5),形成太平山、北岭(猫耳山)、凤凰岭基本封闭的圆弧轴向,圆心指向花岗岩体中心,并且面向中心一翼均陡倾、甚至直立和倒转,而背翼倾角较缓。三大向形山体的轴向即为环形山脊,其形成是否与陨石撞击有关?
4、四周断层分布。参见图3,断层主要围绕花岗岩体及北岭(猫耳山)呈环状分布。其中花岗岩体西侧与北岭(猫耳山)之间存在断层,但不清晰。
(四)环坑岩石分析
当陨石撞击地球表面时,所引起的瞬时动态高压和高温,必然导致周围岩石发生岩石结构和矿物成分上的变异。燕山附近接触热变质岩和动力变质岩分布在花岗岩主体周围,离主体越近,变质强度越强;同时西北部较西南部稍近。
1、距花岗岩体由远到近可依次划分出:红柱石—黑云母带,主要岩石是角闪岩、变质砂岩及大理岩;石榴石—十字石带,主要岩石是各种接触变质岩及各种角闪岩、大理岩,以出现十字石、石榴石、铝直闪石、普通角闪石为特征,在长英质岩及基性程度较高的岩石中出现角闪石、黑云母、白云母、绿帘石等矿物;矽线石带,在变泥质、砂质岩中该带以出现矽线石为特征,大理岩及钙质岩中则出现镁橄榄石、透辉石、符山石和钙铁榴石等。这三个带兼具接触热变质和中压区域变质相的特点。
2、糜棱岩。碳酸盐质糜棱岩,常发生弯曲,可见碎裂、机械双晶变形、弯曲以及核幔构造;角闪斜长质糜棱岩,发育透入性糜棱面理及拉伸线理,暗色条纹由柱状定向排列的角闪石以及黑云母组成,浅色条带由钠—更长石及石英组成;花岗质糜棱岩,石英已发生显著的静态重结晶,形成由矩形及多边形石英组成的多晶石英条带;花岗闪长质糜棱岩,原生双晶已变形弯曲,石英为长条状应变石英及动态重结晶的矩形细粒石英,其内少数角闪石和黑云母颗粒发生香肠化和破裂滑移;长英质糜棱岩(变晶糜棱岩),磁铁矿和榍石由于变形强烈呈定向排列且出现拉断现象。
3、碎裂岩。断层角砾岩,角砾一般在2mm 以上,最大达10cm,角砾及胶结物、形状等特征因地而异;断层泥,出露宽度十多厘米到几十厘米,用手捻搓有明显粗糙感。
三、结语
据资料,陨石坑的主要标志还有:1、震裂锥的存在。受陨击的岩石破裂面上有明显条纹状锥形构造,条纹长度从不足1厘米至数米,条纹从锥顶向侧翼分散作马尾状,锥体的顶端都有指向该冲击构造中心的趋势。2、造岩矿物相的转变,如石英转变为柯石英和超石英、锆石加热分解为斜锆石等。由于地质专业知识的缺乏和掌握资料的限制,这些需要地质专家论证。
若燕山陨石坑成立,无疑为房山、乃至北京丰富独特的地质资源增添新的亮点。”