陨石坑中的高压矿物

高压矿物的形成与星球撞击作用或地球深部的高温高压环境有关,在地球与行星科学研究中具有特殊的地质环境指示意义。冲击变质岩石(陨石)是发现高压矿物的重要样品来源。目前在地球陨石坑中发现的高压矿物包括柯石英、斯石英、莱氏石、金刚石、蓝丝黛尔石、阿考寨石、里斯石、TiO_(2)-Ⅱ、毛河光矿和镁铁榴石等,这些高压矿物的成因与固态相转变,从熔体中结晶,或矿物分解反应等机制有关。由于地球表面岩石类型和矿物组成的复杂性,地球陨石坑的高压矿物研究具有重要的发展前景,是高压矿物的宝库。

陨石坑残留“旋转”的痕迹

数值模拟显示,撞击坑的形状取决于撞击物的旋转及其内部结合的松紧。20世纪初,商人Daniel Barringer因未寻获铁陨石而丢了一笔财富,他笃信那颗铁陨石就藏在亚利桑那陨石坑的下面。虽然鲜有大型陨石撞击(这值得庆幸)发生,但是物理学家认为Barringer的努力是徒劳的:那颗陨石在撞击时基本上蒸发了!不过我们对陨石残骸分布的细节仍知之甚少,包括撞击时陨石坑如何成形。

中国有几个陨石坑?

我们的地球,自诞生以来就不断遭受着“天外来客”的拜访。“小行星撞地球”的威胁,从没真正消失过。虽然陨石经常“光顾”地球,但撞击事件的直接产物——陨石坑(或者叫“撞击坑”),在地球上留下的并不多,迄今为止人类也就发现了大约200个。那么你肯定会关心,我们中国境内已经发现了多少个陨石坑?在21世纪前,答案是没有。在大约十年前,答案是1个。而现在,这个数字是3。

一种从月面图像检测陨石坑的方法

随着我国月球探测计划的开展,基于视觉的探测器月球表面软着陆的相关技术研究正在进行,陨石坑是月球表面最常见的物体。基于图像的陨石坑识别技术作为探测器自主障碍检测中的一项关键技术,引起了各航天大国的高度重视。提出了一种基于特征点的陨石坑检测算法。该方法可以分为三个部分:特征点检测、陨石坑区域初选、陨石坑拟合。首先通过特征点检测初步确定陨石坑所在区域,然后通过区域生长的方法分别提取陨石坑亮、暗两区域,最后通过椭圆拟合的方式获得陨石坑所在椭圆。实验研究表明,该算法可以有效地检测出半径小于15个像素大于5个像素,有较强明暗对比的陨石坑。在结束语中,作者提出了未来该算法改进的四个方向。

应用灰度特征的行星陨石坑自主检测方法与着陆导航研究

针对陨石坑阴影不明显的行星着陆导航图像,提出了基于图像灰度值特征的陨石坑自主检测方法,通过兴趣区快速确定陨石坑边缘分布,解决了一般陨石坑检测方法对图像太阳高度角的依赖问题。利用检测出的陨石坑视线信息,采用非线性预测滤波方法估计着陆器着陆阶段的位置和姿态;鉴于视觉着陆导航对照了场景状况的高度依赖性,提出了一种利用分形理论和相邻点分级方法的天体随机地景建模方法。最后验证了所提方法的有效性。

月面灰度图像中的陨石坑检测

提出了一种从灰度图像中自主检测陨石坑的方法.通过Census变换对原始图像块进行转换,用获得的图像灰度直方图作为特征向量.利用主分量分析对特征空间进行压缩,消除直方图冗余,并利用支持向量机构建模式分类器.最后对连续缩放陨石坑候选区域不同尺寸的陨石坑区域进行检测.相关实验表明,该方法可有效检测出尺寸大于20×20的陨石坑区域.

海南岛白沙陨石坑的遥感图像解译与验证

据著名的冲击构造学家E.M.Shoemaker估计,在地球演化史中产生的直径大于10km的陨石冲击构造不少于1500个,较小的陨石冲击构造数量更多,但因长期复杂的地质作用的破坏和改造,幸存者甚少.全球已发现的陨石冲击坑约130个,有的受剥蚀而残缺不全,另一些为后期沉积物掩埋,由钻探发现不能直接观测,只有少数保存和出露都较好,如美国亚里桑那州的梅特奥尔(Meteor)陨石坑和爱沙尼亚的卡利(Kaali)陨石坑等,其成坑时代很新、规模小、冲击能量不大、冲击形成物种类不丰富.

基于Census变换和Boosting方法的陨石坑区域检测

提出了一种基于图像的陨石坑区域检测技术。首先,通过对原始图像进行Census变换并获取变换后的直方图;其次,利用主分量分析的方法对直方图空间进行降维压缩,并将压缩后的直方图作为特征向量,同时利用主分量分析的重构误差设定阈值构建第一层分类器;再次,基于Boosting原则对训练样本集进行选择,并利用支持向量机构建第二、三层分类器;最后,将测试样本依次送入这3层分类器确定该样本是否含有陨石坑。在实验过程中,通过对原始图像进行连续缩放,并遍历所有大小为20×20的子图像,以检测大小不一的陨石坑区域,并研究了虚警阈值对于最终检测结果的重要意义。相关实验研究表明:提出的方法可以从俯视摄像机拍摄的陨石坑图像中有效地检测出陨石坑区域。

行星表面非规则陨石坑检测与识别方法

针对深空探测任务中行星表面特征检测与识别问题,提出了一种新的行星表面非规则陨石坑检测与识别方法。首先采用基于背景的Hopfield网络实现陨石坑边缘的提取,在对陨石坑边缘多种约束进行分析的基础上,提出了伪边缘剔除方法,并结合线性抗差估计理论与最小误差中值椭圆拟合方法,实现了对非规则陨石坑,特别是重叠及不完整陨石坑的检测及特征参数的提取。通过对行星表面光学图像的数学仿真验证了该方法能够对复杂背景下的非规则陨石坑进行有效的检测与识别。

低太阳高度角月球影像的陨石坑自动提取方法

陨石坑是月球表面最重要的地形特征,对于研究月球的地质状况和地理状况具有重要的意义。充分考虑低太阳高度角影像中陨石坑特殊的拓扑结构和灰度分布特点,提出一种新的基于光照方向的陨石坑边缘连接方法,综合边缘线判别、边缘线组合、陨石坑判别的陨石坑筛选三步法,形成一套完整的低太阳高度角月球影像陨石坑自动提取流程。用低太阳高度角Lunar Orbit影像进行实验,检测成功率达到了73.9%,表明该方法对于低太阳高度角月球影像陨石坑的自动提取有较好的适用性。

多伦陨石坑的研究进展

多伦环形构造作为近年来地球上发现的最大陨石坑之一,已引起了国内外有关学术界的浓厚兴趣和密切关注。多伦陨石坑位于内蒙古自治区和河北省的交界处,其中心地埋座标为:东经116°15′,北纬42°3′。

地震走时层析成像方法及在陨石坑探测中的应用

地震走时层析成像是地球物理反演中成熟的方法之一,已在许多领域得到广泛应用,并取得了良好的效果。本文介绍的地震层析成像方法包括模型参数化、射线追踪和理论走时计算、非线性方程组的线性化、线性化方程组的求解以及解的评价。观测数据使用了中国地震局地球物理勘探中心在岫岩陨石坑取得的浅层地震折射资料,反演得到两条近垂直交叉剖面的P波速度结构。结果表明,该坑为一简单坑,直接撞击形成的区域为直径约1.8 km、深度约700 m的坑体;坑中心深度约700 m周围以及向下出现的7.0 km/s以上的高波速可能是陨石撞击时所产生的高温高压使表层岩石达到熔融状态,改变了围岩的性质,致使围岩速度升高。

暗弱环境下小天体陨石坑智能检测算法

针对小天体环境暗弱、存在自旋情况下,陨石坑难以检测的问题,提出了一种陨石坑智能检测算法。通过局部方差均衡算法增强暗弱环境下图像中的陨石坑特征,然后利用多视角重投影模拟小天体自旋及相机视角变化,并进行数据增强。对于陨石坑漏标或标注错误问题,采用YOLOv4结合自学习的网络结构更新数据集标注信息,有效提高标注率。同时,对于小陨石坑漏检问题,将预测图像切分成若干个有重叠区域的子图像并合并预测结果。实验结果表明,该算法与现有主流检测网络相比具有更好的效果。

岫岩陨石坑撞击成因的矿物学证据

岫岩陨石坑位于辽宁省鞍山市岫岩满族自治县苏子沟镇古龙村辖区内。该坑为简单坑,形态呈碗形,直径1.8km,平均坑深150m。坑区基岩为早元古界变质岩地层,由浅粒岩、角闪岩、大理岩、片麻岩等组成。陨石坑四周坑缘山脊大部分被风化浮土覆盖。地质钻探结果表明。

火星表面陨石坑的碎形特征

对2004年1月5日美国宇航局发布的火星轨道探测器拍摄的勇气号着陆点照片进行了研究,认为照片上的地形为陨石撞击火星表面留下的痕迹.详细计量了照片上陨石坑的数目和尺度.对陨石坑尺寸和数目之间的关系进行了研究.认为,火星陨石坑的分布具有碎形特征,并符合分形分布,分维数为1.7.和地球上其它岩石破碎相比,分维数较低.我们推测,撞击火星的陨石可能来源于同一块岩石的破碎,并且该岩石的破碎程度较低.其破碎过程应该和断层、断裂、节理以及风化等地质过程引起的破碎不同.

岫岩陨石坑石英的冲击变质特征

直径1.8 km的岫岩陨石坑位于辽宁省岫岩县苏子沟镇。坑区基岩为下元古界变质岩,由变粒岩、片麻岩、角闪岩、透闪岩和大理岩等岩石组成。坑内充填的撞击角砾岩石英颗粒呈现典型的冲击变质特征,其中包括沿着石英(0001)、{10 11}、{10 12}和{10 13}等方向发育的多组面状变形页理,以及石英发生相转变形成二氧化硅玻璃和柯石英。产出在二氧化硅玻璃中的针状和粒状柯石英表明从二氧化硅熔体中结晶形成。石英面状变形页理的发育特点限定冲击压力高达35 GPa,而二氧化硅熔体玻璃的存在表明冲击压力高达50 GPa。当压力释放和温度升高,二氧化硅熔体首先被形成。随着压力进一步释放到2.5～13 GPa,柯石英从二氧化硅熔体中结晶析出。岫岩陨石坑中石英面状变形页理和柯石英的存在提供了矿物冲击变质的诊断性证据。

内蒙古海拉尔发现陨石坑及科研意义

陨石撞击构造研究是天文地质学研究的热点,但是缺乏典型的研究基地,海拉尔陨石坑的发现,无疑是一个重要补充。海拉尔陨石坑坑区基础岩石为晚侏罗世火山岩,区域自然地理为平缓丘陵山地草原,陨石坑呈封闭圆形,中间筒状突起显示冲击锥地貌,直径320m,坑底到坑缘最大高差10m。为了保护性研究,没有进行进行破坏性取样分析撞击岩石矿物,根据排他比较分析法,认为该坑唯有陨石撞击成因可以解释,并且具有最关键的冲击锥地貌特征。这是一个我国唯一保存完整的可供直观参观的陨石坑,估计该陨石坑年龄应该在100万年以上。

基于有限元方法研究岫岩罗圈里陨石坑地形对地震反应的影响

基于有限元方法对岫岩罗圈里陨石坑地形对地震反应的影响进行了探索。结合文献资料、岩土勘察工作建立了岫岩罗圈里陨石坑二维有限元分析模型。选用粘弹性人工边界和等效节点力输入方法解决了有限元模拟半空间无限域时的边界问题和地震动输入问题。为了突出地形因素的影响,采用弹性材料介质进行数值模拟分析,并与水平场地模型的分析结果进行了对比。数值模拟结果和对比表明:罗圈里陨石坑地形对于陨石坑中部的地震动有显著的放大作用,远高于水平场地模型。此外,盆地中部短周期部分的反应谱也明显高于盆地边缘和水平一维场地模型,这是导致海城地震中盆地中部自振周期较短的单层房屋破坏明显严重的主要原因。

冲击变质效应与冲击变质的阶段:兼论岫岩陨石坑的证实

最近辽宁岫岩罗圈里的疑似陨石冲击坑,实施了深达307m的科学钻探,在107～149m深度发现一系列冲击波所产生的冲击变质的效应:含岩石熔体玻璃的多相角砾岩,石英击变面状页理和陨击玻璃等。从而使岫岩罗圈里陨石坑得到了证实。这是中国冲击变质作用研究方面的一大进展。研究确定陨石坑除了地形地貌特征之外,主要依靠冲击变质效应的发现。权威性的冲击变质效应是:震裂锥;高压,超高压矿物多形的出现;石英、长石等矿物中的面状页理以及震击均质体化和冲击玻璃的产生等。冲击波所产生的瞬时高压,不同于常规地质作用,它以应变速率极高并快速高温淬火和一定压力产生的后冲击温度等为特征,导致不同程度的冲击变质效应,可称为冲击变质阶段(stage of shock metamorphism),不同的冲击变质阶段,作为近似的压力计,可以用以衡量冲击变质的强度。

遥感在陨石坑解译及成矿关系中的应用

遥感技术在大范围的地质调查中有着更高效、更直观的优势,通过使用ETM影像对全球陨石坑进行遥感地质解译,基本弄清了陨石坑在全球五大洲的分布情况,并以全球典型的陨石坑矿床加拿大萨德伯里铜镍矿为例,从遥感的角度对陨石坑及其成矿关系进行了研究,建立了陨石坑的遥感找矿标志,可为寻找更多类似的陨石坑成因矿床提供参考。