我国第二个被证实的陨石坑：依兰陨石坑特征及形成演化

地球陨石坑是地外小行星、彗星或流星体等小天体超高速撞击地球表面形成的一类环形凹坑或环形地质构造。依兰陨石坑位于我国黑龙江省哈尔滨市依兰县，展现为一座形态奇特的月牙形环形山。这是一处由冰川遗迹叠加在陨石坑之上构成的罕见地质奇观。依兰陨石坑在科学研究、科学普及、旅游景观和地质遗迹保护等方面均具有重要的价值和意义。本书简要介绍依兰陨石坑的基本地质特征、撞击证据以及形成和演化历史等内容，力求以通俗易懂的语言和丰富的图表来诠释该陨石坑的主要研究成果以及相关的基础知识。

本书适合地球与行星科学爱好者、大学生和中学生阅读，也可供相关学科领域的研究人员参考。

在我国的东北边陲黑龙江省哈尔滨市依兰县存在着一座形态奇特的月牙形环形山，它是一个新发现的陨石坑。这处在远古时期形成的星球撞击遗迹的神秘面纱终于被揭开，它的发现再次把我们的思绪带向浩瀚的宇宙世界和地球的历史长河。

撞击坑，习惯上称之为陨石坑，是太空中星球之间发生强烈碰撞形成的环形凹坑或环形地质构造。陨石坑广泛分布在宇宙星球的表面。太阳系中几乎所有具有固态表面的行星、卫星、小行星、彗星和流星体等都存在陨石坑。在20世纪六七十年代期间，地球陨石坑研究取得了一系列重要突破，第一批陨石坑获得了证实。与此同时，美国和苏联实施的月球探测计划也大大地促进了陨石坑科学的发展。从那时起，陨石坑不但成为科学界的重要研究对象，也成为社会各界广泛关注的热点话题之一。

自古以来，人们对星球碰撞这种自然现象并不感到陌生。流星就是一类经常发生的地外小天体撞击地球的自然现象。在太空中运行的流星体在地球引力的影响之下进入地球大气层，它们与大气摩擦燃烧产生的光迹就是我们经常看到的流星现象。许多流星体在地球大气层中穿行的过程中被不断减速和发生销蚀。一些未燃尽的流星体或碎块坠落到地面成为陨石。但是，当体积较大的小行星、彗星和流星体等地外小天体入侵地球时，大气层对这些小天体的烧蚀程度有限并且起不到明显的减速作用。当这些体积较大的小天体最后以超高速与地球表面发生碰撞时，就会产生强烈的冲击波作用并引发爆炸效应，形成陨石坑。星球碰撞对一定区域的地质和地表环境产生重要影响。在地球历史上曾经发生过一些较大规模的星球碰撞事件，引发了天翻地覆、山呼海啸、生态环境剧变和生物大灭绝等。此外，星球碰撞事件也对地球演化以及人类和社会发展有积极的一面，它曾为地球带来了一系列重要的物质，促进地球生物的演化，缔造出了一系列矿产资源等。大规模的星球碰撞事件过去发生过，今后仍将可能发生。地球陨石坑研究有助于对太阳系星球形成和演化历史的了解，特别是其能提供有关地球的形成和演化历史、星球撞击效应和规律，以及矿产资源等方面的重要信息。陨石坑科学自其问世以来深刻地影响着地球与行星科学的发展，对社会发展和进步产生了重要的影响。

人类有关陨石坑的知识首先来源于对月球的观察和研究。众所周知，月球表面分布着无数不同大小的陨石坑，小的直径只有厘米级大小，大的直径可达两千多千米，直径超过一千米的陨石坑数以万计。地球与月球的成因联系密切，在太阳系中所处的空间位置和环境也比较接近，这就注定了两者在演化历史上经历的星球撞击密度和频率十分接近。地球的表面积为月球的十多倍，历史上发生的星球撞击事件数量应该远远大于月球。然而，目前在地球上发现的陨石坑数量却明显少于月球，直径达到一千米以上的陨石坑数量不到两百个。现已查明，地球和月球不同的地质结构特点和演化历史是导致两者之间在陨石坑数量上出现巨大差异的重要原因。月球大约在距今30亿年前就已经基本停止了活跃的地质活动，导致许多不同形成年代的陨石坑被保存了下来。地球自形成以来一直是一个活跃的星球。在地球内部热状态和热动力系统作用下，地质活动频繁，地表不断受到板块构造运动、火山喷发、造山运动、风化侵蚀、沉积作用等地质作用的改造。地球陆壳的地质过程和地质现象复杂多变，地表大部分区域属于洋壳并被海洋所覆盖。许多形成的陨石坑在长期的内、外地质营力作用下受到破坏、掩埋甚至被完全抹去。仅有少部分陨石坑，特别是那些比较年轻的陨石坑被保存了下来。随着一批地表形态特征比较明显和保存状态相对较好的陨石坑的相继发现，寻找和发现未知陨石坑的难度也在不断加大。

中国幅员辽阔，陆地面积占全球陆地总面积的十五分之一。自从20世纪80年代以来，我国持续不断地开展了陨石坑的调查和研究。2009年在辽宁省发现了岫岩陨石坑，依兰陨石坑是在黑龙江省新发现的一个撞击坑地质构造，这两个陨石坑均已得到了国际学术界同行的认可。对比在北美、北欧、澳大利亚、非洲和南美等其他地区发现了较多陨石坑的状况，我国目前找到的陨石坑数量相对较少。从客观条件上分析，有可能在我国领土上保存下来的陨石坑数量相对较少。在另一个方面来说，我国比较复杂多变的自然地理和地质环境也可能增加了陨石坑发现的难度。我国显生宙造山带比较发育，造山带面积占全国陆地总面积的五分之三。造山带地质构造变动较大，侵蚀作用强烈，不利于陨石坑的长期完好保存。华北、塔里木、扬子三大地壳稳定地区（克拉通）总面积近三百万平方千米。但这些地壳稳定地区被厚层沙漠、黄土和其他第四系沉积物广泛覆盖，寻找被埋藏的陨石坑的技术要求较高、难度较大。然而，近年来我国两个陨石坑的相继发现，表明陨石坑这种宇宙地质构造形迹在中国辽阔的疆域上并没有缺席。

地球陨石坑调查是一项专业性很强并涉及多学科领域的科学探索内容。在依兰陨石坑的调查和论证过程中，我们通过对岩石和矿物冲击变质特征、地质构造、地形地貌、地质事件年代等的系统研究，揭示了该地质构造的星球撞击起源和地质演化历史。世界一百多年的陨石坑探索历史和经验表明，几乎所有在地质历史时期形成的陨石坑的发现都离不开冲击变质理论和证据的引导和支持。无论遇到怎样复杂的地质条件，冲击变质的研究方法是分辨真假陨石坑和打开陨石坑发现大门的金钥匙，在陨石坑发现中起着不可或缺甚至是决定性的作用。依兰陨石坑在地表上呈现为一座形态奇特的月牙形环形山。与地球上其他一些保存状态较好的同类型陨石坑相比较，依兰陨石坑的地表形态特征已经变得不甚完整。依兰陨石坑的证实过程再次证明，冲击变质的理论和实践在这个地质构造的成因论证工作中起到了纲举目张的作用，引导了整个研究工作的方向，促进了科学研究目标的实现。依兰陨石坑的发现过程提供了一个形态不完整撞击坑地质构造的成功论证例子。依兰陨石坑不但是一个星球撞击地质遗迹，我们的研究还揭示了该陨石坑形成以后受到了后期冰川地质作用强烈侵蚀和改造的一段重要历史。在地球晚更新世中晚期，人类活动已经进入了繁盛期。现有资料表明，依兰星球撞击事件是地球近7万年以来发生的较大规模星球碰撞事件之一。依兰陨石坑的发现为了解地球近期历史上的主要星球碰撞事件的发生地点和频率提供了重要的信息，同时也为我国东北地区末次盛冰期历史研究提供了新的线索。作为我国罕见的一个星球撞击地质构造形迹，依兰陨石坑中的一系列独特科学发现以及不寻常的地质演化历史凸显了它在地球与行星科学研究方面的重要意义，以及在科学普及、旅游景观和地质遗迹保护等方面的价值。本书简要地介绍了依兰陨石坑的地理特征、地质特征、撞击证据、撞击年龄、湖泊历史和冰川作用等有关该陨石坑的基本特征、形成和演化历史等方面的初步研究结果，希望这些资料有助于读者加深对陨石坑知识的了解，也期待这些资料对我国今后的陨石坑调查以及地球与行星科学相关领域研究有一定的参考价值。

本文摘自科学出版社2021年9月出版《依兰陨石坑特征及形成演化》一书“前言”，内容有删节。标题为编者所加。

（本文编辑：王运 wangyun@cspm.com.cn）

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