2013年9月拍摄的安大略省萨德伯里盆地的陆地卫星8号图像。
美国地质调查局/美国宇航局 地球上形成岩浆的方式有很多种。这些过程大多涉及行星地幔和地壳的运动，形成了地幔岩石可以减压的地方，比如在中洋脊，或者地下水从俯冲到地幔的海底地壳中流出，降低了岩石的熔点，比如在俯冲带。这两种过程——减压熔化和含水熔化——是产生驱动火山活动的岩浆的主要方式。然而，偶尔一些非常罕见的事件，比如巨大的小行星撞击，也会导致地壳岩石熔化，甚至形成可能持续超过5万年的火山和岩浆体。地球上这种灾难性火山活动的最佳例子之一位于加拿大。安大略省的萨德伯里盆地（见上文）包含了约18亿年前发生的一次巨大撞击的遗迹。如今，陨石坑的遗迹坐落在地球上一些最古老的岩石旁，即加拿大盾，那里的岩石有20亿至26亿年的历史。正是撞击了这些古老的岩石，萨德伯里小行星形成了据估计至少有200公里宽的陨石坑。今天所剩的只有一个椭圆形的岩石序列，约50公里宽，因为大部分撞击特征早已被侵蚀殆尽。然而，地球表面的这个伤疤也可能是其最有价值的之一，其矿床中的镍、铜、铂族金属和其他稀有金属价值超过5000亿美元。上周，我们的丹尼森大学地质学实地考察团参观了萨德伯里盆地，我第一次看到了这次巨大撞击的这些结果。你可以在古老撞击构造周围的岩石中找到这次撞击的证据。特别是，你可以找到“碎锥”（见下文）——撞击坑周围岩石中的区域，这些区域在撞击过程中释放的压力波的作用下被突然而灾难性地断裂。萨德伯里的碎锥从几厘米到半米长不等（至少在我们看到的地方）。一个有趣的特征是，锥体的尖端指向撞击点（一旦你将岩石旋转到原来的方向）。这些碎锥是支持萨德伯里岩石由巨大撞击形成的假设最重要的结构之一。
在萨德伯里撞击构造周围的岩石中发现的碎锥。我添加了一些线来帮助在图像中看到这些锥体。
Erik Klemetti 碎锥很有趣，但最让我感兴趣的是撞击最惊人的产物之一：岩浆和火山。现在，大多数撞击不会产生多少岩浆（熔融物）。我们在其他撞击的沉积物中发现了少量熔融物，但从体积上看，它们是撞击中微不足道的一部分。然而，在萨德伯里，似乎撞击的力足以产生数千亿立方千米的岩浆（如果不是更多）。大部分岩浆滞留在地下，形成了我们称之为大型火成岩侵入体。这些特征，比如蒙大拿州的斯蒂尔沃特复合体，是我们看到“岩浆房”（（错误地）设想在火山下方）直接证据的少数几种情况之一。萨德伯里撞击产生的岩浆体足够大，能够保持高温足够长的时间，让矿物结晶并分离（分异）在岩浆房中。这稍微深入了我想要探讨的细节，但所有这些熔融地壳的一个后果是，突然之间，在你撞击前的瞬间，还没有火山的地方就出现了火山！
萨德伯里盆地中的撞击熔体。你可以看到被撞击熔体/岩浆侵入的破碎地壳的较浅灰色碎片。点击查看大图。
Erik Klemetti 在过去的17.9亿年里，这些火山的大部分证据都已被侵蚀殆尽，但我们仍然可以找到一些表明这些撞击诱发岩浆及其火山产物存在的特征。首先是岩浆挤入现已破碎的地壳的地方。在这些区域，你可能会得到一种深黑色的撞击熔体（见上文和下文）。在其形成时，它会是玻璃质的，但现在它是细晶质的（火山玻璃会很快分解）。这种岩浆是撞击地点下方地壳的熔融残余。它并不是因为撞击的热量（至少不是完全）而熔化的，而是由于撞击冲击波过后压力的迅速降低。我们知道这种岩浆是在撞击过程中形成的，因为我们发现它与撞击过程中破碎的岩石有关——我们也知道它必须是通过熔化地壳形成的，因为从同位素上看，撞击熔体与地壳的同位素组成相同（而不是地幔或小行星）。撞击熔体在萨德伯里盆地各地脉中都有发现，这意味着它很可能迁移到地表，而这很可能意味着我们有活跃的火山是由这种熔体形成的。
一条黑色的撞击熔体脉切穿了萨德伯里撞击地点附近的地壳。请注意，黑暗的撞击熔体中含有地壳的小块：这是地壳熔化的证据。点击查看大图。
Erik Klemetti 现在，正如我所说，撞击火山活动的证据大部分已被侵蚀抹去。然而，有一些非常奇怪的岩石可以被最好地描述为“astroclastic”（星震碎屑）。我这是什么意思？记住，“pyroclastic”（火山碎屑）岩石是由爆炸性喷发过程中火山碎屑和岩石的流化流动产生的。在萨德伯里地区，我们发现了“撞击角砾岩”（一种包含细小物质的破碎碎屑的术语），它由地壳的块体、撞击熔体的团块甚至星形集块岩（被火山灰包裹的雨滴）组成，这些是在撞击引起的初始爆炸落回陨石坑时形成的。“星震碎屑”材料（见下文）的成分确实听起来像是撞击坠落物和火山喷发之间的真正混合体。
来自萨德伯里撞击的撞击角砾岩（“星震碎屑”）材料，包含地壳块体、撞击熔体碎片和火山灰。沉积物本身看起来非常像火山火山碎屑流沉积物。该碎片大约横跨30厘米。点击查看大图。
Erik Klemetti 萨德伯里撞击构造及其产生的岩浆侵入（和火山活动）是地球上独一无二的沉积。如果你是地质学家或地质爱好者，绝对值得去安大略省一趟看看。这里甚至有一本极其深入（且免费）的该地区野外指南，其中包含观察这些相同特征的路线。地质学家曾试图将许多重大事件归因于萨德伯里撞击，从海洋的含氧量到地球整个地壳的重塑。即使没有这些宏大的说法，任何地方只要你能看到可能由巨大陨石撞击形成的火山，那都是一个必去之地。
