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在太阳系的形成和演化过程中,发生在天体物质间的撞击作用是最重要的地质过程之一.撞击构造是地外天体表面最常见的地貌单元,大部分天体的地貌演化主要受撞击作用控制.撞击过程产生的温度、压力和应变速率比岩石圈内的其他地质过程高多个数量级,形成广泛分布的撞击产物,如气化物、熔融物、冲击变质和变形等.虽然撞击过程转瞬即逝,撞击作用向天体注入能量并改变其内、外结构,对天体的圈层系统产生长远影响.持续撞击在天体表面累积了大量的撞击坑,撞击坑的空间分布反映了受外来撞击的历史.内太阳系在～3. 8 Ga前的撞击频率更高,但是大量撞击盆地是否灾变式的密集形成仍在持续争议;～3. 8 Ga以来的撞击频率趋于稳定,但是缺乏具有明确事件指代性的标定样品.在同一天体上,撞击坑的空间密度指示了相应地质单元的形成时间,因此撞击坑统计常被用于估算地外天体表面地质单元的相对年龄.基于月球软着陆探测任务返回的样品,前人已约束了不同直径的月球撞击坑的形成频率,进而建立了使用撞击坑统计估算月球表面地质单元的绝对模式年龄的方法.另外,内太阳系天体可能经历了相似的撞击历史,因此地-月系统的撞击频率已被缩放至其他类地行星.撞击坑统计是探索太阳系天体的撞击历史、遥估地外天体表面的相对和绝对年龄的主要方法,也是行星地质研究的基本工具.该方法的整体可靠性已得到大量实验的验证.同时,该方法在理论基础和技术细节上还存在大量的不确定性.修正该方法是完善太阳系撞击历史的重要研究内容,也是未来采样返回探测任务的重要科学目标. 相似文献
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撞击作用是行星形成和表面重塑的重要地质过程,记录和揭示了行星的演化历史.撞击作用形成的撞击坑可用于研究天体表面地质单元形成的时间.依据内太阳系天体表面的撞击历史,总结了通过对撞击坑的直径和频率分布进行统计,计算天体表面模式年龄的原理和方法.在此基础上,利用美国“月球勘测轨道器(LRO)”广角相机获得的图像,对月球虹湾地区的撞击坑进行了直径-频率分布统计研究,获得其3个主要地质单元的绝对模式年龄分别为3.33 Ga、3.21 Ga和2.60 Ga,有效限定了本区主要地质事件发生的时间. 相似文献
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撞击坑统计定年法的基本原理是首先得到月球表面撞击坑密度分布的一般规律(即产率函数),然后将其应用到Apollo和Luna任务采样的区域中,得到大干特定直径(常用1 km)的撞击坑密度,然后在该密度和样品的同位素年龄之间建立函数关系(即年代函数).在对没有样品的地质单元进行年龄分析时,首先从遥感影像解译撞击坑,然后根据产率函数求解大于指定直径撞击坑的密度,最后将其代入年代函数中求解该区域的地质年龄.根据其它行星与月球撞击环境的差异等因素,该方法已经推广到其它行星表面地质年龄的研究中.本文详细分析了撞击坑统计定年方法的原理,以及在应用中需要注意的问题. 相似文献
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充分认识外太阳系撞击体的来源类型和分布特征,对认识外太阳系固态天体上撞击过程,明确外太阳系天体上的撞击坑生成率和撞击坑定年等诸多方面具有重要的意义.得益于海量高质量探测数据的获取,如今我们对内太阳系主要天体表面的撞击分布和来源已经有了较为深入的了解,但对外太阳系天体的撞击分布和来源还知之甚少.不同大小频率的撞击体会在外太阳系冰卫星表面形成不同大小频率分布的撞击坑,不同飞行速度的撞击体也会在同步自转的冰卫星上留下程度不同的前导-后随半球不对称分布的撞击坑,因此,对外太阳系冰卫星上撞击坑的大小频率分布和前导-后随半球不对称性分布的观测,可以用于反推外太阳系的主要撞击来源.木星系统中大坑(D＞10～30 km)的主要撞击来源是日心小天体(环绕太阳),但目前在木卫三和木卫四上观测到的前导-后随半球不对称性程度与黄道彗星引起的不对称性程度并不相符,更接近于近各向同性彗星(NICs)引起的不对称性,这与目前的天文观测和理论计算结果不一致;木卫二上的大坑稀少,小坑(D＜1 km)则主要受一次坑的溅射物影响.对土星系统,土卫五和土卫八的大坑(D＞20～30 km)分布更符合日心小天体来源;而土卫一、土卫四、土卫三上的分布则与行心碎屑物(以行星为中心)一致,尤其是小坑更可能来自以土星为中心的撞击体影响,例如大型盆地的溅射物或卫星碎片残骸. 相似文献
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撞击坑统计方法是估计行星表面年代的一种有效方法。利用小尺度撞击坑大小频率分布测定撞击年龄,并分析了计算模型的不确定性、撞击坑的退化、次级撞击坑影响等相关问题。选用嫦娥二号获取的虹湾地区高精度影像数据进行验证,确定该区域退化参数为350 m,直径小于30 m时次级撞击坑密集分布,使用350 m以上的撞击坑计算得到撞击年龄为3.16 Ga,误差控制在0.1 Ga以内。 相似文献
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Apollo 11和嫦娥四号(Chang'E-4)是人类探月历史上的里程碑,它们的着陆区分别位于月球正面和背面.对两个着陆区内不同退化程度撞击坑的统计和对比分析有助于揭示研究区域的地质年龄和演化历史,对月球地质研究有着重要的意义.本文使用LRO NAC影像和DTM产品对两个着陆区附近1 km2范围内撞击坑的退化进行分析,通过目视解译识别撞击坑并根据形貌将其分为不同的类别,然后对各类撞击坑进行统计,最后根据统计结果分析区域的地质年龄和撞击坑退化速度.结果 表明Apollo 11和Chang'E-4着陆区附近直径在5～300 m的撞击坑累计大小频率分布规律基本相同,撞击坑累积数量随直径的减小呈指数关系增加;撞击坑最初退化速度较快,随着退化程度的增加,退化速度急剧降低;两个区域的地质年龄相近,撞击历史相似. 相似文献
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通过撞击坑的大小频率计算月表的地质年龄是一种行之有效的方法,包括累积分布法和相对分布法。其中累计分布法在已知撞击坑直径范围的基础上,可分为3种年代函数计算月表的地层单元,分别是Melosh 和 Vickery 1989 (直径大于4 km 撞击坑), Neukum 1983(直径大于1 km撞击坑)和李坤等2012(直径小于1 km 撞击坑)。应用高分辨率影像SELENE TC(10m/pixel)数据,完成了Apollo 14及Apollo 16登月区域地层单元的解译,并应用撞击坑直径频率统计方法获取同一地层单元的形成年龄。通过与Apollo登月区域样品同位素年龄对照,得出Neukum 1983(直径大于1 km撞击坑)相对于其他几种方法更加准确,同时分析了撞击坑的退化、次级撞击坑影响等相关问题。 相似文献
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月球表面定年研究对于理解和重建月球地质演化历史具有关键作用,撞击坑尺寸频率分布法(CSFD)是通过统计区域内不同尺寸撞击坑密度得到特定地质单元的绝对地质年龄。雨海北部地区(LQ 4)包括雨海北部、冷海西部地区以及风暴洋东北部等月海,位于雨海西北边缘的虹湾是中国嫦娥三号卫星预选软着落区,文中综合使用3种方法从影像和地形数据中自动提取了该区内的撞击坑。利用Clementine光谱数据对雨海北部和风暴洋东北部内玄武岩进行了分区,利用撞击坑尺寸频度法(CSFD)法得到每个玄武岩分区内的定年结果。对比该地区之前的定年数据后发现,使用自动识别结果得到的各分区定年结果新老整体趋势上与之前研究结果基本一致,但存在一定偏差。根据自动识别定年结果,认为该地区玄武岩新老顺序大致为：雨海东部(3.56 Ga)-虹湾(3.38 Ga)-风暴洋东北部(2.74 Ga)-雨海西部(2.63 Ga)-柏拉图坑(2.37 Ga)。结合撞击坑自动识别技术和CSFD法,形成了一条利用影像和地形遥感数据快速得到月球表面地质年龄的方法,为月球年代学研究提供一种新途径。 相似文献
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撞击坑是太阳系内大多数类地行星表面的一种重要地质过程,文中介绍了撞击坑形成的机制和撞击坑研究中的数值模拟方法。首先介绍模拟撞击成坑过程的基本理论与策略,着重指出状态方程在数值模拟中具有重要作用。然而,相对于客观世界物质复杂多样,在撞击坑数值模拟中仅有少数物质的状态方程,因此在研究中不可避免地使用其他物质的状态方程进行替换。详细阐述了状态方程替换的概念和原则,即它们的雨贡纽曲线必须相似。其次进一步从理论上分析这种替代过程对物理属性以及溅射速度的影响。最后,开展两个小型撞击坑的数值模拟,靶区分别使用花岗岩和石英岩,模拟结果显示了两次模拟中的峰值压力、温度以及密度的相似性和差异性。这种分析能够有助于行星科学领域的研究,尤其是在目前从月球、火星以及其他星体正在获取越来越多数据的阶段。 相似文献
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地月系统不同成因环形构造及其影像特征 总被引：2，自引：0，他引：2
环形构造是一种常见的地质现象,特别是在月球上分布更为普遍。本文论述了三种成因的环形构造,即:侵入岩成因的环形构造,火山成因的环形构造,以及小天体撞击形成的撞击坑。文中详细介绍了它们的成因与结构特征,指出侵入岩成因的环形构造主要由岩浆冷凝收缩形成,在遥感影像上主要表现为影像色调的不同;火山成因的环形构造为火山口,在遥感影像上具有环形结构;而小天体撞击形成的撞击坑形态复杂,如碗形坑、中心锥环形坑与多环撞击坑,撞击坑的坑沿外缓内陡,遥感影像上表现为环形或弧形构造,有些撞击坑具有辐射纹。 相似文献
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火山活动是太阳系内所有行星和多数卫星共同经历过的地质作用.类地行星及它们的卫星表面普遍分布着多种火山和火山岩.其中金星、火星和月球与地球上的早期(始太古代)火山活动有许多相似性.现在,火星与月球上的火山活动早已停止,而金星和地球上仍有火山活动.类木行星的卫星上主要活动的是"冰火山",它们之中有些还有十分强烈的活火山活动(如爱莪和海卫一).对太阳系天体火山作用的对比研究能够提供认识太阳系和行星演化、天体深部和浅部地质作用过程、矿产资源形成以及生命的起源和演化等重要信息,是比较行星学的重要组成部分. 相似文献
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玉兔二号月球车在嫦娥四号着陆区发现了许多坑缘呈破碎石块状的小型撞击坑,其直径大多在亚米级,过去对于这种小尺度撞击坑的研究大多源于Apollo、Surveyor、Ranger系列任务,然而当时获取的影像质量较低,且并未覆盖月球背面.小尺度撞击坑在月球表面分布十分广泛,与月球最表层的演化密切相关,因此对其展开研究具有重要的意义.本文利用嫦娥四号任务获取的高分辨率全景影像,统计了8、9、11～15月昼影像中新鲜撞击坑的直径、频数、深度等信息,并根据这些撞击坑和周围石块的形态特征,推测这些坑应该形成于不同方向的二次撞击事件,这为揭示玉兔二号月球车行进途中观测物质的来源提供了重要信息.小型二次撞击坑从深径比中难以与一次撞击坑区分,且一般处于饱和状态,因此应避免使用小尺寸的撞击坑进行定年. 相似文献
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月球表面环形构造主要有撞击坑、火山口和月海穹窿3种,其中撞击坑分布最广泛,是研究月表环形构造的主要内容。由于月表撞击坑数量大、种类多及其形成伴随着整个月球地质的演化过程,因此这种月表地形地貌比较完整地记录了月球表面地貌随时间的改造过程以及改造类型。文中通过研究撞击坑遥感影像及形貌特征,总结归纳为简单型、碗型、平底型、中央隆起型、同心环型、复杂型及月海残留型7种撞击坑类型,用来描述月表典型区域撞击坑的形态特征。从结构和物质两方面进行了月表典型区域撞击坑的形态地貌参数提取,综合利用嫦娥一号CCD 影像数据、LROC数据,得到了该区域撞击坑形态数据(坑底、坑唇、坑壁、坑缘、溅射物覆盖层、中央峰)和形态测量数据(直径、深度、地理位置)。研究发现,LQ 4地区的撞击坑分布可分为月陆区和月海区,月陆区的撞击坑多以中小型撞击坑为主,其分布密度极高,形成年代较早,月海区撞击坑多为年轻的撞击坑,分化程度较低,分布密度也较低。 相似文献
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国内外对天体撞击地球的撞击构造研究的新进展 总被引：11，自引：0，他引：11
以 31届国际地质大会有关论文为基础 ,综述了国内外撞击构造研究的最新进展 ,分 4个方面 :(1)新的撞击坑发现与报道 :除已知的 145个之外 ,还有巴西的 14个撞击坑 ,其中 7个目前已经证实 ;蒙古的 2 0个撞击坑 ,其中 11个已经证实 ;中国自 2 0世纪 70年代以来发现和报道的 8个撞击坑和对它们的研究简况。 (2 )撞击构造与地球演化 :涉及到地球的起源 ,天体撞击在地球形成中的作用 ,撞击周期 ,撞击与地磁 ,地轴变动的关系 ,撞击作用与板块构造 ,撞击与地球内动力的关系 ,太阳系其他行星上的撞击作用对比。 (3)撞击构造研究方法 :包括对复杂撞击坑中心隆起的深钻研究成果 ,对海洋巨型撞击坑的地震测量 ,撞击熔岩的分异与蚀变的物理化学实验计算 ,深部流体与撞击作用的研究进展 ,撞击压力测量的新方法 ,撞击变质作用在矿物学上的进展 ,撞击数学模型的建立与应用。 (4 )撞击构造与经济矿产 :包括金刚石 ,宝玉石 ,Au ,Ag ,Cu ,Ni,Co ,Se ,Te ,Pb ,Zn ,PGE ,REE ,U ,Th等多种元素与矿产以及石油、煤、天然气与撞击构造的关系 ,这些矿产在成因、分布规律、控制作用与撞击构造的关系。 相似文献
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撞击坑是月表最典型的地质单元,其溅射物作为撞击坑的坑外组成部分可分布到距离坑中心10个直径距离之外的区域,因此撞击溅射物也是月球地质编图中最重要的表达要素之一。本文使用月球勘测轨道器(LRO)的激光高度计(LOLA)数据、广角相机(WAC)影像、窄角相机(NAC)影像以及Clementine的UVVIS多光谱数据,研究了哥白尼纪正面月海区直径31km的Kepler撞击坑和背面月陆区直径30km的Necho撞击坑。哥白尼纪撞击坑溅射沉积物可以分为三个相:连续溅射沉积相(CE)、不连续溅射沉积相(DE)和辐射纹(CR)。连续溅射沉积相分布在最大约2.6个半径范围之内,不连续溅射沉积相分布在最大近11个半径范围之内,辐射纹分布在最大近29个半径范围之内。本文强调了多源数据结合在识别撞击坑溅射沉积物中的作用,对Kepler坑和Necho坑溅射沉积物进行了填图,不对称分布的特征表明这两个坑可能形成于倾斜撞击。 相似文献
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月表撞击坑是月球最显著的地质构造特征。随着不同月球探测器探测数据的丰富与数据质量的提高,月表地质信息挖掘成为月球科学领域重要的研究内容。月表分布广泛的撞击事件的撞击机理研究和月表地质单元的地质年龄的判定等科学问题都离不开对撞击坑的研究。因此,对撞击坑进行识别和特征参数提取是挖掘以上月表地质隐含信息的基础和关键。针对目前用于撞击坑识别和特征参数提取的方法存在效率低下、应用范围有限等种种缺陷,提出了一种新的月表环形构造识别和特征参数提取方法,并且实现了定量自动化处理。首先,根据撞击坑环形构造特征,利用坡度指数提取坑壁多边形矢量要素;其次,提出并采用环形构造最小外包矩形法提取撞击坑的伪中心与伪直径;然后,以伪中心为中心点向外搜寻并确定撞击坑坑缘顶点;最后,利用三点定圆法确定撞击坑的中心位置和直径大小。以嫦娥一号CCD相机影像数据和利用CCD立体相机制作的DEM数据为数据源,选取不同区域、不同类型的月表撞击坑进行试验,并将计算结果与目前研究成果进行对比。结果验证表明,此方法可以推广到月表其他表面,并可应用于月表撞击坑形成机理研究和利用撞击坑大小频率分布测量的方法确定月表地质单元的地质年龄工作中。 相似文献
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月球表面的地质构造要素主要包括环形构造、线性构造、地体构造及大型盆地构造等。月球大地构造纲要图从物质组成、构造要素、构造单元上对月表的构造状态进行全面的梳理、统计和分析。利用CE 1 CCD 2C像数据、LROC宽视角影像数据、CE 1 IIM 2C干涉成像光谱仪数据、Clementine紫外可见光影像数据、LOLA激光高度计数据识别月球表面各类矿物组分、线形构造、环形构造、火山构造和穹窿构造以及确定构造要素和构造单元的时代、古老撞击坑和大型盆地边界以及对月球表面撞击坑形态、大小、分布、密度及月球断裂和环形影像解译,充分认识月表基本情况,精细划分月表构造地貌单元,综合利用上述分析结果与国际上研究的进展,确定大地构造区划的基本原则,厘定月表重大构造事件与演化序列。依据岩石、月壤、构造地貌与构造形迹的综合分类,拟定大地构造区划的图例、图识规范,确定不同类型环形构造影像、线性构造影像、高地、盆地和月海等大地构造单元,进而编制大地构造区划图,并对重点区域构造形迹进行研究。虹湾区域(LQ 4)月球数字构造编图研究,充分借鉴国际行星地质编图的已有技术标准和规范,结合国内数字地质编图的技术标准和规范,建立了中国自己的月球与行星地质编图标准、规范和制图流程,也为最终完成月球大地构造区划提供地貌和构造方面的基础信息。 相似文献
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杨瑞瑛 《矿物岩石地球化学通报》1994,(4)
现代核分析技术在地学中的应用杨瑞瑛（中国科学院高能物理研究所，北京１０００８０）关键词核分析技术，天体化学，地球化学仅利用传统的岩相学和主元素化学资料来探讨天体的演化、太阳系的物质来源、地外物质的撞击与撞击坑、地球上的各种岩石和矿床的物质来源和形成方... 相似文献
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“嫦娥一号”第一幅月面遥感影像撞击坑特征 总被引：1，自引：0，他引：1
撞击坑是月表的主要地貌形态,按普通碗状型、中心隆起型、平底型及同心圆型4种类型描述"第一幅月面图像"上月表撞击坑的形态特征.应用遥感专业图像处理软件,结合白赛尔大地主题反算法,实现撞击坑分布及直径信息提取.研究发现,研究区域的撞击坑直径主要集中在300～700 m.而且撞击坑空间分布不均匀,直径越小,分布越密集. 相似文献
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撞击坑是月球表面最醒目和最重要的地质构造标志.基于遥感影像的撞击坑检测方法受到数据本身的局限,遗漏检测的情况比较严重.激光测高数据可以快速构建全球的数字高程分析(DEM),为撞击坑检测提供丰富的几何形态信息.利用激光测高数据,提出了兼顾准确性和完整性的撞击坑自动检测方法.首先采用松散耦合的形态约束检测候选撞击坑,再利用机器学习的相关理论来提取正确的撞击坑.其中,提出基于可变尺度的撞击坑检测算法,以有效解决叠置撞击坑的检测问题;提出基于决策树的机器学习方法,以解决从候选坑中有效提取正确撞击坑的问题.实验证明了整个流程和关键技术的可行性和有效性.通过研究,实现高效、准确的月表撞击坑检测,充分挖掘探月卫星提供激光测高数据,向后续月球地质地貌研究提供具有准确性和丰富形态信息的基础数据. 相似文献