在东北吉林省通化市白鸡峰山上发现了一个直径米的撞击结构，这个结构是由一颗小行星撞击形成的。这个撞击结构呈半圆形凹陷的形式，位于主要由元古代砂岩和侏罗纪花岗岩组成的基底上。在白鸡峰山的顶部分布着大量以砂岩为主、少量花岗岩的岩石碎片。在从凹陷内部表面采集的岩石和矿物碎屑中发现了石英中的平面变形特征（PDFs）。这些PDFs的形式包括{?3}、{?2}和{?1}等。这些PDFs的存在为冲击变质和结构的撞击起源提供了诊断性证据。这次撞击事件发生在侏罗纪时期之后，可能要晚得多。
I.背景
陆地撞击结构是由小行星或其他天体以高超音速撞击地球表面形成的。中国每单位土地面积上发现的撞击结构数量远低于世界平均水平，迄今为止，在中国仅确认了两个撞击结构。最近，中国吉林省通化市白鸡峰国家森林公园的白鸡峰山上发现了一种地质现象，引起了我们的注意。在白鸡峰山的山顶上有大量的岩石碎片，曾被称为“玄武岩”。这座山的海拔高达米。长期以来，这些岩石碎片的形成和起源一直是个谜。这些未知来源的石头通常被当地人称为“天外来石”。我们着手查明这些岩石碎片背后的真实故事。我们的调查首次揭示了白鸡峰山上存在一个撞击结构。
II.地理和地质背景
通化市位于长白山南麓。这是一个中低山区，海拔在海平面以上-米之间，广泛覆盖着混合的针叶和阔叶混交林。该地区属于典型的温带大陆性季风气候，夏季炎热，冬季寒冷。白鸡峰山位于通化市中心以东南25公里处，占地约15平方公里。白鸡峰山的西北坡位于白鸡峰国家森林公园，而东南坡属于通化县辖区。
在构造方面，通化地区位于华北克拉通东北缘的古元古代辽吉造山带。地下基底由太古宙至元古宙地层组成，部分被古生代地层和中生代-新生代火山沉积岩覆盖。该地区分布有大量的元古宙和中生代花岗岩。白鸡峰国家森林公园的主要岩性是元古宙地层和侏罗纪花岗岩。
III.冲击结构
白鸡峰山有两个双峰。其中一个峰，海拔米，被称为“前白鸡峰”，另一个峰，海拔米，被称为“后白鸡峰”。两峰之间的距离约为米。基于地形分析，白鸡峰山顶上识别出一个圆锥形凹地（图1）。前白鸡峰位于凹地的西南边缘，后白鸡峰位于东北边缘。凹地西南-西北-东北边缘的海拔高度为-米，东南边缘的海拔高度为米。凹地的中心海拔为米。凹地呈现出圆锥状的形状，三面环墙的一面面向下坡。凹地的纬度和经度分别为41°33?07″N和°06?40″E。
从空中俯瞰凹地地貌，可以看出一个近似圆形的结构，直径从边缘到边缘为米。在地球上，岩石结构中直径小于4公里，沉积岩中小于2公里的冲击结构通常采取简单的陨石坑形式（即碗状凹地）。如果白鸡峰山上的圆锥形凹地是由小行星冲击形成的，那么它可以被归类为一个简单的陨石坑。在撞击坑形成过程中，大量的岩石将被挖掘并喷射出来，形成这个新的地质结构。这次碰撞将极大地改变了目标地区的原始地形，形成了两个新的山峰，即前白鸡峰和后白鸡峰（图1）。这个圆锥形冲击结构的形态特征应该与山的原始地形密切相关。关于这个圆锥形凹地的撞击坑机制将在后面讨论。
圆锥形凹地主要出现在新元古代的地层中，仅在西北部的侏罗纪花岗岩中有一小部分。大面积的冲击喷发碎屑岩石堆积层覆盖了白鸡峰山的大部分区域，特别是前白鸡峰和后白鸡峰[图2(a)]。这些岩石碎片的尺寸可达数米。山顶和山上部分没有植被覆盖的地方有数万平方米的岩石碎片。凹地内外的植被覆盖区域也广泛覆盖着类似的岩石碎片。岩石碎片的主要岩性是砂岩，有少量花岗岩。没有发现玄武岩。花岗岩碎片是新鲜的或弱风化的。比较调查表明，靠近凹地的花岗岩区域通常被一层厚达5米的风化花岗岩层覆盖。因此，白鸡峰山上的冲击产生的岩石碎片的风化程度相对较低。这表明白鸡峰冲击结构保存完好。
IV.冲击变质
地球与天体之间的高速碰撞可能导致目标岩石的冲击变质。考虑到地球地质过程的复杂性，冲击变质通常为识别地球撞击结构提供了重要证据。石英中的平行变形特征（PDFs）的形成对应于10-35GPa的冲击压力。由于这一广泛的压力范围，石英中的PDFs的存在已被广泛接受为冲击变质和地球撞击结构的诊断证据。白鸡峰山的地基岩石主要由砂岩和花岗岩组成，其中石英是最常见的岩石成分之一。如果圆锥形凹地是由小行星撞击形成的，那么这些岩石中的石英中应该能够检测到PDFs。为了调查凹地的起源，从凹地内表面采集了岩石和矿物碎屑的样品。这些样品制成了抛光薄片，以寻找石英中的PDFs。
所采集的样品被发现是混合物，具有不同程度的冲击变质。对前50个薄片的初步调查确定了30多个带有PDFs的石英颗粒。石英中的PDFs显示出一组或多组类似薄层的纹理[图2(b)]。这些薄层组是直的。单个PDF薄片的厚度范围从1到2微米，单个平面之间的间距范围从1到10微米。在石英单晶中观察到一到三组PDFs[图2(b)和2(c)]。石英中的PDFs出现在与特定合理的晶体学取向对应的平面上。石英中索引的PDFs的形式包括{?3}、{?2}和{?1}，其中{?3}最丰富。在白鸡峰山圆锥形凹地的石英中发现PDFs为冲击变质提供了明确的证据，并支持凹地的撞击起源。
V.撞击事件的年龄
白鸡峰山的花岗岩形成于侏罗纪时期，年龄为-Ma。因此，白鸡峰撞击结构必须是在这种花岗岩形成之后生成的。在普通的地球陨石坑情况下，抬升的坑壁上的岩石碎片层容易受到侵蚀，只存在于最年轻和保存最完好的结构中。白鸡峰山上的冲击生成的岩石碎片保存完好，表明这是一个年轻的撞击结构。
白鸡峰撞击结构表面暴露的花岗岩碎片相对新鲜，或者仅有轻微风化。在这里，我们想将白鸡峰撞击结构与中国黑龙江省哈尔滨的伊兰撞击坑进行比较。哈尔滨和通化地区都具有温带大陆性季风气候，而且两个撞击结构都位于森林地区。伊兰撞击坑是在0.百万年前形成的，位于花岗岩地基上。伊兰撞击坑坑壁上积累的花岗岩碎片已经严重风化。根据撞击产生的花岗岩碎片的风化程度，白鸡峰撞击结构的年龄不应该远离伊兰撞击结构的年龄。白鸡峰撞击事件的确切年龄需要进一步的调查。
VI.结论
经确认，通化市白鸡峰山上直径约为米的冰斗状凹陷是一个撞击结构。这个撞击结构位于主要由新元古代砂岩和侏罗纪花岗岩组成的地下室中。撞击结构的形成对应于小行星坠入高山的山顶。石英中的PDFs的存在为地质结构的撞击起源提供了诊断性证据。撞击事件发生在侏罗纪时期之后，可能要晚得多。白鸡峰冰斗状凹陷是一个保存完好的撞击结构，具有独特的形态特征，而且位于高山之巅，形成了壮观的自然景色。
致谢中国科学院广州地球化学研究所提供了使用四轴通用台测量石英中PDFs的协助。本研究得到了中国国家自然科学基金的支持（项目号：）。
作者贡献陈明：调查（相等）；撰写-原始草稿（相等）。吕阳：调查（相等）。宁佳豪：调查（相等）。杨文阁：调查（相等）；撰写-审查和编辑（相等）。舒金富：调查（相等）。毛和光：调查（相等）；撰写-审查和编辑（相等）。
