来自超高速撞击构造的粒状锆石可以用来估计撞击过程的压力和温度等热力学条件，还可以通过U-Pb年代学来估计撞击事件的时间。新生粒状锆石的形成有两种模型：一种涉及锆石—莱氏石固态相变，另一种涉及锆石的熔解和析出。由于缺乏中间转化步骤的纳米尺度观测结果，导致这两种模型一直难以区分。

简介

中国地质大学（武汉）赵佳伟博士和肖龙教授等发表在《Earth and Planetary Science Letters》的文章，（doi:10.1016/j.epsl.2023.118507）研究了Chicxulub冲击结构，其中涉及莱氏石到粒状锆石的成核和演化。研究证实，新生锆石颗粒可以直接由锆石固态相变为莱氏石。

文章摘选

在研究中，主要使用了TKD和TEM的技术手段，分析Chicxulub冲击结构样品中的粒状锆石。在含熔体角砾岩的冲击锆石中，观察到了与莱氏石孪晶有关的层状和透镜状结晶习性。在莱氏石片层中进一步观察到了新形成的纳米级锆石颗粒，并使用TKD技术测量了纳米锆石颗粒的晶体取向。

TKD技术在研究中，主要为冲击岩中粒状锆石的成核和演化提供了纳米尺度的关键观测证据。通过Symmetry EBSD可以轻松方便地采集高空间分辨率TKD信息，清晰展示样品中优于50nm的纳米锆石颗粒的晶体取向。纳米锆石颗粒的晶体取向与莱氏石—锆石相变模型预测的取向相匹配，证实了它们直接由莱氏石固态相变为锆石。

图一：初生锆石、莱氏石片层及次生锆石之间的取向关系和极图

研究还观察到其他粒状锆石晶粒，它们保留了新生锆石颗粒之间的系统取向关系，进一步支持新生颗粒取向来自固态相变的概念。

图二：具有莱氏石—锆石固态相变取向关系的粒状锆石

结论

该研究使用TKD技术采集高分辨率结晶取向结果，确定新生锆石颗粒间存在特定取向关系，为解释涉及锆石的系统高压相变的本质提供了直接证据，对揭示地球或其他行星体大碰撞中锆石相变的压力-温度历史具有启示意义。