1、太 湖 成 因 之 谜,苏州地学会 蒯元林,太 湖 成 因 之谜,一、太湖概况二、太湖成因研究1、历史记载2、成因研究：众说纷纭、扑朔迷离，难以定论澙湖说 构造说气象说 风暴流说河流淤塞说火山喷爆说陨石撞击说彗星爆炸说三、太湖成因研究的最新成果1、太湖冲击坑证据确凿2、权威专家的疑问四、结语：重大的研究意义,一、太湖概况：,太 湖 成 因 之 谜,太湖是我国第三大淡水湖，全湖面积2452平方公里（水位3.14米），湖岸线长393.2公里。南北长约68公里，东西宽34公里，平均水深1.89米，是一个碟状湖盆形成的浅水型湖泊。太湖相当于两个香港、四个新加坡、四百个杭州西湖那么大。太湖三分之二面积在
2、苏州辖区内。太湖与苏州的社会、经济、科技文化的发展，与苏州优越的自然环境有着十分密切的关系。古有太湖“包孕吴越”，“东南财富甲天下，而薮在太湖”之说，而今，3.65万平方公里的太湖流域是我国社会经济、科技文化最发达的地区之一，太湖更是苏州的母亲湖。,二、太湖成因研究,太 湖 成 因 之 谜,太湖与苏州古城的发展关系密切，因此对于太湖的研究具有重要的现实意义，而关于太湖这样一块巨大水域是怎么形成的，数十年众说纷纭，难以定论，使太湖的成因显得扑朔迷离。,关于太湖的历史记载：有关太湖的历史记载主要见于吴越春秋，越绝书，史记，吴郡志，姑苏志，苏州府志，吴县志，长洲县志等。,太 湖 成 因 之谜,二、太
3、湖成因研究,古代记述太湖的专著：明代蔡羽太湖志。明代王鏊的震泽编。清初翁澍县区志，清乾隆十五年（1750年）金友理的太湖备考，其中尤以太湖备考最为详尽，是一部中国湖泊学史上比较成熟而有系统的专著称为太湖百科全书。即使是太湖备考也只是对太湖及周围三州十县的名胜古迹，风土人情，风物特产，地名源流、自然环境等等作了素描式的详细论述。限于当时的历史条件和科学水平，难以对太湖成因、演变以及对苏州自然环境的密切关系等科学问题进行探讨研究。,太 湖 成 因 之 迷,二、太湖成因研究,关于太湖成因，史载：太湖原是平原，平原西南群山逶迤，树木葱茏，神龙出没其间。“龙斗于野”，“吐水成湖”。还有记载：太湖原是平陆
4、，上面有个山阳县，由于洪水泛滥，全县沉入水底，成为太湖。古老的神话传说并不能科学地解释太湖的成因。,太 湖 成 因 之谜,二、太湖成因研究,早在20世纪30年代，中国地质科学的创始人之一丁文江认为：是由于大江淤积而导致了太湖的形成。长江三角洲地区的太湖、阳澄湖、淀山湖等湖群原先是与海相通的大海湾，由于扬子江与钱塘江向东延伸与反曲，致使部分海面被环抱于内遂成内海，两侧诸山水流不断注入，冲淡了其内海的水成为淡水湖。随后，曾有多本重要著作涉及太湖的成因问题，如丁文江的扬子江下游之地质（1934），汪湖浈、丁文江的太湖之构成与退化（1936），德国学者巴尔博扬子江流域地文发育史（1935）等。20世纪
5、50年代以后，则出现了比较多的关于太湖成因的专论，如陈吉余的长江三角洲的地貌发育（1959），中国科学院南京地理与湖泊研究所的太湖综合考察报告（1961），杨怀仁等的全新世海面变化与太湖的形成与演变（1985）等。,太 湖 成 因 之谜,二、太湖成因研究,这些假说综合概况为潟湖说。“潟湖说”长期以来一直占据着主导地位。这一学说由丁文江和著名的地理学家竺可桢与汪湖桢等提出，即后来广为流传的太湖经“海湾潟湖湖泊水网平原”的演变模式而成。持有这种观点的专家认为，约距今600万年前后，在最高海面时太湖平原是个大海湾，后来由于长江口南岸合钱塘江北岸两大沙嘴不断增长，使这一海湾渐渐封闭，成为潟湖。此后，太
6、湖成因“潟湖说”一度成为权威性的定论。在1979年出版的辞海中，对于“太湖”一词是这样解释的：“太湖，古称震泽、笠泽，在江苏省南部，为长江和钱塘江下游泥沙堰塞古海湾而成”， 1983年中科院太湖科学讨论会（无锡）对太湖澙湖说提出质疑，主要立论依据是：在太湖湖底湖中岛屿以及周边地区发现大量旧石器时代、新石器时代，甚至是更晚历史时期的人类文化遗址，如三山岛旧石器人类文化遗址、东太湖湖底发现的60007000年前的纺轮、竹器、瓦片、稻谷以及吴县通安太湖湖底发现的春秋战国时期的古井、石斧、黑陶等都证明了这些地方无疑都是有人类活动的陆地，后来，由于气候变暖，洪水泛滥，才在洼地积水成湖，才把人类活动遗迹，
7、淹没在湖水之下。这就是逐渐被认可的“洼地积水成湖说”。,太 湖 成 因 之谜,二、太湖成因研究,随后许多专家学者又从不同角度分析和论述太湖的成因与演变，这些观点归纳起来可以分为两大体系即：“潟湖成因”和“非潟湖成因”。“非潟湖成因”又分为“构造成因”、“三江堰塞说”、“风暴流成因”、“气象成因”、“火山喷爆”以及“陨击成因”等。关于太湖成因的另一种截然对立的体系非“潟湖”论则认为：太湖地区原来是一片古大陆，由于全球气温回升，海平面上涨，太湖地区由原来的古陆，逐渐成为湖泊。这一论点又分为若干说法：构造说(1990年代后提出的观点)因为太湖地区地壳的新构造运动，造成太湖平原下沉，河流改向，荆溪水系
8、改道东流，由断陷盆地成为汇水盆地，又渐渐成为数个沼泽小湖泊，以后逐步形成太湖。,太 湖 成 因 之谜,二、太湖成因研究,气象说古代数千年间的持续大暴雨，有些年间的年降水量甚至达到60亿吨，太湖地区的大片低洼地大量积水，年复一年，遂形成如今的太湖。 风暴流说四千至六千年前的气候异常，不断形成的大风暴流涡动，数千年间的狂风暴雨造成太湖地区的沼泽浅洼地积水不断增加，水域日扩大，形成太湖。河流淤塞说（1990年代后提出)在距今二万至一万五千年的第四纪更新世末玉木冰期时，海水东退，古太湖海湾消亡，太湖地区与东海陆架相连，成为广袤的古长江三角洲冲积平原，平原植被为温带草原或疏林草原。全新世中期(距今750
9、02500年)，随着气候转暖，海面回升到今海平面附近。由于长江和钱塘江沙嘴的形成，太湖平原成为大型集水洼地。西部山区原向东北注入长江的荆溪和东流入海的苕溪等，因河流下游被淹，比降减少，入海河道宣泄不畅，河口泥沙淤积严重，而改道汇集于这碟形洼地中。海潮倒灌及平原地下水位抬升，致使低洼地积水沼泽化，形成分散的小型湖泊群。各个小湖泊面积逐渐扩大而汇成大湖。加上后来东岸出湖河道渐趋淤塞，湖水蓄积量的增加及湖中风浪潮流对湖岸的侵蚀，湖面面积进一步大，遂成现今的太湖。,太 湖 成 因 之 谜,二、太湖成因研究,火山喷爆说苏州地震局专家、高级工程师沈自励在2003年7月地球科学杂志上发表论文提出，通过对太湖
10、三山岛数年采样鉴定、野外地质调查工作，发现并确证火山口的存在：在三山岛存在喷爆角砾岩、原生二次喷发的凝灰角砾岩与弱熔结玻屑凝灰岩等。三山岛的北部和西部遍布火山角砾岩，火山喷爆的火山弹，并且都已硅化成燧石、玉髓、玛瑙等在东泊小山发现一条火山喷爆口的地质剖面，喷发时代为5000万年前的白垩纪末。火山活动是其深部岩浆活动的结果。岩浆火山活动降低了太湖及其周边的地下热压与容重，产生负压，其结果带来该地区新生代缓慢的沉降，太湖及其周边大小诸湖都为同源同因的火山喷爆而成的地面沉降湖。,太 湖 成 因 之 谜,二、太湖成因研究,陨击说 这一学说又分“陨石撞击成因说”和“彗星爆炸成因说”两种。 陨石撞击说由已
11、故著名地质学家彭志忠教授于1970年代提出，并由南京大学等多位专家研究认为：距今5000万年前，一颗巨大的陨石从北东方向撞击地面，造成相当于1000万颗广岛原子弹爆炸的巨大冲击，留下了2300多平方公里的陨石坑，即现在的太湖。“陨石冲击”假说的证据：第一，从太湖外部轮廓看，它的东北部向内凹进，湖岸破碎得非常严重；而西南部则向外凸出，湖岸非常整齐，像一个平滑的圆弧，与国外一些大陆上遗留下来的陨石坑外形十分相似。第二，调查发现，太湖周围的岩石岩层断裂有惊人的规律性。在太湖的东北部，岩层有不少被拉开的断裂，而西南部岩层的断裂多为挤压形成。这种地层断裂异常情况只有在受到一种来自东北方向的巨大冲击时才会
12、出现。第三，成分十分复杂的角砾存在于太湖四周，在显微镜下观察这些岩石，其中还可以看到被冲击力作用产生的变质现象。另外，他们还在太湖附近找到了不少宇宙尘和熔融玻璃，这些物质只有在陨石冲击下才会发生。他们推断，这颗陨石是从东北方向俯冲下来的。由于太湖西南部正好对着陨石前下方，冲击力最大，所以产生放射性断裂，而东北部受到拉张力的作用，形成与撞击方向垂直的张性断裂。由于陨石巨大的冲击力，造成岩石破碎，形成成分混杂的角砾岩和岩石的冲击变质现象。在太湖内的岛上和太湖四周发现不少击变岩，如三山岛上的击变岩：在太湖一带散落的石英砂岩中发现了震裂锥；在湖周发现了经过高温熔解的铁和熔解后重新结晶的坡璃体其衍射斑点
13、曲线也表现出陨石撞击地面而出现的特有现象。,太 湖 成 因 之 谜,二、太湖成因研究,彗星爆炸成因说： 陨石撞击说有不少疑点：太湖中未找到陨石撞击的深坑。太湖周边没有陨石撞击形成的典型环形山。如果5000万年前陨石撞击形成太湖，那么发现的大量旧石器时代、新石器时代甚至更晚的湖底文明从何而来。根据太湖湖底平整，黄土致密，又未找到大块陨石残体等特征认为撞击的不是陨石，陨铁等大密度的天体而是彗星。彗星的彗核密度小于水，是由水、干冰和宇宙尘埃及杂质等包裹构成。只有这种巨大的包裹着许多杂质垃圾的大雪球高速斜向砸向现在的太湖平原，才有可能形成深度不大，而且找不到大块陨体，底部被彗星大面积压紧而形成平坦坚实
14、的浅坑。浅坑积水就形成太湖。彗星爆炸说认为：4800年前，一颗直径50公里的相当于一个超级大雪球的彗星，从东北向西南砸向太湖地区并在上空爆炸分裂成许多颗后，撞到地面，大的一颗撞击形成太湖，其余则撞向太湖四周形成一些小的湖泊。并造成太湖四周大量散落的铁疙瘩一类的陨击物质。,太 湖 成 因 之 谜,二、太湖成因研究,其实，陨星、彗星等天外来“客”光顾地球并不鲜见。夏夜明亮的流星就是常见的天外来客。1984年无锡上空天降巨冰和1976年3月8日吉林上空的陨石雨，是天外来客近期在我国的两次光临。20世纪最大规模的天外来“客”是1908年6月30日，发生在俄罗斯西伯利亚通古斯森林区上空的大爆炸，使数千平
15、方公里森林被毁，爆炸产生的强光把万里之外的伦敦夜空照的如同白昼。而我国有史记载的天外来客的光顾则更多。1898年坠落在新疆青河县银牛沟的铁陨石体积约3.5立方米，重约30吨。比重为7.75.化学组成：铁88.8%镍9.3%还有少量的钴、鉻及微量的磷、硅、铜等。并见有锥纹石、镍纹石、变镍纹石、合纹石、陨硫铁矿合陨磷铁镍矿等六种宇宙矿物。这是我国发现的中国最大世界第三大陨石。（此陨石现陈列于乌鲁木齐新疆地质博物馆。）,太 湖 成 因 之 谜,二、太湖成因研究,史前时期的天外来“客”虽无历史记载，却留下了许多陨石和陨石坑等直接证据。位于波罗的海东侧爱沙尼亚萨莱玛岛上的卡利陨石坑群，是3500年前，一
16、颗1000吨重的铁陨石，以35角度，每秒20公里的高速，从东北方向撞击地球，留下了一个直径110米，深22米的陨击大坑即现在的卡利湖和8个小坑。目前已在此建立了世界遗产保护区，供人参观研究。位于非洲加纳境内的波森维湖，湖呈标准圆形，是一颗直径3公里的陨星撞击而成。在俄罗斯境内的楚克奇湖，湖面直径12公里，深达170米。研究结果表明，它是350万年前，一颗重达一亿多吨的陨星撞击而成的地球上已知的最大陨石湖。到目前为止，全世界已发现107个陨石坑。如果最终确定太湖是陨击坑那将是地球上第108个陨击坑。,太 湖 成 因 之 谜,三、太湖成因研究的最新成果,2003年10月，苏州陨石爱好者王来金、王家
17、超，在石湖淤泥中发现大量“疑似陨石”。请教多方专家，众说纷纭难以定论。2006年苏州地质专家孙绳宗等初步判断为陨石。苏州电视台、姑苏晚报等作了报导，并在苏州科协支持下，立项进一步进行研究。2008年初至2009年夏南京大学地球科学系陨石专家王鹤年、谢志东、钱汉东等在南京大学及国家自然科学基金联合资助下，作为重点研究课题立项研究，并多次到苏州，由苏州市地学会专家及王来金、王家超陪同下，对三山岛及太湖中多个岛屿，进行考察取样分析研究。2009年7月苏州地学专家，又在苏州太湖三山岛发现大量“铁疙瘩”，苏州城市商报进行了跟踪报道，引起中央电视台十套“科学之光”栏目的关注。并在9月初派摄制组到苏州拍摄。
18、12月16日央视十套 “科技之光”播出了它到底是什么的电视报道，并探究了太湖铁疙瘩的各种可能的成因引起较热烈的反响。,太 湖 成 因 之 谜,三、太湖成因研究的最新成果,南京大学地球科学系最新研究成果：2009年12月第15卷第4期高校地质学报王鹤年、谢志军、钱汉东教授发表了太湖冲击坑溅射物的发现及其意义，确定石湖石棍为陨石，太湖为陨石冲击坑。论文主要内容：太湖冲击成因说由来已久，20世纪80年代起，南京大学地球科学系教授徐克勤院士、王德滋院士、王尔康以及中国地震局何永年、徐道一等，对太湖岛屿及泽山岛，厥山岛等地进行考察研究并发现震裂锥和石英岩石英颗粒曾遭受过冲击变质作用提出太湖陨击说。但由于
19、这些变形作用具有的多解性，因此，难以定论，研究处于停滞状态。转机的出现是2003年，王来金及王家超在石湖清淤的淤泥中发现的奇特的的石棍和形状各异的“疑似陨石”，并请苏州、上海、北京、广州等地的专家学者进行鉴定，最后于2008年元月，请南京大学地球科学系王鹤年、谢志东等陨石专家，教授研究鉴定，并多次到太湖三山岛、泽山岛、蕨山岛，平台山岛等地实地考察，并在三山岛发现类似的铁疙瘩和铁质管状物，经两年多的研究，最终取得突破性进展，证明这些奇石均为太湖冲击坑的溅射物。可以确定太湖为陨石冲击坑。,太 湖 成 因 之 谜,三、太湖成因研究的最新成果,冲击溅射物是指冲击成坑作用中被抛射到空中再溅落在冲击坑及其
20、周边地区的受冲击而变质的陆源物质。常见的有玻璃陨石、击变微小圆球粒，击变岩石角砾岩，击变熔融岩石等。其中包括细粒球状菱铁矿溅射物、短柱状及长棍状菱铁矿溅射物，不规则的块状、片状菱铁矿溅射物，扭曲状长英质方解石溅射物等。明显保留了冲击溅射特征，即形态上溅射物有熔融或塑性体飞行的特征，如塑性扭曲而形成的麻花状、陀螺状、水滴状、豆状、微粒状等。溅射物表层结构保留了气流刻蚀纹，熔融和铁质熔壳，溅射物铁质熔壳内包裹有石英，长英质及菱铁矿冲击而成的尘粉。太湖冲击溅射物主要分布在石湖和太湖湖底较硬的黄土层之上的淤泥层中，说明太湖冲击坑建设物形成于全新世一万年之后，对太湖冲击坑的形成时间、规模、强度的进一步深
21、入研究，将对揭示太湖美丽景观环境的形成和太湖流域史前文化的演化与发展将起到重大的作用。,太 湖 成 因 之 谜,三、太湖成因研究的最新成果,最新研究成果的结论： 太湖冲击成因说由来已久，但始终未成定论。近几年在太湖及周边湖泊的淤泥层中发现了许多形态各异的奇石，经多种方法测试研究，确定为太湖冲击坑的溅射物。根据成分，溅射物分为两大类。一类富铁质，以菱铁矿及其胶结的碎屑为主，包括微小球粒、棍状及各种形态的块状和片状体；另一类贫铁质，以方解石及其胶结的长英质碎屑为主，碎屑为锐角状的石英晶屑及少量粘土和长英质岩屑。溅射物的大小从厘米级块体到毫米级球粒，再至微米级尘粉都有。溅射物外形多具有旋转扭曲形态及
22、熔壳特征，显示了熔融、塑性-半塑性特征。这些特征显示其成因经历了冲击震碎、熔融、挖掘抛射、空中飞行，最后溅落在冲击坑及其周围。溅射物的成分反映了太湖靶岩基岩岩性特征。太湖冲击坑溅射物的发现是继太湖诸岛石英砂岩中石英晶体的冲击变质微结构发现之后，又一重大突破。综合其他特征，可以确定太湖为一冲击坑。,太 湖 成 因 之 谜,三、太湖成因研究的最新成果,专家权威的几点疑问：根据后湖泊专家的观点：形成湖泊有三个基本条件：即湖盆、水，湖面的进水量大于或等于出水量。三者缺一不可。世界上又100多个陨击坑，并非都能形成湖泊。因此，如果太湖是陨击坑形成的湖泊，还必须具备其他条件，并非陨石撞击唯一的形成因素。可
23、能是多种因素迭加而成。如果太湖2452平方公里的大坑，是陨石撞击而成。根据权威天文学家测算，那是一颗至少直径2公里，速度15公里/秒的小行星撞击地面才能造成。其威力相当于1000万颗广岛原子弹爆炸，而且必将对江浙，甚至于中国和全球产生难以磨灭的灾难性影响。并留下相应的大范围的明显痕迹。然而，至今尚未找到令人信服的证据。如果石湖和三山岛发现的溅射物，包括铁质管状物和其他多种形状的“冲击溅射物”确实是陨击而成。而且又确认是一万年前形成的，那很可能是一次较小规模的小行星撞击事件，但可能不是太湖形成的主要原因。,太 湖 成 因 之 谜,四、结语,太湖及其周边的众多湖泊及密布的水网组成的面积3.65万平
24、方公里的太湖流域，是中华大地上不可多得的一块得天独厚的宝地，这块面积约占全国土地面积3%，人口占全国总人口8%的太湖流域地区，约占了全国近四分之一的国内生产总值和财政收入是当今中国经济最发达的地区，在全国具有举足轻重的影响，因此，对于太湖的成因、演变和对未来可能造成的影响进行深入研究具有十分重要和深远的理论和实际意义！,（a）镜下微细球粒溅射物相互粘结形态（b）葫芦状旋转扭曲的微球粒（显微镜下）（c）豆状球粒溅射物（d）具有熔壳（箭头）的豆状球粒,（a）短柱状溅射物（b）具有熔珠及气流刻蚀纹的溅射物（c）具有气流刻蚀纹的长棍状溅射物（d）镜下震碎的石英晶屑岩屑被菱铁矿胶结（e）石英晶屑中的变形纹（镜下）（f）具有快速冷凝玻璃熔壳的水滴状硅质碎屑（镜下）,（a）熔融微球粒（b）气流刻蚀纹（c）熔壳构造（d）菱铁矿球粒,2009年7月三山岛清淤露出太湖湖底许多的铁疙瘩和铁质管状物,石湖淤泥中发现的短柱状、长棍状、不规则状等各种形状的冲击坑溅射物,石湖淤泥中发现的宝塔状奇石,石湖湖底淤泥中发现的疑似金刚陨石,石湖湖底淤泥中发现的有明显气流刻蚀纹熔壳熔珠的冲击坑衍射物,央视十套2009年12月16日科技之光播出它到底是什么涉及太湖成因讨论,谢谢各位,
