一、隕石坑的一般特徵

1.形狀:大部分為圓形,少數為橢圓形。

2.直徑:可大可小,大者數十公里甚至百公里以上。

3.深度:與坑洞半徑成正比,比值一般在0.5以下;坑內有坑,在中心或偏離中心;中心有時有小山。

4.邊緣高度:甚低,與深度之比值一般在0.3以下。

5.碎屑物特徵:大大小小的角礫和粉碎物,內含高溫與強烈爆炸的證據。

6.特殊物質:玻璃(及半熔化)物質、高壓礦物、隕石碎片。

二、隕石撞擊變質作用(Impact Metamorphism)

1.石英及長石顆粒內常顯示片狀構造(planar features, shock lamellae)。

2.破裂錐(shatter cones):放射狀裂紋。

3.熔化(成玻璃物質,tektites)或部分熔化。

4.玻璃物質之化學組成特徵(與黑耀石比較):Fe2O3、Na2O、K2O及H2O+較低,MgO、CaO、TiO2較高。

5.高壓礦物:柯矽石(coesite),重矽石(stishovite)。

6.高溫礦物(>1600℃):斜鋯石(baddeleyite)。

三、地球上已知及存疑的隕石坑

1.數量:120個以上(Dence, 1972)。

2.大小:直徑11m~850m;1.2~100km。

3.分布:各大洲(澳洲、加拿大、美國、非洲、歐洲.....)。

4.年代:老的一億至五億五千萬年,最老十七億年,也有年輕到二至四萬年(Meteor Crater, Arizona)。

5.地球歷史上幾次重要撞擊事件(King, 1977)

(1)六千五百萬年前:與恐龍絕滅有關(?)。

(2)三千四百萬年前:北美玻璃石(Texas, Georgia, and Martha’s Vineyard)。

(3)一千五百萬年前:Moldavites (捷克Bohemia and Moravia)。

(4)一千三百萬年前:非洲象牙海岸玻璃石。

(5)七十萬年前:澳洲玻璃石(澳洲、中南半島、菲律賓、泰國、蘇門答臘及其他)。

四、嘉明湖畔的地形與地質特徵

1.橢圓形窪地,330×220m,深約35m;湖亦為橢圓形,120×80m,湖底有一凹洞。

2.湖畔碎石極多,大小參差,稜角俱在,沒有水流磨蝕跡象,也無淘選現象。

3.在角礫間的細粒充填物(micro-breccia)內發現異物:

(1)無色透明絲線。

(2)淡褐色彎曲小線段,表面光滑,應係熔化物。

(3)黑色及褐色反射良好之薄片(含鐵及銅,但無磁性)(圖十二)。部分薄片表面顯示熔化現象及約略平行之槽溝、溝紋(圖十三)或小坑洞。

(4)淡赤褐色鐵質磁性片狀碎屑(圖十四),少數為灰綠色、赤紅色、灰黑及暗褐色(圖十五)。

4.破裂錐存在少數岩塊表面之上(D.D.Ross, 1999,私人交談)。

5.部分石英顆粒內部極度破碎,顯示強烈爆炸現象。

6.湖底沈積物年齡至少四千年以上(羅建育與陳鎮東,1996)。從碎屑物風化程度輕微判斷,年齡應不超過十萬年。

五、有關嘉明湖窪地成因之探討

1.冰川或冰雪侵蝕成的可能性甚低,理由:

(1)台灣地區沒有形成冰川的條件(就氣候及地理位置而言)。

(2)嘉明湖地區未發現冰川地形及冰磧石。

(3)碎屑物若是由冰川侵蝕而成,必須經過相當距離的侵蝕與搬運,嘉明湖附近地區並無此冰川活動遺跡。

(4)嘉明湖區窪地地形非冰斗地形,難用冰雪作用解釋。

(5)如果僅靠冰霜風化作用,只能產生大大小小的岩石碎塊,不可能產生許多碎屑(圖十六)(如micro-breccia)。

(6)冰川沈積物中不應該存在高溫熔化物及其他異物。

2.水流侵蝕作用的可能性亦低,理由:

(1)幾乎所有岩石碎塊都未具明顯水蝕現象。

(2)附近並無較大溪流可以侵蝕及搬運這許多岩屑到湖區沈積。

(3)溪流侵蝕作用難以塑造此橢圓形窪地。

(4)岩屑淘選極差,非由水流搬運沈積而成。

(5)湖區四周植被良好,亦未見大型山崩發生,不可能從四面八方沖刷下這許多岩屑到湖畔。

(6)如果碎屑物從四面八方沖刷而下,各方向的沈積物數量不可能如此平均。

(7)水流沖積物不可能存在高溫熔化物及其他異物。

3.隕石撞擊的可能性:

(1)規則形窪地符合隕石撞擊爆炸的特徵。

(2)大小參差、具稜角的碎屑物符合隕石撞擊爆炸的特徵。

(3)某些碎片表面或線段明確顯示高溫熔化現象(圖十七圖十八),符合隕石撞擊特徵。

(4)破裂錐的存在(圖十九)以及不少石英顆粒內部顯示極端碎裂現象符合隕石撞擊特徵(圖二十)。

(5)一些不透明黑色及褐色片狀物(圖二十一)經EDS與WDS分析結果含Fe0 2.8% ,Cu0.3%,非來自當地岩石。

(6)部分磁性物質經分析結果含NiO最高可達1.7%(圖二十二)(圖二十三)(圖二十四)。

4.任何其他成因之解釋必須對嘉明湖區地形與地質現象有較隕石撞擊更合理之說詞,否則仍以隕石撞擊之可能性最大。

5.本研究係與李元希、鐘三雄、何元震等人合作進行,成果為參與人員所共有。