陨石坑（又名撞击坑）作为太阳系中最引人入胜的地质特征之一，吸引了科学界和普通大众的广泛兴趣。迄今为止，全球已记录证实了近 200 个撞击坑。它们为行星科学研究提供了宝贵实验室，为研究地球深部超高压、高温环境下物质的组成和结构提供了独特的窗口，这些深部岩石在其他情况下很难获取样本，而撞击事件的极端高压和高温条件可形成与地幔深部类似的岩石矿物。此外，撞击坑为研究撞击事件与古生物学和古环境的重大变迁事件之间的因果关系提供了绝佳机会。

图1 依兰陨石坑的位置、地质构造及密集地震台阵分布。

依兰陨石坑是中国东北地区新发现的一个撞击构造（Chen et al., 2020, 2021）（图1），地表呈现出月牙形环形山，但其撞击形成过程及其地下结构特性尚未得到研究。对此，中国科学院广州地球化学研究所邓阳凡研究员带领该所地球物理成像团队，在该地区面状布设了220台节点地震仪，联合中外合作者采用多种地震分析方法，对依兰陨石坑的地下结构进行了研究。先前关于地球撞击坑结构的研究主要依赖于主动源地震和重磁电探测方法（邓阳凡等, 2024），而采用基于密集地震台阵的被动源成像新方法尚属首次。

研究发现由松散沉积物和撞击破裂岩石形成的依兰陨石坑圆形区域内存在明显的场地放大效应（图2）。通过环境噪声层析成像和水平垂直谱比分析，进一步揭示了依兰陨石坑下方的三维碗状撞击构造（图4）。

图2 地震数据揭示的陨石坑中心明显振幅放大现象。 

基于地震学获得的地下结构参数，研究团队采用多参数网格搜索方法，系统探讨了形成依兰陨石坑可能的撞击速度、撞击体直径等关键参数。研究结果表明，依兰陨石坑的形成撞击能量可以达到 1×10¹⁷ 焦耳的数量级（图4），对应等效地震能量的震级约为5.5级。通过与过去8万年内形成的其他陨石坑进行对比，推测这可能是该时期内规模最大的撞击事件之一。

图3 模拟不同撞击体密度、撞击角度、撞击速度与撞击体直径形成的撞击坑大小和能量。

古生物学证据显示，该地区在距今4.8万年前就已经栖息着猛犸象等大型哺乳动物，钻井资料也发现了表征植被茂盛历史的木炭类碎屑，表明当时生态系统已较为完备。研究推测，发生于距今约4.93万年前依兰陨石撞击事件可能对当时的生态环境造成了显著影响。该研究不仅为依兰陨石坑撞击事件及其对周围环境的潜在影响提供了地球物理依据，也强调了进一步开展多学科研究的必要性，同时为其他撞击构造的成因和结构探测提供了重要参考。

图4 依兰陨石坑的地下三维撞击构造与卡通示意图。

研究成果发表在国际知名学术期刊《Communications Earth & Environment》。这项工作得到了国家自然科学基金（42322401）等项目资助。作者们感谢中国科学院地质与地球物理研究所和天津大学提供的仪器设备，感谢中国科学技术大学提供的野外帮助，特别致谢依兰县政府在野外工作开展过程中的协调和帮助。

文章相关信息：Deng, Y.*, Bignardi, S., Zhang, Z., Peng, Z., Xiong, C., Zhu, S., Ma, J., Rong, M., Chen, M., 2025. Subsurface structure and impact process of Yilan Crater, northeastern China. Communications Earth & Environment 6, 301, https://doi.org/10.1038/s43247-025-02274-5.

原文链接：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02274-5

参考文献：

Chen, M., Koeberl, C., Tan, D., Ding, P., Xiao, W., Wang, N., Chen, Y., & Xie, X., (2021). Yilan crater, China: Evidence for an origin by meteorite impact. Meteoritics & Planetary Science, 56(7), 1274-1292, https://doi.org/10.1111/maps.13711.

Chen, M., Xie, X. D., Xiao, W. S., Tan, D., 2020. Yilan crater, a newly identified impact structure in northeast China Chin Sci Bull, 2020, 65, 948–954 (in Chinese with English abstract), https://doi.org/10.1360/TB-2019-0704

邓阳凡, 罗恒, 张周, 朱晟, 黄润青, 胡仲发, 李鑫, 2024. 地球陨石坑地球物理探测研究进展. 地球与行星物理论评 55, 153-163, https://doi.org/10.19975/j.dqyxx.2023-027.