Основы геологии

Кратер Эльгыгытгын, самый молодой из крупных взрывных метеоритных кратеров (3,5 млн. лет), отчетливо выражен в рельефе благодаря цокольному валу, окружающему озеро глубиной 170 метров (рис. 13). В переводе с чукотского Эльгыгытгын означает "нетающее озеро", поскольку в некоторые годы в летнее время оно частично покрыто льдом. Впервые кратер был описан член-корреспондентом С.В. Обручевым, причем он отметил его разительное сходство с лунными кратерами, впрочем не имея ввиду его метеоритного происхождения. Депрессия имеет правильную округлую форму с диаметром по гребню вала 18 км, заполненную озером диаметром 15 км и глубиной 170 м. Кольцевой вал, обрамляющий озеро, возвышается над его уровнем на 200 - 300 м. Вал прорезается радиальными и концентрическими разрывными нарушениями, которые прослеживаются на расстоянии 15 км от вала.

Рис. 2.6. Изображение кратера Эльгыгытгын, спутник Landsat 7. полосы 3, 2, 1. На изображении отчетливо прослеживается вал, окружающий озеро. Кратер окружает слабо выраженная кольцевая структура диаметром около 30 км.

Структура образована в вулканических породах позднемелового возраста - андезитах, игнимбритах и приокластических породах и, возможно в гнейсах кристаллического фундамента. Коренных выходов импактитов нет, однако в озерных террасах и в русле вытекающей из озера реки находятся перемытые бомбы импактного стекла с аэродинамическими формами и различные ударно-метаморфизованные эффузивные породы. В импактированных породах представлен широкий спектр эффектов ударного метаморфизма - диаплектовые стекла, планарные деформационные структуры, коэсит и стишовит. Расплавные импактные стекла незначительно обогащены сидерофильными элементами. Кратер был модифицирован в результате ледниковой деятельности, очевидно уничтожившей закратерные выбросы.

На космоснимках отчетливо проявляется и Беенчиме-Салаатинская структура,расположенная в бассейне реки Беенчиме - левого притока р. Оленек в поле развития кембрийских осадочных пород. Примечательно, что эта метеоритная структура выглядит как двойная (рис. 19), тогда как в литературе она описана как одиночная. Вполне возможно, что она была образована также двойным астероидом подобно Каменскому и Гусевскому кратерам, однако это подтвердить могут лишь только полевые исследования. Главная структура в рельефе выражена как депрессия диаметром 6 - 6,5 км, окруженная кольцевым валом высотой 50-70 м и шириной 1,5 - 2 км с хорошо выраженной крутизной внутренних склонов. В депресии присутствую отдельные возвышенности высотой около 150 м.

Породы мишени, выходящие на поверхность вблизи кратера, представлены отложениями нижнего кембрия - алевролитами, песчаниками, конгломератами, доломитами и глинистыми известняками а также породами куонамской свиты (нерасчлененный нижний - средний кембрий) - пестроцветные битуминозные известняки и горючие сланцы. Общая мощность осадочного чехла в этом районе достигает 1000 - 1200 м. Морфология ложа кратера неизвестна. Породы ложа кратера, примыкающие к валу, интенсивно дефлрмированы, обладают текстурой грис и конусами сотрясения. Характерны разрывные нарушения, в северо-восточной части кратера, в пределах внутреннего сколна вала наблюдаются центробежные надвиги с размером чешуй от сотен метров до 2 - 3 км по длинной оси. Кольцевой вал, окружающий депрессию, выражается в рельефе благодаря подьему пластов пород цокольного комплекса. Вероятная мощность аллогенных брекчий, заполняющих кратер, оценивается в 600 м. В ее состав входят обломки вышеупомянутых комлексов, а также окремненные водорослевые, песчанистые и битуминозные доломиты венда и песчаники перми. Размер обломков - первые десятки см, они часто обладают текстурой грис. Цемент брекчии иногда сильно пиритизирован. Аллогенная брекчив внутри кратерной депрессии почти повсеместно перекрыта четвертичными отложениями, обнажения импактитов встречаются на возвышенных участках внутри кратера и вдоль бортов структуры (рис. 2.7).

(Рис. 2.7). Схематическая геологическая карта Беенчиме-Салаатинского кратера. 1 - четвертичные пески и галечники, 2 - нерасчлененные нижне- и среднекембрийские известняки и горючие сланцы, 3 - нижнекембрийские известняки, 4 - нижнекембрийские алевролиты, песчаники и доломиты, 5 - аллогенная брекчия, 6 - разрывные нарушения.

Кратер Чукча расположен в северо-западной части полуострова Таймыр. В рельефе он выражен в виде глубокой депрессии диаметром 6 км с крутым наклоном внутреннего склона вала (6^о - 9^о), плоским днищем и центральной горкой около 1 км в диаметре и высотой 30 м. Глубина депрессии составляет 200 м. На космоснимках в районе прослеживается круглая структура диаметром около 17 км, центрированная несколько севернее (75^o45'с.ш., 97^о57' в.д.) относительно точки с координатами, приведенными в таблице. Судя по взаимотношениям возрастов пород, входящих в кратерный комплекс, и перекрывающих осадков, а также сохранении перекрывающего мезозойско-кайнозойского комплекса в кратере, кратер был образован в позднем мелу или раннем палеогене.

Мишень кратера сложена смятой в складки терригенно-карбонетной толщей верхнего рифея - нижнего ордовика прорванной рифейскими и верхнепалеозойскими габбро и гранитами. Внутрикратерные отложения представлены 100-метровой верхненеогеновой толщей. Следы ударной переработки на валу отсутствуют и наблюдаются лишь в возвышении, расположенном в центре структуры и, очевидно, представляющее центральное поднятие ложа кратера. Эта горка сложена хаотично перемешанными блоками и клиппенами пород мишени. В зернах кварца отмечены системы плоскостных элементов, конуса сотрясения отсутствуют. Вероятно, структура была достаточно сильно эродирована в кайнозое.

2.2 Метеоритные кратеры Европейской части России

Курский кратер диаметром 6 км расположен в районе Воронежского поднятия фундамента Русской платформы. Структура перекрыта среднеюрскими, меловыми и четвертичными отложениями мощностью около 110 - 150 м. В состав пород мишени кратера входят архейские граниты и гнейсы, нижнепротерозойские джеспилиты, амфиболиты и изверженные породы основного состава, среднедевонские глины, известняки и песчаники, а также не найденные в первоначальном залегании верхнедевонские и каменноугольные отложения.

По геофизическим данным и данным бурения кратер обладает центральным поднятием высотой около 200 м и кольцевым желобом глубиной 260 м относительно борта кратера. Полагается, что кратер был частично эродирован. Воронка выполнена аллогенной брекчией, в состав которой входят обломки кристаллических и осадочных пород подчас с признаками ударного метаморфизма, цементированные мелкообломочным материалом Калужский кратер, расположенный на Русской платформе, не выражается на космоснимках, поскольку он погребен под 800-метровой толщей осадочных пород средне-позднедевонского и раннекаменноугольного возрастов. На космических снимках он, естественно, не проявляется. Его диаметр, оцениваемый по геофизическим данным и бурению, составляет около 15 км, а возраст - примерно 380 млн. лет, поскольку самые молодые породы, находимые в импактитах, относятся к средне-верхнеэйфельскому ярусу среднего девона.

Породы мишени включают в себя архейские гнейсы и граниты а также протерозойские сланцы и граниты кристаллического фундамента, перекрытые на момент события верхнепротерозойскими - вендскими аргиллитами и алевлорлитами мощностью около 125 м и среднедевонскими аргиллитами, песчаниками и глинистыми сульфатно-карбонатными породами мощностью в десятки метров.

Кратер обладает четко выраженным валом, окаймляющим депрессию глубиной в сотни метров с предположительным присутствием центрального поднятия. Депрессия заполнена осадочной и аллогенной бречией с маломощными линзами и телами зювитов и тагамитов с мошностью колеблющейся от десятков метров на валу кратера до 300 м. Покров брекчии простирается и за вал до расстояний примерно в 2 радиуса кратера, где он залегает на горизонтальных отложениях среднего палеозоя. Литологические особенности верхних горизонтов брекчии указывают на их осаждение в водной среде, и, следовательно, на образование кратера в условиях мелководного эпиконтинентального моря. Предполагается, что ударно-взрывное Калужское событие ответственно за формирование Нарвской толщи осадочной брекчии мощностью 10 - 15 м и распространенной на территории северо-западной России, Белоруссии, и прибалтийских республик.

Кратер Янисъярви диаметром 14 километров в западной Карелии заполнен одноименным озером и легко достижим для его осмотра, поскольку к нему ведут проходимые дороги, а на берегу озера расположена железнодорожная станция. Структура достаточно отчетливо проявлена на космических снимках (рис. 2.1). Кратер - один из самых древних в России, его возраст оценен в 700 млн. лет.

(Рис. 2.1). Изображение в искусственных цветах кратера Янисъярви, синтезированное из снимков, полученных спутником Landsat 7, полосы 3, 2, 1. Вокруг озера Янисъярви, расположенного в центре изображения, прослеживается округлый ореол более светлых тонов, вероятно связанный с трещиноватостью пород. Хорошо видна граница между Финляндией и россией в северо-западной части снимка (простирание SW-NE), маркирующаяся более светлыми тонами с финской стороны

Мишенью для кратера послужили метаморфические породы свит наатселькя и пялкъярви ладожской серии нижнего и среднего протерозоя, представленных кварц-биотитовыми сланцами и микросланцами. В сланцах может присутствовать мусковит, ставролит, гранат и плагиоклаз. В состав мишени могли также входить мрамора и известняки сортавальской серии, расположенной ниже ладожской серии.

Коренные выходы импактитов можно осмотреть на маленьких островах в центре озера, а также на мысе Леппяниеми на западном берегу озера. Аллогенная брекчия встречается на берегу озера юго-западнее м. Леппяниеми и на о-ве Хопесаари. Зювиты и тагамиты выходят на о-вах Пиени- и Исо-Селькясаари, Хопесаари и на м. Леппяниеми. Отдельные валуны тагамитов встречаются на галечных пляжах юго-восточного берега.

(Рис.2.2.) Схематическая геологическая карта района метеоритного кратера Янисъярви. 1 - свита пялкъярви, 2 - 5 - свита наатселькя, подсвиты: 2 - нерасчлененная, 3 - нижняя, 4 - средняя, 5 - верхняя, 6 - ранний - средний протерозой, 7 - габбро-диабазы, 8 - импактиты, 9 - разрывные нарушения, 10 - изобаты озера Янисъярви.

Представляется, что аллогенная брекчия и зювиты перекрываются тагамитами. В зювитах присутствуют обломки сланцев и микросланцев только ладожской свиты, иногда с хорошо сформированными конусами сотрясения, обломки стекол, а также фрагменты ударно-метаморфизованных кварцевых и полевошпат-кварцевых жил. Тагамиты раскристаллизованы и состоят из зерен (0,00n - 0,n мм) основного плагиоклаза, окруженного оторочкой калиевого полевого шпата, кварца, кордиерита с незначительным количеством гиперстена, биотита, ильменита и магнетита. Матрица состоит из агрегатов калиевого полевого шпата с кварцем, обладающих микрогранофировой структурой. Тагамиты, найденные в валунах на юго-восточном берегу озера отличаются от тагамитов островов большей раскристаллизованностью и грубозернистостью. Составы тагамитов идентичны составам сланцев, обогащение Ni, Co и Cr не наблюдается. Данные о внутреннем строении кратера Янисъярви противоречивы. С одной стороны предполагается, что кратер имеет простое строение - центральное поднятие отсутствует [Импактиты, 1981], тогда как другие исследователи предполагают наличие центральной горки [В.Л. Масайтис и др., 1980,]. Возможно присутствие алмазов в импактитах.

В отличие от Беенчиме-Салаатинской структуры, Логанчи и других, более молодой Карлинский кратер, диаметром около 10 км и расположенный в бассейне р. Свияги, притока Волги в ее среднем течении никак не проявляется на космоснимках, что может быть результатом его захоронения под осадочными отложениями четвертичных песков и глин мощностью около 25 м и заполнения кратерной депрессии плиоценовыми внутрикратерными озерными известковистыми глинами с максимальной мощностью 100 м. С другой стороны, сельскохозяйственная деятельность в этом районе также может затушевать проявление этой структуры на космоснимках.

Мишенью кратера послужили горизонтально залегающие средне- верхнекаменноугольные известняки и доломиты мощностью более 400 м, верхнепермские гипсовые доломиты, известняки, песчаники и глины (320 м), средне- верхнеюрские песчаники и глины (100 м) и меловые глины (100 м).

В центре кратера расположено центральное поднятие, состоящее из брекчированных пород карбона с прожилками несцементрованной тонкозернистой бречии и образующее на поверхности выступ размером 600 х 800 м. Аллогенная брекчия заполняет кольцевой желоб, частично перекрывает центральное поднятие, а также выходит и за пределы кратера. Среди аллогенной боекчии встречаются отторженцы и блоки карбонатных пород верхней перми, достигающие в размере 1 км. Наиболее молодые породы, входящие в состав аллогенной брекчии - миоценовые опоки, отсутствующие в прилегающем районе. Аллогенная брекчия в центре кратера перекрывается плиоценовыми карбонатными глинами, очевидно явялющимися внутрикратернами озерными отложениями (рис.2.3).

(Рис.2.3). Схематическая геологическая карта района Карлинского кратера. 1 - плиоценовые внутрикратерные глины, 2 - аллогенная брекчия, 3-4 - отторженцы карбонатных (3) и терригенных пород верхней перми в аллогенной брекчии, 5 - нижнемеловые глины, 6 - юрские терригенные породы, 7 - пермские терригенно-карбонатные отложения, 8 - среднекаменноугольные брекчированные известняки

Рагозинский кратер диаметром 9 км находится на восточном склоне Среднего Урала. В рельефе структура маркируется кольцевым возвышением высотой до 40 м над днищем, которое соответствует валу кратера. В северной части кратера вал пересекается долиной реки Рагозинка. На изображениях, полученных спутником Landsat 7, при известной доли воображения можно увидеть округлую структуру, диаметром около 10 км, маркирующуюся в южной и юго-восточной части лиловатыми цветами, а в юго-западном секторе - долиной ручья. Центр этой структуры несколько смещен на юго-юго-запад относительно точки, соответствующей координатам центра кратера по литературным данным.

Кратерная воронка выработана в тектонически сильно деформированных породах среднего палеозоя и представленных терригенно-карбонатной толщей ордовика и нижнего девона мощностью 250 -300 м, среднедевонской - нижнекаменноугольной терригенно-вулканической толщей мощностью 800-1050 м, нижнекаменноугольной толщей терригенно-углистых и карбонатных пород мощностью 1400 -2000 м и среднекаменноугольной толщей терригенных пород мощностью 400-500 м. Породы прорваны интрузиями основных и ультраосновных пород. Пенеплезированная поверхность этого комплекса перекрыта меловыми и палеогеновыми 100 -200 метровыми отложениями терригенно-карбонатных осадков. Завершает разрез мишени эоценовые опоки, песчаники и глины.

По геофизическим данным истинное ложе кратера располагается на глубине 550 - 600 м и, очевидно, заполнена аллогенной брекчией. Кратерная депрессия окружена кольцом брекчированных палеозойских пород, перекрытых местами выбросами аллогенной брекчии. Закратерные выбросы аллогенной брекчии встречены в северном и северо-восточном секторах. Естественные выходы импактитов наблюдались на валу кратера и на севере и северо-востоке вблизи кратерного вала. В аллогенной брекчии присутствуют обломки с конусами сотрясения и ударно-метаморфизованный кварц с планарными деформационными структурами.

Не менее примечательной является и Карская структура, расположенная в тундре между Пай-Хоем и побережьем Байдарацкой губы Карского моря и разделенная пополам долиной реки Кары в ее нижнем течении. Морфологически структура выражена как 60-ти километровая депрессия с холмистым рельефом и покрытая тундрой с болотами, озерами и реками. Усредненный радиальный альтиметрический профиль, проведенный из центра структуры, показывает присутствие окаймляющего депрессию 120-ти километрового кольца, возвышенного над днищем на 100 - 150 м и имеющего террасовидный профиль. Русла крупных рек в общем направлены на северо-восток. Южная часть Карской депрессии граничит с Пай-Хоем. Возраст образования Карской структуры, определенный различными методами абсолютной датировки, находится в интервале 75 - 65 млн. лет, что позволяет предположить наряду с кратером Чиксулуб о его связи с Великим мезозойским вымиранием.

(Рис.2.4). Изображение Карской метеоритной структуры синтезированное из сюжетов, полученных спутником Landsat 7, полосы 3, 2, 1. Желтая окружность изображает диаметр кратера в предположении о его 120-ти километровом размере, синяя и зеленая окружности соответствуют диаметрам 60-ти и 22-ти километровых кратеров. Кратерная воронка на снимке выражена неотчетливо, хотя по границам впадины прослеживается окаймление, выраженное теплыми фототонами.

Карская структура расположена в регионе, обладающем двучленным геологическим строением. Нижний структурный комплекс сложен верхнепротерозойскими породами, обнажающимися в ядре Пай-Хойского антиклинория и вскрытых скважинами в центральном поднятии на глубине 500 м. В составе комплекса преобладают слюдисто-глинистые, кремнистый и актинолитовые сланцы и филлиты с прослоями метаморфизованных риолитов и их туфов. Верхний палеозойский структурный комплекс состоит из двух структурных ярусов - нижний, представленный отложениями от ордовика до карбона, мощностью около 3,5 км и верхний, мощностью более 2 км и состоящий из пермских терригенных осадочных пород. Ордовикские глинисто-кремнистые, слюдисто-кремнистые, известково-глинистые сланцы и различные известняки с глинистой и кремнистой компонентой, прорванные диабазовыми дайками, выходят на поверхность в осевой части Пай-Хойского антиклинория и в центральном поднятии структуры. Нерасчлененные силурийские и нижнедевонские известковые и терригенные сланцы с прослоями известняков имеют мощность 370 м. Средний и верхний девон сложен кварцевыми и известковыми песчаниками, сланцами, яшмоидами и известняками мощностью 700 - 900 м. Каменноугольные отложения представлены различными сланцами и известняками суммарной мощностью 760 м. Эти осадочные породы нижнего структурного яруса слагают северный борт Пай-Хойского антиклинория, образуя полосу северо-западного простирания, в которую заходит юго-западная часть Карской депрессии примерно на 20 км. Большая северо-восточная часть депрессии расположена в поле развития пермских осадочных пород, несогласно перекрывающих нижнепалеозойские породы и состоящие из темноцветных песчаников, алевролитов и аргиллитов с прослоями известняков и сланцев. Более молодые меловые осадки (песчаники, глины, известняки, угли, опоки и сидериты) не сохранились и найдены лишь в виде включений и глыб в импактитах. Палеозойские породы смяты в складки, причем нижний ярус испытал более сильное складкообразование и прорван позднедевонскими диабазовыми дайками. Депрессия перекрыта плиоцен-четвертичными рыхлыми осадками мощностью от 10 до 150 м, поэтому выходы импактитов в основном встречаются в долинах рек.

(Рис. 2.5). Схематическая геологическая карта Карской структуры и ее геологический разрез, соответствующий линии на рисунке. 1 - осадочные породы силура и ордовика; 2 - сланцы, известняки и песчаники девона; 3 - каменноугольные глинистые и кремнистые сланцы; 4 - песчаники, аргиллиты и алевролиты нижней перми; 5 - дайки и пластовые тела диабазов и габбро-диабазов палеозоя; 6 - силурийские породы центрального поднятия (аутигенная брекчия); 7 - глыбовые, мега- и клиппеновые брекчии; 8 - глыбовые зювиты; 9 - лапиллиево-агломератовые зювиты; 10 - псаммито-алевритовая брекчия; 11 - разрывные нарушения: а)неустановленной природы, б)надвиги и сбросы; 12(только для разреза) - а) протерозойские сланцы, б) осадочные породы палеозоя. По [Масайтис и др., 1980] с дополнениями.

Истинное ложе Карской депрессии имеет хорошо выраженное центральное поднятие диаметром более 10 км. Судя по геофизическим данным, породы поднятия испытали воздымание амплитудой около 1,8 км. Горка окружена кольцевым желобом, глубина которого в юго-западной части составляет около 550 м, а в северо-восточной - около 2-х км, так что воронка обладает билатеральной (зеркальной) симметрией относительно оси северо-северо-восточного простирания. Внутренние склоны желоба крутые (20 - 40^о), тогда как внешние более пологие (5 - 20^о). Очевидно, отсутствие кольцевой симметрии кратерной воронки связано с региональным поднятием Пай-Хоя в кайнозое, особенно в плиоцене, и соответственно с преимущественным подъемом и денудацией юго-западной части кратера по сравнению с северо-восточной. Аутигенная бречия обнажается на краях депрессии и в ее центральной части, где она образует округлый выход диаметром около 10 км (рис. 2.6). Здесь породы ордовика сильно перемяты, раздроблены и содержат конуса сотрясения; фиксируемые ударные нагрузки составляют около 15 ГПа. На краях депрессии аутигенная брекчия имеет мощность около 50 - 100 м и меньше и состоит из раздробленных пород, изредка с конусами сотрясения, а также горной муки, иногда со следами обжига. Аллогенная брекчия и зювиты (рис. 2.6) разделяются на два комплекса - придонный и заполняющий. Придонный комплекс сложен клиппеновой (размер блоков до 150 - 200 м) и мегабрекчией, в общем, вверху замещающимися глыбовой брекчией и грубообломочными зювитами. Мощность горизонта - 0,7 км. Эта толща достаточно резко переходит в заполняющие воронку зювиты с меньшим размером фрагментов - 1-10 см, перекрытых псаммито-алевритовыми брекчиями и зювитами. Общая мощность этого заполняющего комплекса - 0,8 - 1,2 км. В состав фрагментов пород мишени в зювитах входят палеозойские породы, а на севере структуры редко меловые, пород верхнепротерозойского фундамента не найдены. Наблюдается тенденция к унаследованию состава обломков в зювитах от состава мишени - зювиты в том участке Карской депрессии, где она налегает на бывшее поле распространения пород нижнего палеозойского осадочного яруса, обогащены фрагментами силурийских, девонских и каменноугольных пород, тогда как в зювитах центральной и северной части Кары преобладают обломки перми, на самом севере зювиты содержат почти исключительно фрагменты пермских пород согласно преполагаемому распространению пород мишени. Импактные стекла в зювитах по химическому составу делятся в общем на две группы - преобладающая группа образовалась по пермским породам и более малочисленная - по нижнепалеозойским. В нижней части толщи зювитов присутствуют маломощные (10-20 м) пластовые, линзовидные и неправильные тела тагамитов, переполненные обломками и имеющие порой нечеткие контакты с высокотемпературными зювитами. Выходы зювитов и аллогенной брекчии наблюдаются также на побережье Карского моря, где они слагают полосу шириной 2 - 4 км и в нижнем течении р.Сядма-яха, на расстоянии примерно 55 км к северо-востоку от центра кратера, где имеется выход зювитов видимой мощностью 2 м, подстилающихся аллогенной брекчией.. Самые верхние зювиты обогащены Ir, содержание которого может доходить до 0,5 нг/г. Характерной особенностью импактной толщи Кары является присутствие в ней вертикальных и субвертикальных кластических даек, рассекающих зювиты и брекчии. Мощность даек составляет не более 10 метров, в основном первые метры, они заполнены песчано-глинистым материалом с обломками осадочных пород и редкими включениями импактных стекол. В импактитах Карского кратера присутствуют прекрасно выраженные конуса сотрясения, а река Кара, входя в котловину Карского кратера, прорезает зювитовую толщу (рис.2.6), образуя замечательные обнажения зювитов высотой несколько десятков метров.

(Рис.2.6). Обнажение импактитов (зювитов и брекчий) в правом борту р. Кара, Ямало-Ненецкий национальный округ, Карская структура.

Возраст образования Карской структуры, определенный различными методами абсолютной датировки, находится в интервале 75 - 65 млн. лет, что позволяет предположить наряду с кратером Чиксулуб о его связи с Великим мезозойским вымиранием. В импактитах Карской структуры присутствуют алмазы.

Имеется две точки зрения на размер этой структуры. Согласно первой, она состоит из двух кратеров - Карского диаметром 60 км и 25-ти километрового Усть-Карского, частично покрытой морем. Зювиты и брекчии, выходящие на побережье Карского моря, относятся к юго-западному борту Усть-Карского кратера. Однако имеется ряд фактов, которые позволяют предположить, что Карский кратер имел диаметр 110 - 120 километров, а Усть-Карского кратера не существует. В основном к ним относятся присутствие зювитов и брекчий на р. Сядьмя-Яха и отсутствие аномальных гравитационных и магнитных полей в районе Усть-Карского кратера, что необычно, поскольку даже гораздо меньшие кратеры хорошо выражены в геофизических полях. Предполагается, что после образования кратера произошел его размыв (эрозия), в результате чего сохранилась лишь центральная 60-ти километровая котловина, а выходы импактитов на берегу, приписываемые Усть-Карскому кратеру, являются пережившими размыв остатками импактной толщи, некогда заполнявшей весь кратер. Зювиты и аутигенная брекчия, выходящие на расстоянии 55 км от центра кратера в долине р. Сядьма-Яха, также являются остатками кратера.

Карские импактиты также содержат алмазы, которые, однако, не столь хороши как попигайские.

Пучеж-Катункский кратер диаметром 80 километров и возрастом 167 млн. лет располагается примерно в 80 км севернее г. Нижний Новгород и в рельефе никак не выражается. На мозаике космических снимков района прослеживается округлая структура диаметром 140 км, центрированная соответственно геометрическому центру кратера. Эта структура проявляется в результате дугообразной формы верхних течений рек Лух на западе и Керженец и его правого притока на востоке.

(Рис. 2.7). Мозаичное изображение в искусственных цветах Пучеж-Катункской метеоритной структуры, синтезированное из снимков, полученных спутником Landsat 7, полосы 5, 4, 1.

Кратер выработан в двуслойной мишени, состоящей из архейских и нижнепротерозойских амфиболитов, гнейсов и кристаллических сланцев, перекрытых осадочными породами общей мощностью 2 км. Разрез осадков в мишени кратера снизу вверх представлен вендскими глинами, алевритами и песчаниками (900 метров), средне- и верхнедевонскими известняками, мергелями и песчаниками (800 м), каменноугольными карбонатными породами, углистыми глинами и алевролитами (400 м), пермскими доломитами, гипсами, ангидритами с прослоями каменной соли, известняков, алевритов, глин и мергелей (100-250 м) и нижнетриасовой пестроцветной толщей (песчано-глинистые породы с прослоями мергелей и конгломератов, 60-120 м).

Рельеф ложа кратера характеризуется центральным поднятием кристаллических пород фундамента диаметром 8-10 км с амплитудой поднятия 1,6 - 1,9 км (т.н. Воротиловский выступ). Поднятие фундамента имеет куполообразную форму с впадиной в центре глубиной около 500 м. Центральное поднятие окружено кольцевым желобом глубиной 1,5 - 1,7 км и диаметром 40 км. С внешней стороны к желобу примыкает кольцевая зона террас шириной 20 км и наклоном плоскостей соскальзывания в сторону центра кратера. (рис. 2.8). Зона террас рассечена рассечена неглубокими радиальными трогами и покрыта аллогенной брекчией, состоящей из блоков и фрагментов главным образом пермских и триасовых разнообразных песчаников и глин с примесью каменноугольных карбонатных пород.

(Рис. 2.8). Геологический разрез северо-западного сектора Пучеж-Катункского кратера. Условные обозначения: 1 - внутрикратерные озерные среднеюрские глины (заполняющий комплекс), 2 - зювиты и полимиктовая аллогенная брекчия, 3 - аллогенная брекчия по осадочным породам мишени, (4…9 - породы мишени), 4 - нижний триас, 5 - пермь, 6 - карбон, 7 - девон, 8 - венд, 9 - архейские кристаллические породы, 10 - разрывные нарушения. Треугольником показано положение сверхглубокой скважины. (по V.L.Masaitis, M&PS, 34, 691,1999)

По данным бурения аллогенная брекчия, заполняющая кратерную воронку, имеет мощность 700 - 800 м и состоит из в основном вендских, девонских, каменноугольных и пермских осадочных пород. В пределах кольцевого желоба аллогенная брекчия переходит в полимиктовую брекчию мощностью 150 м, местами перекрытую зювитами мощностью около 100 м. Вблизи центрального поднятия встречены небольшие тела тагамитов мощностью не более 100 м. Данные по сверхглубокой скважине, пробуренной до глубины 5374 м показали, что в районе Воротиловского выступа брекчированные кристаллические породы фундамента (аутигенная брекчия) перекрыты сверху полимиктовой аллогенной брекчией, зювитами и постимпактными среднеюрскими осадками внутрикратерного озера. Аутигенная брекчия центрального поднятия состоит из катаклазированных амфиболитов и гранито-гнейсов, которые были ударно-метаморфизованы при давлениях 45 ГПа на верху центрального поднятия и 15-20 ГПа на глубине 5 км. В центральном поднятии встречены маломощные тела импактного расплава. Предполагается, что породы аутигенной брекчии центрального поднятия, встреченные на глубине 600 м первоначально залегали на глубине 5 км, а разбуренные в дне скважины (~5 км) - на глубине 11 км. Аутигенные и аллогенные брекчии, зювиты и тагамиты испытали постимпактные гидротермальные преобразования в температурном интервале 400^о - 70^о С.

Споропыльцевой анализ показал внедрение байосской споропыльцы в аутигенную и аллогенную брекчию, а также ее присутствие в базальном горизонте озерных отложения, представленных перемытыми импактными породами. Кратер захоронен под толщей юрских, меловых и кайнозойских глин, песков и т.д, общая мощность которых может достигать 300 - 400 м. Естественные выходы брекчии наблюдаются только в берегах Волги на западе структуры.

Каменский и сателлитный Гусевский кратеры размерами соответственно 25 и 3 км, расположены на Донецком кряже в бассейне р. Северский Донец, в 10 - 15 км к востоку и северо-востоку от г. Каменск-Шахтинский Ростовской области. В рельефе они не проявляются, равно как и на космоснимках очевидно, что они возникли одновременно в результате падения главного астероида и его меньшего спутника. Ar-Ar датировки импактного стекла дали возраст структуры 49 млн. лет, хотя ранее на основе стратиграфических данных предполагалось, что кратеры образованы рядом с рубежом мезозоя и кайнозоя, что соответствует событию мезозойского вымирания. Кратеры погребены под отложениями глубокинской свиты и четвертичными осадками.

Кратер образован в толще перемятых средно- верхнекаменноугольных известняков, песчаников и сланцев с прослоями угля мощностиью 3 - 4 км и карбонатно-терригенных и терригенных породах нижней перми мощностью 600 м, несогласно перекрытой терригенными карбонатно-терригенными породами нижнего триаса (150 м) и верхнего мела (300 м).

Каменский кратер является комплексным, ложе кратера расположено в породах карбона и имеет центральное поднятие диаметром 5 - 7 км и высоту около 350 - 400 м. Стратиграфический взброс пород нем может достигать 2 - 4 км. Центральное поднятие окружено кольцевым желобом глубиной 700 - 800 м.

Аутигенная брекчия, слагающая ложе кратера, постепенно переходит в аллогенную полимиктовую брекчию, состоящую из обломков пород мишени, цементированных тем же самым мелко раздробленным материалом с включениями импактного стекла. Мощность аллогенной брекчии составляет 700 м в пределах кольцевого желоба и 100 - 200 м над центральным поднятием. В брекчии присутствуют линзы зювитоподобных пород, богатые разложенным импактным стеклом.

Гусевский кратер является простым, ложе представлено округлой воронкой размером 4,5 х 2,5 км и глубиной около 600 м. Воронка выработана в каменноугольных породах и заполнена аллогенной брекчией с максимальной мощностью в центре около 360 м. Естественных выходов импактитов (аллогенных брекчий) мало, они присутствуют в долинах рек Северский Донец и его притоках, а также в оврагах и балках западнее и северо-западнее п. Гусев (рис.2.9).

(Рис. 2.9). Выходы в стенке оврага северо-западнее п. Гусев импактной брекчии, богатой разложенным импактным стеклом (зювитоподобная брекчия).

Примечательной особенностью структуры является присутствие в разрезах этого района т.н. глубокинской свиты, распространенной на площади размером 40х60 км и покрывающей кратеры и прилегающие к ним области. Покров глубокинской свиты имеет бабочкообразную форму с направлением оси билатеральной симметрии с юга на север. Мощность свиты над Каменским и Гусевским кратерами достигает 200 - 300 м, выклиниваясь к краям поля ее распространения. Породы свиты представлены мергелями и песчанистыми мергелями, вмещающими обломки пород мишени кратеров, часто с конусами сотрясения. Предполагается, что Каменское событие произошло в мелководном морском бассейне, а глубокинская свита образовалась в результате перемыва аллогенной брекчии, скорее всего сразу же после образования кратеров.

Импактиты Мишиногорского кратера, расположенные к востоку от Чудского озера в Псковской области, принадлежат небольшому кратеру диаметром в несколько километров. В рельефе Мишина гора выражена как вытянутая в субмеридиональном направлении пологая возвышенность с относительной высотой 20 - 25м и размерами 8 х 4 км.

Мишень кратера двуслойная - архейские гнейсы и граниты перекрыты 500-метровой толщей осадочных пород, состоящей изверхнепротерозойских песчаников и алевролитов (90 м), кембрийсктх глин и песчаников (100 м), ордовикских песчаников, доломитов и известняков (150 м) и девонских мергелей, доломитов, песчаников и глин (около 200 м). Простая воронка, диаметром 2,5 км заполнена аллогенной брекчией. По данным бурения, проведенного в центре кратера, аутигенная брекчия, слагающая ложе кратера, встречена на глубине 800 м. На ней залегает полимиктовая аллогенная брекчия мощностью около 600 м, в состав обломков которой входят как породы архейского кристаллического фундамента, так и осадки. Верхняя часть импактной толщи (200 м) сложена брекчией, в составе которой преобладают осадочные породы. В аллогенной брекчии присутствуют редкие включения разложенного или раскристаллизованного импактного стекла, диаплектовое стекло по кварцу и олигоклазу, в некоторых зернах кварца наблюдаются планарные деформационные структуры. В обломках брекчии нередки конуса сотрясения. Кратерная воронка окружена 4 - 5-ти километровой полосой осадочных пород, несущих следы интенсивных деформаций и дислокаций. Полоса характеризуется блочным строением, блоки смещены, а углы падения слоев в них меняются от субгоризонтальных до субвертикальных. Мощность перекрывающих импактиты флювиогляциальных отложений составляет от 1-3 м до 20 м. Большая толщина импактитов и глубина экскавации выделяет эту структуру среди остальных небольших кратеров, гораздо более мелких. Предполагается, что структура размыта, а ее первоначальный диаметр мог быть больше нынешнего.

Существует ряд и других кольцевых структур, для которых предполагается космическое происхождение. Среди них можно упомянуть весьма древнюю структуру Суавъярви (рис. 28) диаметром около 16 км, расположенную к югу от озера Сегозеро (Карелия), Гагаринскую кольцевую структуру, находящуюся в 20 км от г. Гагарин Смоленской обл. и оз. Смердячее в Шатурском районе Mocковской области. Однако в настоящее время для уверенного обоснования их ударно-взрывного происхождения требуется проведение дополнительных геологических работ, в первую очередь мелкого бурения.

В заключение нужно сказать и несколько слов о научном и практическом значении метеоритных кратеров. Открытие факта астероидной бомбардировки Земли изменило уже устоявшуюся систему взглядов на взаимодействие Земли с окружающим пространством и показало, что история нашей планеты весьма прямо связана помимо Солнца с другими объектами Солнечной системы. Показано, что падение крупного астероида может изменить и линию эволюции жизни, как это случилось на рубеже мезозоя и кайнозоя, когда в результате падения одного или нескольких гигантских тел произошло массовое вымирание, коренным образом изменившее видовой состав биоты. Ударное кратерообразование - причина обмена вещества между планетами. В результате ударно-взрывного события обломки пород выбрасываются из кратеров с высокими скоростями и покидают материнскую планету. Действительно, сравнительно недавно в метеоритных коллекциях было опознано вещество с Луны и Марса, выбитое с поверхности этих тел ударами крупных метеороидов. Практическое значение меторитных кратеров, с точки зрения автора, не так уж и велико, и, конечно, уступает значению интрузивных пород с богатыми рудами, нефтяным залежам, алмазоносным трубкам взрыва и т.д. Однако годовой продукт от эксплуатации метеоритных кратеров оценивается в 5 млрд $. Основная продукция - строительный материал, железо-никель-медно-цинковые, железные и урановые руды. Метеоритные кратеры подчас являются хранилищами высококачественной воды. Также они используются как объекты туризма, лучшими примерами чего являются Аризонский кратер в США и кратер Рис в Германии.

Заключение

метеоритный импактит метаморфизм кратер

Я познакомился с "падающими звёздами", с их развитием, свойствами и природой. После формирования больших планет и их спутников оставшиеся маленькими тела стали выпадать на их поверхность, образуя гигантские ударные кратеры, тем самым формируя рельеф поверхности этих тел.

И астероиды, и кометы способны дробиться на части и распадаться. Продуктами дробления астероидов являются метеориты. Продуктами распада комет являются метеорные потоки, состоящие из очень мелких частиц - от граммов до ничтожных долей миллиграмма. Под действие возмущением от больших планет метеорные потоки постепенно разрастаются, давая начало обширному комплексу спорадических метеоров. Изучение малых тел Солнечной системы имеет большое научное значение. Неоценимо значение метеоритов как образчиков космического вещества. Их исследование является предметом таких наук, как космическая минералогия, космохимия, космохронология. Изучая метеориты, можно воссоздать их историю, реконструировать родительские тела, из которых они образовались. Вероятно, недалеко то время, когда астрономы научатся определять химический состав метеоритов, влетающих в земную атмосферу. Изучение метеоритов даже очень малой массы, влетающих в атмосферу Земли, представляют собой самостоятельную научную проблему. Исследуя большие массивы орбит метеоритных тел, мы лучше представляем себе их место в Солнечной системе, генетическую связь с кометами и астероидами.

Исследования ударных кратеров на поверхности спутников имеет большое и разнообразное значение для науки. Прежде всего, как уже понятно из приведённых выше примеров, распространение ударных кратеров на поверхности планет и их относительно количество дают в руки исследователей как бы летопись эволюции поверхностного слоя планеты и её рельефа. Чем больше ударных кратеров на данном участке поверхности, тем в среднем этот участок древнее. На Марсе в одном месте обнаружен сброс, вдоль которого произошёл сдвиг одного из ударных кратеров, - это тоже рассказ об произошедшем там тектоническом явлении.

Далее, ударные кратеры рассказывают нам о процессе своего собственного формирования. Учёным ещё предстоит ответить на вопрос о том, почему у одних кратеров образуется центральная горка, а у других нет. В каких случаях образовываются системы светлых лучей? Есть и другие нерешенные вопросы.

Наконец, ударные кратеры рассказывают о самом комплексе метеорного вещества и его "родителях" - астероидах и кометах. Мы ещё не научились отличать кратеры, образовавшиеся от ударов астероидов от тех, что были поражены ударами кометных ядер. Если мы сможем это сделать, мы получим богатые возможности изучать оба комплекса малых тел Солнечной системы в отдельности.

Изучение метеорных явлений пригодилось при планировании полётов к Венере, обладающей очень плотной атмосферой. Оно пригодится в будущем, если понадобится вводить космический аппарат в атмосферы Юпитера и Сатурна. Ещё как следует не изучены такие явления, как болиды. Вообще мы ещё плохо разбираемся в электродинамике метеорного следа.

Редкие случаи встречи Земли с ядрами комет могут иметь глобальные последствия для Земной биосферы. Поэтому нужно изучать все проявления этих встреч, происходивших в далёком прошлом или не очень давно. Прекрасным примером такого комплексного подхода является цикл исследований Тунгусской катастрофы, сложную историю, которую я попыталась изложить.

Мы живём в трудный период развития человечества, когда над нашей цивилизацией нависла угроз полного истребления в ходе ядерной войны. Наш долг - преградить путь тем силам, которые пытаются её развязать. Пусть единственными мощными взрывами на Земле и в её будущей истории будут взрывы от ударов метеоритов или ядер комет.

Все они похожи на пули из далёкого космоса. Они падали в прошлом. Они будут падать в будущем и тогда произойдёт катастрофа, превосходящая все природные катаклизмы.

Для многих астрономов наша Солнечная система была гармоничным ансамблем планет, вращающихся вокруг Солнца. Они почти не обращали внимания на сотни тысяч астероидов, железных и каменных осколков, оставшихся после формирования крупных камней. Большинство из них странствуют между Марсом и Юпитером, в так называемом поле астероидов. Но если астероид сойдёт со своего обычного курса, попав на орбиту, которая пересекается с орбитой Земли, он станет опасным субъектом.

Существует множество космических тел, которые регулярно пересекают орбиту Земли, но столкнувшись с Землёй оставят кратер величиной с австралийский материк. Сейчас найдено много комет и метеоритов и внесены коррективы в карту звёздного неба. Теперь уже никогда наш Солнечная система не будет казаться стабильной и предсказуемой. Гармоничный ансамбль планет обернулся пугающей какофонией. Было доказано, что Земля вращается вокруг Солнца, окружённая астероидами и роями комет и метеоритов. Они будут падать на неё и в будущем, как они падали и в прошлом. Эти тела пересекают орбиту Земли.

В 80-х годах появились новые свидетельства о возможном столкновении несущего ужасную угрозу жизни на Земле. Глубоко в водах мексиканского острова Юкотан был обнаружен кратер шириной в 3,5 км, образовавшийся взрывом в 100 млн мегатонн. Это произошло 150 млн лет назад, когда 2/3 живых особей, включая динозавров, исчезли с лица Земли. 22 марта 1989. астероид на 6 часов разминулся с Землёй, но замечено это было гораздо позже. Другие астероиды пролетали ещё ближе. Один из них врезался бы в Землю, если бы появился на её орбите на 4 часа раньше. Сегодня существует риск столкновения с астероидами, кометами и метеоритами. Мы подвергаемся опасности, от которой нам нужно защищаться. Если мы не научимся защищаться, то вполне возможно, что в конце концов астероиды нас уничтожат. Если это случилось с динозаврами, это может случиться и с нами.

Столь важной опасностью столкновения с кометой или астероидом делает то, что в отличие от других катаклизмов в результате этого погибнут миллионы человек, может исчезнуть вся наша цивилизация. У нас может случиться сколько угодно бурь, землетрясений или извержений вулканов. Они могут нанести колоссальный ущерб локально, но они не подвергнуть опасности всю планету, как это делают астероиды.

Если в ближайшем будущем будет обнаружено, что к земле приближается астероид, комета или метеорит, в дело может вступить самая мощная комета дальнего радиуса действия "Российская энергия", увенчанная точной американской боеголовкой. Ракета взорвётся над поверхностью небесного тела, отклонив его от земной орбиты. Но прежде чем запустить ракету, нужно знать, куда целиться. Пока замечена лишь малая часть астероидов, комет и метеоритов, орбиты которых пересекаются с орбитой Земли. Быть может окажется, что человечество допустило величайшую промашку в своей истории.

Учёные говорят с уверенностью, что 10% замеченных космических тел не представляют никакой опасности. А как же 90% остальных? Мы все в целом осознаём природу риска, но мы ещё не сделали ничего конкретно, чтобы защитить себя или даже взглянуть, летит ли что-нибудь в нашу сторону.

К поискам присоединились новые телескопы. Большая наука начала охотиться за космическими телами. Мы все ждём звёздного посланца. Вопрос лишь в том, когда это случится.

Список литературы

1. Дунаев В.А. Общая геология: учебник для вузов/ В.А. Дунаев - Белгород: Изд-во БелГУ, 2008. - 150с

2. Л. Недра Геология астроблем, 1980. 231 с.

3. Фельдман В. И. Петрология импактитов. М. Изд-во МГУ, 1990. 299 с.

4. Мелош Г. Образование ударных кратеров Геологический процесс. М. Мир, 1994. 336 с.

5. В. И. Фельдман Астроблемы - звёздные раны земли [Электронный ресурс] Режим доступа : http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati65.htm

Размещено на Allbest.ru