АСТРОБЛЕМЫ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
АСТРОБЛЕ́МА (от астро…
АСТРО, составная часть сложных слов, соответствующая по значению словам «звёздный», «звезда» и греч. βλῆμα – удар, рана), метеоритный кратер, импактный кратер, возникший при ударе космического тела о поверхность Земли. Термин предложен американским геологом Р. С. Дицем в 1960. В поперечном сечении небольшие астроблемы (диаметром до 3–5 км), име¬ют простую чашеобразную форму.
Метеоритные кратеры на территории России
На территории современной России за весь фанерозой (за последние 570 млн. лет) могло образоваться около100 - 200 кратеров диаметром более 10 км. В настоящее время открыто 15 достоверных крупных метеоритных кратеров и, хотя наша страна имеет достаточно активную геологическую историю, в результате которой было уничтожено большинство взрывных метеоритных кратеров, можно ожидать, что большое число структур еще ждет своего обнаружения.
В ряду этих структур особняком стоит гигантский Попигайский кратер с его уникальными обнажениями импактитов. Попигайский кратер выражен в рельефе как округлая депрессия размерами 60–75 км с глубиной днища 200 и более метров относительно внешнего борта кратера. Эта котловина покрыта низкорослым лиственничным лесом, тогда как прилегающие окрестности безлесны. Протекающие через котловину реки характеризуются дугообразно-концентрической и радиальной ориентировками долин, наследующими основные черты строения кратера. На космических снимках структура видна как округлое образование сердцевидной формы размером около 60 км, в западной части которой прослеживаются концентрические дуговидные детали, связанные с выходом тагамитов и пород ложа кратера.
Кратер образовался в двуслойной мишени, состоящей из плотных кристаллических пород Анабарского щита и перекрывающих их осадочных пород, бывшая мощность которых на месте события оценивается в 800–1200 м [Масайтис и др., 1998].
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. В импактитах Карской структуры присутствуют алмазы.
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.
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).
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.
Гусевский кратер является простым, ложе представлено округлой воронкой размером 4,5х2,5 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.
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.
Палеогеновый 14-ти километровый кратер Логанча в Восточной Сибири выработан в нижнетриасовых вулканических породах – базальтовых лавах и туфах. Структура сильно эродирована, так что импактные толщи размыты, однако в рельефе она выражена как депрессия глубиной около 500 метров и диаметром 20 км, которая прекрасно просматривается на космоснимках.
Породы мишени состоят из трапповой нижнетриасовой толщи, подразделяющейся снизу вверх на туфогенный и лавовый комплексы мощностью 400 и 1000 м соответственно, причем туфогенный комплекс содержит прослои песчаников и алевролитов, а также из верхнепермского угленосного образования, сложенного алевролитами с углистыми и глинистыми сланцами и в нижней части – миндалекаменными базальтовыми порфиритами. В рельефе прослеживается центральное поднятие диаметром около 4 км и возвышающееся над днищем на 50–70 м. Оно сложено блоками размером в несколько сот метров, падение пород в блоках характеризуется различными углами и азимутами, блоки разделены разрывными нарушениями с субвертикальным падением. Внутри кратера выходы аутигенной брекчии присутствуют повсеместно там, где обнажаются дочетвертичные породы. Аллогенные брекчии наблюдались только в верховьях р. Логанчи и состоят из обломков базальтов размером от первых см до 2-3 м, сцементированных псаммитовым цементом. Упоминается также присутствие зювитоподобных пород. Вероятно, что импактиты кратера были уничтожены в результате интенсивной речной и ледниковой деятельности, увеличившей также и диаметр депрессии в результате размыва ее бортов.
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. 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.
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. Кратер – один из самых древних в России, его возраст оценен в 700 млн. лет.
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.
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 (рис. 21), 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).
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.
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, 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.
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.
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 (6о – 9о), 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 (75o45’с.ш., 97о57’ в.д.) относительно точки с координатами, приведенными в таблице. Судя по взаимоотношениям 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.
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 8х4 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 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.
По материалам статьи «МЕТЕОРИТНЫЕ КРАТЕРЫ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ» Д.Д. Бадюков, ГЕОХИ РАН
http://www.meteorites.ru/menu/encyclopaedia/ruscraters_full.html
