Геологическое строение и породы метеоритных кратеров

Рельеф истинного ложа кратера для небольших структур – менее 3 – 5 км - имеет простую вогнутую форму, близкую к параболической, отношение глубины воронки к диаметру кратера составляет около 0,10 – 0,12. В неэродированных кратерах воронку окаймляет вал, состоящий из взброшенных вверх пород фундамента и насыпного материала выбросов из кратера. Воронка заполнена импактными брекчиями, в которой в виде линз может встречаться импактный расплав. Брекчии в виде пятен на невозмущенных породах могут располагаться и вне кратера на удалении порядка 2-х радиусов, очевидно представляя собой остатки некогда практически сплошного покрова выбросов. В связи с рыхлостью, брекчии легко эродируются и выносятся из кратера. Поскольку кратер в рельефе выражен как неглубокая котловина, то он легко заполняется озерными или эоловыми отложениями.У кратеров диаметром более 3-5 км рельеф дна осложнен центральным или кольцевым поднятием (рис.5). Диаметр центрального поднятия составляет около 0,2 диаметра кратера, а подъем пород относительно их первоначальной глубины составляет 2 –3 км, так что центральное поднятие представляет собой как бы вздутие пород фундамента. Кольцевое поднятие встречается чаще всего у самых больших кратеров - диаметром более 80 – 100 км. Внутри кольцевого поднятия расположена депрессия или слабо выраженное центральное поднятие. Внутренняя зона сложных кратеров окружена зоной террас, образовавшихся в результате сползания блоков пород внешней части переходной воронки. Существует тенденция уменьшения относительной глубины кратера с ростом его диаметра – т.е. чем больше диаметр кратера, тем меньше его относительная глубина – так для относительно хорошо сохранившегося Попигайского кратера диаметром 100 км суммарная мощность брекчий, зювитов и тагамитов не превышает 2 км, т.е. отношение глубина кратера – диаметр кратера составляет около 0,02 –0,03, что в 5 раз меньше этого же отношения для простых кратеров. На Луне наблюдаются гигантские многокольцевые бассейны, однако не обнаруженные на Земле, где самый крупный кратер не превышает в диаметре 200-250 км (структура Вредефорт в Африке). Метеоритные кратеры на Земле принято называть также астроблемами – звездными шрамами.

Согласно современной классификации, породы, образовавшиеся в результате ударно-взрывного события, предлагается называть импактитами, т.е. импактиты - породы, содержащие те или иные признаки воздействия ударной волны. В.Л. Масайтисом [Масайтис и др., 1998] импактитами предлагается называть породы, содержащие более 10% импактного стекла, т.е. стекла, образовавшегося в результате ударно-инициированного плавления - плавления вследствие высоких остаточных температур после разгрузки ударного давления. D. Stoeffler и др. (http://www.bgs.ac.uk/scmr/docs/paper_12/scmr_paper_12_1.pdf) предложили выделять среди импактитов (1) ударно-метаморфизованные (шокированные) породы, (2) импактные расплавы (богатые, бедные и не содержащие обломков) и (3) брекчии (катакластические или мономиктные, литоидные без частиц расплава и зювиты, содержащие расплав). С другой стороны среди импактитов представляется удобным выделять аутигенные и аллогенные брекчии, зювиты и тагамиты или импактные расплавы (рис.5).

Рис. 5. Схематический профиль ударно-взрывного метеоритного кратера с центральным поднятием. Кратерная воронка заполнена переслаивающимися импактитами, образующих линзы, пластообразные тела и тела неправильной формы  

Аутигенная брекчия состоит из слабо- или неперемещенных блоков раздробленных пород основания кратерной воронки и характеризуется сохранением тех или иных первоначальных структурных особенностей комплекса пород – например порядка чередования разных литологий пород в мишени. Аутигенная брекчия слагает ложе кратера. Аллогенные брекчии сложены материалом, испытавшим значительное перемещение и перемешивание. Их можно подразделять по составу обломков, их размерности и цементу на моно- и полимиктовые а также на крупнообломочные (мега- и клиппеновые) брекчии с размерами обломков, достигающих первые сотни метров и до 1 – 1,5 км, грубобломочные (глыбовые, щебенчатые и дресвяные) брекчии и коптокластиты (псаммито-алевритовые брекчии). Часто цементом мега- и грубообломочных брекчий служат псаммито-алевритовые брекчии. В аллогенных брекчиях подчас присутствует и импактное стекло, образовавшееся в результате ударно-инициированного плавления пород. Содержание этого стекла, согласно номенклатурным требованиям, не должно превышать 15 %. В общем случае, аллогенные брекчии подстилают более высокотемпературные зювиты и тагамиты, могут переслаиваются с ними, образуя линзы и не выдержанные по простиранию прослои и перекрывать их, образуя покров. Зювиты являются также брекчиями, но с количеством импактного стекла, превышающим 15 %. Это импактное стекло может присутствовать как в матрице в тонкораспыленном виде, так и в виде отдельных тел и обломков. Зювиты также подразделяются по размерности, составу и агрегатному состоянию обломков и цементирующего материала на различные типы. Исходя из количественных соотношений обломков пород (литокластов), минералов (кристалло- или гранокластов) и стекол (витрокластов) выделяются витро-гранокластические, грано-витро-кластические, лито-витрокластические, витрокластические и т.д. типы зювитов. В зювитах также могут присутствовать бомбы и тела импактного стекла, несущие следы аэродинамической обработки. Обломки пород и минералов в зювитах часто несут хорошо видимые под микроскопом следы ударного метаморфизма - деформационные микроструктуры (мозаицизм, полосы смятия и скольжения, механические двойники), системы планарных элементов, понижение показателей преломления, диаплектовое стекло (аморфную фазу, развивающуюся по минералу и не показывающую видимых признаков плавления), включения высокобарных минералов, термическое разложение и плавление. Тагамиты (или импактные расплавы) образуют собственные геологические тела в толще импактитов и являются расплавными породами, содержащими обломки пород и минералов или без них. Обычно матрица тагамитов раскристаллизована в той или иной мере. Степень раскристаллизации изменяется от полной (отсутствие закалочного стекла) до несовершенной (присутствие микролитов). Аллогенные брекчии и зювиты скорее всего образуются в результате течения материала, слагающего стенки переходной полости на стадии экскавации. Это течение, остающееся после прохождения волны разгрузки, направлено в стороны и вверх от дна переходной полости. Очевидно, что последующее обрушение стенок переходной полости после остановки ее роста, также играет свою роль в перемешивании материала и формировании толщи перемещенных импактных пород. Брекчии и зювиты могут внедряться в трещины ложа кратера, образуя дайки. Вещество, расположенное ближе к поверхности мишени, выбрасывается из кратера, образуя покров, состоящий из аллогенной брекчии и, может быть, зювитов. Импактный расплав, образующийся в результате ударного нагрева, может как диспергироваться, так и сохраняться в виде когерентной массы на стадиях экскавации и модификации. В первом случае его фрагменты входят в состав брекчий и зювитов, во втором - расплав образует собственные геологические тела, которые на стадии модификации могут внедряться в толщу зювитов и брекчий, а также образовывать дайки в аутигенной брекчии ложа кратера. Следует отметить, что в кратерах, выработанных в мишенях, состоящих преимущественно из осадочных пород, тагамитовые тела либо отсутствуют, либо пользуются незначительным распространением. Характерной разновидностью кратерных пород являются псевдотахилиты – переплавленные стекловатые или раскристаллизованные породы, образующие жилы в аутигенной брекчии. Мощность жил составляет сантиметры, десятки сантиметров, не более первых метров. Предполагается, что они образовались в результате фрикционного плавления по границам проскальзывающих относительно друг друга блоков пород мишени.

Дата добавления: 2015-12-01