Метеоритные кратеры

 
МИНОБРНАУКИ РОСИИ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ОРЕНБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

(ГОУ  ОГУ)

 Факультет  вечернего и заочного образования

Кафедра геологии

  
 
 

Контрольная работа

по дисциплине

  «Геотектоника» 
 
 
 

                                                      Выполнил

                                                                          студент гр. з08ГНиГ-3

                                                                                ___________ Тарасов С. А.

                                                                                      «___» ____________ 2011г.      

                                                                                      Проверил преподаватель

                                                                                      __________Леонтьева Т. В.

                                                                                «___» ___________ 2011г. 
 
 
 

Оренбург 2011

Содержание

 

   Введение  …………………………………………………………….. 3

   Метеоритные  кратеры и их астроблемы ………………………….. 4

   Статья  из журнала «Отечественная геология»  …………………… 8

   Список  используемой литературы ………………………………... 11

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

 

     На протяжении всей истории человечества людей интересовали падающие с неба камни. Когда-то они считались вестниками богов и хранились в храмах как святыни. Уже в 77 году н.э. знаменитый римский естествоиспытатель Плиний Старший писал в своей 37-томной "Естественной истории": ...но, что камни часто на землю падают, в этом никто сомневаться не будет. Однако за историческое время наблюдались падения на Землю лишь сравнительно небольших обломков космических тел до первых метров поперечником и весом до 1,0-1,5 т. При этом образовывались небольшие (диаметром в первые десятки метров) воронки и лунки, как, например, при выпадении Сихотэ-Алиньского железного дождя 12 февраля 1947 года в Приморье .Боле крупные воронки (размером в сотни метров) очень долго изучали геологи, прежде чем становилось ясно, что и они также представляют собой результат столкновения с поверхностью нашей планеты космических тел. Так, кратеры Каали на острове Сааремаа в Эстонии интриговали исследователей с 1827 до 1927 года (100 лет!), пока, наконец, эстонский геолог И.А. Рейнвальд не доказал их метеоритную природу. И лишь в 40-50-х годах нашего века, когда геологи начали широко применять аэрофотосъемку, выяснилось, что на поверхности земного шара имеется много округлых геологических структур необычного строения. Комплексное их изучение показало - это следы ударов космических тел. В 1960 году американский геолог Р. Дитц предложил называть их астроблемами, что в переводе с греческого означает "звездная рана". Точность и образность этого термина обеспечили ему мгновенное и повсеместное признание.                                . 
     Размеры метеоритных кратеров различны - от десятков метров до сотен километров. Так же сильно колеблется и время их образования - от 2,5 млрд лет назад до наших дней. При этом небольшие (измеряемые десятками и сотнями метров) кратеры (их около 15%) относятся к молодым образованиям с возрастом не более 1 млн лет. Причина этого - быстрая эрозия поверхности планеты, приводящая к уничтожению мелких структур. Наоборот, крупные астроблемы диаметром в десятки и сотни километров имеют возрасты, измеряемые десятками и сотнями миллионов лет. Распределение астроблем по поверхности Земли носит случайный характер. Больше всего их в восточной части Северной Америки и Европе, то есть в геологически наиболее изученных районах земного шара. Повышение интенсивности геологических работ быстро увеличивает количество достоверно установленных астроблем.

 
 
 
 
 
 
 
 

Метеоритные кратеры и их астроблемы

 

   К метеоритным кратерам и астроблемам (астроблема  — термин, применя-емый для структурных форм, утративших морфологические признаки кратеров. Обычно это глубокие части эродированных метеоритных кратеров) относят крупные понижения и котловины на поверхности Земли, образование которых связано с кратковременным воздействием мощных ударных волн, возбуждаемых падением на земную поверхность сравнительно крупных космических тел. Метеоритные кратеры и астроблемы известны на всех континентах. Всего их насчитывается более 150, из них 40 — на территории Канады и 25 — на территории, входившей в СССР, но природа ряда из них спорна. Размеры метеоритных кратеров различны: от 25 м до 100 км и более. К настоящему времени установлено около 20 крупных структур этого рода с диаметром более 20 км. Из них семь находятся на территории бывшего СССР, в том числе и самая большая из известных — Попигайская астроблема (рис. 1).

     Обычно метеоритный кратер представляет собой округлую структуру, окруженную приподнятым валом, а иногда и внешней, опрокинутой от центра синклиналью. Кратеры заполнены ударной брекчией, лежащей на расколотых и трещиноватых породах. В середине кратеров часто присутствует центральое поднятие, сложенное хаотической брекчией, состоящей из вынесенных наверх

пород дна кратера. В астроблемах из-за позднейших разрушений, оползней, оплывин и эрозии некоторые из элементов строения кратеров могут быть выражены очень слабо или совсем отсутствовать. В связи с возникающими при ударе огромными давлением (до 100 ГПа) и температурой (до2000°С) в метеоритных кратерах обнаружены минералы высокобарических фаз кремне-ема (коэсит, стиповерит) и выеокобарические фазы других соединений (рингвудит и жадеит), а также горные породы особого сложения и структуры. Среди последних обычны следующие.

   Аутигенная  брекчия, возникающая в раздробленном основании кратера, характеризуется развитием трещиноватости и другими проявлениями ударно-го воздействия Обнажена очень редко и почти всегда перекрыта плащом других образований ударного происхождения.

   Аллогенная  брекчия состоит из упавших назад в кратер обломков, образующих различного размера нагромождения из осколков и глыб, сцементированных рыхлым обломочным материалом (коптокластом), к которому примешивается то или иное количество стекла. Распространена очень широко по всей территории кратеров и нередко за их пределами. Мощность брекчии может составлять 100 м и более.

   Импактиты представляют собой ударные брекчии, одним из основных компонентов которых является стекло или продукты его изменения, образующиеся при расплавлении претерпевших удар пород. Стекло слагает цемент ударных брекчий и составляющие их обломки. Различают две разновидности импактитов: стекловато-обломочные — зювиты и массивные — тагамиты.

 

   Рис. 1. Геологическое строение астроблем. Вверху — разрез палеозойского 414 ± 20 млн. лет) ударного кратера Брент на Канадском щите (по Р. Гриве и др), внизу — карта и схематический разрез кайнозойского (39 млн. лет) Попигайского ударного кратера на Анабарском щите (по В. Л. Масайтису и др.). I—I - линия разреза. 1 — кристаллические породы докембрия; 2 — докайнозойский осадочный чехол Анабарского щита и осадочное заполнение кратера Брент; 3 — брекчирование и катаклаз; 4 — ударнометаморфизованные гнейсы; 5 — центробежные надвиги (а) и радиальные разрывы (б); 6 — ось кольцевого поднятия; 7 — аллогенные брекчии; 8 — то же, с признаками ударного метаморфизма; 9 — базальный горизонт аллогенных брекчий; 10 — зювиты астроблемы Брент (а) и Попигайской (б); 11 — застывшие импактные расплавы, в том числе тагамиты

 

   Зювиты  находятся в аллогенной брекчии. Они вместе с другими породами выполняют внутренние части воронок кратеров и в виде отдельных языков распространяются за их пределы. Пред-ставляют собой туфообразную массу спекшихся обломков стекла и пород либо рыхлый песок.

   Тагамиты  также располагаются внутри воронок, нередко образуя скальные обнажения со столбчатой отдельностью. Как указывают В. Л. Масайтис, М. В. Михайлов и Т. В. Селивановская, тагамиты следует рассматривать как псевдомагматические образования. Они слагают неправильные пласто- и рукавообразные тела, залегающие на поверхности аутигенной брекчии в основании кратеров или над аллогенной брекчией и зювитами, а также дайки и жерловины в аутигенной брекчии и псевдопокровы. Представлены тагамиты однообразными пятнистыми породами с пористой, иногда пемзовидной текстурой, состоящими из обломков темно-серого или цветного стекла. Последнее имеет афанитовое строение и насыщено обломками пород и минералов.

   Помимо  специфических пород в метеоритных кратерах встречены образо-вания с особым сложением, получившее название конусов разрушения. Они представляют собой обломки или блоки горных пород с бороздчатой поверх-ностью в виде острых конусов ориентированных вверх. Конусы разрушения известны в разных породах, но лучше выражены в известняках, образуя накладывающиеся друг на друга конусы и полуконусы различных размеров — от 1 до 12 м. Экспериментальные данные показывают, что конусы разрушения являются надежным свидетельством мощного удара.

   Под воздействием ударной волны возникают  также изменения в минералах и горных породах. В них понижаются показатели преломления и двупрелом-ления возникает ударное двойникование и ударный кливаж. Среди ударных структур наиболее полно исследованы Попигайский кратер, расположенный на севере Восточной Сибири, Аризонский кратер в Северной Америке и Рисский кратер на юге ФРГ.

   Попигайокий кратер находится на северной окраине Анабарского щита, кристаллические породы которого перекрыты чехлом протерозойских и кембрийских кварцитов, доломитов и известняков, а также пермских песчаников и алевролитов, включающих силлы долеритов.

   По  данным В. Л. Масайтиса, кратер представляет собой округлое понижение в рельефе глубиной до 200—400 м значительного диаметра, частью заполненное четвертичными песками и галечниками. Во внутренней воронке кратера находится кольцевое поднятие гнейсовой аутигенной брекчии диаметром 45 км, обладающее признаками ударного воздействия (конусы разрушения, стекла). Воронка заполнена зювитами, в которых заключены пластообразные и секущие тела тагамитов мощностью до нескольких десятков метров. Мощность импактитов в центральной части кратера достигает 2—2,5 км. Внешняя воронка образует кольцо 20—25 км шириной. Осадочные породы в ее бортах интенсивно деформированы, нарушены центробежными надвигами и радиальными разрывами с амплитудами смещения от метров до первых километров. Аллогенная брекчия, залегающая под импактитами, имеет мощность не менее 150 м и состоит из обломков и глыб разного размера и рыхлого коптокластического материала. Импактиты близки по химическому составу к гнейсам и состоят из стекла, обломков оплавленных гнейсов и их минералов. Из обломков такого же стекла, сцементированного тонкораздроб-леным стеклом с фрагментами пород и минералов, состоят зювиты и тагамиты.

   Согласно  расчетам, в эпицентре взрыва ударное давление достигало 10⁵ Па, а температура — до 2000°. Возникавший в таких условиях при плавлении гнейсов импактный расплав растекался радиально с большой скоростью, образуя кольцевые гребни, а далее от центра-струи и потоки, перекрывающие большую часть днища кратера. Образование центрального поднятия началось в момент взрыва и продолжалось в результате упругой отдачи уже после заполнения кратера. Образование Попигайского кратера произошло около 30 млн. лет назад.

   Меньшие по размерам, но близкие по строению метеоритные кратеры расположены на Балтийском щите (Янисъярви), на Русской плите (Пучеж-Катункский, Калужский), Пай-Хое (Карская астроблема), на Украинском щите (Ильинецкий, Гусевский, Каменский) и в других районах. Самый древний из них — Янисъярвинская астроблема — имеет возраст около 700 млн лет.

   Аризонский  кратер представляет собой чашеобразную впадину глубиной 180 м, диаметром 1,2 км, окруженную валом, на 30—60 м возвышающимся над окружающей равниной. Ударная брекчия на дне кратера состоит из перемешанных угловатых обломков песчаников пермского и триасового возраста величиной от долей миллиметра до 30 м. Все эти образования несогласно перекрыты плейстоценовыми и современными аллювиальными от-