О том, как трудно распознать на поверхности Земли ударный кратер, наглядно свидетельствует история изучения Попигайской структуры, расположенной на севере Среднесибирского плоскогорья в бассейне реки Попигай, притока Хатанги.
Попигайская структура, открытая геологами в 1946 году, в разное время рассматривалась как грабен, как эрозионная впадина, как вулканический кратер. Лишь в 1970 году ленинградскому геологу В. Л. Масайтису и его коллегам удалось доказать, что Попигайская котловина - один из крупнейших на Земле метеоритных кратеров.
Исходя из геологической модели кратера, В. Л. Масайтис подсчитал примерный объем его расплавленного материала - примерно 1750 кубокилометроа. По данным радиологических измерений, попигайское событие произошло 38,9 миллиона лет тому назад. cm.
Одной из самых уникальных астроблем Земли является 100-километровый Попигайский кратер на севере Сибири , который включён в Список Геологического Наследия ЮНЕСКО по первой, наивысшей категории . Его метеоритное происхождение было впервые предположено Л.В.Фирсовым и А.Л. Яншиным в 1964 г. (неопубликованные данные), что подтвердилось в дальнейшем . План и геологический разрез этого кратера приводятся на рис. (+геологическая карта).
Полученные данные характеризуют этот кратер как многокольцевой импактный бассейн с концентрически-зональным строением. Размеры выброшенных глыб осадочных пород мишени в краевой части кратера достигают величины в несколько километров (формация клиппеновых брекчий); далее к центру появляются мегабрекчии (формация, сложенная хаотически-перемешанными между собой и с другими импактитами обломками пород мишени величиной 1 - 100 метров); выше по разрезу внутренняя часть кратера выполнена сложным чередованием отложений взрывного облака (зювитовые формации), донных импактных брекчий и расплавных пород - тагамитов. Отдельные тела тагамитов достигают мощности 600 метров (по данным бурения), а общий объём импактного расплава, возникшего в кратере, оценивается величиной ~2000 куб. километров. В породах кратера обнаружены все известные признаки ударного метаморфизма, включая коэсит , стишовит и импактные алмазы . Закратерное поле рассеяния импактных алмазов прослежено на расстояния до 500 километров.
Предварительный возраст Попигайского кратера оценивается в 35 млн лет, то-есть, близко совпадает по времени с глобально-распространённым "катастрофным слоем" на границе эоценовых и олигоценовых отложений (так называемый Е/O рубеж). В этом слое обнаружены иридиевая аномалия, микротектиты, зёрна кварца с планарными структурами, коэсит, сферулы шпинели и другие признаки импакта (рис. 8). Численное моделирование Попигайского импактного события показало, что оно было способно обеспечить глобальное рассеяние импактного материала (максимальные скорости выброса испарённого вещества достигали 15 км/c). 1 2
Еще в 40-е годы геологи Научно-исследовательского института геологии Арктики (НИИГА) открыли на севере Красноярского края так называемую Попигайскую котловину (небольшая часть которой находится на территории Анабарского района РС(Я). Они охарактеризовали этот район как кратер бывшего вулкана. Но последующие исследования показали, что данная котловина возникла в результате столкновения метеорита с земной поверхностью. Именно здесь почти тридцать лет назад было открыто самое крупное в мире коренное месторождение алмазов, образовавшееся в результате мощного удара.
Более 120 лет геологи считали единственным коренным источников алмазов кимберлитовые породы. Но открытие новых месторождений алмазов в Австралии и изучение Попигайской впадины ознаменовались появлением новых коренных алмазосодержащих пород - лампроитов и импактитов. Импактиты образовались за счет переплавления кристаллических пород при ударе космического тела... Пока Попигайское месторождение импактных алмазов является единственным в мире, хотя всего на Земле известно более 150 древних импактных кратеров.
На территории Попигайской котловины импактиты во многих местах выходят на поверхность и уходят на глубину около 1,5 км. Их площадь превышает 1750 куб. км. Алмазы рассеяны по всей котловине и встречаются почти везде, как в породах, так и в россыпях. Они образовались при ударном сжатии (твердофазный переход), когда графит перешел непосредственно в алмаз. Общие запасы алмазов Попигайского месторождения превышают все известные запасы алмазов кимберлитовых провинций мира. cm.
Самый крупный из достоверных метеоритных кратеров - Попигайская котловина. Она расположена на севере Сибирской платформы, в бассейне реки Хатанги, в долине ее правого притока реки Попигай. Размеры внутреннего кратера составляют 75 км, а диаметр внешнего достигает 100 км. Катастрофа произошла 30 млн. лет назад. Космическое тело с большой скоростью пробило толщу осадков в 1200 м и затормозилось в породах фундамента Сибирской платфоры . По предварительным оценкам, энергия взрыва достигала 1023 Дж, т. е. была в 1000 раз больше, чем при самом сильном вулканическом взрыве. Об условиях, существовавших в эпицентре в момент взрыва, можно судить по тому, что в кратере найдены возникшие при катастрофе минералы.
Такие минералы удалось получить искусственным путем при ударных давлениях в 1 млн. бар и температуре около 1000¦ С. Выброшенные во время взрыва крупные глыбы кристаллических пород фундамента платформы разлетелись на расстояние до 40 км от края кратера. Космический взрыв вызвал расплавление горных пород, в результате чего образовалась лава с высоким содержанием кремнезема (65%), резко отличная по составу от глубинных базальтовых излияний Сибирской платформы. cm.
Обнажение "Пестрые скалы" - уникальный комплексный памятник природы мирового ранга. Находится он на правом берегу р.Россоха, притоке р.Попигай в Хатангском районе. Это одно из немногих мест на Земле, где на дневную поверхность выходят необычные породы импактиты (тагамиты и зювиты). Образование их связано с ударным плавлением слагающих район горных пород, от архейского возраста до мелового, в результате падения около 36 млн. лет назад крупного астероида с поперечником около 7-8 км.
Это протянувшееся на многие километры обнажение - всего лишь малая часть гигантского (до 100 км в диаметре) Попигайского метеоритного кратера (астроблемы), прекрасно сохранившегося в рельефе и являющегося одним из крупнейших на нашей планете.
Председатель Комитета по природным ресурсам администрации Таймырского (Долгано-Ненецкого) автономного округа В.Б.Морозов 1 2
Уникальные месторождения технических (импактных) алмазов разведаны в Хатангском районе (Попигайская астроблема). Здесь выявлены два месторождения коренных технических алмазов (Ударное и Скальное), запасы которых превышают суммарные запасы всех известных в мире алмазоносных провинций. Технологические испытания алмазов Попигая показали широкий спектр их использования - от хирургических скальпелей и наконечников для паяльников до породоразрушающего инструмента и высококачественных абразивов.
По твердости импактные алмазы превышают кимберлитовые и режут их. Относительная недоступность района и слабая заинтересованность в этом виде сырья в стране не позволяет до настоящего времени вовлечь эти месторождения в отработку.
Первый заместитель Губернатора Таймырского (Долгано-Ненецкого) автономного округа по финансовым и экономическим вопросам С.Г.Тарасов cm.
...Река Попигай - уникальнейший объект природы. Долина этой реки - древний метеоритный кратер, диаметром около 90 км. Это один из крупнейших в мире метеоритных кратеров. cm.
Его возраст 180 млн лет. (В.А.Бронштэн (1987)
Распределение метеоритных кратеров (красные точки) на территории России. Размеры точек не соответствуют масштабу карты, но примерно пропорциональны размерам кратеров. Плотность размещения кратеров, в общем, отражает стабильность участков земной коры и степень их геологической изученности. Названия предполагаемых метеоритных кратеров помечены синим цветом.
cm.
| 
cm.
|
Схема геологического строения Попигайского кратера по [9] 1 - кристаллические породы верхнеанабарской и хапчанской серий архея; 2 - осадочные породы верхнего протерозоя и нижнего палеозоя; 3 - осадочные и вулканогенно-осадочный породы верхнего палеозоя и мезозоя; 4 - тагамиты; 5 - зювиты; 6 - псаммито-алевритовые брекчии; 7 - аллогенные брекчии; 8 - гребень кольцевого поднятия; 9 - надвиги и сбросы; 10 - разрывные нарушения не установленной морфологии; 11 - центр кратера. По Масайтису и др., [1980, 1998] cm. | 
Схематическая геологическая карта Попигайского кратера . Эювитовые формации: 1 - зювитовая мегабрекчия; 2 - Далдынская формация зювитов; 3 - Парчанайская формация зювитов. Центробежные донные формации: 4 - тагамиты; 5 - мегабрекчии; 6 -клиппеновые брекчии. Парааутигенные формации зоны пластического течения: 7 - импактированные гнейсы внутреннего кольцевого вала. Породы мишени: 8 - мезозойские; 9 - палеозойские; 10 - протерозойские; 11 - архейские; 12 - разломы. (Вишневский С.А., 2007). то же |
 |
 |
Космический снимок Попигайского метеоритного кратера. Мозаичное изображение синтезировано из полос 3, 2, 1 (приближение к естественным цветам) четырех сюжетов, полученных спутником Landsat 7 (США). Несмотря на то, что по геологическим данным кратер имеет диаметр 100 км, четко выделяется лишь внутренняя часть кратера диаметром около 80 км, имеющая более темный тон благодаря тому, что она поросла лесом. В западном и северо-западном секторах кратера очевидно проявляются выходы истинного дна кратера и расплавных пород (тагамитов). cm.
Поле рассеяния импактных алмазов (находки показаны чёрными кружками), прослеженное в окрестностях Попигайской астроблемы. 
LMA
 Глобальное рассеяние импактокластического материала (иридиевая аномалия, микротектиты, ударно-метаморфизованный кварц, коэсит, микросферулы шпинели, санидина и магнетита) на границе эоценовых и олигоценовых пород, предположительно связанное с Попигайским событием. (Вишневский С.А., 2007). |
При космогенном взрыве существовавший прежде комплекс слоистых слабоуплотненных осадков срывается мощным центробежным тангециальным давлением и превращается в складчатый комплекс. При этом в перемещённом чехле возникают и центробежные надвиги. Только относительно небольшие размеры Попигайской структуры определяют локальное, а не региональное развитие здесь надвигов и складок. Попигайская структура отчётливо выражена на карте аномального магнитного поля территории СССР.
(Зейлик Б. С., 1978).
Представлены результаты изучения биотитов из ударно-метаморфизованных пород астроблем Янисъярви и Попигай, испытавших шоковые давления до 45-50 ГПа. В астроблеме Янисъярви биотит является одним из главных породообразующих минералов биотит-кварцевых сланцев ладожской серии раннего-среднего протерозоя, составляющих подавляющее большинство обломочного материала зювитов и тагамитов. В Попигайском метеоритном кратере изучался биотит из биотит-гранатовых гнейсов хапчанской серии архея, широко развитых среди обломочного материала аллогенных брекчий, зювитов и тагамитов. Чтобы исключить влияние пирометаморфизма, исследовались биотиты из крупных обломков аллогенных брекчий (Попигай) и зювитов (Попигай, Янисъярви), размеры которых превышали несколько десятков сантиметров.
(Гужова А.В., Фельдман В.И., Сазонова Л.В., 1988).
Детальное геол. картирование, дешифрирование крупномасштабных аэрофотоснимков и петрографическое изучение толщ брекчий и импактитов, выполненное авторами в ю.-в. секторе Попигайской астроблемы, позволило уточнить ряд вопросов их строения и состава и дало возможность реконструировать некоторые особенности образования этих толщ в пределах желобов выпахивания (участки Кысым и Чорду)
(Мащак М.С., Селивановская Т.В., 1988).
Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) изучалось положение Fe('3+) в структуре импактных стекол и тектитов. Абс. содержание Fe('3+) в стеклах определялось при сравнении спектров стекол со спектрами стандартов с известными содержаниями Fe('3+). Объектами изучения являлись ударные стекла из коптоклазитов Попигайской астроблемы, стекловатые бомбы из импактного кратера Эльгыгытгын, жаманшиниты и иргизиты из астроблемы Жаманшин, а также тектиты (индошиниты и молдавиты) и обсидианы. Обнаружено, что ЭПР-спектры закаленных стекол Попигайской астроблемы и тектитов близки. В этих стеклах содержится минимальное кол-во Fe('3+). В бомбах кратера Эльгыгытгын, иргизитах и жаманшинитах содержится самое большое кол-во структурного Fe('3+) и субмикроскопических магнетитовых выделений. ЭПР-спектры обсидианов указывают на высокое содержание в этих стеклах гематитовых выделений, отсутствующих в тектитах и импактных стеклах. Данные по ЭПР-спектроскопии подтверждаются ииследованиями с помощью мессбауровской спектроскопии. Особенности ЭПР-спектров разных стекол связаны с условиями возникновения последних.
(Raikhlin A.I., Kirikov A.D., Kozlov V.S., 1989).
Происхождение кольцевых взрывных структур, астроблем (Попигайская, Беенчиме-Салаатинская и др.) остается остро дискуссионным: являются ли они результатом падения крупных космических тел или продуктом взрыва земных газов? Решая этот вопрос, удалось обнаружить закономерное размещение структур на поверхности Земли, которые группируются в протяженные широтные пояса, а также вдоль поперечных к ним линейных зон. Система субпараллельных поясов выявлена в Сев. полушарии, где они с В. через Евразиатский материк трассируются на территорию Сев. Америки, образуя планетарные дуги с угловым размером до 270'. Зап. фланги поясов тупо оканчиваются на территории Канадского щита, который выступает как самостоятельная контролирующая зона с.-з. простирания. В пределах поясов намечается последовательное омоложение структур в определенных направлениях. Отрезки поясов, попадающие на акватории Атлантического и Тихого океанов, наследуют общий план их субширотных (трансформных) разломов. Наблюдаются одновозрастные взрывные структуры, расположенные на противоположных сторонах Земного шара и отделенные друг от друга почти на 180': Попигайская (Сибирь) - Мистастин (Канада), Эльтгыгытгын (Чукотка) - Босумтби (Гана), Лонар (Индия) - Аризонская (США) и др., которые характеризуются близкими размерами кратерных структур, что свидетельствует о соизмеримых объемах "взрывного заряда" данных пар. Полученные результаты свидетельствуют в пользу земного происхождения астроблем, вызванных взрывами ювенильных газов водород-углеводородного состава. Закономерное положение в широтных поясах заняли и Тунгусский и Сихотэ-Алинский кратеры, что заставляет сомневаться в их метеоритном происхождении
(Песков Е.Г., 1991).
Описываются зювиты и тагамиты этого кратера диаметром 100 км, распространенные на площади 5000 кв. км. Мощность зювитов, залегающих на аллогенных и частично аутогенных брекчиях, до >100 м. Макс. мощность тагамитов (ударно расплавных пород), перекрывающих аллогенные брекчии и встречающихся как блоки в зювитах, - до 600 м. Признаков дифференциации ударных расплавов in situ не наблюдалось. По среднему хим. составу тагамиты и зювиты сходны и отвечают гнейсам мишени. По содержанию Ir, Ni и др. сидерофилов загрязненность веществом ударника (вероятно, обыкновенного хондрита) оценивается в 5%, по вариациям их распределения в импактитах контаминация связывается с конденсацией пара на холодных фрагментах, поглощенных расплавом после его гомогенизации. Др. хим. неоднородности ударного расплава, в общем достаточно хорошо гомогенизированного, связаны с некоторой унаследованностью латеральной и вертикальной неоднородности пород мишени и с радиально-лучевым распределением концентраций новообразованных высокобарных фаз в импактитах, отражающим специфику транспортировки расплавов при экскавации.
(Masaitis V.L., 1992).
Сообщаются данные двух типов: результаты датирования и модельная реконструкция доэрозионного рельефа этого многокольцевого бассейна диаметром 100 км. Опубликованные авторами ранее значения 40-Ar/39-Ar возраста для фрагментов стекол зювитов были около 70-60 млн. лет. Незаконченный анализ новой серии стекол дает, однако, величины ок. 60-40 млн. лет, а измерения Р. Грива - ок. 34 млн. лет. Таким образом, проблема вторичных изменений остается критической для определения возраста структуры. Модельная реконструкция исходного рельефа кратера приводит к оценкам макс. высоты от днища до гребня вала в 520-960 км при современном значении этого параметра 260-408 км. Эрозия толщи в 260-552 м могла происходить со скоростью 0,0052 мм/год, что дает ок. 176 м за 34 млн. лет или 350 м за 66 млн. лет.
(Garvin J.B., Deino A.L., 1992).
Крупные кольцевые структуры с наиболее высоким энергетическим уровнем эксплозивности являются алмазоносными. Несмотря на интенсивный импактный метаморфизм, прямые признаки метеоритного воздействия в структурах отсутствуют, и остатков метеоритного вещества не найдено. Изученная авторами Пучеж-Катункская кольцевая структура сходна с Попигайской по геол. позиции, строению, алмазоносности и длительности развития. Исследование из космоса показало, что Попигайская кольцевая структура, традиционно относимая к метеоритным кратерам (астроблемам), является членом семейства глубинных кольцевых структур, окружающих Анабарский щит и не выходящих (за исключением самой Попигайской) на поверхность. Пучеж-Катункская взрывная структура, образованная в ранней юре, приурочена к гранит-амфиболит-гнейсовому куполу, который формировался в течение длительного периода: начиная, по-видимому, с карбона. Максимум эксплозивной активности приходится на юру.
(Маракушев А.А., Богатырев О.С., Панеях Н.А., Феногенов А.Н., Федосова С.П., 1993).
Новые U-Pb-данные по 5 отдельным зернам циркона со следами удара из меловых - третичных слоев, ограничивающих кратер болида в Рок-Крик (юг центр. части Саскачевана) свидетельствуют о возрасте источника 548+-6 млн. лет. Возраст и особенности этого ударного циркона имеют строгую временную и генетическую связь с меловыми - третичными отдаленными выбросами от болида в каньоне Беруинд (бас. Ратон, Колорадо), где текстурно аналогичный циркон дал неотличимый возраст 544+-5 млн. лет. Эти результаты находятся в хорошем соответствии с независимо полученными возрастными данными для ударных цирконов из кратеров Цикшулуб (Мексика) и Белок (Гаити). U-Pb-данные по циркону недвусмысленно поддерживают точку зрения о метеоритном импактном происхождении глобальных меловых-третичных околократерных слоев; можно предположить, что кратер Чикшулуб является главным (солирующим) для Сев. Америки источником.
(Kamo Sandra L., Krogh Thomas E., 1995).
Приводятся сведения о внутреннем строении толщ зювитов в различных частях разреза коптогенного комплекса в пределах Попигайской астроблемы. Уточнены особенности формирования толщ зювитов в различных морфоструктурных зонах кратера в зависимости от условий транспортировки материала
(Райхлин А.И., 1996).
Представлены результаты изучения наиболее крупных из известных эксплозивных кольцевых структур "Пучеж-Катунская" на Вост.-Европейской платформе и "Попигайсая" на Сибирской платформе: геолого-тектоническое строение, состав и термодинамические условия образования. Эксплозивные брекчии кольцевых структур содержат алмазную минерализацию в виде небольших поликристаллических зерен совместно с лонсдэлеитом.
(Marakushev A.A., 1996).
В процессе образования ударного кратера происходит растрескивание пород мишени вследствие прохождения ударной волны. В качестве мелкомасштабной аналогии используется 30-летний опыт подземных ядерных взрывов на полигонах США и СССР. Радиус зоны интенсивного разрушения пород составляет 4-6 радиусов полости в породе, произведенной взрывом. Внутри полости степень ударного метаморфизма пород крайне высока, образцы пород превращаются в песок при легком надавливании. Для кратеров Метеор (США), Рис (ФРГ), Пучеж-Катунский и Попигай (РФ) вычислены оценки макс. размера образующихся блоков породы и вылетевших фрагментов.
(Kocharyan G.G., Kostuchenko V.N., Ivanov B.A., 1996).
В сев. части Вост. Сибири располагается большая Попигайская ударная структура возрастом 35 млн лет как результат столкновения 8 км - астероида с Землей; диаметр кратера ~100 км; она заполнена импактитом (расплавленные и высокоударные породы). Небольшие кристаллы графита в метаморфической породе-мишени (напр., гнейсы) преобразовались в алмазы при давлениях более 35 ГПа. Импактные алмазы имеют микрогранулярную структуру, размер их обычно ~<3 мм (иногда до 1 см); они унаследуют табулярную форму и могут использоваться с индустриальными целями. Импактные алмазы слагаются кубической и гексагональной (лонсдалеит) высокобарными фазами С. Наблюдаются прозрачные, а чаще желтые, бурые и черные алмазы. Они обладают относительно сильной диамагнитной чувствительностью, колеблющейся от -1000 до -8000*10{-6} S1, чем они отличаются от индустриальных алмазов с их относительно высокой ферримагнитной чувствительностью (от 3600 до 5000*10{-6} S1)
(Masaitis V.L., Shafranovsky G.I., Pesonen L.J., Kinnunen K.A., 1997)
Импактные алмазы из астроблем являются достаточно новым, уникальным и потому слабо изученным минералогическим объектом. Проведено ЭПР исследование коллекции импактных алмазов из астроблем Попигай (Россия), Рис (Германия), Садбери (Канада). Изучено более 50 образцов массой от 0.05 до 30.0 мг, характеризующихся различной плотностью (3.2-3.5 г/см{3}) и имеющих разнообразную окраску (бесцветные, белые, желтые с различной интенсивностью окраски). Исследования проводились на отдельных образцах на спектрометрах VARIAN (X-диапазон) и РЭ-1308 (Q-диапазон), в диапазоне температур от 4 до 300 К, при различных значениях мощности СВЧ-электромагнитных колебаний (0.0001-100 mW). В процессе измерения образцы находились в инертной атмосфере. Получены зависимости интенсивности и формы ЭПР-сигнала от мощности СВЧ-колебаний. В результате проведенных исследований в образцах обнаружено, по крайней мере, 3 различных вида центров: а) атомарный азот с изотропным g=2.0025+/-0.0003, A[||]=38.1 10{-4} cm{-1} и A['ПЕРПЕН']=27.1 10{-4} cm{-1}, б) изотропный центр с g=2.0030 и 'ДЕЛЬТА'H=6-9 Oe; в) анизотропный - с g-фактором в области g=2.0030 и 'ДЕЛЬТА'H=2-5 Oe. Анизотропные свойства данного центра проявляются только при исследовании на частоте 37 ГГц
(Сухаржевский С.М., Шафрановский Г.И., 1997).
Локализация и изучение астроблем обычно осуществляется геол. методами, которые являются мало эффективными в тех случаях, когда астроблема перекрыта четвертичными и почвенными образованиями и/или маскируется лесной растительностью. Приведено описание методики экосистемно-структурных исследований астроблем на примере астроблемы Заманшин, Казахстан (диаметр 13 км, возраст 750 тыс лет). Показана большая эффективность этих исследований в условиях закрытости территории. Полученные результаты были сравнены с результатами исследования др. астроблем (Попигайской, Арагуинья и др.). Отмечена необходимость применения разработанной методики (вместе с геол. и геофиз. методами) для изучения астроблем независимо от различий в размерах и возрасте астроблем, климата и растительности р-на и др. характеристик.
(Burba G.G., 1997).
Экспериментальные исследования импактированных полевых шпатов из астроблемы Попигайская (природного метеоритного кратера диаметром ~100 км) и сферические взрывные эксперименты лабораторного масштаба показали, что под действием ударных волн на контактных границах зерен плагиоклаза и калиевого полевого шпата, ориентированных определенным образом по отношению к фронту волны, возникает зона взаимной миграции катионов Na, K, Ca при сохранении стехиометрических количеств Si и Al. Обнаруженное при изучении обжатых образцов горных пород явление уширения контактных границ зерен калиевых и натриевых полевых шпатов при пересечении границ зерен ударными волнами в направлении от тяжелого K (39 г/моль) к легкому Na (23 г/моль) амплитудой до 'сигма'[xx]'<=45-55 ГПа, соответствующих области твердофазного преобразования минералов в волнах напряжений, аналогично потере устойчивости контактных границ разноплотных газов и жидкостей вследствие развития на них неустойчивости Рихтмайера-Мешкова. В отличие от развития турбулентного перемешивания разноплотных газов или жидкостей, уширение контактных границ зерен калиевых и натриевых полевых шпатов в волнах напряжений, соответствующих области твердофазных преобразований минералов, контролируется выносом катионов Na и K в строго определенных кристаллографических направлениях
(Козлов Е.А. и др., 1998).
Обобщены результаты комплексных исследований алмазоносных импактитов Попигайской астроблемы. Освещены основные особенности морфологии и внутренней структуры импактного кратера. Приведена характеристика вещественного состава алмазосодержащих импактитов, описана минералогия различных фаз углерода. Охарактеризованы находки импактных алмазов в ряде астроблем мира. Освещены главнейшие закономерности распределения в импактитах алмазов, а также предложена общая петрологическая модель возникновения заключающих их пород
(Масайтис В.Л. , Мащак М.С. , Райхлин А.И. , Селивановская Т.В., 1998).
Обсуждается решение, основанное на геофизическом моделировании трех гигантских, диаметром от 160 до 80 км, астроблем: Попигайской, Карской и Пучеж-Катункской, образовавшихся на отдельных временных рубежах от 35 до 180 млн л. н. в различных геол. обстановках. На основе изученных закономерностей и новых специфических признаков представляется возможным выявить гигантские импактные структуры, которые до сих пор не известны из-за глубокой эрозии или захоронения в осадочных бассейнах, а также распознать следы древнейшей метеоритной бомбардировки или оценить состояние литосферы Земли в ее ранней истории и выявить импактные структуры, представляющие интерес как возможные резервуары УВ-сырья
(Певзнер Л.А., Воронцов А.К., Галкина О.Б., 1999).
На платформах выделено два генетических типа взрывных кольцевых структур: 1) простые метеоритные кратеры и 2) сложные многостадийные кольцевые структуры. Крупные метеориты обычно взрываются в атмосфере и выпадают на Землю в виде метеоритного дождя (хондриты на высоте 10 км Allende), а железные метеориты на меньших высотах (Тунгусский, Сихотэ-Алиньский), но иногда достигали поверхности, образуя кратеры типа Берринджер диаметром 1,2 км. Структуры второго типа трактуются как астроблемы и связаны с эндогенными процессами: Пучеж-Катунская диаметрам 80 км, Попигай 100 км и Рис 26 км. На поверхности платформ они совпадают с крупными депрессиями, осложненными центральными поднятиями гнейсового фундамента, интрудированного высокоэнергитическими диатремами аллогенных брекчий и расплавов. Механизм формирования обусловлен потоком флюидов, поступавших из земного ядра. Вследствие селективной миграции водорода для потока тяжелых углеводородов (CH[4]=CH[2]+H[2]) создавалась высокая энергоемкость, обеспечивающая высвобождение 1018-1022 эрг, что соответствует взрыву метеорита
(Marakushev A.A., 2000).
Параметры мессбауэровских спектров трех жаманшинитов Попигайского кратера, семи стекол Жаманшинского ударного кратера, трех тектитов Муонг-Нонг и график распределения в образцах железа в различных координационных позициях. Установлено, что в тектитах и жаманшинитах железо присутствует как Fe{2+}, так и Fe{3+}. Содержание Fe{3+}, находящегося в тетраэдрической позиции, составляет 2-7% от его общего содержания в образцах. Ионы Fe{2+} располагаются в октаэдрической координации и занимают три структурно неэквивалентные позиции. Последнее свидетельствует о неупорядоченности кислородного окружения железа, связанного с образованием тектитов и жаманшинитов в результате быстрой закалки от высоких температур
(Лебедева С.М., Вишневский С.А., Еремяшев В.Е., Быков В.Н., 2001).
Изучены тонкополосчатые импактные стекла из зювитов кратера Жаманшин и Попигайской астрорблемы с использованием петрографических, химических, рентгеноструктурных, микрозондовых, газовохроматографических, ЭПР- и Мессбауэровских анализов. Проведено сравнительное изучение тектитов типа Муонг-Нонг из Вьетнама. Полосчатые стекла кратера Жаманшин и Попигайской астроблемы представляют закаленные гетерогенные смеси импактных расплавов, поступивших из разных источников в мишени. Эти стекла интерпретируются как результат смешения и аккреции очень подвижных высокотемпературных импактных расплавов в процессе столкновения струй во взрывном облаке. Тектиты типа Муонг-Нонг также могут рассматриваться как стекла "жаманшинитовой" фации, представляющие связующее звено между собственно тектитами и импактными стеклами метеоритных структур
(Вишневский С.А., Гилинская Л.Н., Лебедева С.М., Пальчик Н.А., Поспелова Л.Н., 2002).
Расположенный на севере Сибири Попигайский импактный кратер представляет собой хорошо сохранившийся след гигантской космической катастрофы, происшедшей несколько десятков миллионов лет назад. Брошюра содержит краткую характеристику географических особенностей, геологического строения и условий образования этого уникального природного объекта. Приведены также описания отдельных участков, где можно ознакомиться с характерными горными породами и минералами, подвергшимися мощному космическому удару
(Масайтис В.Л., Мащак М.С., Наумов М.В., 2004).
В дополнение к ранее известной аномалии Ir (возможно, связанной с ударным кратером Попигай (Сибирь, Россия)) подтверждены расположенные ниже первой еще две аномалии Ir (вторая - 259+-32 трлд.{-1} и ниже ее третья - 149+-24 трлд.{-1}). Третья аномалия идентифицирована с ударным кратером Чесапик (США), вторая аномалия не идентифицирована с известными ударными кратерами. Третья аномалия Ir, как это следует из сходства тренда в 'дельта'{13}C и 'дельта'{18}O может происходить из удара в континентальный шельф, подобный удару Чесапик.
(Bodiselitsch Bernd, Montanari Alessandro, Koeberl Christian, Coccioni Rodolfo, 2004).
По результатам геологич. картирования и гравиметрической съемки установлено сложное морфологическое строение кальдерообразного прогиба, который осложняется внутренним поднятием в центральной части со своим кальдерообразным прогибом, образуя кольцевой вал шириной 5-8 км и диаметром около 50 км. В свою очередь, в рельефе поверхности дна внутренней "кальдеры" по гравиметрическим данным выделяется небольшое (10-15 км) центральное поднятие. Авторы рассматривают гипотезу формирования Попигайской структуры за счет массового выброса чисто газовых флюидов из недр земли (газово-флюидная модель), с выбросом тефры, игнимбритов и туфового материала. Попигайская котловина существовала как длительно развивающаяся геологич. структура, которую следует рассматривать не как редчайшую астроблемную экзотику, а как крупную типично земную стволовую структуру. В Попигайской структуре в различной степени алмазоносными являются практически все породы. Устойчиво алмазоносны зювиты и тагамиты, хотя содержание алмазов колеблется в широких пределах. Попигайские алмазы относятся к лондсдейлитсодержащим поликристаллическим алмазам. В пределах Попигайской структуры известен ряд коренных месторождений (Скальное, Ударное, Встречное) и рудопроявлений (Таас, Эге, Тонгулах) с содержанием алмазов в отдельных пробах от единичных зрен до 326.4 карат. По абразивной способности попигайские алмазы не имеют мировых аналогов, отличаясь высокой твердостью, почти в два раза превышающей все известные разности
(Курганьков П.П., Кузьмин И.А., 2006).
Уникальные рудные месторождения-гиганты: Садбери, Витватерсранд, Попигай, хотя и имеют разную природу: импактно-магматическую, в первом случае, импактно-гидротермальную (триггерную), во втором, импактно-метаморфическую, в третьем, но объединяет их главное - импактное происхождение при падении на Землю крупных астероидов в геологически и геохимически благоприятные мишени. Во всех случаях источником рудного вещества в этих месторождениях была земная литосфера, а огромная энергия гигантских импактов при высочайших импульсных РТ-параметрах процессов импактного плавления метаморфизма способствовала ремобилизации и масштабной концентрации компонентов в рудных ликватах перегретых выше ликвидуса (супергорячих) импактных расплавов и в триггерных гидротермах, или же вызывала псевдоморфное импактно-метаморфическое образование высокобарных минеральных фаз (алмаза, коэсита, стишовита) по графиту и кварцу в благоприятных породах мишени. Такова природа попигайских импактных алмазов - якутитов, возникших за счет породообразующего графита в древних графитовых гнейсах анабарского щита, послуживших мишенью попигайскому астероиду.
(Мальков Б.А., 2006).
Попигайская структура расположена в северо-восточной части Сибирской платформы и "срезает" край Анабарского щита. На ее происхождение есть две альтернативные точки зрения: она рассматривается как астроблема, или как вулкано-тектоническая структура. Согласно В. Л. Масайтису с коллегами, Попигайская структура - метеоритный кратер, возникший в результате крупномасштабного импактного события, произошедшего 35,7 млн. лет назад. Кратер включает центральное поднятие, внутренний кольцевой желоб, кольцевое поднятие, внешний кольцевой желоб, а также внешнюю пологую воронку. При этом северный внешний сегмент ее сложен главным образом аллогенной брекчией, центральный - коптокластитами, а западный, южный и восточный - зювитами и тагамитами. С.Г. Бычков с соавторами, применяя метод векторного сканирования, предложили объемную модель гравитационного поля Попигайской структуры. По их расчетам влияние космического удара при ее формировании, выраженное в процессах перемещения и аккумуляции вещества горных пород, распространилось на глубину до 19 км. Происхождение взрывных структур К.К. Хазанович-Вульф объясняет с позиции взаимодействия электрического поля болида и электрического поля, создаваемого крупным тектоническим нарушением земной коры В.П. Ваганов с соавторами Попигайскую структуру рассматривает как вулкано-тектоническую депрессию: "извержения попигайского комплекса происходили в форме быстро следующих один за другим высокоподвижных пирокластических потоков", а в эволюции структуры выделены следующие стадии: 1 - прогибания (средний - поздний мел), приведшая к образованию впадины, выполненной карбонатными и вулканогенно-осадочными отложениями; 2 - куполообразования, связанная с воздействием летучих и ростом очага разуплотненных пород; 3 - быстро следующих друг за другом эксплозивных извержений и обрушения центральной части купола; 4 - блокового поднятия, завершившаяся излиянием тагамитов. Внутренняя часть Попигайской структуры в такой интерпретации выполнена субгоризонтально залегающими круптовулканитами верхнего мела - палеогена, а сама она представляет собой впадину, наложенную на центральную часть куполовидного поднятия. А.А. Маракушев и Л.И. Шахотько. Попигайскую структуру отнесли к проявлениям центробежной тектоники, в процессе которой флюидные растягивающие усилия способствовали образованию кольцевого вала пластин гранитогнейсов кристаллического фундамента Сибирской платформы. Различные подходы к проблеме происхождения Попигайской структуры отражены в принятой авторами терминологии слагающих ее пород. В интерпретации В.Л. Масайтиса с коллегами - это импактиты, коптокластиты, импактные брекчии, а в интерпретации В.П. Ваганова с соавторами - криптовулканиты, пирокластические образования. В связи с такой неопределенностью, следующей из диаметрально противоположных взглядов на генезис Попигайской структуры, слагающие ее структурно-вещественные комплексы авторы данной статьи предлагают объединить в единый попигайский комплекс, название которого нейтральное по отношению к исходной генетической модели. В пределах Попигайской структуры выполнен представительный комплекс геологоразведочных работ, в наибольшем объеме они проведены в западном и северном ее сегментах, а распределение алмазосодержащих пород охарактеризовано разрезами по более чем 400 скважинам глубиной от 100 до 1520 м. В связи с этим одна из задач нашего исследования - моделирование глубинного строения Попигайской структуры по данным интерпретации геолого-геофизических материалов с анализом ее приуроченности к элементам кристаллического фундамента Сибирской платформы
(Стогний Вас.В., Стогний Г.А., 2007).
Составлена сводка литературных данных по условиям образования высокоплотных полиморфных фаз SiO_2 (коэсит, стишовит), С (алмаз, лонсдейлит), Mg[2][Si[2]O[6]] (меджорит) и Mg[SiO[4]] (рингвудит) в статических и динамических условиях в эксперименте и природных условиях. Для обеспечения лабораторных экспериментов по гранту были отобраны пробы оливин-ромбопироксеновых перидотитов в массиве Крака (Южный Урал), графитового гнейса (на месторождении Тайгинка на Южном Урале) и кварцево-гранатово-биотитовых сланцев и тагамитов (в астроблеме Янисъярви в Карелии), плагиогнейсов из мишени астроблемы Попигай (Россия, Анабарский щит) и шараташского метаморфического комплекса (карьер Радостный, Южный Урал).
(Фельдман В.И., 2007).
К ЮВ от астроблемы расположена Анабарская зона взрывного магматизма, имеющая протяжённость около 300км при ширине от 70 до 150км. Диатремы, имеющие пространственно-временную связь с астроблемой расположены на расстоянии от 8 до 100км от ЮВ края Попигайской структуры среди карбонатных пород среднего кембрия и представлены туфами с прослойками гнейсов (со следами ударной деформации), доломитов и кварцевых песчаников.
(Хазанович-Вульф К.К., 2007).
Приведены данные, свидетельствующие, что плотные (~0,5-1 г/см{3}) водные включения в мономинеральных импактных стеклах Попигайской астроблемы фиксируют парадоксально высокое P (0,8-3,3 ГПа) своей консервации и являются уникальными индикаторами ударного плавления. Их образование в приповерхностных условиях стало возможным благодаря действию водного буфера, который замедлял спад ударного давления во флюидизированных сжатых средах. Весьма вероятно, что подобные высокобарические водные включениями являются специфической особенностью только больших астроблем
(Вишневский С.А., Гибшер Н.А., 2008).
Попигайская астроблема диаметром 100 км представляет один из самых уникальных метеоритных кратеров Земли. Изучение попигайских пород раскрывает особенности флюидного режима импактитов, пока еще слабо исследованных. Приведена специфика включений в мономинеральных стеклах плавления астроблемы. В лешательерите и K-Na апополевошпатовых стеклах из различных импактитов астроблемы содержатся сингенетичные ассоциации флюидных включения - от газово-жидких до жидких при 20'C. Эти включения являются водными с соленостью (в NaCl-экв.) 0.5-8 мас.% для лешательерита и 8.3-13.5 мас.% для K-Na стекол. Водные включения в лешательерите (T[плавл.]~1450-1700'C) фиксируют давление своей консервации от ~0.8 до 3.3 ГПа, а включения в K-Na стеклах (T[плавл.]~700-1200'C) - от 0.2-0.5 до 1.5-2.6 ГПа. Такие давления парадоксально высоки для земной поверхности и объясняются спецификой ударного плавления и закалкой "влажных" импактитов при остаточных ударных давлениях, которые сохранялись под действием водного буфера, замедлившего разгрузку ударно сжатых сред
(Вишневский С.А., Гибшер Н.А., Пальчик Н.А., 2008).
Одной из основных "донных" формаций уникальной Попигайской астроблемы является мегабрекчия, образующая концентрический пояс по периферии структуры. Она сложена хаотической смесью глыб различных пород мишени размером 1-100 м, цементированных мелкообломочным материалом. Классическим примером данной формации является обнажение Пестрые Скалы, которое представляет собой одни из самых впечатляющих выходов импактитов этой формации. Выше по разрезу на мегабрекчию этого обнажения с временным перерывом налегает мощная, более 100-150 м, толща апогнейсовых расплавных импактитов-тагамитов. Временной перерыв фиксируется по прослою зювитового песка в основании этой толщи и включениям зювитов, т. е. отложений взрывного облака, в самой мегабрекчии. В глыбах пород осадочного чехла мишени из обнажения следы ударного метаморфизма отсутствуют или он весьма слаб, не выше брекчий "грис" и конусов разрушения (давления ~5-7 ГПа). В глыбах архейских гнейсов фундамента мишени ударный метаморфизм проявился сильнее, но ограничен только начальными ступенями и лишь в редких случаях достигал стадий I и II с давлениями не более 20-40 ГПа. В частности, в гнейсах этого обнажения в астроблеме впервые диагностирован стишовит, который найден в диаплектическом кварце с планарными микроструктурами (давления ~12-15 ГПа). Таким образом, источником гнейсовых глыб мегабрекчии послужила зона умеренного импактирования пород фундамента с давлениями от 20-40 до ~5-7 ГПа. На основе известных представлений теории импактного кратерообразования внешний и внутренний радиусы этой зоны оценены для Попигайского импактного события примерно в 30 и 20 км от центра взрыва. Резко контрастируют с кластическими продуктами слабого и умеренного импактирования включения тагамитов в мегабрекчии, которые фиксируют сильный ударный метаморфизм с давлениями более 50-60 ГПа. Эти включения слагают неправильные массы различной величины (вплоть до тел объемом в десятки кубических метров) в цементе мегабрекчии или образуют инъекции в ее гнейсовых глыбах. Следы течения и турбулентного смешения расплава с обломками мегабрекчии указывают на то, что в момент контакта тагамитовые массы были мобильными и жидкопластичными, представляя сингенетический компонент этой формации.
(Вишневский С.А., Гибшер Н.А., Пальчик Н.А., 2010).
Приводятся результаты исследований лонсдейлита в импактных алмазах Полигайской астроблемы и в составе углеродной минерализации метасоматически измененных регионально-метаморфизованных пород Кокчетавского массива (Кумдыкольское месторождение). Сравниваются минералогические особенности лонсдейлита разного происхождения
(Шумилова Т.Г.; Масайтис В.Л.; Исаенко С.И.; Майер Е.; Кис В.К.; Макеев Б.А., 2012).
Получены спектры комбинационного рассеяния света (КР) и фотолюминесценции образца Попигайского импактного алмаза (ПИА). Анализ измерений позволяет утверждать, что в спектре КР образца ПИА найдены линии, принадлежащие структуре алмаза и лонсдейлита, а фотолюминесценция, наблюдаемая при ультрафиолетовом возбуждении на 355 нм, отличается пониженным вкладом азотных дефектов и повышенном содержании дефектов с характерной энергией люминесцении 1.8-2.2 эВ
(Герасимова Ю.В., Александровский А.С., Крылов А.С., Втюрин А.Н., Орешонков А.С., Афанасьев В.П., 2013).
Импактные алмазы Попигайской астроблемы (север Сибирской платформы) возникли при ударном сжатии и твердофазном переходе графита местных горных пород во время кратерообразующего события и отличаются рядом свойств от других типов природных алмазов. Они имеют сложный фазовый состав (лонсдейлит, кубический алмаз, аморфный углерод, графит, неизвестная сверхтвердая фаза углерода, "луковичный" углерод), характеризуются рядом специфических черт морфологии, поликристаллическим строением с высокой плотностью (до 5 на 10 А) линейно-плоскостных дефектов структуры и другими особенностями. Установлены возможности использования импактных алмазов в качестве технического абразивного сырья, однако некоторые их свойства указывают на возможности их применения и в других областях техники, в том числе в электронике
(Масайтис В.Л., 2013).
В лешательерите, K-Na апо-полевошпатовых и высоко-кремнеземных (73-98 масс.% SiO_2) импактных стеклах зювитовой мегабрекчии Попигайской астроблемы содержатся сингенетичные разно-плотные (при 20'С) флюидные включения, жидкая фаза которых представлена водой с низкой или умеренной соленостью. Консервация плотных (0.5-1 г/см^3) водных включений в этих стеклах протекала при давлениях от ~0.8 до 3.3 ГПа для лешательеритов и высоко-кремнеземных стекол, и от ~0.2-0.5 до 1.5-2.6 ГПа для K-Na апо-полевошпатовых стекол. Специфика ударного плавления влажных сред на фоне замедленного, до 10-12 с, разгружения от ударной нагрузки под действием водного буфера указывает, что вода в больших импактных событиях стимулирует появление "долгоживущих" флюидно-расплавных систем, в рамках которых мог протекать ряд процессов ранней дифференциации вещества Земли (например, с образованием древнейших высоко-калиевых кислых пород) или образование высоко-калиевых "кислых" стекол в базальтах Луны
Вишневский С.А., Гибшер Н.А., Карманов Н.С., Пальчик Н.А., 2014)
Уникальная во многих отношениях Попигайская астроблема, расположенная вблизи п-ова Таймыр, продолжает привлекать внимание в самых различных научных аспектах. Этому способствует большой масштаб импактного события (диаметр астроблемы - 100 км), молодой возраст (~35 млн лет), хорошая сохранность и обнаженность астроблемы, а также специфика пород мишени, на которых она была заложена. При ее образовании возникло порядка 2000 км^3 импактного расплава, преимущественно за счет ударного плавления архейских кристаллических пород Анабарского щита, сложенных хапчанской и верхне-анабарской сериями гнейсов. Будучи в целом весьма "сухими", эти гнейсы в ряде зон были диафторированы, что соответственно отразилось и на водосодержании апогнейсовых импактных расплавов-тагамитов, среди которых выделяются как "сухие", так и "влажные" импактиты с содержанием, соответственно, 0.74+-0,18 и 2.23+-0.48 мас.% H[2]O. Оба типа тагамитов хорошо отличаются между собой по петрографии и микроскопии. Среди "влажных" тагамитов были выявлены так называемые бирасплавные разности, в которых в том или ином количестве (иногда до 10 объем. %) рассеяны несмесимые с матрицей тагамита мелкие глобули "кислых" (72-77 мас. % SiO[2]), стекол , обогащенных калием (3-6 мас. % K[2]O) и водой (4-7 мас. % H[2]O); прочие петрогенные элементы находятся в подчиненном количестве. Показано, что подобные глобули являются продуктом "раннего" импактного аттатексиса гнейсов, который протекал в ударно-нагруженном состоянии при умеренном ударном метаморфизме (давления от ~29 до 50 ГПа). Выделившееся стекло образует межзерновые выделения в обломках гнейсов, оторочки вокруг этих обломков и струйные внедрения во вмещающий тагамит. Будучи высоко мобильными продуктами, эти внедрения, ветвясь и распадаясь, давали начало капелькам-глобулям "кислого" стекла, несмесимым расплавной матрицей тагамита. Описанные стекла, тонко-диспергированные во вмещающие тагамиты еще на стадии ударного нагружения и высокоградиентного течения среды, принципиально отличны от "бухитов", то есть, тех продуктов пирометаморфизма гнейсов, который протекал в высокотемпературном импактном расплаве уже на стадии его постударной эволюции. Химический состав описываемых стекол отвечает кислому гранитоидному расплаву калиевой специализации (данные 66 микрозондовых анализов, в мас. %, среднее+-стандартное отклонение): SiO[2] 71.92+-2.00; TiO[2] 0.24+-0.09; Al[2]O[3] 12.29+-1.29; FeO 1.41+-0.42; MgO 0.15+-0.08; MnO 0.02+-0.01; CaO 0.57+-0.65; Na[2]O 1.69+-0.50; K[2]O 5.51+-1.73; P[2]O[5] 0.12+-0.06; сумма 92.56+-2.07. Этот высококремнеземный состав не выводится из валовой петрохимии родительского гнейса или его конкретных минералов и является свидетельством высокомобильной селективной сепарации ряда петрогенных элементов при импактном анатексисе
(Вишневский С.А., Попов Н.В., 2014).
Проведенные сравнительные исследования якутитов и внутрикратерных импактных алмазов (оптические свойства, изотопный состав, газовая хроматография, КР-спектроскопия, рентгеноструктурные исследования, в т. ч. с помощью синхротронного излучения) позволяют сделать вывод об их полной аналогии; это дает основание утверждать, что якутиты являются продуктами дальнего закратерного выброса в момент попигайского события. Распространенность якутитов только в восточных - юго-восточных румбах от Попигайского кратера следует относить к артефактам. Исходя из того, что якутиты являются продуктами дальнего закратерного выброса в момент импактного события, можно ожидать их отличия от внутрикратерных образцов по причине того, что в момент выброса якутиты претерпели закалку, а внутрикратерные отжигались достаточно долго по мере остывания тагамитового расплава. Обнаружены некоторые признаки этих различий. Силикатные пленки на выделениях якутитов авторами интерпретируются как остатки силикатного расплава, застывшие на якутитах в момент их выброса. Гидроокислы железа на поверхности якутитов - диагенетический продукт, сформированный в россыпи
(Афанасьев В.П., Елисеев А.П., 2015).
Была исследована группа образцов попигайских импактитов, предоставленных Институтом геологии и минералогии СО РАН. Образцы размером до 1 мм по внешнему виду можно условно разделить на три группы: черные или темно-серые, желтые и прозрачные бесцветные. Как показали измерения методом картирования спектра комбинационного рассеяния по поверхности образца, черные образцы представляют собой графит с включениями микрокристаллов кубического алмаза. Прозрачные образцы представляют собой фазу метастабильного гексагонального алмаза
(Втюрин А.Н. [и др.], 2015).
Коды
