Ударный метаморфизм; Бурение. [8]
Ископаемая впадина (Зоткин, Цветков, 1970)
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).
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. 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.
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 - 70 С.
поропыльцевой 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.
(Бадюков, 2005).
(Масайтис, 1979)
1 - отрицательные магнитные аномалии;
2 - контур кратера
Магнитные аномалии над кратером. Сильное влияние тектонических блоков мишени, сказывается их гетерогенность.
(Дабижа, Федынский, 1979)
Три модельных поперечных радиальных сечения Пучеж-Катунской ударной структуры:
Морфология истинного дна Пучеж-Катунского кратера.
(Катастрофические воздействия..., 2005)
Кольцевая гравитационная аномалия, сильно искажённая влиянием геологических структур (Дабижа, Федынский, 1979) 
Мозаичное изображение в искусственных цветах Пучеж-Катункской метеоритной структуры, синтезированное из снимков, полученных спутником Landsat 7, полосы 5, 4, 1. (Бадюков, 2005). |
Аномалии силы тяжести в районе кратера (получено по данным GLOBAL MARINE GRAVITY V18.1 средствами системы ENDDB).
...в небольшой кольцеобразной Ковернинской впадине доггер подстилается мощной (до 1 км) толщей брекчий из пород триаса, палеозоя и кристаллического фундамента, а также типичных импактитов. Это структура предположительно является раннеюрской (?) астроблемой.
(Милановский, 1996).
На территории европейской России одной из крупнейших астроблем в мире является Пучеж-Катункская астроблема диаметром около 80 км, образование которой связано с падением астероида диаметром не менее 5 км. Такой огромный объект при вхождении в атмосферу Земли должен был создать сильнейшее энергетическое (электрическое) воздействие на поверхность и недра планеты, в результате чего должны были формироваться "диатремовые шлейфы". Поэтому, территория вокруг этой астроблемы представляет особый интерес для поисков новых алмазных месторождений и нуждается в тщательном анализе.
(Хазанович-Вульф, 2007).
Изучался ромбический пироксен импактитов Пучеж-Катункской астроблемы, испытавших средние ударные давления на породу 12,0-22,0 ГПа. Исследования проводились на сканирующем электронном микроскопе (Camscan-42) с помощью микрозондового анализа (МГУ, геол. фак.) и дифрактометрии (Дрон-1). По мере увеличения ударных нагрузок в роговой обманке обнаружено следующее: 1) увеличивается кол-во планарных деформаций, 2) на дифрактограммах отмечается уменьшение интенсивности пиков, а в области 2'ТЭТА'=40-50'ГРАД' даже исчезновение некоторых рефлексов, 3) изменяются параметры элем. яч., уменьшается ее объем, 4) увеличиваются вариации хим. составов.
(Fedorova, Sazonova, Feldman, 1989).
Центр. поднятие (ЦП) является наиболее выраженной структурой данной астроблемы. Оно скрыто под мезо-кайнозойскими осадочными отложениями мощностью до нескольких сотен метров. Размеры плоской поверхности по изогипсе 300 м - 8*7 км. Склоны поднятия ниже этого уровня обычно ступенчатые. Размеры ЦП по подножию, ограничиваемому кольцевым желобом, по данным сейсмо- и гравиразведки, 25-30 км. Превышение вершины ЦП над днищем желоба 1,9-2,6 км. Сводовая часть ЦП выше изогипсы 300 м - кольцеобразная гряда, вытянутая на С.-С.-В. со склонами различной крутизны. Кроме того, сводовая часть ЦП осложнена впадиной глубиной 350 м и размером в плане 5*4 км, заполнена полимиктовыми аллогенными брекчиями мощностью до 285 м. Сложено поднятие аутогенной брекчией, представленной деформированными и ударно-метаморфизированными архейскими гнейсами, амфиболитами, а по периферии - аргиллитами. Крупные блоки архейских пород частично смещены относительно друг друга. Породы блоков брекчированы, а также инъекцированы до глубины 1225 м жилами тагамитов мощностью до 15 м. В аутогенной брекчии широко проявлялись гидротермальные процессы
(Мащак, Масайтис, 1990).
В р-не наблюдаются участки глыбовой и крупнообломочной аллогенной брекчии. Обломочные массы перемещались по радиальным, относительно центра кратера, направлениям и в результате эродирующего воздействия первых на коренные породы образовалось несколько желобов выпахивания. Желоба прослеживаются на расстояние 15-20 км, ширина их от 1,5 до 6 км, глубина до 120 м. Мощность глыбовой брекчии в желобах до 150 м; на грядах, разделяющих желоба, мощность ее резко уменьшается. Брекчия на 70-90% состоит из местных пород и до 30% - из обломков и глыб, вынесенных из внутренней части кратера. Анализ состава и структуры данных образований показывает, что они являются аллогенными импактными литоидными брекчиями и сформированы за счет раздробления верхнепермских и нижнетриасовых пород цоколя при их радиальном перемещении грязекаменными потоками. Материал из центр. части астроблемы частично перемещался по баллистическим траекториям
(Масайтис, Наумов, 1990).
Глубинная исследовательская скважина под названием Воротиловская была пробурена в Пучеж-Катунской ударной структуре (Европейская часть России, 57 06' N, 43 35' E). Возраст структуры около 80-200 млн лет; она хорошо изучена геол. и геофизическими методами. Кратер диаметром ~40 км окружен кольцеобразной террасой с радиальными бороздами в основании. Терраса шириной ~20 км покрыта остатками аллогенной брекчии. В центральной части кратера находятся полимиктовая брекчия и зювиты. На всех породах есть отложения озерных осадков, образовавшихся позднее. Центр. поднятие сложено крупными блоками кристаллических пород основания и имеет центр. углубление около 600 м. Геол. колонка буровой скв. в центр. поднятии состоит из глин, песков и озерных осадков (0-260 м); зювитов, переотложенных в верхней части (260-430 м); полимиктовой брекчии с фрагментами кристаллических и осадочных пород (430-500 м); мезократового биотита и амфибол-биотитовых гнейсов, частично гранитизованных, линз амфиболитов и ультраосновных пород (550-3080 м); лейкократового биотита и амфибол-биотитовых гнейсов, линз амфиболитов, кварцитов и кальцифиров. Предварительное изучение скв. показывает, что кристаллические породы были метаморфизованы ударными давлениями от 45 ГПа вблизи поверхности до 15-20 ГПа на глубине ~5 км
(Pevzner et al.., 1992).
Скважина, пробуренная в центральной горке до глубины 5,1 км, вскрыла импактиты (зювиты, аллогенные и аутогенные брекчии), начиная с глубины 366 м. По предварительным данным интенсивность диаплектовых превращений минералов в кристаллических породах спадает от 45-50 ГПа в верхней части импактитов до 15-20 ГПа на глубинах 4-4,5 км. Отмечается, что процессы теплового метаморфизма часто накладываются на таковые ударного метаморфизма, приводя к тому, что ударные стекла и диаплектовые минералы оказываются раскристаллизованными до тонкозернистых гранобластовых агрегатов. Главный результат исследования состоит в обнаружении неизохимичности процесса диаплектовых превращений, так что продукты их могут содержать компонент, которого не было в исходном минерале. Приводятся примеры такого рода. Отмечается также, что в полисинтетически сдвойникованных плагиоклазах превращение всегда начинается более интенсивно в одной системе двойникования и очень часто одна из этих систем оказывается полностью изотропной, тогда как другие еще вовсе не трансформированы. Неизохимичность превращения (особенно по К и Na) приводит к различиям состава систем двойникования. Исследования продолжаются
(Feldman, 1992).
На основании данных, полученных по Воротиловской скв. и сделанным ранее оценкам начального диаметра структуры (40 км) и ударного давления от 45 ГПа на поверхности до 15-20 ГПа на глубине 5 км, а также полученных ранее модельных соотношений, рассматриваются процессы, происходившие в центр. части кратера при его образовании. Радиус переходной полости оценивается в 10 км, энергия удара - в (1-3)*10('28 )эрг, диаметр ударника - в 2-4 км (при угле соударения 45 град.), объем ударного расплава - в 40 куб. см, а его глубина - 3 км. С учетом этих оценок рассматривается история деформации пород в ходе образования этого сложного кратера, моделируется процесс обрушения переходной полости и тепловое состояние подкратерного пространства
(Ivanov, 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 и др., 1993).
Псевдотахилиты и ультрамилониты Пучеж-Катункской астроблемы возникли в результате сдвиговых напряжений и фрикционного скольжения, причем темноцветные минералы подвергались более интенсивному разрушению и плавлению; количество ультрамилонитов резко преобладают над псевдотахилитами, ультрамилониты образовывались в широком диапазоне температур (650-1200) и при относительно низких давлениях - до 12-13 кбар; псевдотахилиты возникали при высоких температурах, низкой фугитивности кислорода, преимущественном плавлении биотита, резком переохлаждении и большой скорости охлаждения расплава.
(Сазонова, Коротаева, 1995).
По структуре пород и истории их метаморфизма проводятся аналогии между лунными гранулитами - перекристаллизованными поли-или мономиктовыми брекчиями - и земными коптобластитами - метаморфизованными кристаллическими породами. В качестве примера последних кратко описываются аутигенные кристаллические брекчии центр. горки Пучеж-Катунского ударного кратера и сходные образования др. кратеров, в том числе Седбери. Характеристическая особенность коптобластитов - перекристаллизация их при т-рах 950-1100 С, что значительно превышает послеударные т-ры. Причины такого разогрева не всегда ясны. Автор связывает его со сдвиговыми напряжениями, сильными дифференциальными смещениями и пластическими деформациями, особенно по трещинам, ориентированным под углом к фронту ударной волны. Тот же механизм разогрева предполагается и при образовании лунных гранулитов.
(Masaitis, Mashchak, 1995).
Приводятся результаты геохимических и изотопно-геохронологических исследований реперных докембрийских пород и импактитов из кернов скв. на Воротиловском выступе, вскрывшей одну из крупнейших ударных структур до глубины 5374 м. Гнейсы и амфиболиты фундамента платформы формируют бимодальные серии, метаморфизованные при Т=700-800 C и Р=7-8 кбар и повторно метаморфизованные при Т=600-700 C и Р=3,5-5 кбар. Кислородно-изотопные данные для амфиболитов ('дельта'{18}О=+4,3%%) и гнейсов ('дельта'{18}О=+7,2%%) показывают, что их предшественники были соответственно базальтовые и фельзитовые мигматиты. Мин. Sm-Nd возраст этих пород составляет 2,65 млрд. лет. Импактитовый расплав имеет андезитовый хим. состав (ближе к гнейсовому). Он обогащен N[2]O+K[2]O, а также N и Nb (возможно из метеоритного вещества). Содержания в импактитовом расплаве несколько выше, чем в аналогичных породах из др. регионов. Кислородно-изотопный состав расплава ('дельта'{18}О=+7,3%%) корреспондируются со значениями 'дельта'{18}О в гнейсах. Модельный Sm-Nd возраст расплава составляет 2,36 млрд. лет, что меньше возраста вмещающих пород.
(Rosen et al., 1995)
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, 1996).
Изменения пород Воротиловской глубокой скв., обусловленные импактным воздействием, проявлены неравномерно, их интенсивность с глубиной уменьшается. Скважина не вышла из зоны ударных преобразований, которые по предварительной оценке проявляются до глубины 9-10 км
(Воронцова, Галкина, Розаев, 1996).
Ударно-метаморфизованные и частью катаклазированные гнейсы и амфиболиты центр. поднятия Пучеж-Катункской астроблемы испытали наложенные термальные преобразования при т-рах, которые существенно превышали нагрев за фронтом ударной волны и иногда достигали т-р плавления. Термальные преобразования пород проявляются в форме перекристаллизации диаплектовых кварца и полевых шпатов, рекристаллизации диаплектовых стекол по этим минералам, разложении и перекристаллизаций биотита и роговой обманки, при этом полностью стираются признаки предшествующих ударных деформаций этих минералов. При наиболее интенсивных термальных преобразованиях и бластезе возникают коптобластолиты - породы, полностью утратившие структурно-текстурные особенности исходных кристаллических пород, имеющие иной по сравнению с ними минерал. состав. Термальные преобразования, приводящие к перекристаллизации и образованию коптобластолитов, установлены также в кристаллических породах центр. поднятий Терновской и Болтышской астроблем, аналогичные породы были ранее описаны в ядре импактной структуры Вредефорт. Метаморфизованные импактные брекчии известны в экзоконтактах мощных пластовых тел импактного расплава (астроблемы Садбери, Болтышская), аналогичным преобразованиям подвергаются обломки ударно-метаморфизованных пород, захваченных крупными массами импактного расплава (астроблемы Попигай, Маникуаган, Мистастин и др.). Брекчированные и катаклазированные термально-перекристаллизованные породы земных импактных кратеров напоминают лунные гранулиты - перекристаллизованные материковые брекчии Луны, условия залегания которых пока достоверно не установлены. Наиболее вероятно, что неравномерное дополнительное повышение т-ры предварительно нагретых при прохождении ударной волны пород на дне переходного кратера под точкой удара (за счет этой области в фазу ранней модификации формируется центр. поднятие) вызывается сдвиговыми напряжениями в разгружающемся материале, особенно в зонах между крупными блоками.
(Масайтис, Машак, 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, Kostuchenko, Ivanov, 1996).
Рассмотрены геохимические особенности характерных продуктов импактного процесса путем изучения распределения ассоциаций элементов в разрезе Воротиловской глубокой скв. до глубины 5374 м. Установлено, что при ударном сжатии образуются импактно-измененные породы, существенно не отличающиеся по составу от пород мишени. Расплавные импактиты - тагамиты и импактные стекла - формируются в результате селективного плавления пород, при котором расплав обогащается щелочными, сидерофильными и редкоземельными элементами. При полном гомогенном плавлении состав расплавов соответствует составу пород мишени. На основании исследования отношений {87}Sr/{86} и {3}He/{4}He в породах мишени и импактитах установлено, что формирование расплавных импактитов происходило in situ без участия мантийных компонентов. Новообразованные ассоциации элементов (-Mo, Ni, Be, Co, Zn, B, In, V и II - Li, Sr, B, Ni, Be, Pb, Cu, Mo, Co) в разрезе скважины обусловлены гидротермальным преобразованием пород постимпактными растворами. отделившимися от импактных расплавов при шоковой декомпрессии
(Юшко, Кременецкий, Воронцов, 1998).
Рассмотрены результаты глубокого бурения в Пучеж-Катункской импактной структуре, расположенной в европейской части России. Воротиловская скважина, заложенная в пределах выступа кристаллических пород в центре этой структуры, достигла глубины 5374 м. Изучение ствола скважины и керна комплексом геологических и геофизических методов выявило различные особенности преобразованных ударным метаморфизмом и сопутствующими процессами пород, что, наряду с анализом окружающей геологической обстановки, позволило реконструировать условия формирования импактной структуры, имеющей диаметр 80 км и возникшей около 165 млн лет назад. Работа сопровождается фотографиями, диаграммами, схематическими картами, разрезами
(Масайтис, Певзнер, 1999).
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, Воронцов, Галкина, 1999).
Воротиловская взрывная кольцевая структура (ВКС) расположена в центре Русской плиты Восточно-Европейской платформы в 70 км севернее г. Нижнего Новгорода. Как известно, на происхождение взрывных кольцевых структур существует две противоположные точки зрения: эндогенная и космогенная (метеоритная). Воротиловская глубокая скважина (ВГС) пробурена в центре ВКС с целью выяснения глубинного строения типичной кольцевой структуры для решения, в частности, вопроса о ее природе. Вещество (керн ВГС) всесторонне исследовано различными методами, в том числе изучены магнитные свойства. Проведено около 17600 измерений кажущейся удельной объемной магнитной восприимчивости индукционным методом на ненарушенном керне с глубины 244 м до 525 м. Более детально магнитные свойства исследовались на 900 кубических образцах. Магнитная восприимчивость гнейсов, кристаллических сланцев и амфиболитов ВГС на 1-2 порядка превышает таковую для гнейсов подобного состава Восточно-Европейской платформы. Для тагамитов магнитные параметры сходны с таковыми в других астроблемах (Горшков, 1985). Установлено, что ферримагнетик, обуславливающий магнитные свойства пород в основном представлен магнетитом и титаномагнетитом (ТМ) с небольшим содержанием TiO[2] и Al[2]O[3], а в некоторых образцах - пирротином. Отмечается наличие ферримагнетика двух генераций: а) крупные (десятки и сотни мкм) первичные зерна ТМ, магнетита, ильменита; первичный ТМ представлен зернами переменного состава в широком интервале размеров от однодоменного до многодоменного; б) мелкие (<1 мкм) однодоменные зерна магнетита второй генерации. Наличие второй генерации мелких магнетитовых зерен обнаруживается до глубины около 3650 м и является результатом "какого-то" достаточно кратковременного воздействия при относительно низких температурах. Результат этого воздействия не является ни результатом быстрой закалки, как в случае океанических лав, ни результатом раскристаллизации стекол, т. к. во всех случаях сохранены крупные зерна первичного ТМ и ильменита. Особенности магнитных свойств керна ВГС и характер их изменения с глубиной не противоречат тем явлениям, которые возникают при соударении массивного летящего со сверхвысокой скоростью тела с земной поверхностью (Wasilevski, 1973), тем самым подтверждая экзогенную природу ВКС. Магнитная модель события представляется следующей: генерация плазмы во время удара; генерация электромагнитного поля, ударной волны; сугубо неравновесный процесс локального плавления силикатов и образование стекол; образование мелких частиц ферримагнетика из железосодержащих (биотит, амфибол, пироксен) минералов; намагничивание пород при последующей разгрузке и остывании. С большой долей вероятности можно утверждать, что эти процессы происходили до глубины не ниже 4000 м.
(Галкина, 2000).
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, 2000).
На Пучеж-Катункской импактной структуре диаметром 80 км, где пробурена глубокая (5374 м) Воротиловская скважина, сформировавшейся на рубеже 175 млн. лет, установлено, что породы центрального поднятия на глубине 500-600 м претерпели ударное воздействие 45-50*10{9} Па, а ниже 5000 м 10-15*10{9} Па. По сравнению с породами кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы выделенные в скважине продукты термального метаморфизма-"коптобластолиты" характеризуются повышенной пористостью, аномальной магнитной восприимчивостью и остаточной намагниченностью, низкими величинами общей плотности, скоростями упругих волн и теплопроводностью
(Vorontsov, Pevzner, Masaitis, 2000)
Рассмотрено сопоставление численных моделей и наблюдаемых геологических и геофизических данных по пяти параметрам ударных кратеров на Земле, Венере и Луне. Систематическое изучение морфологии кратеров в широком диапазоне диаметров в рамках одной общей модели показывает, что количественные модели еще не могут достаточно точно воспроизводить геологические данные по профилям высот кратеров. Модели деформации стратиграфических слоев и структурного подъема слоев в кратерах (Чикшулуб, Мексика, и Пучеж-Катункский, Россия) несколько отличны от геологич. данных. Объем ударного расплава хорошо аппроксимируется модельным уравнением, однако в случае косых ударов исследования еще продолжаются. Затухание пикового давления ударной волны с ростом глубины под поверхностью мишени легко описывается численной моделью, но очень плохо сопоставляется с наблюдениями по минералам (Пучеж-Катункский, диаметр 40 км). Начато сравнение моделей и наблюдений геометрии и размера зоны трещиноватости. В случае слоистых мишеней сопоставлены с наблюдениями модели образования полей рассеяния тектитов и образования кратеров в водной толще
(Ivanov, 2003).
Проведены комплексные геотермические исследования теплового режима гигантской ударной структуры Чиксулуб (п-ов Юкатан, Мексика). Выполнена оценка равновесных значений градиента температуры по результатам термокаротажа, проводившегося в 2002-2004 гг. Определена эффективная теплопроводность пород, вскрытых в структуре Чиксулуб скважиной Яксопойл-1. Анализировались вариации плотности кондуктивного теплового потока вдоль скважины Яксопойл-1. Экспериментальные результаты интерпретируются с геолого-геофизической позиции. Особенности геотермических характеристик ударных структур обобщены с привлечением данных об ударных структурах Риис (ФРГ) и Пучеж-Катункская (Россия). Для уточнения равновесных значений т-ры, термоградиента и результатов расчета плотности ТП обработаны данные измерений т-ры, проводившихся в 2003 г. в Кольской и Воротиловской глубинных геолабораториях. Проведены исследования влияния пластовых условий на теплопроводность осадочных пород, вскрытых Тимано-Печорской глубокой научной скважиной
(Попов, 2006).
Наиболее вероятное время образования пород коптогенного комплекса относится к позднему триасу или к ранней юре. При этом примечательно, что В. Т. Умнова по данным изучения комплекса спор и пыльцы в цементе брекчий пучежской толщи не исключает их триасовый возраст, а Э. М. Румянцева определила возраст комплекс спор и пыльцы из нижних слоев каверинской свиты как "возможно раннеюрский". Время образования Пучеж-Катунской астроблемы является, по нашему мнению, поздний триас или ранняя юра, вероятнее всего - поздний триас
(Сластенов, 2007).
Воротиловская глубокая скважина (ВГС) глубиной 5374 м и находящаяся рядом скважина-спутник (СС) глубиной 1498 м пробуерны в конце 1980-х годов в центре т. н. Пучеж-Катунской импактной структуры (Воротиловского выступа), имеющей возраст около 167 млн. Импактная структура характеризуется куплообарзным поднятием кристаллических пород фундамента, имеющим диаметр 8-10 км и амплитуду поднятия 1,6-1,9 км и окружаенным кольцевым желобом диаметром 40 км, глубина которого относительно верхушки составляет 1,5-1,7 км. В зоне непосредственно выступа кристаллические породы поднимаются до глубин 400-600 м от поверхности, что является уникальной для Русской платформы геологической особенностью данной структуры.
(Диденкулов и др., 2008)
Подчеркивается неопределенность изотопного и стратиграфического методов определения возраста структур Пунеж-Катунская (220-167 млн. лет) и Оболонь (215-169 млн. лет). Результаты датирования по палеогеографическим картам этого периода показывают, что возраст первой структуры больше 170 млн. лет, а второй - меньше 185 млн. лет. Следовательно, структура Оболонь не могла образоваться в позднем триасе - периоде множественных ударных событий на Земле около 214 млн. лет назад.
(Schmieder, Buchner, 2008).
Подробные геоакустические исследования выполнены в августе 2011 г. в центр. части Восточно-Европейской платформы прибором с уникальными характеристиками сенсора, установленным в необсажденной скважине на глубине 3200 м, вскрывшей коренные консолидированные породы. Воротиловская глубокая скважина (ВГС) глубиной 5374 м пробурена в 1988-1992 гг. в центре Пучеж-Катунской кольцевой геологической структуры, расположенной на северо-западе Нижегородской области. Координаты скважины: 56 58' с. ш. и 43 43' в. д. Для места измерения и глубины характерно интенсивное проявление термального метаморфизма, наиболее высокий уровень которого испытали породы на глубинах 886-1580 и 2406-3270 м импактного кратера, образовавшегося при ударе и взрыве метеорита, в центре которого расположена исследуемая скважина.
(Беляков, Лавров, Николаев, 2012).
Впервые с помощью анализа липидных биомаркеров реконструирована структура микробиоценозов пород, вскрытых Воротиловской глубокой скважиной, которая соответствует импактному происхождению Пучеж-Катунской кольцевой структуры. Установлено, что основой функционирования подземного микробиоценоза является окисление углеводородных газов алканотрофными рокококками. Показано научно-практическое значение проведенных исследований
(Шеховцова, 2013).
Пучеж-Катункская (ПК) структура, расположенная в Среднем Поволжье центральной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП), выражена в качестве системы сложных дислокаций и метеоритного кратера с центральным поднятием. На основании структурных исследований были выявлены признаки ее длительного развития. Установлены четыре стадии деформаций: 1) покровно-складчатые и 2) транспрессионные деформации герцинского этапа; 3) импактное формирование кратерной воронки и системы радиально-концентрических нарушений в ранней юре; 4) малоамплитудная тектоническая активизация герцинских разрывных структур, имевшая место на киммерийско-альпийском этапе развития. В целом ПК структура приурочена к наиболее тектонически напряженному сегменту Владимирско-Вятской зоны дислокаций, разделяющей крупнейшие палеоструктуры ВЕП. Она представляет собой долгоживущую зону, развивавшуюся циклично, начиная с коллизионных событий палеопротерозоя, вплоть до киммерийско-альпийского этапа активизации. Такое "прицельное" попадание метеоритного тела в узел концентрации деформаций одного из крупнейших тектонических нарушений ВЕП выглядит маловероятным. Тем не менее, имеющиеся на данный момент материалы, - оценки амплитуд импактного воздействия (до 50 ГПа) и закономерное их снижение с глубиной - не позволяют отказаться от метеоритного генезиса ПК структуры.
(Колодяжный, 2014).
По мнению авторов нет универсальной концепции структуры подземной биосферы, т. к. условия существования in situ сильно варьируют между: 1) пространством пород и подземными водами; 2) кристаллическими и осадочными породами; 3) платформенными участками и подвижными поясами; 4) породами с различным литогенезом и температурой in situ. Можно лишь, изучив потенциальные условия существования в некоторой области земной коры и, сопоставив их с известными свойствами микроорганизмов, составить предполагаемую схему структуры микробного сообщества в пределах данного участка. Результаты наших исследований позволяют заключить, что микробные системы как кристаллических, так и осадочных пород глубоких горизонтов Пучеж-Катункской импактной структуры можно отнести к углеводородокисляющему фильтру литосферы, который распространяется вглубь дальше, чем постулирует концепция
(Шеховцова, Первушина, Ягушкина, 2014)
Коды