Признаки импактных структур

Для идентификации метеоритного кратера необходимо выявить следующие ключевые признаки.

1. Кольцевая структура на поверхности (однако, последующие движения земной коры могли привести к деформации этих структур).

2. В центре кратера куполовидная структура и брекчиевидные отложения.

3. Структура, в которой окружающие кратер пласты опрокинуты.

4. Брекчирование в окружающих породах.

5. Присутствие метеоритного материала (обломков метеорита, муассанита, железо-никелевых и железных шариков, повышенные содержания платины, никеля, иридия и др. элементов). Если только кратер древнего происхождения, метеоритный материал может быть не обнаружен.

6. Изменения в породах, связанные с шок-метаморфизмом, т.е. развитие конусов обрушения, присутствие минералов высокой плотности, развитие планарных структур в минералах, витрификация стекла. Эти признаки могут исчезнуть в результате последующего метаморфизма.

7. Аномалии геофизических свойств в пределах изучаемой территории: силы тяжести, магнитных свойств, скорости сейсмических волн и др.

Первый и второй признаки выявляются при дешифрировании аэрофотоснимков и космоснимков, анализа топокарт и форм рельефа, седьмой – при анализе геофизических карт. Эти три признака выявляются на подготовительном этапе, а все остальные – при проведении полевых работ на выявленных структурах.

Наиболее надёжными признаками являются четвёртый, пятый и шестой. На основании надёжности доступных данных по М.Денс (Dence M.R.) импактные кратеры необходимо подразделять на три категории:

1) точно установленные импактные кратеры, в которых был обнаружен метеоритный материал;

2) вероятные импактные кратеры, в которых можно наблюдать структуры, возникшие при шок-метаморфизме;

3) предполагаемые импактные кратеры, выделяемые по кольцевой форме структуры и т.д.

По данным на 1990 год было выявлено 63 структуры первой группы, 42 – второй, 39 – третьей.

Соляные купола

Соляные купола не только ценный источник каменной соли (галита, карналлита, сильвина, каинита) для химической промышленности, но и сами по себе интересны, так как образуют геологические структуры, с которыми могут быть связаны месторождения нефти и природного газа.

Рис. 7.23. Схематическое изображение последовательного развития асимметричного штока цехштейновой (верхнепермской) соли (по Трусхейму). 1 – слой соли; 2-3 – соляная подушка; 4-5 – соляной шток.

Явление, при котором определённые массы горных пород, по-видимому, выжимаются снизу вверх, называлось диапиризмом.

Было доказано, что образование диапиров, вызвано плавучестью, которая обусловлена относительно низкой плотностью соли (от 1.6 до 2.2 г/см³). Если нижележащий пласт соли, перекрытый более плотными толщами пород, способен к пластическому течению, то он начнёт подниматься, деформируя окружающие породы (рис. 7.23). Серия структурных движений такого происхождения была установлена на севере Европы в Германии, а потом и во многих других регионах мира (в Прикаспийской впадине, во впадине Голфа на Северо-Американском континенте и др.), и получила название «соляная тектоника» или «галокинез» по Трусхейму.

Развитие соляных куполов приводит к образованию антиклиналей и синклиналей в перекрывающей толще. Размеры перекрывающей осадочной толщи над антиклиналями (над куполами) могут быть намного меньше, чем над синклиналями (до 1:10).

Движение соли вверх происходит не равномерно по всей массе, а в нескольких отдельных зонах. Внутренняя структура даёт возможность представить себе механизм поднятия соляного купола. Внутри он разделён на отдельные шипообразные зоны, Вся структура движется вверх благодаря тому, что эти зоны поднимаются не одновременно («рывками») относительно друг друга. При таком дифференцированном движении внутри соляного купола, вероятно, образуются зоны смятия и разрывные нарушения, которые затем снова текут и деформируются. Окружающие купол осадочные толщи приподнимаются вверх и изгибаются под действием движения соли, а иногда могут деформироваться до такой степени, что становятся вертикальными или местами опрокидываются. Деформации развиты лишь вокруг вешней границы купола, масштаб и форма их обусловлены размерами купола.

При достижении вершины соляного массива (купола, штока) уровня грунтовых вод начинается процесс растворения и выноса соли в растворах. В силу этого вершина массива приобретает плоскую форму – образуется так называемое соляное зеркало (рис. 7.24, 7.25), на котором формируется слой (кепрок) из оставшихся слабо растворимых или нерастворимых включений пород (ангидрида, гипса, глины и др.), находящихся в массиве соли.

Рис. 7.24. Соляной массив с подвёрнытыми склонами. «Соляное зеркало» с кепроком. 1 – соляной массив (шток); 2 – надсолевые породы.

Рис. 7.25. Соляной массив (купол) с изогнутым соляным зеркалом, перекрытым кепроком. 1 – соляной массив; 2 – кепрок; 3 – надсолевые породы.

Формы соляных структур

Соляной слой начинает течь, когда перекрывающий его осадочный материал, будучи погребённым и уплотнённым, достигает плотности и мощности (около 1000 м), которые придают соляному слою текучесть, достаточную для всплывания. Скорость миграции вначале 0.3 мм/год, затем увеличивается.

Рис. 7.26. Схема, иллюстрирующая образование форм соляных структур в зависимости от глубины их погребения (по Трунсхейму).

По Трунсхейму, подъём соляного слоя начинается, по-видимому, с образования соляных подушек благодаря горизонтальной миграции соли. Затем рельеф верхней поверхности соляного слоя развивается в процессе всплывания соли вверх до образования соляных штоков, которые могут потом сливаться и формировать соляные валы (рис. 7.26). Там, где соляной слой погребён на глубине более 5000 м, по-видимому, образуются соляные валы, протягивающиеся в длину более чем на 100 км при ширине 4-5 км с интервалами в 8-10 км. Область развития соляных валов будет окружена областью развития соляных штоков 2-8 км в диаметре, если основание соляного слоя расположено на глубине 3000-5000 м. А за пределами области развития соляных штоков можно наблюдать только развитие соляных подушек.

По результатам изучения соляной тектоники многих соленосных бассейнов были выделены следующие формы соляных структур:

1. Соляные подушки, образующие ряды.

2. Соляные валы вдоль сбросов у края бассейна. Соль вздувается на поднятом крыле сброса, образуя купола или складки, замыкающиеся на глубине.

3. Глубинные соляные купола, расположенные на глубине 2 км и более. Осадки над ними образуют купола и сбросы, а протыкание осадков солями незначительное (рис. 7.7).

4. Купола протыкания или штоки. Соль прорывает перекрывающие осадки при движении вверх по сложным сбросам либо при смещении неконсолидированных осадков (рис. 7.27, 7.28).

5. Остаточные соляные структуры (называемые в Северо-Германской низменности черепаховой структурой). Эти структуры возникают при оттоке соли из участка вокруг купола протыкания, в результате чего образуется соляное тело с утонёнными краями.

Рис. 7.27. Разрез соляного купола холма Уикс-Айленд (по Атуотеру и Форману). Вертикальный и горизонтальный масштабы равны. Тонкие вертикальные линии – скважины. Единицы измерения – футы (1 фут = 12 дюймам или 0.3048 м).

Рис. 7.28. Структурная карта кровли соляного купола холма Уикс-Айленд (по Атуотеру и Форману). Стратоизогипсы кровли относятся к глубине, измеренной от верхнего края песчаника, обозначенного как слой «S». Единицы измерения – футы (1 фут = 12 дюймам или 0.3048 м).