Импактный (ударный или шоковый) метаморфизм

Лекция №8

Импактный (ударный или шоковый) метаморфизм

            Этот метаморфизм связан с образованием метеоритных кратеров, которые называют  астроблемами («звездные раны»).

Примеры метеоритных кратеров:

• Каньон Дьябола или Аризонский метеоритный кратер (США), возраст 50 тыс. лет (самый молодой), диаметр 3 км.
• Кратер «Рис» (Бавария), диаметр 24км.
• Попигайская астроблема (Россия, район Хатангского залива), возраст 38,9 млн. лет (палеоген, KZ), диаметр 75 км.
• Кратер «Эльгыгытгын» (Чукотка), возраст 3,5 млн. лет, диаметр 18 км, глубина 1,5 км.
• Гигантская астроблема  п-ва Юкатан (Америка) в джунглях, возраст 44 млн. лет, диаметр 170-180 км.

С астроблемами связаны месторождения алмазов.

Столкновение кометы, но не с поверхностью Земли, а с Юпитером наблюдалась астрономами в период 16-22 июня 1994 года. Комета диаметром 10км была захвачена гравитационным полем Юпитера и превратилась в  «комету-поезд». Далее она распалась на части Шумейкера-Леви. При ударе в атмосфере Юпитера образовался фаербол – огненный шар, высотой до 3000 км и выделились: Na, Mg, Fe, Si, S, аммиак, Co, H₂O, циановодород, H₂S, CS, CS₂, S₂, CH₄, C₂H₂, C₂H₆ и другие, впервые наблюдался Li.

Астроблемы бывают: 1.свежие (открытые), 2.захороненные (погребенные).

Строение метеоритных кратеров (воронок):

Приведено на рис.1.

1.  Аллогенная брекчия (насыпной вал)

2.  Аллогенная брекчия и импактиты

3.  Зона частичного плавления

4.  Зона разрушения горных пород

5.  Зона пластических деформаций

                                                                                            Рис.1.

Условия образования метеоритного кратера

Различают шесть ступеней ударного метаморфизма:

1. P<10 ГПа и t<100°С. В горных породах развивается трещиноватость минералов
2. P 10-35 ГПа и t 100-300°С. Появляются диаплектовые структуры – промежуточная стадия между стеклом и кристаллической фазой.
3. P 35-45 ГПа и t 300-500°С.Появляются диаплектовые стекла, т.е. происходит плавление минералов с сохранением морфологии зерен.

Продукт плавления кварца в рамках одного зерна называется лешательерит, если плавится плагиоклаз, на его месте образуется маскелинит.

На этих стадиях начинают появляться высокобарические минералы: коэсит, стишовит. Появляется алмаз и его высокобарические модификации – лонсдейлит и чаоит.

4. P 45-60 ГПа и t 900-1500°С. Диаплектовые стекла начинают пузыриться.
5. P 60-90 ГПа и t 1500-3000°С. Полное плавление горных пород со смешением магматического стела.
6. P>90 ГПа и t>3000°С. Полное испарение силикатов.

Внутреннее строение захороненного метеоритного кратера

Показано на рис.2.

1. Цокольный комплекс
2. Коптогенный комплекс – совокупность пород, образованных при ударном метаморфизме
3. Заполняющий комплекс
4. Перекрывающий комплекс (осадочные горные породы)
5. Инъекционный комплекс.

                                                                                           Рис.2.

Горные породы, возникающие при ударном метаморфизме

            Наибольший интерес представляет коптогенный комплекс, в котором объединяются аллогенная брекчия, не содержащая алмазов и импактиты, содержащие алмазы. Среди импактитов различаются зювиты и тагамиты.

Тагамиты это массивные породы, которые образуются в результате плавления первичных пород без перемешивания расплавленного стекла.

Зювиты состоят из расплавленного стекла, но главным образом, из большого количества погруженных в него нерасплавленных обломков первичных горных пород и минералов. Они представляют собой переходные горные породы от импактитов к аллогенным брекчиям.

Выводы из анализа ударного метаморфизма

Подобно другим планетам Солнечной системы в период 4.4-3.8 млрд. лет назад Земля подверглась мощной метеоритной бомбардировке и интенсивному ударному метаморфизму, и выглядела, как современная нам обратная сторона Луны. Гранитная оболочка на ней тогда отсутствовала.

1. В 1980 году испанскими геологами братьями Альваресами в «рыбной глине» в Дании на границе мел-палеоген обнаружен горизонт резко обогащенный иридием – иридиевая аномалия. Выяснилось, что по всему миру граница мела и палеогена разграничивается иридиевой аномалией.

Причины: 1) вулканическое извержение

                  2) столкновение Земли с метеоритом диаметром около 10км, повлекшее массовое вымирание организмов на Земле (импактная гипотеза гибели динозавров). Столкновение Земли с крупными кометами происходит 1 раз в 50 млн. лет.

2. Удары крупных метеоритов могут образовывать очаги магмаобразования, например, массив Садбери в Канаде.