Патомский кратер – земной или небесный?
жүктеу/скачать 0.77 Mb. Pdf көрінісі
|
| Фото Е. Козырева
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ЭКСПЕДИЦИЙ Патомский кратер Центральная горка Кол ь ц ев о й в ал п оздн и й К о льц е во й ро в К ол ь ц ев ой в а л р а нн ий В н ешни й ск л о н к ону с а 22 ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ЭКСПЕДИЦИЙ 23 Особенно важно, что в некоторых глыбах песчаников внутри кратера обнаружена повышенная суммарная концентрация редкоземельных элементов (РЗЭ). В отдельных пробах она достигает 557 г/т, что в шесть раз выше, чем в песчаниках вмещающей толщи. Оказалось, что в этих песчаниках содержатся минералы сфен, цир- кон, апатит и флюорит, которые обладают свойством концентрировать РЗЭ в своем составе. Применение метода нормировки по хондритам показало, что по ха- рактеру распределения РЗЭ и уровню их концентрации некоторые карбонатизированные песчаники Патомс- кого кратера довольно близки к породам современных карбонатитовых вулканов Восточно-Африканской рифтовой зоны. Помимо карбонатов, содержащих углерод в окис- ленном состоянии (СО 2 ), в породах кратера были также обнаружены восстановленные формы углерода и водорода (в виде СО и Н 2 ), что свидетельствует о глубинном источнике включений карбонатных мине- Результаты химического анализа показали, что тер- ригенные породы раннего кольцевого вала значительно обеднены этими металлами по сравнению с породами за пределами кратера. Например, никеля в песчаниках меньше вдвое, а в сланцах – почти втрое по сравнению со средним его содержанием в этих же породах во вме- щающей кратер толще земли. Такой характер распреде- ления концентрации противоречит гипотезе об участии метеоритного вещества в процессах формирования Патомского кратера. С другой стороны, отдельные зоны кратера, выде- ленные на основе геолого-петрографических данных, характеризуются и геохимическими различиями. Такая зональность свойственна породам, связанным с влия- нием эндогенных процессов. Наибольший интерес представляет вещественный состав отдельных глыб терригенных пород внутри на- сыпного конуса кратера, вынесенных при его формиро- вании из глубинных горизонтов (горизонтальных слоев земной коры). Оказалось, что в песчаниках и сланцах содержание щелочно-земельных металлов (Ca, Sr, Ba) существенно выше – иногда более чем в полтора раза – по сравнению с теми же породами во вмещающей толще. Эти металлы привносятся растворами глубин- ного формирования и при химическом взаимодействии с углекислотой СО 2 осаждаются в разных породах в виде карбонатных минералов. отнести к концу XV – началу XVI вв., а формирование позднего кольцевого вала – к 1841—1842 гг., т. е. спустя более чем 300 лет после начала становления кратера. О происхождении геологического объекта может свидетельствовать и геохимический анализ состав- ляющих его пород и минералов. Популярно говоря, по химическому составу «подземные» и «небесные» материалы резко различаются. Чтобы решить вопрос генезиса, на Патомском кратере и в его окрестности были собраны образцы всех главных типов горных пород. Их элементный состав анализировался в Инсти- туте геохимии СО РАН методами масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP MS) и рентге- нофлюоресцентного анализа (RFA). Критерием «небесного» происхождения материала принято считать специфический (более равномерный по сравнению с земными породами) характер распре- деления металлов с атомными номерами в диапазоне 21—30 (например, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu). При этом ни- кель является главным индикаторным элементом, так как обычно содержится в метеоритах в наибольшем количестве, даже образуя уникальные минералы никеля и железа (например, камасит-тэнит). С помощью геологических молотков отбирают пробы сцементированных пород В карбонатизированных песчаниках и сланцах можно увидеть под микроскопом кристаллы кальцита CaCO 3 По соотношениям между редкоземельными металлами породы Патомского кратера (1—4) близки к карбонатитам (5) современных вулканов Восточно-Африканской рифтовой зоны Керимаси (К) и Олдоиньо-Ленгаи (О) После сильного механического повреждения части корневой системы радиальный прирост дерева стал очень неравномерным, а с левой стороны прекратился вовсе С помощью геологических молотков участники экспедиции отбирают пробы горных пород В геохимии для описания сравнительного содержания РЗЭ применяют метод нормировки «по хондритам». Для этого концентрацию каждого элемента делят на его среднестатистическое содержание в хондритах (ве- ществе каменных метеоритов). Получившийся спектр относительных концентраций РЗЭ и его индикатор (соотношение атомов La/Yb) характеризуют источник «редких земель» Геохимические признаки наличия метеоритного вещест- ва – это высокая концентрации никеля и других химичес- ких элементов с близким порядковым номером (скандий, хром, ванадий, железо, кобальт, медь и др.) ралов (Летников и др., 1980). Наибольшее содержание СО (около 9 мл/г) зафиксировано в известняках цент- ральной горки и кольцевого рва – участках кратера, где по глубинному вертикальному каналу мог поступать наверх глыбовый материал насыпного конуса. Сера по праву считается одним из главных элементов «подземелья». Хотя общее содержание серы в боль- шинстве пород кратера невелико (менее 0,1 %), среди карбонатных пород кратера наиболее богаты серой известняки позднего кольцевого вала и центральной горки – ее концентрация достигает здесь 0,3 %. Такое повышение означает, что процесс накопления серы происходил уже на заключительных этапах становле- ния Патомского кратера. Наличие серы в восстановленном состоянии подтверждается и органолептически: на кольцевом валу кратера весьма ощутим специфический запах «тухлых яиц», свидетельствующий о присутствии сероводорода. 1 песчаник 2 сланец (глыбы) 3 песчаник и кварцевый песчаник 4 известняк раннего вала 5 карбонатиты 10 4 10 3 10 2 10 1 1 L a C e P r N d S m E u G d T b D y H o E r Y b L u к o Нормированная концентрация |