КОЛЬЦЕВЫЕ СТРУКТУРЫ

source - http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati40.htm - Я.КАЦ, В.КОЗЛОВ и др. рассматривают современные представления о кольцевых структурах земной коры.


Интерес к кольцевым структурам возник в середине 1970-х в связи с широким развитием исследований Земли из космоса после знаменитых снимков Г.Титова.

Развитие космической геологии вызвало повышенный интерес к этой категории внутриплитных структур.

В 1975 г. В.М. Рыжовым и В.В. Соловьевым была опубликована карта морфоструктур центрального типа территории СССР в масштабе 1:10000000. Все указанные на карте кольцевые структуры (несколько сотен) разделены на купольные, кольцевые и купольно-кольцевые. В возрастном отношении они образуют две группы: домезозойскую и мезокайнозойскую. Наиболее крупные из структур, достигающие в поперечнике 1000 км, расположены в районе Западно-Сибирской низменности, в Казахстане и на Северо-Востоке России. В крупные структуры вписываются более мелкие кольца, полукольца и полуовалы, диаметр самых мелких из которых составляет не более 50 км. Одна из самых крупных кольцевых структур, расположенная на Северо-Востоке и имеющая в диаметре 900 км, состоит из сочетания 35 колец, овалов и полуколец.

На основании изучения кольцевых структур среди них выделяют несколько генетических типов. Наиболее распространены структуры магматогенного происхождения (вулканогенные, вулканоплутонические, плутонические), метаморфогенные (гранитокуполльные) структуры, связанные с диапиризмом, солянокупольные, структуры ударного (метеоритного) происхождения, сводовые поднятия и погружения, связанные с нарушением изостатического равновесия и структуры гетерогенного происхождения.



Космическое зондирование поверхности Земли и подспутниновые геологические исследования позволили выявить многочисленные кольцевые структуры, отличающиеся генезисом (происхождением), возрастом и размерами, колеблющимися от сотен метров до 2—3 тысяч километров. Оказалось, что 3/4 установленных кольцевых структур возникла в течение последних 3 000 Ма, а остальные образовались вследствие падения крупных метеоритов. К настоящему времени признано, что кольцевые структуры имеют самое различное происхождение:тектоническое, магматическое (в том числе вулканическое), метаморфическое, метеоритное,сейсмическое, сложное, но эти структуры играют фундаментальную роль и на других планетах Солнечной системы. Более того, именно на планетах земной группы типа Меркурия, Марса и Луны ( где они образуют основной фон) и на Венере (где они развиты в несколько меньшей степени), а также на большинстве спутников Юпитера они были обнаружены впервые.

Интерес к кольцевым структурам возник в середине 70-х годов нашего столетия в связи с широким развитием исследований Земли из космоса.
Космическое зондирование поверхности Земли и наземные (подспутниновые) геологические исследования позволили ученым в сравнительно короткий срок выявить многочисленные кольцевые структуры, отличающиеся генезисом (происхождением), возрастом и размерами, колеблющимися от сотен метров до 2—3 тысяч километров. При этом оказалось, что примерно 3/4 установленных кольцевых структур возникло в результате геологического развития Земли в течение последних 3 миллиардов лет, а остальные образовались вследствие падения крупных метеоритов. К настоящему времени большинство исследователей признает, что кольцевые структуры могут иметь самое различное происхождение:тектоническое, магматическое (в том числе вулканическое), метаморфическое, метеоритное,сейсмическое, сложное. фундаментальной ролью кольцевых структур в строении литосферы не только Земли, но и других планет Солнечной системы.

ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КОЛЬЦЕВЫХ СТРУКТУР ЗЕМЛИ

Первой кольцевой структурой Земли, описанной учеными древности, был Везувий.

Потом были описаны другие вулканические образования.

Другими кратерами были кратеры метеоритного происхождения, одним из которых оказался Аризонский кратер, хотя уже первые белые поселенцы использовали метеоритное железо для хозяйственных нужд. Но в 1891 году один из таких обломков попал в руки американского ученого А. Э. Фута, который и определил его метеоритную природу. Фут принялся изучать окрестности кратера и обнаружил в одном из осколков мелкие зерна импактного алмаза. В 1902 году кратер посетил американский геолог Г. К. Джильберт и тоже пришел к выводу о его метеоритном происхождении, но потом отказался от него, связав образование кратера со взрывом подземного пара или газа. Наиболее полное изучение Аризонского кратера провел американский геолог X. X. Найниджер, который собрал тысячи образцов метеоритного вещества, обнаружил тонкорассеянное вещество в раздробленных породах инашел характерные породы, образовавшиеся при взрыве — импактиты.

Американский геолог Р. Дитц первым выделил главные характеристики импактных кратеров в 1960 году предложил термин “астро-блема” для обозначения древних метеоритных кратеров, которые утратили четкую выраженность в рельефе, но сохранили геологические структуры и горные породы как свидетельства взрыва при падении крупного метеорита, а представления о древних кольцевых структурах космического происхождения прочно укоренились в научной литературе.

В познание метеоритных кратеров большой вклад внесли работы горного инженера И. А. Рейнвальда, который с 1927 по 1941 год занимался изучением группы кратеров Каали на острове Сааремаа в Эстонии. В 1937 году ему удалось найти в нескольких кратерах обломки железного метеорита и тем самым доказать их внеземное происхождение. С 1956 года кратеры изучает эстонский геолог А. О Аалоэ. Был определен точный возраст главного кратера: всего 2660 лет.

Достаточно давно были известны кольцевые структуры Шотландии, связанные с вулканической деятельностью и обозначенные дуговым обрамлением конических даек, обрамляющих древние вулканы неогенового возраста.

Округлые куполовидные структуры в областях Уачита и Колорадо привлекли в 1933 году внимание американского геолога У. Бухера. Он назвал эти структуры криптовулканическими. Эти структуры представляют собой купола диаметром 10—12 километров с дуговыми и радиальными разрывами В их центральных частях выявлены малые интрузии щелочного состава — магматические тела, образованные при застывании магмы на глубине.

В 1949 г. появилось сообщение финский геолог П. Эскола об округлых образованиях в структуре Балтийского щита, сложенного древними метаморфическими и интрузивными породами. В дальнейшем такие структуры были описаны на всех щитах.
В эти же годы китайский геолог Ли Сыгуан проводил исследования так называемых вихревых структур. По его мнению подобные структуры возникают за счет поворота отдельных блоков и при этом они приобретают кольцевую форму. Так было положено начало ротационной геологии.
В 1960-х американский геолог Э. Уиссер описал в западных Кордильерах крупные куполовидные структуры поперечником в десятки километров. Купола подчеркнуты радиальной гидросетью, а в их центре располагаются гранитные массивы или вулканические кальдеры.

Но только с внедрением космических снимков в практику геологических исследований вошли тысячи космических изображений земной поверхности и интерес к кольцевым структурам возрос многократно.

Кольцевые структуры на космических снимках выглядят круглыми или овальными, полностью или фрагментарно замкнутыми. Они состоят из ядра и внешнего контура.

Границей кольцевой структуры принято считать наиболее удаленный от ядра концентрический элемент или внешний контур, ограничивающий фотоаномалию.

Очень часто кольцевые структуры осложнены системами разломов: концентрическими, секущими, сегментарными и радиальными.

Выраженность кольцевых структур на космических снимках различна и зависит от размера, тектонической активности, степени сохранности и т. п., но общим правилом является возможность более уверенно дешифрировать кольцевые структуры малого диаметра по сравнению с объектами больших размеров.

Устанавливаются различные соотношения кольцевых структур с рельефом: прямое — когда кольцевая структура и рельеф согласуются, и обращенное — в случае когда рельеф и кольцевая структура имеют обратные соотношения.

В природе кольцевые структуры выступают чаще всего в качестве депрессий; на земной поверхности они располагаются одиночно и группами.

В настоящее время считаеься, что:

1. Кольцевые структуры — важный элемент континентальной коры. Они отражают разноглубинные латеральные горизонтальные вещественные неоднородности планеты.

2. Смена различных стадий развития континентальной коры в ходе геологической истории сопровождается сменой количественно преобладающих генетических типов кольцевых структур — от нуклеарных к метаморфогенным, магматогенным и, наконец, к мантийно-очаговым.

3. Макро-кольцевые образования являются образованием сложного генезиса. Мезо- и мини-кольцевые структуры формируются под влиянием лишь одного ведущего геологического фактора, а микро- кольца порождены одноактными явлениями.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЬЦЕВЫХ СТРУКТУР

Классифицировать кольцевые структуры Земли можно по многим признакам — по размерам, генезису, различиям в сложности строения, по связям с рельефом, по выраженности на космофотоснимках, по знаку движения, геометрическим особенностям и т. д., но уже достаточно двух признаков: размеров и генезиса. При этом следует помнить, что кольцевая структура может быть порождена одним геологическим фактором (моногенная структура) или несколькими геологическими процессами (полигенная структура). Отмечается прямая зависимость между размерами кольцевых структур, сложностью их строения и продолжительностью времени их формирования. Например малые кольцевые структуры с диаметром до нескольких сот метров, как правило, моногенны и, вероятно, представляют результат относительно кратковременного одноактного геологического процесса.Кольцевые структуры диаметром в сотни километров и более могут быть образованы в результате наложения нескольких геологических процессов (магматизма, метаморфизма, тектогенеза и т. д.), протекающих на протяжении многих миллионов лет.Моногенные кольцевые структуры очень часто осложняют более крупные полигенные.

В современной классификации кольцевых структур могут быть две группы признаков: размерн и структурно-генетическая разновидность.

По размерности выделено пять основных классов структур: мега-, макро-, мезо-, мини- и микроструктуры.

Среди генетических разновидностей моногенных кольцевых структур выделяются метаморфогенные, магматогенные, тектоногенные, экзогенные и импактные, но в 10— 20% случаев выявить их генетическую принадлежность невозможно и поэтому их следует отнести к самостоятельному классу структур невыявленного генезиса.

К полигенным кольцевым структурам (по размерам это мега- и макроструктуры) относятся нуклеары - древнейшие сложно построенные кольцевые образования литосферы.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЬЦЕВЫХ СТРУКТУР
ротационный эффект