МЕТЕОРИТЫ

 

 

Кратер Жаманшин

 

Э. П. Иаох, Л. Л. Нашкаров, Л. И. Генаева

 

ВОЗРАСТ СТЕКОЛ УДАРНОГО КРАТЕРА ЖАМАНШИН ПО ДАННЫМ ТРЕКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Стекла, обнаруживаемые в насыпном вале кратера Жаманшин, весьма разнообразны по объему, составу и текстурпо-струк- турным особенностям, что свидетельствует о большом разнообразии условий их выплавления и последующей закалки. Происхождение их трактуется по-разному. П. В. Флоренский [Флоренский и др., 1979 ] выделял здесь основные и кислые импактиты-жаман- шиниты, возникшие путем прямого ударного плавления пород мишени, и тектиты-иргизиты, представляющие собой, по его гипотезе, результат конденсации силикатных паров из взрывного облака.

 

Все другие исследователи в дальнейшем основные жаманшини- ты также относят к бесспорным импактитам, происшедшим из вул- каногенно-осадочной толщи раннего карбона, входящей в состав мишени. Происхождение кислых жаманшинитов и иргизитов трактуется по-разному. В. Боушка [Bouska et al., 1981] считает пх продуктами плавления осадочного чехла, В. Л. Масайтис [Масай- тис, Селивановская, 1987] — терригенно-кремнистой толщи фундамента, состоящей из переслаивания кремнистых, глинистых и зеленых сланцев (метавулканитов).

 

Э. П. Изох развивает гипотезу о внеземном происхождении стекол тектитового состава, которая опирается на аналогию кислых жаманшинитов и иргизитов с тектитами Австрало-Азиатского пояса, в том числе Вьетнама, где получены прямые доказательства возрастного парадокса: резкой разницы между радиогенным возрастом самих тектитов и моментом их выпадения на земную поверхность [Аракелянц и др., 1988; Изох, 1985, 1986; Изох, Ле Дык Ан, 1983, 1988). Упомянутая выше аналогия находит себе весьма серьезное подкрепление в ряде новых фактов, свидетельствующих о геологически весьма юном возрасте кратера Жаманшин, а следовательно, о проявлении и в этом объекте парадокса возраста тектитов (см. ниже). Кроме того, важно подчеркнуть, что основные жаманшиниты почти непз- менно переполнены включениями или остатками исходных для них карбоновых вулканитов, тогда как в кислых стеклах остатков исходных пород не бывает. Они, как это присуще тектитам во всем мире, чужды своему окружению. Один лишь этот факт позволяет подозревать принципиально иной генезис кислых (текти- товых) стекол Жаманшина по сравнению с основными, бесспорно импактными стеклами.

 

Таким образом, в дискуссии о земном или же внеземном происхождении тектитов Жаманшина ключевым оказывается вопрос о радиогенном возрасте отдельно взятых тектитов и импактитов, а также о геологических данных, удостоверяющих возраст самого кратера. Как показано в статье Э. П. Изоха (см. наст. сборник), геологические данные с большой вероятностью указывают на го- лоценовый, но никак не более древний возраст кратера (т. е. не более 10 тыс. лет), что близко совпадает с возрастом тектитоносно- го горизонта во Вьетнаме и в Австралии [Изох, Ле Дык Ан, 1988 ]. Поэтому были основания ожидать, что столь же юный возраст, практически близкий к нулю, должны иметь и основные жаманшиниты как заведомые импактиты.

 

В публикациях, касающихся радиогенного возраста стекол Жаманшина [Аракелянц и др., 1988; Флоренский, Дабижа, 1980; Флоренский и др., 1979; Storzer, Wagner, 1969, 1977, 1979], приводился возраст только кислых стекол тектитового состава в диапазоне 0,6—1, 1 млн лет. Данные по основным и вообще по заведомо импактным стеклам отсутствовали, причем были основания подозревать, что они в процессе анализа не давали ожидаемых (сравнимых с тектитами) результатов и выбраковывались.

 

Таким образом, перед авторами настоящей статьи встала задача заполнить имеющийся пробел, предвидя при этом возможность получения парадоксальных определений возраста. Это предвидение, как показано ниже, подтвердилось.

 

 

Для трековых исследований были выбраны два образца типичных, достаточно гомогенных, кислых жаманшинитов, по облику и составу неотличимых от тектитов типа Муонг-Нонг иа Вьетнама (образцы Ж7-6 и Ж20-5), а также четыре обр ;!'!ца вполне типичных основных жаманшинитов (ЖЗЗ-м, Ж43-а, Ж45-а, Ж45-е). Последние представляют собой массивные бомбы размером до 10 — 15 см в поперечнике со жгутово-канатной поверхностью, с плотным шероховатым матовым стеклом на изломе, в котором ясно видны участки и полоски гладкого блестящего стекла, обычно на периферии бомб. Эти блестящие гладкие участки наиболее бедны пузырьками-пустотами и лучше всего пригодны для выявления и подсчета треков. По химическому составу они неотличимы от матовых полос, в шлифах более прозрачны и гомогенны [Изох, Ле Дык Ан, 1983].

 

Методика определения времени накопления треков осколков спонтанного деления урана с учетом возможного термического отжига треков в течение всей истории их существования к настоящему времени достаточно хорошо разработана и неоднократно применялась для датирования различных природных стекол, в том числе тектитов [Кашкаров и др., 1969; Carpenter, 1972; Storzer, Wagner, 1969]. Отметим лишь некоторые характерные особенности трековой методики при ее применении для датирования природных стекол. Так как треки в стеклах протравливаются не на полную длину, то фигуры травления, наблюдаемые на исследуемой поверхности, в зависимости от угла наклона трека к поверхности травления имеют форму от вытянутых эллипсов до округлых образований. Наличие сферических пузырьков воздуха тех же размеров, что и треки в исследуемых образцах стекол, крайне затрудняет задачу безошибочного подсчета треков. Это особенно важно при определении очень низких (менее 100 трек- см-2) плотностей треков спонтанного деления. Поэтому для возможно более полного исключения этого эффекта для измерения выбирались лишь те участки бомб, содержание пузырьков воздуха в которых, как уже сказано выше, было минимальным.

 

Для оценки и учета числа треков спонтанного деления, ориен- тпрованных к поверхности перпендикулярно и образующих круглые ямки травления, мы исходили из того, что треки спонтанного и нейтронно-индуцированного деления имеют одинаковое изотопное распределение. Поэтому, подсчитав с достаточно высокой статистической точностью соотношение числа круглых и эллиптических треков для случая нейтронно-индуцированного деления, мы использовали затем эту величину при подсчете полного числа треков спонтанного деления. В среднем для изученных нами основных стекол доля треков, фигуры травления которых практически не отличаются от сферических пузырьков воздуха, составила 10—20 % , что позволило ввести соответствующую поправку к числу безошибочно наблюдаемых треков спонтанного деления, имеющих четко идентифицируемые эллиптические фигуры травления на поверхности образца.

 

Содержание урана в образцах определялось путем сопоставления плотностей треков нейтронно-индуцированного деления ядер урана в образцах (рг) и в эталоне (Рэт), одновременно облучаемых тепловыми нейтронами ядерного реактора. Для измерений использовался эталон серии NBS-612, содержание урана в котором известно с высокой точностью CU, эт = (37,38±0,08) -10~6 г/г [Carpenter, 1972).

 

Особое внимание было уделено определению возможного термического отжига треков спонтанного деления урана, что привело бы к частичному или полному их исчезновению и, следовательно, к занижению возраста исследуемых стекол. С целью контроля и учета эффекта отжига треков было проведено измерение диаметров треков спонтанного и нейтронно-индуцированного деления.

 

Сопоставление полученных распределений диаметров треков показывает, что между треками спонтанного и нейтронно-индуци- рованного деления существенного различия не наблюдается. Исходя из этого можно заключить, что, несмотря на крайне малую статистику для числа измеренных спонтанных треков, не наблюдается какого-либо заметного термического отжига треков в исследуемых образцах основных стекол.

 

Таким образом, впервые полученные в настоящей работе низкие значения ( <; 0,1 млн лет) трекового возраста основных жаманшинитов — первое независимое от геологических наблюдений и соображений указание на существование в кратере Жаманшин такого же возрастного парадокса, как во Вьетнаме и в Австралии, а следовательно, на принадлежность кратера к той же цепи космо- генных событий, которые привели к выпадению тектитов в гигантском Австрало-Азиатском поясе.

 

Данное исследование было выполнено еще в начале 1987 г. [Kashkarov et al., 1987]. Сразу после этого те же образцы были отданы Е. М. Колесникову с целью контрольного измерения возраста стекол калий-аргоновым методом. По его данным [Kolesni- kov et al., 1987 ], возрасты импактитов и тектитов кратера близки. К такому же выводу, но уже опираясь на трековый метод, судя по предварительным сведениям, пришел также Д. Шторцер, исследовавший по нашей просьбе те же образцы. Причина расхождений пока не ясна. Тем временем Л. Л. Кашкаров провел ряд дополнительных экспериментов методического характера с целью проверки эффекта вторичного нагрева (отжига) треков в стеклах разного состава. Эти эксперименты позволили снять сомнения в том, что полученная разница в возрасте кислых и основных стекол обусловлена какими-то внешними причинами. Важно иметь в виду, что малый (менее 100 тыс. лет) трековый возраст основных жаманшинитов-импактитов хорошо согласуется с имеющимися на сегодня геологическими данными о весьма юном голо- ценовом возрасте самого кратера Жаманшин.

 

Наличие различных, в том числе диаметрально противоположных, точек зрения на возраст кратера и на природу сосредоточенных в нем стекол на первых этапах исследования вполне естественно. Столь же неизбежно, что дальнейшее изучение проблемы при условии строгого и объективного арбитража выявит правоту лишь одной из сторон. Остается надеяться, что произойдет это в не очень отдаленном будущем. Сейчас налицо все предпосылки для плодотворного и интересного решения проблемы возрастного парадокса и загадки тектитов на примере кратера Жаманшин.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Аракелянц М. М., Шуколюков Ю. А., Данг Ву Минь, Изох Э. П. К—Аг возраст тектитов Вьетнама и астроблемы Жаманшин // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири.— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988.— С. 239-244.

Изох Э. П. Парадокс возраста тектитов и полей их выпадения // Метеоритика. — 1985.- Вып. 44.-С. 127-134. Изох Э. П. Петрохимия пород мишени, импактитов и тектитов астроблемы Жаманшин // Космическое вещество и Земля.— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.- С. 159-203. Изох Э. П., Ле Дьш Ан. Тектиты Вьетнама. Гипотеза кометной транспортировки // Метеоритика.- 1983.- Вып. 4,2.- С. 158-169. Изох Э. П., Ле Дьш Ан. Геологическая позиция тектитов и их значение для четвертичной геологии и геоморфологии Вьетнама // Актуальные вопросы метеоритики в Сибири.— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988.— С. 205-230.

Кашкаров Л. Л" Генаева Л. И. О возможности исследования интенсивности первичного космического излучения по трекам ядерных частиц в метеоритах и тектитах // Изв. АН СССР. Сер. физ. — 1966. — Т. 30, No 11.- С. 1799-1801.

Кашкаров Л. Л., Генаева Л. И., Лаврухина А. К. и др. Возраст вьетнамских тектитов по трекам осколков деления урана // Метеоритика.— 1966.— Вып. 45.- С. 165-170.

Масайтис В. Л., Селивановская Т. В. Петрохимические типы импактных расплавов кратера Жаманшин и их реконструируемые исходные субстраты // Зап. Всесоюз. минерал. о-ва.— 1987.— Ч. CXVI, вып. 1.- С. 52-59.

Флоренский П. В., Дабижа А. И. Метеоритный кратер Жаманшин.— М.: Наука, 1980.- 127 с.

Флоренский П. В., Перелыгин В. П., Баженов М. Л. и др. Комплексное определение возраста метеоритного кратера Жаманшнн // Астроном. вестник.— 1979.- Т. 13, No 3.- С. 178-186.

Bouska V. V., Povondra Р., Florensky Р. V., Randa Z. Irghizites and zliaman- shinites: Zhamanshin crater, USSR // Meteoritics.— 1981.- V. 16, N 2.- Р. 171-184.

Carpenter В. S. Determination of trace concentration of boron and uranium in glass Ьу nuclear track technique // Anal. Chcm.— 1972.— V. 44, N 5.- Р. 600-602.

Kashkarov L. L., Genaeva L. 1., Izoch Е. Р. Fission track dating for glasses from Zhamanshin astrobleme // Abstr. 2-nd Intern. Confer. on natural glasses.— Praque, 1987.— Р. 32-33.

Kolesnikov Е. М., Izoch Е. Р. et al. The potassium-argon isotopic age of g] ass samples from crater Zhamanshin // Abstr. 2-nd Intern. Confer. on natural glasses.— Praque, 1987.— Р. 42.

Storzer D., Wagner G. А. Correction оГ thermally lovered fission track ages of tektites // Earth Planet. Sci. Lett.— 1969.- V. 5, N 7.- P. 463-468.

StOrzer D., Wagner G. А. Fission track Dating of meteorite impacts // Meteoritics. — 1977.- V. 12, N 3.- Р. 368-369.

StOrzer D., Wagner G. А. Fission track dating of Elgygytgyn, Popigai and Zhamanshin impact craters: по sources for Austral-Asian of North-Amcri- can tektites // Meteoritics.— 1979.— V. 14, N 4.- P. 541—542.

 

 

К содержанию книги: СЛЕДЫ КОСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЗЕМЛЮ

 

Смотрите также:

 

Катастрофы в истории Земли

Ученые изучили распределение возрастов крупных ударных кратеров на поверхности Земли.
10,5 километра и два в Советском Союзе - Эльгы-гытгын и Жаманшин с диаметрами...