0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Еспов В.П.   Калужский кратер   / /   Вопросы археологии, истории, культуры и природы Верхнего Поочья: Материалы XII Всероссийской научной конференции. Калуга,3-5 апреля 2007 г.     Калуга:   Издательство «Полиграф-Информ»   -   2008 C. 371-374.




Калужский кратер

Есипов В.П., ПК «Гео»


Окрестности г. Калуга пережили длительную и сложную историю геологического развития. Эта территория находится в зоне глубинных разломов, зародившиеся в самые ранние стадии образования земной коры, когда она состояла из отдельных плавающих островов в море полурасплавленного земного вещества. Эта ранняя стадия развития земной коры получила название «Лунной» или нуклеарной. Нуклеары – это кольцевые структуры-гиганты стабильных участков первородной земной коры. Калужский кратер расположен в зоне глубинных разломов, разделяющих два крупных нуклеара: Сарматский и Скифский. Сарматский расположен к северу северо-востоку от Калуги, а Скифский – к юго-западу. Каждый из них имеет диаметр 1000 км. Зона разломов, разделяющая их, протягивается от Прибалтики до Нижней Волги (Рис. 1).


Строение земных недр около Калуги состоит как бы из двух этажей: нижний – кристаллический фундамент, залегающий на глубине около 1 км; верхний – так называемый осадочный чехол.

Древнейшие отложения, слагающие фундамент, представлены кристаллическими породами (гнейсами), относящимися к архейской эре (возраст более 2,6 млрд. лет).

В протерозойское время (эра первичной жизни, 2,6 – 1,9 млрд. лет назад) на всей этой территории происходит горообразование (Карельский орогенез). В этот период идет формирование разнообразных кристаллических сланцев, кварцитов, происходит внедрение магматических пород, и изливаются на поверхность земли лавы.

После завершения горообразования в течение 1,3 млрд. лет горы под действием воды, солнца и ветра полностью разрушились и превратились в равнинную сушу. В районе Калуги 600 – 570 млн. лет назад из трещинных вулканов вновь изливается лава и идет образование красноцветных песчаников, конгломератов, глинистых сланцев и вулканических туфов. А затем наш регион на 200 млн. лет становится прибрежной равниной, и эрозионные процессы продолжали выравнивать земную поверхность.

На этом древнейший этап развития местности закончился, и наступило время образования осадочного чехла. Состав пород, слагающих эту километровую толщу и их чередование в разрезе свидетельствуют об изменениях в движении земной коры и климатических условиях, существовавших в нашем регионе в то или иное время. С середины девонского времени и до начала нижнекаменноугольного здесь плещется теплое мелководное море и идет образование известняково-доломитовых толщ с гипсом и поваренной солью.

Эту спокойную платформенную жизнь региона 380 млн. лет назад, в морсовско-мосоловское время, нарушает мощный взрыв, образовавший кратер диаметром 10 км, получивший в дальнейшем название Калужской кольцевой структуры.

Основные особенности геологического строения Калужской структуры сводятся к следующему (Петров, 2003): кольцевая структура с центральным грабеном, кольцевым валом; несколько радиусов кольцевых разломов, как в фундаменте, так и в осадочном чехле; наличие брекчированных пород, как внутри кратера, так и снаружи, причем снаружи брекчия залегает кольцевой площадью вокруг вала. Брекчии делятся в основном на два типа: кристаллическая и осадочная. Кристаллическая состоит из обломков пород фундамента и, частично, осадочного чехла, причем его подошвы. Распространена она широко внутри кратера и в виде небольших линз с внешней стороны его, мощность этих отложений обычно не более 50 м и, только в единичных скважинах, вскрыты мощности, превышающие 100 м. Интересен тот факт, что внутри кратера отложения имет крупную глыбовую текстуру без мелких фракций. Осадочная брекчия развита как внутри кратера, так и снаружи. Состоит она в основном из известняково-доломитовых пород полностью брекчированных, а затем сцементированных такими же по составу отложениями в условиях мелкого теплого моря. Цемент этой брекчии в разном количестве содержит мелкий обломочный материал пород кристаллического фундамента. Максимальное расстояние, на котором от кратера были встречены осадочные брекчии, достигает 10 – 15 км. Образование таких брекчий, в основном, связано с сейсмичностью этой зоны в момент взрыва и действием мощного цунами, который, несомненно, имел здесь место. Кроме вышеуказанных пород в зоне Калужского кратера в отдельных скважинах были вскрыты породы типа туфов т туффитов того же возраста, что и брекчии. Туфы и туффиты образуются не только при классических вулканических извержениях, но и при мощных взрывах, связанных с выбросом газов и падением крупных метеоритов. Калужские туфы, в основном, состоят из измененных частиц гнейсов – это основная порода кристаллического фундамента около г. Калуги.

Основные точки зрения на природу Калужской структуры сводятся к следующим: вулкано-тектоническая, падение космического тела («астроблема»), диатрема – мощная воронка, возникшая от взрыва из глубин земной коры.

Диатрема – это конусообразное образование , уходящее в глубину земли на несколько километров, и сложена кристаллической брекчией, сцементированной вулканическими породами (Бобров, 2006) Калужская структура внешне как бы и походит на такое образование, но имеются веские аргументы против такой природы происхождения. Это полное отсутствие типичных вулканогенных пород, слабая измененность (метаморфизм) первичных пород фундамента, отсутствие какой-либо минерализации, что указывает на низкую температуру газов.

Астроблема – кратер от падения крупного небесного тела (Боровкова, 1972; Масайтис, 1973). По многим морфологическим признакам, с определенной натяжкой, Калужская кольцевая структура подходит под метеоритное происхождение. Основным доводом в пользу такой трактовки ее природы происхождения ставится диаплектовое изменение породообразующих минералов обломков пород брекчий, являющиеся характерным признаком ударно-взрывного действия. Такая односторонняя трактовка изменений породообразующих минералов недопустима, т.к. ударно-взрывные процессы могут иметь разную природу. Но главное, механизм образования «астроблем» не может объяснить геологические процессы, которые происходили внутри кратера в течение 100 млн. лет после его возникновения. Внутри кратера наблюдается полный разрез нижнекаменноугольных отложений, а также образования среднего карбона, представленные верейским и каширским горизонтами. Отложения среднего карбона вблизи структуры не наблюдаются. Общее залегание пород внутри кратера мульдообразное с падением к его центру. В некоторых частях кратера наклон залегания пластов нижнекаменноугольных пород достигает 110 и более, что не характерно для данного региона. Такое положение пород, образовавшихся после возникновения кратера, говорит о том, что в течение последующих 100 млн. лет внутри кратера шли процессы втягивания (всасывания) перекрывающих отложений внутрь земной коры.

Гипотеза вулкано-тектонического происхождения структуры наиболее привлекательна и имеет много положительных доводов в пользу ее существования. В период замирания магматической деятельности в зонах поздней тектонической активизации эпиплатформенных образований возникают эксплозивные взрывы (выбросы) к поверхности земли. В начале палеозойской эратемы Восточно-Европейская (Русская плита) платформа находилась на этой стадии своего развития.

Эксплозивные выбросы низкотемпературных газов в пределах довольно активных и долгоживущих вулкано-тектонических зон явление обычное и их масштаб очень варьирует. Одно из таких небольших образований четвертичного времени недавно обнаружено в пределах Северо-Байкальской зоны глубинных разломов.

Калужскую кольцевую структуру необходимо относить к значительным природным объектам, возникшим в центре крупной, по масштабам всей планеты, Восточно-Европейской платформы. Какова геологическая предистория развития этой территории до образования кратера с определенной точностью сказать нельзя из-за малого количества глубоких скважин, пробуренных внутри кратера и, особенно, за пределами внешнего вала, в так называемых кольцевых депрессиях.

Основным оценочным критерием вулкано-тектонического происхождения Калужской структуры является ее приуроченность к зоне глубинных трансформационных разломов Восточно-Европейской платформы, протянувшихся от Нижней Волги до Балтийского моря. На современной геотектонической карте этот разлом показан красным цветом, указывающим на то, что он живой (действующий) на данный момент, это косьвенно подтверждают зоны эманации глубинного гелия вдоль его простирания.

Чтобы понять, что спровоцировало прорыв остаточных магматический газов на поверхность земли в данном месте, необходимо взглянуть на геотектоническую ситуацию вокруг Восточно-Европейской платформы 380 млн. лет назад. С этим временем связана начальная стадия образования суперконтинента – Пангея. Происходит процесс сталкивания (слипания) Европейского континента с Северо-Американской и Западно-Азиатской платформами. В зонах стыковки шло горообразование. К этому времени относятся современные горные системы: Тиманский кряж, Западный Урал (Россия), Скандинавские горы (Норвегия), Северо-Шотландское нагорье (Великобритания), Аппалачи (Сев. Америка) и острова: Гренландия, Ньюфаундленд, Шпицберген. Этот процесс горообразования получил название Каледонского орогенеза. При сталкивании материковых плит сильное сжатие испытала и вся Восточно-Европейская платформа, точнее ее поверхностная часть земной коры, в том числе и Калужская земля. Параллельно со сжатием происходит раскрытие глубинных разломов, перпендикулярных к осевым линиям горообразования. Такое именно простирание имеет зона глубинных разломов, проходящих по Калужской области от г. Тулы – п. Дугна, - г. Калуга – п. Мятлево и далее на северо-запад в Прибалтику. Вышеуказанные причины и наличие около г. Калуги в нижних слоях земной коры остывающего магматического очага, над которым остаточные низкотемпературные газы и привели к газовому выбросу (эксплозии) на поверхность земли. По-видимому, давление газа было невелико и только отдельные струи, по наиболее ослабленным участкам, смогли вырваться на поверхность с достаточной силой, чтобы образовать небольшие участки, покрытые кристаллической брекчией за пределами вала, а основная масса осталась на месте, внутри кратера. После выхода газов на поверхность внутри земной коры создался определенный вакуум, который затем в течение 100 млн. лет заполнялся вышележащими породами. Этим и объясняется тот факт, что внутри кратера в настоящее время наблюдаются породы среднего карбона, а вокруг его на расстоянии до 30 км они отсутствуют.

Таким образом, Калужский кратер образовался на месте прорыва остаточных магматических газов из недр Земли в начальный период образования суперконтинента Пангея в условиях раннекаледонского орогенеза.


Литература


Бобров С.П. Тектоника и минерагения Калужской области и прилегающих к ней территорий. – Калуга, 2006.

Гаврилов В.П. Загадка геотектоники. – М.: Наука, 1988.

Историческая геология. – М.: Недра, 1986.

Кац Я.Г., Козлова В.В. и др. Кольцевые структуры Земли: миф или реальность. – М.: Недра, 1989.

Масайтис В.Л. Астроблемы на территории СССР. // «Советская геология», № 11, 1975.

Петров В.Г. Геологическое строение и полезные ископаемые Калужской области. – Калуга, 2003.



Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей