Блог

Цельмович В.А., Бретштейн Ю.С.

О ВОЗМОЖНОМ ИМПАКТНОМ СОБЫТИИ, ЗАПИСАННОМ В ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПОРОДАХ ЮЖНО-СИНЕГОРСКОЙ ДИВЫ

Выполнено предварительное изучение эффузивных и субвулканических комплексов пород (риолитов – вулканических пород кислого состава) девонского возраста (360–450 млн лет), слагающих т.н. Южно-Синегорскую дива-впадину [Guoda, 1960] или тектоносферную воронку [Изосов, 1999] в Юго-Западном Приморье (Дальний Восток), которая представляет собой кольцеобразную вулкано-тектоническую морфоструктуру, по ряду признаков напоминающую древнюю импактную структуру.

Термомагнитный анализ показал наличие в образцах самородного железа. Этот результат был подтвержден электронно-зондовыми исследованиями магнитной фракции. Факт показался нам весьма неординарным, так как при извержении вулкана образование самородного железа маловероятно и его находку необходимо объяснить. По данным обоих методов, железо в образцах присутствовало не повсеместно, в рассеянном состоянии, а находится в виде тонкого слоя, в котором были обнаружены и магнетитовые микросферы.
Металлические и магнетитовые микросферы внеземного происхождения обычно приводятся из осадочных пород разного возраста, где они образуют скопления, в виде отдельных горизонтов или микрослоев, в том числе в отложениях верхнего кембрия, в верхнем девоне на границе перми-триаса, вблизи границы мела-палеогена и др. [Grachev et al., 2005; Корчагин и др., 2007; Грачев и др., 2008; Grachev, 2009]. В некоторых случаях находки металлических микросфер и микрочастиц сопровождаются минералами импактного происхождения (микроалмазами, муассанитом, Ni-шпинели) [Grachev, 2009], в других случаях минералов-индикаторов импакта не было найдено [Корчагин и др., 2007]. Подобные образования несомненно имеют внеземное происхождение, однако механизм их образования пока не совсем ясен. Связаны ли металлические микросферы и микрочастицы, образующие скопления в отдельных прослоях осадочных пород с импактными событиями, или же их присутствие обусловлено усилением поступления космической пыли на Землю, или с замедлением темпов седиментации, еще необходимо выяснить. Данные по микросферам и частицам из древних отложений позволяют судить об объемах поступления космического вещества на Землю, равномерности поступления вещества, об изменении состава поступавших на Землю частиц из космоса и о источниках этого вещества, а также о влиянии этих процессов на развитие жизни на Земле. Как отмечалось ранее, многие из этих вопросов еще далеки от разрешения, однако накопление данных по этой проблеме и всестороннее изучение этой темы, несомненно, позволит ответить на многие из них [Грачев и др., 2008].
 
Настоящая работа посвящена описанию находок металлических микросфер и микрочастиц, впервые обнаруженных в виде тонкого прослоя в толще вулканогенных пород и весьма близких по морфологии и химическому составу с таковыми из горизонтов осадочных толщ импактного происхождения.

Для исследований образцы вулканической породы были измельчены в яшмовой ступке, дополнительно раздроблены и очищены в ультразвуковом диспергаторе по разработанной методике [Цельмович, 2006]. После этого в водной среде при помощи мощного ручного магнита были извлечены магнитные частицы. Они изучались при помощи электронно-зондового микроанализатора «Tescan-Vega II».

Были обнаружены магнитные частицы со следующей морфологией и составом (приведены наиболее характерные составы):
1. Магнетитовые космические шарики размером от 1 мкм до 20 мкм (рис. 1).
2. Самородное железо в виде пластинок, чешуек, изогнутых иголок, крючков (рис. 2).
3. Сплав с составом: Fe – 70.4 %, Ni – 7.4 %, Cr – 18.2 %, Al – 0.4 %, Mg – 0.4 %, O – 3.2 % (рис. 3, а).
4. Сплав со слоем окисла, состав: Fe – 16.1 %, Cu – 65.6 %, Sn – 11.8 %, O – 6.5 % (рис. 3, б).
5. Сплав со слоем окисла, состав Fe – 70.5 %, Ni – 22.1 %, Cu – 3.3 %, Co – 0.8, Mn – 0.3 %, O – 3.0 %.
6. Частицы магнетита.
 
Рис. 1. Типичные магнетитовые космические шарики – маркёры импактных событий.
 
Рис. 2. Частицы самородного железа.
 
Рис. 3. а – сплав Fe-Cr-Ni, б – сплав Fe_Fe-Cr-Ni.

Наличие магнетитовых космических шарики (космической пыли) является маркером того, что изученный слой формировался при поступлении космической пыли.
Ежегодно на поверхность Земли выпадает до 10 тысяч тонн космического вещества. Морфология и состав частиц самородного железа и никель-содержащих частиц близки к описанным в [Грачев и др., 2008; Grachev, 2009]. Последние можно считать индикаторами метеорных событий.

Медь и олово в железном сплаве могут отражать специфику выпавшего космического вещества. Мы полагаем, что это вещество космического происхождения выпало на лавовый поток и потом было накрыто следующим лавовым потоком.

Вместе с тем следует отметить, что ряд исследователей (например, [Новгородова и др., 2003]) связывают образование сферических микрочастиц с кавитационными эффектами в процессе магматического и гидротермального минералообразования, т.е. постулируется эндогенное происхождение микросферул и микроспиралей.

Существующая конвергентность признаков часто затрудняет однозначное разделение в природных объектах частиц космического и эндогенного происхождения.

Тем не менее, имеющиеся факты: 1) наличие большого количества ферромагнитных частиц только в тонком слое изверженной породы; 2) обнаружение магнетитовых космических шариков – маркеров космической пыли; 3) находки частиц самородного железа, сплавов железа с никелем; 4) находки специфических сплавов железа с хромом, медью и оловом позволяют с достаточным основанием предположить космическое происхождение обнаруженных нами частиц.

Литература

Грачев А. Ф., Корчагин О. А., Цельмович В. А., Коллманн Х. А. Космическая пыль и микрометеориты в переходном слое глин на границе мела и палеогена в разрезе Гамс (Восточные Альпы): морфология и химический состав // Физика Земли. 2008. № 7. С. 42–57.
Изосов Л. А. Южно-Синегорская тектоносферная воронка Ханкайского массива // Тектоника,геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма: Тез. докл. ХХХII тектон. совещ. Т. 1. М.: РАН, 1999. С. 278–281.
Корчагин О. А., Цельмович В. А., Дубинина С. В. Метеоритные микросферы и частицы из глубоководных известняков верхнего кембрия (Батырбай, Южный Казахстан) // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. Минералогия, петрография, литология. 2007, № 3. С. 17–22.
Новгородова М. И., Андреев С. Н., Самохин А. А., Гамянин Г. Н. Кавитационные эффекты в образовании минеральных микросферул в гидротермальных растворах // Докл. РАН. 2003. Т. 389. С. 669–671.
Цельмович В. А. Микроскопическая диагностика магнитных частиц в изверженных и осадочных породах // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород; теория, практика, эксперимент. Материалы семинара. Борок, 2006. С. 149–154.
Chen Guoda. Characteristics and nature of diwa-region compared with so-called «paraplatform» // Acta Geol. Sinica. 1960. V. 40. P. 162–186.
Grachev A. F., Korchagin O. A., Kollmann H. A., Pechersky D. M., Tselmovich V. A. A New Look at the Nature of the Transitional Layer at the K/T Boundary near Gams, Eastern Alps, Austria, and the Problem of the Mass Extinction of the Biota. Published in Russian Journal of Earth Sciences, 2005. Vol. 7, No 6. P. 1–45.
Grachev A. F. (Ed.) The K/T boundary of Gams (Eastern Alps, Austria) and the nature of terminal Cretaceous mass extinction. (2009). Abhandlungen der geologischen Bundesanstalt. Bd. 63. 199 p.
Korchagin O. A., Dubinina S. V., Tsel’movich V. A., Pospelov I. I. «Possible Impact Event in the Late Cambrian» // Global Geology (International-China). Acta Palaentologica Sinica, 46 (Suppl.). 227–231 (June, 2007).