Структура Ришат

На этом фото, сделанном с борта Международной космической станции в сентябре 2019 года астронавтом Ником Хейгом (Nick Hague), вы видите так называемую структуру Ришат (Richat Structure) — один из самых любимых космонавтами объектов на земной поверхности. Концентрическая структура диаметром 50 км, расположенная в Мавритании среди песков Сахары (арабское «Гальб-Эр-Ришат» переводят как «Око Сахары»), прекрасно видна с орбиты и традиционно служит для космонавтов ориентиром и точкой привязки производимых наблюдений. Да и известность структура получила после ее обнаружения на снимках, сделанных с борта американского пилотируемого космического корабля «Джемини-4» в 1965 году. Хотя впервые «кратер Ришат» был описан французскими геологами еще в 1930–1940-х годах.

Действительно, структуру Ришат долгое время считали метеоритным кратером. Однако в ней полностью отсутствуют признаки ударного воздействия: импактиты в ее пределах так и не обнаружены, а плоская форма основания структуры никак не похожа на воронку, образовавшуюся при метеоритном ударе. Сейчас ученые полагают, что Ришат — это тектоническая структура, образовавшаяся в результате куполообразного поднятия слоистой толщи осадочных пород и последующей ее эрозии.

Ришат является структурным элементом плато Адрар в центральной части Мавритании, приподнятого примерно на 200 м относительно окружающей пустыни (в среднем 500 м над уровнем моря). Поверхность плато сложена субгоризонтально залегающими слоями осадочных пород ордовикского возраста. Возраст пород самой структуры Ришат варьирует от позднепротерозойского в центре до ордовикского на периферии.

Предполагается, что Око Сахары представляет собой геологический купол — антиклинальную структуру изометрической формы, в пределах которой слои пород примерно под равным углом опускаются во все стороны от центра (кольцевая антиклиналь). Проще говоря, это поднятие слоев горных пород, округлое в плане. При срезании геологического купола (в результате действия эрозионных процессов) на горизонтальной поверхности формируется концентрический рисунок слоев. Слои пород в структуре Ришат погружаются от центра к периферии под углом 10–20°.

Но слои пород, слагающие купол, различаются прочностью и устойчивостью к эрозионным процессам и выветриванию, которые разрушали купол в течение миллионов лет. В итоге более прочные кварциты образовали выступающие кольцевые хребты-куэсты, а более мягкие породы, глинистые сланцы и песчаники, — концентрические впадины между ними. Центральная часть структуры сложена окремненными брекчиями карбонатных пород.

Однако похоже, что без участия магматических процессов в формировании Ришата все-таки не обошлось. В контуре структуры обнаружены различные интрузивные и экструзивные изверженные породы: риолиты, габбро, карбонатиты и кимберлиты. Риолитовые породы состоят из лавовых потоков и гидротермально измененных туфогенных пород, являющихся частью двух отдельных эруптивных центров (центров извержений), которые интерпретируются как разрушенные остатки двух мааров — взрывных кратеров фреатического типа, а габброиды образуют две концентрические кольцевые дайки. Многочисленные карбонатитовые и кимберлитовые дайки возрастом от 104 до 94 млн лет, пересекающие как слои структуры Ришат, так и дайки габброидов, имеют связь с залегающей под этой структурой крупной интрузией щелочного состава. Вероятно, внедрение этой интрузии, произошедшее в меловое время, и вызвало образование изометрического куполообразного возвышения в толще горизонтально залегающих осадочных пород позднепротерозойского и ордовикского возраста.

Еще одним доказательством того, что образование структуры было связано с внедрением интрузии мелового возраста, является широкое развитие среди пород Ришата гидротермальных изменений, вызванных воздействием постмагматических растворов, отделяющихся от магматических расплавов на поздних стадиях эволюции магматического очага. В частности, по результатам анализов с использованием аргон-аргонового метода (Argon–argon dating) доказано, что брекчии, слагающие центральную часть структуры, примерно 98,2±2,6 млн лет назад подверглись окремнению под воздействием гидротермальных растворов.

Таким образом, предполагается, что современный облик структуры Ришат сформировался в четыре стадии.

Стадия 1 (ранее 100 млн лет назад). Магма, поступающая из субконтинентальной (расположенной под континентом) литосферной мантии в кору, вызвала куполообразование в толще горизонтально залегающих осадочных пород и развитие системы радиально-концентрических трещин над центром напряжений. Под образовавшимся куполом сформировался магматический очаг, ранние порции магмы из которого поднимались вверх по концентрическим трещинам, формируя дайковые тела габброидов.

Стадия 2 (примерно 100 млн лет назад). Произошло внедрение карбонатитовых и кимберлитовых даек, связанное с реактивизацией магматической системы. Под воздействием постмагматических гидротермальных растворов в породах центральной части структуры развивались метасоматические изменения, а также происходило карстообразование в известковых брекчиях.

Стадия 3 (100–90 млн лет назад). Поздняя стадия развития магматического очага была связана с образованием риолитовых магм, которые, поднимаясь по конусообразным каналам к поверхности, встречали потоки поверхностных вод (собирающихся в воронке Ришата и стекающих вниз по системам разломов) и, смешавшись с ними, выплескивались на поверхность в виде взрывных извержений фреатического типа. Раскрытие системы радиально-концентрических трещин и активизация вертикальных движений по ним привела к проседанию центрального блока кольцевой структуры.

Стадия 4 (поствулканическая, продолжающаяся до наших дней). Эрозионные процессы постепенно сравнивали уступы ступенчато расположенных блоков структуры, а выветривание, дифференцированное по прочности пород, привело к образованию выступов-куэст, сложенных кварцитами, и впадин, выполненных более мягкими породами.

Фото со страницы NASA в Инстаграме.

Владислав Стрекопытов