В 1949 году при геологической съемке территории северо-восточной части Патомского нагорья /Иркутская обл., Бодайбинский р-он/, геологи обнаружили интересное кратероподобное образование с центральной горкой посередине. В 1951 году в журнале "Природа" появилось сообщение В.В. Колпакова /1/, где было высказано предположение, что "наиболее вероятной причиной возникновения этого конуса могло послужить падение крупного метеорита, углубившегося при ударе в скалу и там взорвавшегося".
На статью Колпакова откликнулся проф. С.В.Обручев, который ознакомившись с материалами, полученными геологами и проанализировав геологическую обстановку Прибайкалья и Забайкалья, пришел к выводу /2/, что "...кратер мог образоваться только в результате прорыва со значительной глубины газов или паров, которые... пробили цилиндрическую трубку в участке, ослабленном тектоническими разломами".
Летом 1961 года геолог А.М.Портнов /3/ определил основные параметры кратера и установил генетическую связь пород в кратере и коренных выходов на р.Явольдин /Джебульдо/. Происхождение кратера он объясняет проникновением и взрывом метеорита на глубине 180-200 метров с последующим вспучиванием поверхности земли и оседанием раздробленных пород, о чем свидетельствует образование центральной горки.
Все эти обследования по существу являются морфологическими и поиски метеоритного вещества не были осуществлены ни одним из авторов.
Патомский кратер расположен в бассейне р. Хомолхо, входящей в гидрографический район р. Олекмы, на склоне долины на высоте 120 м над ее тальвегом. Долина рч. Явольдин у кратера лежит приблизительно на 170 м выше уровня р. Хомолхо.
Геологическая структура района кратера - спокойно падающее на з.-ю.-з. крыло древней синклинали, сложенное на несколько километров в глубину метаморфическими породами докембрия и нижнего палеозоя.
... круто падающей на запад толщей известняков мощностью около 400 м /1/. Как коренные выходы пород, так и породы, слагающие кратер представлены углистыми филлитами, кварцитовидными песчаниками, кварцитами и известняками. В районе кратера отсутствуют крупные разломы, какие-либо проявления вулканизма и выходы на поверхность магматических пород - гранитов, габбро и др.
Конус кратера расположен на склоне горы, покрытой густым лесом, и сложен глыбами различных размеров и щебнем мелко- и средне кристаллических серых известняков, содержащих примесь глинистого и углистого материала. Ребра обломков резкие и острые. Верхняя часть конуса, внешние, внутренние борта и центральная горка сложены из наиболее крупных глыб и только с западной стороны, на внешнем склоне, лежит мелкий, осыпающийся под ногами щебень.
Коренные породы вблизи кратера неравномерно покрыты рыхлыми наносами /мощностью до 0,3 м у кратера и до 1 м в пойме рч. Кратерного и продуктами их разрушения. Это щебенка или обломки тех же песчаников, сланцев и известняков, ко¬торые находятся в коренном залегании здесь же.
Вся местность сплошь покрыта лесом из лиственницы с небольшой примесью кедрового стланика, кедра, березы, ольхи. Покров рыхлых отложений в районе кратера находится в вечно мерзлом состоянии. Внутри кратера также развилась мерзлота. При шурфовании подножья борта кратера в восточном секторе, с целью отыскания погребенной почвы, мерзлота появилась на глубине 1,0 -1,2 м. Очевидно, светлая поверхность конуса могла препятствовать его прогреванию, и внутри развилась мерзлота.
Летом 1953 года Сибирская комиссия по метеоритам СО АН СССР направила экспедицию из 13 человек для проведения инструментальных работ на Патомском кратере. Экспедиция функционировала на общественных началах.
При планировании работ нами не исключалась возможность взрыва железного метеорита с образованием кратера.
Нами проводились следующие виды работ:
-
топографическая съемка кратера в масштабе 1 : 500,
-
металлометрическая съемка района кратера на площади в 4 кв.км, со взятием почвенных проб для последующего минералогического изучения и поисков морфологических аномальных частиц,
-
шлиховое опробование с магнитной сепарацией для обнаружения мелких метеоритных частиц /шариков/,
-
индуктометрический поиск сравнительно крупных осколков метеорита, которое могли выпасть при взрыве по периферии кратера,
-
магнитометрическая съемка кратера по сетке 20x20 м для выявления большой метеоритной аномалии.
Топографические работы позволили уточнить морфологическое строение кратеров. Кольцевой вал представляет волнистый гребень с подозрительно правильным чередованием повышений, выложенных из наиболее крупных глыб и "лучами" сходящихся к центральной горке, и понижений, выложенных из крупного щебня и разрушенных эрозией обломков раздробленных пород.
У верхнего среза кратер представляет собой почти правильный круг диаметром 81 м. Основание его имеет форму эллипса, большая ось которого 174 м, а малая - 121,5.Плоскость верхнего среза скошена с наклоном 5? к ССЗ. В середине кратера, как уже указывалось, располагается центральная горка, высота которой не превышает глубину кратера. Вершина центральной горки в плане представляет подковообразную форму, выпуклая сторона которой обращена в сторону падения плоскости верхнего среза конуса кратера.
Кратер, по-видимому, имеет не один, а, по крайней мере, два вала, причем второй вал прерывается по малой оси кратера. Позднейшие процессы эрозии снивелировали гребни, задерновали их и в настоящее время эта часть вала представляет собой форму серпа, с наибольшей шириной 12 м.
МЕТАЛЛОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА КРАТЕРА И МЕСТНОСТИ.
Группа в два человека Некрытов Н.И. и Сидорова Р.М., на протяжении всего периода работы экспедиции, проводила эту работу.
Взятие проб почвы для металлометрических исследований было проведено на площади примерно в 2 кв.км. Пробы брались весом до 200 гр. Нумерация проб 1А, 1Б; 2А, 2Б, ... и т.д. указывало на послойное взятие образцов почвы. /Проба 1А - с глубины 0- 5 см; 1Б - проба с глубины 15-20 см. При слое мха до 20 см пробы отбирались с глубины 40 см/.
Всего было отобрано 80 проб. Расстояние между точками пробоотборов и между ходами составляло 250 метров. Основные радиусы имели направления: 75° /три хода/, 255°/три хода/, 1б5°, 345°; дополнительные: 60°, 80°, 195°, 225°, 285° и 315°. Всего было проложено 14 азимутальных ходов.
Исследование проб проводилось с помощью полуколичественного спектрального анализа. Определение содержания химических элементов производилось с точностью до декады /т.е. определялись следующие величины содержаний :0,0001 ; 0,001 ; 0,01; 0,1; 1% и т.д./
В пределах чувствительности этой методики было обнаружено повышенное в сравнение с кларком содержание магния и уменьшение ниже клерка элементов Со, Мо, Fe, Сг, V.
Выявленные повышения магния, достигающие 3,0%, т.е. превышающие фоновые содержания в 5 раз, присутствуют только в 9 из 80 проб, аномально не связанных между собой.
Следует отметить, что аномальные проявления магния на точках, выявленные в результате работы, могут не подтвердиться при более точных исследованиях, т.к. точность применявшегося полуколичественного спектрального анализа проб недостаточна для надежного выявления и оконтуривания аномалий, превышающих фоновое содержание в 2-5 раз.
Проведенная работа показала, что применение металлометрической съемки на кратере не гарантирует точного определения наличия метеоритного вещества, находящегося в почве в рассеянном состоянии. Во-первых, очевидно происходит разубоживание элементов, характеризующих метеоритную природу вещества при спектральном анализе; во-вторых: метод металлометрии при подобных исследованиях, по-видимому, не способен чисто выделить монофракцию, подозрительную на принадлежность ее к метеоритному веществу.
Выявление космохимической аномалии на кратере методом металлометрии может дать положительные результаты, если она будет применяться совместно со шлиховым опробованием.
Мы выражаем глубокую благодарность сотрудникам лаборатории спектрального анализа КТЭ ЗСГУ за оказанную помощь при обработке металлометрического материала.
ШЛИХОВОЕ ОПРОБОВАНИЕ МЕСТНОСТИ.
Группа в 2 человека: Кандыба Ю.Л. и Болесто Ю.Ф. занимались отбором и промывкой почвенных проб. При полном развертывании работы по шлихам к группе были подключены Нестеров А.С., Рогалев В.Г. и Столповский А.А.
От кратера как от центра было пройдено 6 радиальных ходов /250°, 295°, 340°, 70°, 160°, 205°/ на удаление до 260 метров. Через каждые 20 м при помощи штыковой лопаты брались почвенные пробы с глубины до 40 см. Площадь точки пробоотбора составляла 0,1 кв.м.
Отобранные пробы объемом 0,01 куб.м перекосились в брезентовых мешках к ручью, где и промывались в деревянном лотке корейского типа. Промывка пробы совмещалась с ситовым разделением мокрого материала по 3 фракциям и обработкой ручным брусковым магнитом каждой последующей фракции. Отмученный глинистый материал магнитом не обрабатывался. Оставшийся в лотке серый шлих переносился в совок и подсушивался на костре.
Всего было прошлиховано 50 почвенных проб общим весом 0,8 тонн. Для микроскопического анализа все подсушенные шлихи проходили вторичную обработку ручным магнитом, т.е.отбиралась магнитная монофракция. Магнит для этой цели помещался в футлярчик из кальки.
В лагере была оборудована походная лаборатория.
Микроскопическое исследование монофракции под бинокуляром МБС-1 первых шести шлихов, взятых из затопляемого участка в 3-х метрах от ручья / аз.238°,234°/, показало наличие в монофракциях магнетитовых шариков со средним диаметром 70 микрон. Эти пробы укладывались в предполагаемый эллипс Кринова для метеоритного поля. Факт обнаружения шариков помог рациональней выбрать азимуты направлений для шлихового опробования местности и мобилизовать все силы на выполнение намеченной программы в короткий срок.
Камеральной обработкой шлихов занимались Щербина Н./каф. петрографии ТГУ/ и Кандыба Ю. Общий вес монофракции составил около 50 грамм. Из этой части было извлечено 101 магнетитовый шарик. Размеры их колебались от 0,5 микрон до 0,11 миллиметров.
В минералогическом составе монофракции преобладают почти нацело лимонитизированные, измененные зерна, определить их невозможно. Кроме того, в небольших количествах отмечаются зерна магнетита, лимонитизированные кубики пирита, очень мелкие свежие зерна ильменита, гематита.
Магнитная сепарация не позволила разделить материал по степени намагниченности - все зерна монофракции /за исключением нерудных минералов: обломков кварца, слюдистых сланцев, кальцита / были очень активны в магнитном отношении. Это в свою очередь затрудняло отбор магнетитовых шариков.
Начиная со шлиха № 6 появляются какие-то изогнутые неправильной формы с серебристым отливом пластинки, весьма напоминающие искусственные образования /типа стальных стружек, микроскопических обломков от лопаты, кайла и т.п./. Была проведена реакция на железо-положительна. Эти обломки сильно магнитны. В шлихах № 7,8,9,10 "стружка" увеличивается по объему. Часть стружки прошла спектральный анализ, однако низкая чувствительность примененного метода установила, что главной составной частью этой стружки является железо. Отношение железо-никель 10 к 1.
В пробе №48 обнаружено 5 металлических шариков диаметром от 60 до 80 микрон. Много сфероидальных лимонитизированных частиц. Встретилось сфероидальное тельце типа "колбочка", аналогичное найденным в районе падения Сихотэ-Алинского метеоритного дождя /8, стр.123, рис.48/. Колбочка прозрачная, желтого цвета.
В пробе № 37 обнаружен пустотелый шарик размером 0,11 мм и т.д.
Анализы /спектральный, рентгеноструктурный/ над шариками не проводились ввиду их малого весового количества и возможного горячего окисления шариков при сушке шлихов, что заведомо требует точных специализированных исследований. Поэтому при камеральной обработке мы ограничились лишь морфологическим изучением магнетитовых шариков метеоритного типа.
Все обнаруженные шарики можно расклассифицировать на ТРИ группы :1/идеально правильные сферы с гладкой блестящей поверхностью; 2/полусферы с гладкой синеватой или черной поверхностью; 3/капли, "брызги от электросварки'.'
Каждая из этих групп по-своему интересна. Достаточно сказать, что 1 группа состоит из идеальных шариков различной плотности : одни легко разрушаются при сжатии их, другие разрушаются при большом усилии, третьи - сохраняя целостность, сминаются в "лепешку".
Распределение шариков и монофракции /по весу/ по азимутам представлено на рис.3а,б,в,г. В пространственном распределении шариков относительно кратера /Рис.3/ намечается некоторая аномалия у кратера.
На основании результатов проведенной работы по шлиховому опробованию следует подчеркнуть следующие моменты: 1. В общем направление шлиховых работ на Патомском кратере следует продолжить этот вид исследований; 2.Сеть пробоотбора шлиховых проб необходимо расширить на расстояние до 5 км от кратера как от центра,
ИНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЕ РАБОТЫ.
Для поисков крупных обломков метеорита, возможно выпавших по периферии кратера. Рогалевым В.Г. были пройдены 5 зигзагообразных радиальных маршрутов и один ход по валу с целью проведения индуктометрических работ.
Общая длина маршрутов составила 4,5 км. Для поисков применялся миноискатель военного образца.
Результат работ отрицательный. Этот факт говорит или об отсутствии осколков метеорита у кратера,или о нецелесообраз¬ности применения подобных приборов для исследований на объектах глыбовых россыпей типа курумников. Первое остается проблемой, второе - установленный факт.
МАГНИТОМЕТРИЧЕСКАЯ СЪЕМКА КРАТЕРА.
Для съемки применялся прибор.М-2.Работы проводили Корзенников А.А. и Тибилова Т.Х.
Расстояние между станциями замеров составляло 20 м. От счеты были взяты на 174 точках.
На основании магнитометрических данных /табл.5/ и построенных графиков Zа /рис.5/ пока нельзя дать однозначный ответ о наличие магнитной аномалии на кратере.
Магнитное поле, как в окрестностях кратера, так и в разных точках в радиусе 3 км от кратера имеет то же значение. В самом кратере заметны колебания значений при вертикальном масштабе не графиках Zа в 1 см.-100?.
Неблагоприятный рельеф, не точная ориентировка прибора по меридиану, трудности, связанные с точным отгоризонтированием столика и домика прибора, неточный учет температурных поправок, поправок за суточные вариации геомагнитного поля, а также смещение нуль - пункта - все это ставит под сомнение правильность полученных данных и точность формулировки вывода, т.к. допустимая погрешность перекрыла колебания значений величины.
В общем плане дальнейших работ на Патоме нужно обязательно учесть проведение геомагнитных работ прибором М-2 по сет¬ке 5x5 м в кратере с большой чистотой взятия отсчетов и с проведением расчетов на месте работ.
ДРУГИЕ РАБОТЫ, ПРОВОДИМЫЕ НА КРАТЕРЕ.
а) Проходка шурфа.
С целью обнаружения погребенной почвы под валом с восточ¬ной стороны кратера был заложен шурф. Работы вели Нестеров А.С. и Столповский А.А.
По достижению 1,2 м глубины появилась мерзлота, которая начала таять и водой заливать шурф. Очень трудно было разобраться в нагромождении глыб в стенке шурфа. Рыхлые отложения, покрывающие основную толщу, были ничем неотличимы от обломочного материала кратера. По достижению глубины 1,8 м - работы были прекращены.
б) Определение возраста кратера.
Для определения возраста кратера был применен метод подсчета годовых колец на древесных спилах.
Осмотр деревьев показал, что многие лиственницы, растущие с западной и северной стороны кратера, имеют подпалины в прикорневой части высотой 1 м. Очевидно, это следы пожаров и никакого отношения к кратеру не имеют.
Многие деревья несут механические повреждения от ударов падающих камней: содранная древесина, застрявшие камни в стволах, сломанные или приваленные обломками пород деревья.
Были взяты спилы 12 живых лиственниц и 3 образца на высоте 1 м засохших деревьев с внедрившимися в них камнями.
Подсчет годовых колец позволил определить возраст деревьев до 493 годов. /табл.б/. Это опровергает ранее высказанное мнение /Портнов, 1961/ об отсутствии в районе кратера старых деревьев.
Деревья, растущие на кратере, имеют возраст от 155 до 223 лет, а учитывая время необходимое на почвообразование на скальных породах, можно сказать: возраст кратера не менее 250-300 лет.
Выводы.
-
Происхождение Патомского кратера по своей природе может быть метеоритным, вулканическим или солифлюкционным.
-
Для отдифференцировки одного из трех указанных вариантов необходимые более обширные данные.
РЕКОМЕНДАЦИИ. 1.При ведении дальнейших полевых работ на Патомском кратере представляет большой интерес установить наличие под кратером трубки взрыва, что характерно для вулканов или зоны раздробленных пород, что характерно для взрывного метеоритного кратера. Для решения этого вопроса необходимо применить геофизические методы разведки /гравиметрия, гео-электроразведка/.
Считать целесообразным проведение полевого шлихового опробования местности в сочетания с металлометрией для отбора магнетитовых шариков для последующих спектрального и рентгеноструктурного анализов. -
Провести исследование материала кратера с целью установления ударного метаморфизма горных пород.
-
Продолжить поиски метеоритных обломков и аномалии методом магнитометрии, сгустив сетку до 5x5 м в кратерном поле.
-
Провести работы по изучению солифлюкционных процессов, возможно имевших место в районе Патомского кратера.
ЛИТЕРАТУРА.
1. Колпаков В.В. "Загадочный кратер на Патомском нагорье", Природа №2, 1951, 58-59с
2. Обручев С.В., Природа 12, 1951, 59-61.
3. Портнов A.M., "Кратер на Патомском нагорье" Природа №11, 1962, 102-10Зс.
4. Геология СССР. Иркутская область.
5. Виноградов А.П. Закономерность распределения химических элементов б земной коре., Геохимия, № 1, 1956.
6. Виноградов А.П., Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд.АН СССР, М., 1957.
7. Ковда А.А., Якушевская И .В ., Тюрюканов А.Н., Микроэлементы в почвах Советского Союза. Изд.МГУ, М., 1959.
8. Кринов E.И., Основы метеоритики., М., 1955.