stringtranslate.com

Бассейн Садбери

Геологическая карта бассейна Садбери
Конус обломков от ударной структуры Садбери, Музей естественной истории Кливленда

Бассейн Садбери ( / ˈ s ʌ d b ə r i / ), также известный как Структура Садбери или Никель Садбери Ирруптив , является крупной геологической структурой в Онтарио , Канада. Это третья по величине известная ударная структура на Земле , а также одна из старейших. [1] Структура, эродированный остаток ударного кратера, была образована ударом астероида 1,849 миллиарда лет назад в палеопротерозойскую эру. [2]

Бассейн расположен на Канадском щите в городе Большой Садбери , Онтарио . Бывшие муниципалитеты Рэйсайд-Балфур , Вэлли-Ист и Капреол находятся в бассейне Садбери, который местные называют «Долиной». Городское ядро ​​бывшего города Садбери находится на южной окраине бассейна.

В честь открытия бассейна Садбери провинция установила историческую мемориальную доску Онтарио. [3]

Формирование

Брекчия отложенная Onaping, полированная плита, 15 на 23 см (6 на 9 дюймов)

Бассейн Садбери образовался в результате столкновения с суперконтинентом Нуна крупного ударного тела диаметром приблизительно 10–15 км (6,2–9,3 мили), которое произошло 1,849 миллиарда лет назад [2] в палеопротерозойскую эру.

Обломки от удара были разбросаны на площади 1 600 000 км 2 (620 000 кв. миль) и отброшены более чем на 800 км (500 миль); а выбросы — фрагменты горных пород, выброшенные ударом — были обнаружены даже в Миннесоте . [4] [5] [6]

Модели предполагают, что при таком большом ударе обломки, скорее всего, были рассеяны по всему миру, [7], но с тех пор были размыты. Его нынешний размер, как полагают, представляет собой меньшую часть 130-километрового (81 миля) круглого кратера, который изначально создал метеорит . Последующие геологические процессы деформировали кратер в нынешнюю меньшую овальную форму. Бассейн Садбери является третьим по величине кратером на Земле после 300-километровой (190 миль) ударной структуры Вредефорт в Южной Африке и 180-километрового (110 миль) кратера Чиксулуб под Юкатаном , Мексика .

Геохимические данные свидетельствуют о том, что ударившим объектом, скорее всего, был астероид хондритового типа или комета с хондритовым компонентом. [8]

Структура

Общая протяженность бассейна Садбери составляет 62 км (39 миль) в длину, 30 км (19 миль) в ширину и 15 км (9,3 мили) в глубину, хотя современная поверхность земли гораздо мельче. [ необходима цитата ]

Основные единицы, характеризующие структуру Садбери, можно разделить на три группы: магматический комплекс Садбери (SIC), группа Уайтуотер и брекчированные вмещающие породы лежачего бока, которые включают оффсетные дайки и подслой. Считается, что SIC представляет собой стратифицированный ударный расплавный слой, состоящий от основания до подслоя норитов, мафических норитов, кислых норитов, кварцевых габбро и гранофиров. [ необходима цитата ]

Группа Whitewater состоит из сювитового и осадочного пакета, состоящего из Онапинг ( брекчии отката ), Онватин и Челмсфорд в стратиграфической последовательности. Породы лежачего бока, связанные с ударным событием, состоят из Садбери-брекчии ( псевдотахилит ), брекчии лежачего бока, радиальных и концентрических кварцевых диоритовых брекчий-дайков (полимиктовые брекчии ударного расплава) и прерывистого подслоя. [ необходима цитата ]

Поскольку после события в Садбери произошла значительная эрозия, оцениваемая в 6 км (3,7 мили) в Северном хребте, трудно напрямую ограничить фактический размер диаметра первоначальной переходной полости или окончательный диаметр края. [9]

Деформация структуры Садбери произошла в результате пяти основных деформационных событий (по возрасту в миллионах лет):

  1. формирование магматического комплекса Садбери (1849 млн лет назад) [2]
  2. Пенокейская орогенез (1890–1830 млн лет назад)
  3. Мазацальская складчатость (1700–1600 млн лет назад) [10]
  4. Орогенез Гренвилля (1400–1000 млн лет)
  5. Удар озера Ванапитей (37 млн ​​лет)

Источник

Геологическая карта района Коппер-Клифф, составленная в 1950-х годах.

Около 1,8 миллиарда лет выветривания и деформации затруднили доказательство того, что метеорит был причиной геологических структур Садбери. Еще одной трудностью в доказательстве того, что комплекс Садбери был образован в результате удара метеорита, а не обычных магматических процессов, было то, что регион был вулканически активен примерно в то же время, что и удар, и некоторые выветренные вулканические структуры могут выглядеть как структуры столкновения метеоритов. С момента его открытия был обнаружен слой брекчии, связанный с событием удара [11] , и были полностью картированы напряженные скальные образования.

В отчетах, опубликованных в конце 1960-х годов, описывались геологические особенности, которые, как утверждалось, были характерны для удара метеорита, включая конусы дробления [12] и деформированные ударом кристаллы кварца в подстилающей породе. [13] Примерно к 1970 году геологи пришли к единому мнению, что бассейн Садбери был образован в результате удара метеорита. [ необходима цитата ] В 2014 году анализ концентрации и распределения сидерофильных элементов , а также размера области, где удар расплавил породу, показал, что причиной кратера, скорее всего, была комета, а не астероид. [14] [15]

Образец богатой руды из Садбери, собранный в 1932 году: пентландит – халькопирит – пирротин

Бассейн Садбери расположен вблизи ряда других геологических структур, включая магнитную аномалию Темагами , ударный кратер озера Ванапитей , западную оконечность грабена Оттава-Боннечер , тектоническую зону Гренвилл-Фронт и восточную оконечность тектонической зоны Великих озер , но эти структуры не связаны друг с другом напрямую в том смысле, что они не являются результатом одних и тех же геологических процессов. [ требуется ссылка ]

Добыча полезных ископаемых

Топографическая карта геологии и географических особенностей бассейна Садбери в Онтарио, включая участки добычи до года публикации (1917)

Большой ударный кратер заполнен магмой, содержащей никель , медь , палладий , золото , металлы платиновой группы и другие металлы . [16] Эта магма образовала пирротин , халькопирит и пентландитовые породы, [17] [18] а также кубанит и магнетит . [19]

В 1856 году, проводя съемку исходной линии к западу от озера Ниписсинг , провинциальный землемер Альберт Солтер обнаружил магнитные аномалии в этом районе, которые явно указывали на наличие месторождений полезных ископаемых, особенно вблизи того, что позже стало шахтой Крейтон . [20] Район был обследован Александром Мюрреем из Геологической службы Канады , [20] который подтвердил «наличие огромной массы магнитной ловушки». [21]

Из-за тогдашней удаленности района Садбери открытие Солтера не имело немедленного эффекта. Однако строительство Канадской тихоокеанской железной дороги через этот район сделало разведку полезных ископаемых более осуществимой. Развитие шахтерского поселения произошло в 1883 году после того, как взрывные работы на месте строительства железной дороги выявили большую концентрацию никелевой и медной руды на месте, которое сейчас является участком рудника Мюррей , названным владельцами Уильямом и Томасом Мюрреем. [20]

Рудник Вермиллион, который был первым в бассейне, начавшим разрабатываться, был местом, где Фрэнк Сперри (химик Канадской медной компании) в 1889 году впервые идентифицировал арсенид платины, который носит его имя . [22]

В результате работы Королевской комиссии по никелю Онтарио 1917 года , которую возглавил англичанин Джордж Томас Холлоуэй, законодательная структура разведывательной торговли была существенно изменена. [23] Некоторые из рекомендаций Холлоуэя соответствовали пропаганде Энеаса МакЧарльза, разведчика 19 века и одного из первых владельцев шахт. [24]

В результате этих месторождений металлов район Садбери является одним из крупнейших в мире горнодобывающих сообществ и породил Vale Inco и Falconbridge Xstrata. Бассейн является одним из крупнейших в мире поставщиков никелевых и медных руд. Большинство этих месторождений полезных ископаемых находится на его внешнем крае. [ необходима цитата ]

Почвы

Большинство почв в бассейне Садбери кислые и песчаные; там, где они хорошо дренируются, они обычно относятся к большой группе почв подзола . Плохой дренаж приводит к образованию глейсолей и торфов . Независимо от дренажа или классификации, в бассейне более глубокие почвы, чем в окружающей местности, большая часть которых обозначена как Рокленд (комбинация частых выходов коренных пород и мелкой почвы). Следовательно, значительные площади в бассейне были расчищены для сельского хозяйства. Лучшие почвы, обозначенные как серии Азилда и Брэдли, встречаются вокруг Челмсфорда . [25]

Подготовка астронавтов

НАСА использовало это место для обучения астронавтов миссии «Аполлон» распознаванию горных пород, образовавшихся в результате очень большого удара, таких как брекчии . Среди тех, кто использовал это обучение на Луне, были Дэвид Скотт и Джеймс Ирвин из миссии «Аполлон-15 » , Джон Янг и Чарли Дьюк из миссии «Аполлон-16 » и Джин Сернан и Джек Шмитт из миссии «Аполлон-17» . Среди известных инструкторов-геологов был Уильям Р. Мюльбергер . [26]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Sudbury". База данных ударов по Земле . Центр планетарных и космических наук Университета Нью-Брансуика, Фредериктон . Получено 09.10.2017 .
  2. ^ abc Davis, Donald W. (23 января 2008 г.). «Разрешение возраста докембрийских магматических событий в пределах миллиона лет методом термоэкстракционно-термической ионизации методом масс-спектрометрического датирования циркона по Pb: применение к кристаллизации расплавленного слоя ударного образования Садбери». Geology . 36 (5): 383–386. Bibcode :2008Geo....36..383D. doi :10.1130/G24502A.1.
  3. ^ Браун, Алан Л. «Открытие месторождений никеля в Садбери». Исторические таблички Онтарио . Получено 12 мая 2018 г.
  4. ^ Джирса, Массачусетс (2008) и Ретцлер, А.Дж. (2020) «Древние метеоритные отложения в Миннесоте», Геологическая служба Миннесоты .
  5. ↑ Associated Press: «В Миннесоте найдены обломки кратера Онтарио», Star Tribune , 15 июля 2007 г.
  6. ^ "В Миннесоте найдены обломки древнего метеорита". CBS News . Associated Press. 16 июля 2007 г.
  7. ^ Melosh, HJ (1989). Образование ударных кратеров: геологический процесс. Оксфордские монографии по геологии и геофизике: выпуск 11. Oxford University Press. ISBN 978-0-1950-4284-9.
  8. ^ Petrus, Joseph A.; Ames, Doreen E.; Kamber, Balz S. (февраль 2015 г.). «По следам неуловимого удара Садбери: геохимические свидетельства хондрита или кометного болида». Terra Nova . 27 (1): 9–20. Bibcode : 2015TeNov..27....9P. doi : 10.1111/ter.12125 . S2CID  129480630.
  9. ^ Пай, Э.Г.; Налдретт, А.Дж.; Гиблин, П.Е. (1984). Геология и рудные месторождения структуры Садбери. Геологическая служба Онтарио. Т. 1. Министерство природных ресурсов Онтарио.[ постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Риллер, У (2005). «Структурные характеристики ударной структуры Садбери, Канада: деформация, вызванная ударом, в сравнении с орогенной деформацией — обзор». Метеоритика и планетарная наука . 40 (11): 1723–1740. doi : 10.1111/j.1945-5100.2005.tb00140.x .
  11. ^ Beales, FW; Lozej, GP (1975). «Осадки бассейна Садбери и теория метеоритного удара о происхождении структуры Садбери». Canadian Journal of Earth Sciences . 12 (4): 629–635. Bibcode : 1975CaJES..12..629B. doi : 10.1139/e75-056.
  12. ^ Брей, Дж. Г. (1966). «Шаттерные конусы в Садбери». Журнал геологии . 74 (2): 243–245. Bibcode : 1966JG.....74..243B. doi : 10.1086/627158. S2CID  128465927.
  13. ^ Френч, Б. М. (1967). «Структура Садбери, Онтарио: некоторые петрографические свидетельства происхождения от удара метеорита». Science . 156 (3778): 1094–1098. Bibcode :1967Sci...156.1094F. doi :10.1126/science.156.3778.1094. hdl : 2027/pst.000020681982 . PMID  17774054. S2CID  21607637.
  14. ^ Petrus, JA; Ames, DE; Kamber, BS (2015). «По следам неуловимого удара Садбери: геохимические свидетельства хондрита или кометного болида». Terra Nova . 27 (1): 9–20. Bibcode : 2015TeNov..27....9P. doi : 10.1111/ter.12125 .
  15. ^ Ghose, Tia (18 ноября 2014 г.). «Это сделала комета! Тайна гигантского кратера раскрыта». LiveScience . Получено 18 ноября 2014 г.
  16. ^ Molnár, Ferenc; Watkinson, David H.; Everest, John O. (1999). "Характеристики флюидных включений гидротермальных жил Cu–Ni–PGE в гранитных и метавулканических породах на контакте месторождения Литл Стоби, Садбери, Канада". Chemical Geology . 154 (1–4): 279–301. Bibcode :1999ChGeo.154..279M. doi :10.1016/S0009-2541(98)00136-3.
  17. ^ Magyarosi, Zsuzsanna; Watkinson, David H.; Jones, Peter C. (2002). «Минералогия руды Cu-Ni-PGE и последовательность событий на руднике Copper Cliff South, Садбери, Онтарио» (PDF) . 9-й Международный симпозиум по платине .
  18. ↑ Белл, Роберт (январь 1891 г.). Месторождения никеля и меди округа Садбери, Канада . Бюллетень Геологического общества Америки. С. 125–140.
  19. ^ Харрисон, Пенсильвания (январь 1983 г.). ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СУЛЬФИДНОГО НИКЕЛЯ (PDF) . Грэхэмстаун: Университет Родса.
  20. ^ abc Jewiss, Том (весна 1983 г.). "История горного дела в районе Садбери". Горные породы и минералы в Канаде .
  21. ^ "OHP - "МЕРИДИАН СОЛТЕРА 1856" - Таблички провинции Онтарио на Waymarking.com". Waymarking.com . Получено 3 апреля 2021 г. .
  22. ^ "Sperrylite". mindat.org и Институт минералогии Хадсона . Получено 3 апреля 2021 г.
  23. ^ "GEORGE THOMAS HOLLOWAY". Trans IMM . 27. Northern Mine Research Society: 399–400. 1917–1918 . Получено 3 апреля 2021 г.
  24. ^ Насмешки над судьбой: подлинные трудности и переживания канадского пионера и воспоминания всей жизни / Энеас МакЧарльз. Торонто: Уильям Бриггс, 1908
  25. ^ "Отчет об исследовании почв № 49, Карта Садбери, Лист 41l". Почвы района Садбери, Онтарио .
  26. ^ Финни, Уильям (2015). История научной подготовки астронавтов миссии «Аполлон» . NASA SP -2015-626. С. 247, 252.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Sudbury_Basin.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Бассейн Садбери» .