«Неземные пейзажи, уникальные геологические феномены, пронзительное безмолвие и безмятежность – все эти характерные особенности пустыни сфокусировались на кратере Махтеш Рамон в своих экстремальных проявлениях». Такие и другие не менее восторженные эпитеты, представляют в туристических проспектах самый большой из трех кратеров пустыни Негев на юге Израиля (кроме него, еще: Махтеш Гадоль и Махтеш Катан). 
Но этот район интересен не только туристам, он в первую очередь интересен геологам, по нескольким причинам: во-первых, как полигон, позволяющий заглянуть в геологическое прошлое; во-вторых, в связи с его металлогенической специализацией (Itamar, 1993 и др.); наконец, в-третьих, в связи с предположением о возможной алмазоносности (Eppelbaum, et al., 2006 и др.). 
Махтеш Рамон, расположенный, в центре относительно высоких гор пустыни Негев, с 1998 года ставший геологическим заповедником, представляет собой удлиненную глубокую эрозионно-тектоническую впадину (депрессию, каньон) восток-северо-восточного простирания (длина 40 км, максимальная ширина 12 км). Высоты над уровнем моря краев впадины колеблются от 800 до 1000 м, а центра, от 400 до 600 м., с относительными перепадами высот до 500 м. 
Махтеш Рамон – действительно уникальное природное явление, одно из немногих «окон» в геологическое прошлое региона, где, особенно четко (в том числе, на крутых склонах), обнажаются породы начала мезозойской эры. Поэтому, изучению его геологии уделялось много внимания почти с момента становления геологической службы страны, в частности, проведению комплексных геофизических исследований различных масштабов (Ginzburg et al., 1957; Domzalski, 1967; Klang et al., 1983; Vulkan, 1988; Goldman et al., 1988; Gvirtzman, 1991; Zafrir et al, 1991 etc). 
Целью этих геофизических работ, включающих разномасштабные аэромагнитную съемку, гравиразведку, электроразведку, геохимию, было изучение состава пород и тектоники района мезозойского периода, которые могут быть пролонгированы на большие прибрежные территории Израиля, перекрытые рыхлыми отложениями, а также выяснение металлогенической специализации, возможный прогноз наличия здесь рудных и нерудных полезных ископаемых (кстати, в «Махтеш Рамоне» на протяжении многих лет велась добыча глины, гипса и песка). 
С 1992 г. нами, а именно Геофизическим и Геологическим государственными институтами Израиля, а также Центром ядерных исследований было продолжено изучение этого района. 
Наши более детальные грави-магнитные работы, были необходимы для построения физико-геологической модели кратера (с учетом всех предыдущих исследований). Моделирование проводилось на основе количественной интерпретации потенциальных (гравитационного и магнитного) полей на современном уровне с той же целью, что и указана выше (Itamar et al., 1992-93; Goldshmidt et al., 1993; Segev et al., 1996). 
Геофизические работы осуществлялись современными компьютеризированными приборами, гравиметрами, магнитометрами и др. аппаратурой, обеспечивающими высокую точность измерений потенциальных полей и топографической привязки станций на местности. 
Интерпретация полей, как правило, начинается с построения физико-геологической модели и подразделяется на два этапа: выбор подходящего математического аппарата и извлечение содержательной информации из измеренных аномалий в соответствии с представленной геологической моделью (Страхов и др.,1982). 
Физико-геологическая модель, в рамках третьей парадигмы в теории и практике интерпретации потенциальных полей (Страхов В.Н., 2000), это совокупность представлений и допущений о реальном строении среды ( структурно-тектоническом, петрографо-литологическом, историко-геологическом, прогнозно-металлогеническом). 
Если результаты интерпретации по формальным (совпадение или несовпадение наблюденных и вычисленных аномалий) или неформальным, содержательно-геологическим, критериям оказываются неудовлетворительными, то производится корректировка модели и дальнейшие вычисления. Процесс подбора модели может быть многократным и многоаспектным. 
В результате, нами детализированы тектоника и магматизм района Махтеш Рамон и оценено влияние магматизма и разломов ЗК, как главных факторов наличия полезных ископаемых, на состав, структуру и рудную минерализацию. Результаты опубликованы в типографском варианте институтами Геологии и Геофизики в виде отдельных сборников (на иврите, рис.1, фрагмент обложки одного из сборников) и статей (на английском). В этой статье они впервые публикуются на русском, слегка облегченном, профессиональном языке.

 
Рис.1 Фрагмент обложки одного из наших сборников по Махтеш Рамону

 
Рис.2. Комбинированная карта кратера: рельеф (в теневом изображении), наблюденное гравитационное поле в редукции Буге (тонкие черные контурные линии) и оси антиклиналей (прямые отрезки).

В региональном плане высоко-плотностной антиклинорный блок Махтеш Рамон ограничен на севере резким градиентом поля силы тяжести (4 мгл / км), сопровождаемым линейными магнитными аномалиями, что интерпретируется, как крутопадающий разлом SW – NE направления, совпадающий с крутым уступом кратера. Южнее разлома Рамон, ограничивающего блок с юга, отмечается плавное изменение физических полей, что, по-видимому, отражает постепенное изменение состава пород перекрытых структур, а также их плавное погружение (рис. 2). 
Многофазная магматическая деятельность в центральном Негеве продолжалась периодически, в основном, в три этапа) от позднего триаса - ранней юры до раннего мела в течение ~100 миллионов лет. Поскольку магматические породы обнажаются на поверхности кратера только фрагментарно, то для определения пространственных характеристик скрытых на глубине интрузивных тел, оконтуривания их в горизонтальной плоскости и определения глубин залегания верхней и нижней кромок необходимо было провести объемное геолого-геофизическое моделирование. 
При 3-х мерной (3-D) компьютерной интерпретации физических полей, требующей введения некоторых граничных условий, в основу физико-геологической модели положены следующие параметры. 
Положительные гравитационные аномалии интенсивностью 9 -10 мГал, сопровождаемые положительными магнитными аномалиями интерпретируются как интрузии основного состава (габбро, трахиты, а также базальты и базаниты) с плотностью 2.81-2.85г / см.. Отрицательные гравитационные аномалии, интенсивностью 3-4 мГал, сопровождаемые нечетко выраженными магнитными аномалиями фиксируют интрузии кислого состава (кварц-сиениты) с плотностью ~ 2,50 г/см3. 
Поскольку при моделировании, решающую роль играют физические свойства пород, а именно, плотность, пористость и магнитная восприимчивость. то нами были собраны и статистически обработаны все имеющиеся петрофизические данные, включая собственные измерения образцов из обнажений и скважин Рамон-1, Нафха-2, Авдат-1, Zavoa-1, Nevatim. 
В кратере, в основном, обнажаются три типа пород, осадочные: доломиты, известняки песчаники; фрагментарно - интрузивные породы: основного состава (габбро, диабазы в силах и дайках, базальтовые потоки и др.), кислого состава (кварц-сиениты, вулканические породы и трахитовые дайки). 
Плотности вмещающих осадочных пород: доломиты - 2.73-2.77, известняки - 2.66-2.70, песчаники - 2.46-2.57, сланцы и мергели - 2.38-2.42 г/см3, магнитная восприимчивость незначительна. Плотность базальтов в потоках 2.60 – 2.67 г/см3, магнитная восприимчивость до 4000-5000 х 10-6 CGS. При этом, породы триаса (в основном, терригенные) обладают более низкой плотностью, чем более поздние меловые отложения (в основном, карбонатные).. 
В результате моделирования были четко выделены и впервые количественно охарактеризованы шесть крупных магматических массивов, четыре из которых являются 
по составу основными, Сахароним, Арод, Лакколит, Гора Ховай (южнее разлома Рамон), 
а два – кислыми, Шен Рамон-Гавнуним и Маале Хаацмаут (рис. 3, 4, 5).

 
Рис.3. Карта вычисленного гравитационного поля от плотностной модели кратера, совмещенного с контурами магматических тел в горизонтальной плоскости, метрические параметры которых получены в результате 3-D (объемного) моделирования наблюденного гравитационного поля.

 
Рис.4. Геолого-геофизический разрез по линии R1-R2 (на рис.3), на котором показаны подобранная геологическая модель, а также графики наблюденных (сплошные линии) и вычисленных (пунктирные линии) аномалий гравитационного и магнитного полей.

 
Рис.5. Схематическая блок-диаграмма района Рамон, построенная на основе 3-D грави-магнитного моделирования.

Физические параметры магматических тел, характеризующие их состав, а также метрические параметры, определяющие их размеры в пространстве, полученные в результате 3-D моделирования, показаны в таблице.

Электроразведочные работы (TDEM), проведенные ранее вдоль южной границы каньона, с целью изучения геометрии кварц-сиенитов (Goldman и др., 1988). показали, что непрерывное кварц-сиенитовое тело продолжается к югу от Шен Рамон-Гавнуним до глубины 100 м. Для подтверждения были пробурены пять скважин до глубины 100 метров. В двух из них контакт с интрузией был обнаружен на глубинах 55 и 88 м., соответственно. 
Для магматических тел разного состава в районе характерна соответствующая минерализация. 
На участке Гавнуним (рис. 6) относительно интенсивные отрицательные аномалии гравитационного поля отмечают измененные кварцевые сиениты, содержащие металлогеническую минерализацию (Itamar, 1993 и др.). Широкое распространение интенсивных отрицательных аномалий поля силы тяжести, фиксирующих подобные магматические тела, подтвержденные электроразведкой, увеличивает возможность наличия дополнительных участков металлической минерализации в недрах. 
Субвертикальные минерализованные жилы с аномально высокими концентрациями цинка, урана, мышьяка, железа, серебра, меди, никеля, свинца, кадмия и кобальта были обнаружены в верхних частях кислой интрузии Гавнуним (подобная минерализация была также найдена в кварц-сиенитовой интрузии Хар Ариф, за пределами кратера). 
На участке Шен Рамон (рис. 6, 7) вблизи контактов интрузии с известняками, фиксируемых полосами высоких градиентов гравитационного поля и сильно изрезанными магнитными аномалиями, обнаружены гидротермальные изменения, с включениями редкоземельных металлов.

 
Рис.6. Карта локального гравитационного поля участка Гавнуним и Шен-Рамон и выделенные по градиентам поля разломы и контакты различных пород.

 
Рис.7. Геолого-геофизический разрез участка Шен-Рамон по линии 3 (на рис.6), на котором показаны подобранная геологическая модель с графиками наблюденных (сплошные линии) и вычисленных по модели (пунктирные линии) аномалий гравитационного и магнитного полей.

Более поздние детальные работы обнаружили дополнительные возможности района. Проанализировав геологические, минералогические, петрографические, геофизические и геоморфологические данные, и обнаружив здесь микроалмазы, Eppelbaum, et al. пришли к выводу, что Махтеш Рамон в частности, его западная часть, западнее массива Арод, где в лавовых потоках, обнажаются базальты, отмечаемые высокоинтенсивными магнитными аномалиями (в регионе Левант, это - щелочно-базальтовая, щелочно-габброидная и кимберлитовая ассоциации, входящие в состав траппоых формаций; в Махтеш Рамоне, это ранне-средне-меловые пикритобазальты, оливиновые базальты и щелочные пикриты), является весьма благоприятным районом для открытия на небольшой глубине алмазоносного месторождения. 
В настоящее время прогнозно-металлогенические исследования кратера Махтеш Рамон ограничены тем, что эта область является Государственным геологическим заповедником, в котором запрещено проведение горных работ, хотя ряд участков в пределах впадины и вблизи нее, по геофизическим и геохимическим данным, могут оказаться перспективными на наличие полезных ископаемых и иметь экономическую ценность.

Литература.

Страхов В.Н., Гольдшмидт В.И., Калинина Т.Б., Старостенко В.И., 1982. Состояние и перспективы развития в СССР теории интерпретации гравитационных и магнитных аномалий. 1982. Изв. АН СССР "Физика Земли", 5. 24 с.

Itamar A., 1993. Hydrothermal alteration of quartz syenite in Shen-Ramon. Israel: mineralogy, petrography and economicevaluation. 8th IAGOD Symp. Proc. Pp.824-834.

Itamar A., Goldshmidt V., Segev A., Vulkan U., Rybakov M., Zafrir H., 1992-93. Magnetic and Gravimetric survey in Southern Makhtesh Ramon. Rep. TR-GSI/39/92., 39 p.(in Hebrew).

Goldshmidt V., Rybakov M., Itamar A., Segev A., Vulkan U., 1993. Gravity and magnetic fields in the Makhtesh Ramon area. Israel Geological Society, Annual Meeting. Arad.

Segev A., Itamar A., Goldshmidt V., Rybakov M., Vulkan U. 1993. The subsurface structure and composition of the Ramon region. Geol. Surv. Isr. Rep.GSI/29/93, 44 pp. .(in Hebrew).

Goldshmidt V., Rybakov M., Segev A., Itamar A. 1994. Subsurface structure and composition of the Ramon region. Isr. Geol. Soc. Annual Meet., Hof Ginosar, p.35.

Segev A., Goldshmidt V., Itamar A. and Rybakov M. 1996. Effects of Mesozoic magmatism on composition, structure and mineralization in the Ramon area (southern Israel): Magnetometric and gravimetric evidence. Isr. J. Earth. Sci., vol. 45, p.p. 89-112.

Prof. V. Goldshmidt. 1998. System analysis of geophysical and geochemical data in Israel (by the example of Makhtesh Ramon). Expert Council of the Immigrant Scientists, Seminar No 26. Tel-Aviv.

Eppelbaum L.V., Vaksman V.L., Kouznetsov S.V., Sazonova L.V., Smirnov S.A., Surkov A.V., Bezlepkin B., Katz Y., Korotaeva N.N., and Belovitskaya G.I., 2006. Discovering of microdiamonds and minerals-satellites in Canyon Makhtesh Ramon (Negev desert, Israel). Doklady Earth Sciences (Springer), 407, No.2, 202-204.

Получено от автора 06 февраля 2011 г. 
для обсуждения на семинаре