Кратер Шунак - приклад структури, утвореної у твердих і крихких породах - стародавніх вулканитах. У Казахстані серед напівпустельної низькогірній країни на північний захід від озера Балхаш, між річками Бояулысай і Алтывайт, розташоване трикілометрову «блюдце», оточене валом, зване Шунак, або Аршалы. З давніх пір Шунак привертав увагу геологів, так як за формою він схожий на маар. Він розташований в області девонського вулканізму, вік якого 400 млн. років.Тому спочатку вважали, що це стародавній отпрепарированный вулкан, але при бурінні не було зустрінуте вулканічних жерловых порід ні всередині кратера, ні на валу. У 1976 р. Б. С. Зейлик опублікував статтю, в якій висловив припущення, що Шунак може бути метеоритним кратером. В 1977 р. після буріння і петрографічною обробки матеріалу це стало безсумнівним.

Я працювала на Шунаке в 1977 р. Після маршрутів по кратеру та його околицях я переконалася, що Шунак цікавий тим, що тут, завдяки рідкісної рослинності, на аэроснимке чудово дешифрируются багато рис стінкою геології і, крім того, чітко виражені польові ознаки метеоритного удару (рис. 10), наприклад «периста» система річок всередині кратера.

Шунак утворений у девонських вулканічних товщах, полого нахилених на північний схід. На них розвинена каолінова кора вивітрювання донеогенового часу - білі суглинкові породи, поступово переходять вниз у темні лави девону.

При погляді на аэроснимок (див. рис. 10) впадають в очі два контрастних кольори: чорний і білий. Білий тон має каолінова кора вивітрювання донеогенового часу і частиною вулканіти, вибілені гідротермальними розчинами. Білі породи видно на вершині і зовнішніх схилах валу кратера, а також в долині р. Алтывайт і на схід від кратера в прямолінійною долині. Смуга білих порід підкреслює гребінь і схил валу на півдні. Тут вона покрита більш темними уламками вулканітів, викинутих з кратера, і як би просвічує крізь сірий тон.

Сіруватий тон мають сучасні жовто-бурі річкові та схилові відклади на дні кратера і в долині річки Баяулысай. Оскільки клімат в районі сухий, кожен вихід вод по розломів або річками супроводжується густою рослинністю, яка дає на аэроснимке чорний тон, але в деяких випадках він обумовлений різкими тінями в глибоких ярах.

На бортах кратера видно система темних зморшок - радіальних овражков. Якщо продовжити їх з західної сторони, то вони перетинаються в центрі кратера. Центр перетину східних ярочків зміщений на північ на 250 - 300 м. Це пов'язано зі зрушенням по розлому (рис.11). Крім радіальних ударних тріщин, на знімку видно доударные широтні і меридіональні тріщини (з жилами кварцу і бариту), розширені при ударі.

Рис. 11. Геологічна карта кратера Шунак.
1 - сучасні відклади; 2 - каолінова кора вивітрювання (палеогеновий?); 3 - 7 - вулканіти девону (3 - ріоліти субвулканічних інтрузій, 4 - 7 - різні горизонти лав - від стародавніх до молодих); 8 - алогенна брекчія кратера Шунак; 9 - аутигенная брекчія; 10 - тріщини (а - утворені при метеоритном вибуху, б - подновленные при вибуху, - постударный молодий зрушення під пухкими відкладеннями); 11 - грабени навколо кратера; 12 - гребінь валу кратера; 13 - зсуви в кратері; 14 - висхідні джерела; 15 - нахили пластів (а) і свердловини (б) 

На валу Шунака не зустріли звичайної алогенної брекчії. Тут розкидані різноманітні за формою і розміром уламки лав - від волоського горіха до плиток довжиною 20 - 40 см і зовсім відсутня дрібна фракція - піщаний матеріал. Найбільш часто зустрічаються уламки пірамідальної форми (рис. 12; в); іноді стовпчасті уламки лав загострені на кінцях, як олівці. Зустрічаються уламки з нерівною поверхнею, дрібно гофрованої з одного боку (рис. 12, г). Відколи плиток лави часто мають ступінчастий вигляд, і сходинки то приблизно паралельні, то розташовані віялоподібно (рис. 12, б).Зустрінутий був і відбиток конуса руйнування (рис. 12, а). Особливо характерні конуси руйнування на майже плоских сколах уламків (рис. 13), при цьому борозенки часто утворюють кути 110 - 130°.

Всі ці прикмети вибухового руйнування схожі на ті, що видно в Соболевском кратері. Вони допомагають визначити метеоритну природу структури вже в поле, до лабораторної обробки, не тільки геологам, але й людям без геологічного освіти.

На східному борту Шунака видно характерний тип імпактних порушень. Це - зони своєрідних грудкуватих брекчій, причому уламки у кожній такій зоні брекчій мають приблизно однаковий розмір - зазвичай 3 - 5 см, рідше - близько 1 див. Невеликі осипи таких брекчій схожі на кам'яні річки - курумы.

Північно-східніше вивідний долинки біля самого дна розташовується низький (кілька метрів) уступ, на схилі якого зустрічаються комковатые брекчії, зяючі тріщини шириною до 20 см і свалы брил з текстурою гріс, тобто виходи аутигенной брекчії. На схід від цього уступу розташований наступний, крута стінка якого покрита блискучою скоринкою пустельного засмаги, нагадує червоний лак.

Нижній уступ з аутигенной брекчией являє собою майже похований зсув, а поверхня з кіркою червоного засмаги - це тріщина його відриву. Над уступом з червоною кіркою починається гребінь валу. Західніше, всередині кратера вздовж борту воронки простягається довга (700 - 800 м) гряда, що представляє собою молодий зсув. На його крутому фронтальному схилі до центру кратера видно грудкувата окремість, текстура гріс, особливо - в свалах брил біля підніжжя. Верхня поверхня зсуву, полого нахилена від центру кратера, покрита білої каолінової корою вивітрювання.Площина відриву зсуву - обрив, покритий численними конусами руйнування. Їх рельєф підкреслюється блискучою плівкою пустельного засмаги, але тут вона не червона, а чорна. На півночі кратера знижений і пологий вал прорізаний вузької долинкой - розломом, який на знімку підкреслюється чорним озерком і смугою рослинності. З нього-то і відсунута на північ східна частина кратера, а на півдні вздовж нього утворена вивідна долина. Всередині кратера вкв. 104 на продовженні розлому розкрила водний джерело з таким напором, що довгий час з неї бив фонтан висотою більше 1 м.

На заході кратер примикає і вершині, добре видною на аэроснимке. На південно-заході дві глибокі ущелини - широтна і меридіональна - є розширеними доударными тріщинами. На зовнішньому, південному схилі валу видно розсипи брил свіжих, темних девонських лав на білої каолінової корі вивітрювання.

До північно-заходу і до сходу від Шунака розташовані грабени, що огинають кратер, з білим тоном на знімку. Північно-західний грабен з зовнішньої сторони оконтуривается майже прямий кордоном днища долини, а на південно-сході маркується поруч висхідних джерел. На заході грабен обмежений порушенням, за яким розвинений яр. Другий, західний грабен також дешифрує за білястої каолінової корі вивітрювання. За вимірами залеганий тріщин окремо і смуг течії лав, вулканіти утворюють навколо кратера сводообразную структуру діаметром не менше 8 км.

Про тріщинах і розломах, створених метеоритним ударом в кратері, відомо досить багато. Загальний план тріщинуватості виявлено при масових вимірах, зроблених групою геологів МДУ. Крім крутих радіальних тут є дві головні системи концентричних тріщин. Одні з них круто нахилені від кратера і утворюють склепіння, інші нахилені до центру, і в них спостерігаються дзеркала ковзання. За таким тріщин змістилися великі зсуви на північному сході і сході кратера.

Шок-метаморфізм в породах кратера Шунак виражений чітко. В уламках кварцу з шліфом алогенної брекчії відзначаються планарні елементи, а в дрібній дресве в. І. Фельдман виявив осколочки свіжого силікатного скла. Скло девонських вулканітів рас-кристалізовано, а свіже скло, мабуть, пов'язано з метеоритним ударом. При перегляді шліфів девонських лав з бортів воронки в кварцових вкраплениках постійно відзначаються планарні тріщини, відсутні на відстані 3 км від кратера.Крім того, на валу знайдений уламок кварцової жили, де кварц має грубі тріщини, паралельні осям кристалів, а під мікроскопом видно перпендикулярні до цієї спайності відкриті планарні тріщини, підфарбовані плівками оранжево-бурих оксидів заліза.

Глибинна структура і рельєф істинного дна кратера встановлені за даними гравіметричного і магнитометрического профілювання.Воронка кратера подвійна, з кутами нахилу дна у внутрішній частині 30 - 35°, зовнішньої 20 - 27°. Над кратером зафіксована округла в плані негативна гравітаційна аномалія, обумовлена малоплотными озерними відкладами. У центрі кратера аномалія дещо менше, що, мабуть, пов'язано з ущільненням глин. Однак можливо, що причиною може бути і присутність у центрі невеликого тіла тагамитов.

Тріщинуваті породи під дном кратера мають потужність 0,7 км. Глибина до центру ваги всього 0,4 км, що типово для метеоритних структур. Маса викинутого матеріалу, за розрахунками А. В. Дабижи, дорівнює (2,6 ÷ 3,1) х 10⁸ т. Діаметр лінзи брекчій на дні близько 1 км. Потужність алогенних брекчій до 63 м. Середня потужність заповнює комплексу 180 м. Його розріз розкритий буровими свердловинами в центрі кратера. На алогенних брекчиях лежить тонкий горизонт перевідкладених брекчій - великоуламкових конгломератів. Вище залягає 100-метрова товща микрослоистых озерних відкладень, що складаються з річних пар - зимових прошарків білих пісковиків і літніх чорних вуглистих алевролітів 0,5 - 2 мм потужністю. При середній потужності річного приросту 1,5 мм 100 м опадів повинні були накопичитися приблизно за 65 - 70 тис. років.В керні свердловин видно частини великих листя платанів, визначено види, родинні нашим шиповникам, буку. Вік рослинності відповідає миоцену, тобто не більше 25 - 30 млн. років. Над микрослоистыми озерними опадами залягають нешаруваті зеленуваті глини (з дрібними пригнобленими прісноводними раковинами - гастроподами) потужністю близько 10 м, над ними - близько 20 м червоних глин без фауни. Верхні 50 м складені четвертинними жовто-бурими суглинками, супісями і галечниками, які відкладаються в кратері Шунак і в наш час. Зсуви повинні бути також віднесені до комплексу заповнення.

З історії осадконакопичення можна припустити таку послідовність постударных подій на Шунаке. Спочатку отлагались микрослоистые озерні опади, причому навколо кратера росли широколистяні ліси. Треба звернути увагу на те, що в цій товщі немає залишків озерної фауни, а рослинні залишки, незважаючи на порівняно молодий вік, углефицированы; в нижній частині товщі зустрічаються прожилки эпидота з кристалами піриту.Очевидно, температура порід під час відкладення эпидота і піриту була близько 100'С, що зумовило відсутність фауни і подальшу швидку углефикацию рослинних залишків. Після швидкої зміни умов починають відкладатися зелені глини з одноманітною пригнобленої фауною. Зеленуватий відтінок глин вказує на похолодання, колишнє у Казахстані на початку міоцену (приблизно 25 млн. років тому), а пізніше освіта глин яскраво-червоних відтінків, позбавлених органічних залишків, пов'язане з сухим пустельним кліматом (5 - 10 млн. років тому) наприкінці міоцену.В районі Шунака клімат і зараз досить сухий, напівпустельний, але колір опадів жовто-бурий, а плівки пустельного засмаги - чорні. Чорна кірка засмаги знаходиться на площині відриву більш молодого зсуву, який датується, таким чином, четвертинним часом.

На прикладі Шунака видно, що при утворенні метеоритного кратера в твердих крихких вулканитах цокольний вал являє собою сводообразную структуру без лежачою синкліналі. Оконтурювальні грабени тут не дугові, а кілька пристосовані до регіональних розломів, частково прямолінійні.