2011г.
Введение
Механизм формирования глобального геологического пространства системы Земли.
Памир-Тяньшаньский плюм - как стационарный энергетический центр (СЭЦ)
Процессы дегазации мантии области блока(ПТБ).
Формирование месторождений углеводородного сырья.
Горо- и складкообразовательные процессы
Основные выводы
Список литературы
Новые, более прогрессивные парадигмы овладеют умами геологов, заставят их в старых, известных фактах увидеть новые соотношения и связи явлений.
Лукьянов А.В.
Главные действующие силы, под воздействием которых формируется тектоносфера системы Земли, это силы гравитации направленные к ее центру и центробежная сила вращающейся системы, а также тепловые потоки, которые могут иметь противоположное направление или же совпадать с направлением силы гравитации. Сама система тектоносферы порождает временные и пространственные неоднородности тектонических движений, столь важные для геологов с теоретической и практической точки зрения, а также физико-химические процессы, генетически связанные с силами гравитации.
Основными проблемами физики тектонических процессов являются: изучение причинно-следственных связей в истории развития тектоносферы как системы; выявление частных систем и механизмов их развития; определение механизма воздействия внешних сил на эти системы.
Значение гидросферы и астеносферы для развития системы Земли особенно велико, так как через них тектоносфера воспринимает влияние внешних факторов: космоса и глубоких недр планеты.
Система тектоносферы (по А.В. Лукьянову) не имеет стационарного состояния и находится в непрестанном движении. Нестационарность тектоносферы определяется тем, что составляющие ее массы стремятся к равновесному состоянию, как в гравитационном, так и в тепловом поле, но это невозможно.
Приближение к гравитационному равновесию нарушает тепловое равновесие, а приближение к тепловому равновесию создает инверсии распределения плотностей в гравитационном поле.
Т.е. при существующем составе и в существующих условиях тектоносфера обречена на вечное движение. Движение вещества может быть вверх путем плавления ( Й. Шимазу, В.А. Магницкий.), или при наличии тяжелых элементов и при неоднородном составе респлава,-процесс зонного плавления происходит вниз (В.Н. Жарков). Заметим, что процессы зонного плавления вниз способствуют силы гравитации, а процессу зонного плавления вверх способствуют тепловой поток исходящий от ядра системы и центробежные силы. Данный процесс сопровождается образованием границ разделов как по латерали, так и по радиали. Эти процессы сопровождаются возникновением полей напряжения.
Одновременное проявление (по В.В.Белоусову) на поверхности материков различных эндогенных режимов указывает на гетерогенность теплового поля Земли: в одно и то же время тепловые потоки в разных местах разнятся по своей интенсивности, следовательно, тепловые потоки меняют свою интенсивность как в пространстве, так и во времени.
Все процессы в данной работе, происходящие в геологическом пространстве и пространстве космоса, рассматриваются как процессы имеющие волновой характер.
Сам процесс преобразования энергии в вещество и обратно является автоколебательным. В данном случае, энергия порождает системы, в которых происходят сложные преобразования вещества и выделяется под воздействием сил гравитации большое количество энергии, которая сосредотачивается в центре системы, то есть в конечном итоге вещество переходит обратно в энергию, этот процесс может характеризоваться как автоколебательный.
В основе понимания развития и районирования земной коры и ее полезных ископаемых лежат глубинные мантийные и коровые физико-химические деформации и порождаемые ими движения осадочных формаций (Д.В. Наливкин, В.А. Николаев, А.Е. Ферсман, Д.И. Щербаков, А.С. Уклонский, Б.Н. Наследов, В.И. Попов и их ученики).
Зоны повышенной деформации разделяют относительно спокойные области. Они же являются коллекторами магм, флюидов, гидротермальных растворов. Размер зон повышенной деформации очень различен, а внутри каждой зоны повышенной деформации могут быть выделены зоны более низкого порядка, разделенные относительно спокойными участками. Учитывая такую многостепенность деформированных зон, можно сделать единой закономерностью все тектонические взаимоотношения-от планетарных до локальных. Геологическая закономерность, которая здесь сформулирована, есть отражение двух физических законов:
1. При любой деформации твердого и вязкого тела возникает разделение его на зоны, в которых сосредотачиваются преимущественно деформации, и на разделяющие эти зоны слабо деформированные блоки, причем в таких зонах и блоках могут быть отдельные зоны и блоки низшего порядка. Самым низшим порядком зон повышенной деформации являются некоторые из решеток кристаллов. Верхний порядок зависит от размеров деформируемого тела. В ходе деформации возникают новые зоны, а старые упрочняются, но с возрастанием деформаций они могут снова оживать.
2. Зоны повышенной деформации отличаются повышенной степенью проницаемости для магм, флюидов, газов, гидротерм, волн напряжения.
Можно провести аналогию между пространством космоса и геологическим пространством: и там, и там есть области обладающие высоким энергетическим потенциалом и есть области с низким энергетическим потенциалом.
Формула E=mc2 указывает на то, что энергия может трансформироваться в вещество, и наоборот, вещество может трансформироваться в энергию. При этом не отрицается существования первичного пространства космоса подвергающегося деформации в период прохождения волны, энергия которой трансформируется в вещество. Это вещество дифференцируется по мере удаления от эпицентра и концентрируется в пространстве, где силы внешнего силового поля имеют наименьшие значения. С момента образования частиц вещества начинает действовать закон гравитации.
Начинают образовываться скопления вещества в структурированном энергетической волной пространстве космоса, как вещественные неоднородности. Под воздействием сил гравитации происходит разделение (первичное) вещества на зоны низкой и высокой степени деформации, происходят процессы гравитационной дифференциации вещества, наконец, под воздействием сил гравитации объект начинает вращаться вокруг своей оси и орбитально- вокруг эпицентра деформации(источника энергии).
Вещественные неоднородности, как объекты структуры космического пространства развиваются по разному. В результате их работы образуются различного типа поля - гравитационные, плазменные, электрические, магнитные. Наблюдаются процессы перехода вещества в энергию, т.е. формула E=mc2 отражает режим работы объектов пространства космоса и всей системы космического пространства в автоколебательном режиме, период работы которой определяется особенностями строения системы. Пространство космоса, таким образом, неоднородно и разделено на области обладающие разным энергетическим потенциалом.
Данный закон является основополагающим и определяет эволюционное развитие системы Земли.
Под воздействием сил гравитации начались физико-химические деформации в геологическом пространстве системы Земли, в результате которых генерируются волны напряжений несущие энергию и вещество. Упругая волна переносит энергию упругой деформации и частицы вещества, при этом под воздействием энергии волны происходит преобразование вещества на атомарном уровне, уменьшается вязкость (фактор действия высоких температур), происходит дегазация вещества.
Как показало моделирование (Гарат И.А. 2001), энергия упругой волны, генерируемой локальным генератором, увеличивает проницаемость ослабленных зон и нарушений на два порядка, при этом пористость возрастает в пять раз. Проявляющиеся закономерности могут быть сформулированы следующим образом.
-В пространстве космоса и в геологическом пространстве происходят физико-химические деформации. Под их воздействием происходит разделение пространства на области, в которых сосредотачиваются преимущественно деформации, и на разделяющие эти области зоны, в которых деформации проявлены в меньшей степени. При этом в таких областях и зонах могут быть отдельные зоны и области низшего порядка. Области и зоны имеют разные энергетические потенциалы.
Существование данного закона определяется физической сущностью, которая характеризует пространство как неоднородное и асимметричное, в котором энергия может переходить в массу вещества и наоборот, - масса вещества может переходить в энергию. Процесс сопровождается волной, которая переносит энергию и вещество, при этом происходит структурирование пространства. Т. е. энергия может образовывать геологическое пространство и наоборот, геологическое пространство может трансформироваться в энергию, которая будет характеризовать пространство космоса.
В итоге образуется система, в которой главную роль играют физико-химические деформации и силы гравитации, определяющие характер процессов, происходящих в системе. Процессы генетически связаны с физико-химическими деформациями - определяют (в конечном итоге) структуру системы.
Система Солнца располагается в плоской подсистеме Галактики. Диск подсистемы разделяется на зоны спиралевидными рукавами. Система Солнца располагается в рукаве обладающем мощным энергетическим потенциалом по сравнению со смежными зонами. Образование Земли генетически связано с системой Солнца, как одного из объектов (структурного элемента) Галактики.
Проявление эффекта спирали, вызванное вращением Земли вокруг своей оси, приводит к возникновению общеземного поля напряжения, которое регулируется элементами сферической и винтовой симметрии. В результате этого процесса первичный план деформации изменяется. Винтовая симметрия наводит анизотропию, которая приводит к деформации Земли. Возникают гравитационные максимумы и минимумы, углубляются процессы дифференциации вещества, возникают четкие границы разделов по латерали и радиали. Указанные процессы приводят к нарушению симметрии шара. Сжатие Земли вдоль оси ее вращения на 21,4 км. создает общеземное поле напряжения. Закладывается регматическая сеть зон систем глубинных разломов четырех основных направлений. До рифея более проявлены были меридионально-широтные направления (разрывной тип нарушений), затем в полной мере развились тектонопары (А.И.Суворов) - сбросо - сдвиговые нарушения (диагональные направления нарушений).
Отметим, что еще в период разделения объекта зонами деформаций на блоки начинается процесс тектонического движения вещества и его дифференциация, а точнее, происходит процесс углубления дифференциации вещества и его разогрев. Возникают локальные магнитные поля.
С момента начала вращения Земли запускается механизм автоколебательной системы Земли. Возникает в этот момент и магнитное поле Земли, которое тесно взаимодействует с гелиосферой Солнца. В результате чего происходит физико-химическая деформация поверхности Земли. Данный процесс сопровождается разогревом вещества Земли, его дегазацией по зонам деформаций, которые характеризуются высокой степенью проницаемости в силу особого строения разломов.
Образовавшиеся гравитационные минимумы и максимумы (т.е. максоны) способствуют активизации тектонической миграции вещества как по латерали, так и по вертикали.
Таким образом вращение Земли вокруг своей оси приводит к запуску автоколебательной системы Земли, формированию ядерно-оболочечно-блоковой структуры и запускается процесс флюидо- и магмообразования, который происходит в автоколебательном режиме зонного плавления верхней оболочки Земли . и в зоне контакта нижней мантии и ядра.
Важно отметить, (М.М.Довбич, Н.Ф.Балуховский), что периодичность геопроцессов хорошо коррелируется с периодами определенных астрономических явлений связанных с вращением.
Е.А.Ермаков отмечает, что земная кора магматического происхождения, сформированная к середине протерозоя - наглядное свидетельство огромной потери тепла, легколетучих и легкоплавких компонентов протомантии. К концу периода (4,4 - 1,6 млр. лет) было образовано 85-95% континентальной коры. Наиболее древние офиолиты имеют возраст менее 2,8 млр. лет. Образование древнейших пород коры (протосиаль - серые гнейсы) произошло в первые 500 млн. лет.
Отметим, что процесс магмообразования происходил в антидромной последовательности (Ермаков, Грачев, Богатиков, Ибадуллаев и др.)
"...Более легкоплавкое вещество лейкосомы легче перемещается при высокотемпературном (особенно в водном) амфиболитовом метаморфизме, создавая тем самым впечатление большей древности меланосомы." (О.А. Богатиков).
Автоколебательная система Земли генерирует волны напряжений различной длины, которые определяются особенностями ее строения. Несущие энергию волны попадая в неоднородную среду начинают отражаться и преломляться на границах раздела сред.
Такие границы могут обусловить появление замкнутой поверхности. от которой происходит отражение волн, что придает объему ограниченному этой поверхностью, колебательные свойства и определяет собственные периоды волн, характерные для данного объема колебательной системы. В данном случае энергия волны будет отдаваться на преобразование вещества. В условиях замкнутого контура скорость волны снизится за счет наличия отражающих поверхностей (прямолинейное распространение волны невозможно в неоднородной среде). Уменьшение скорости прохождения среды способствует эффекту возникновения высоких температур, что в свою очередь ведет к уменьшению вязкости вещества, дегазации и выделению ювенильных растворов и магмы. Таким образом масса вещества подвергается преобразованию посредством энергии волны в условиях замкнутого контура. При этом ведущая роль отводится фактору волновых эффектов под воздействием которых происходит преобразование вещества на атомарном уровне и его миграция в сторону ядра и поверхности системы способом зонного плавления вмещающей среды (тяжелые элементы мигрируют в сторону ядра).
Особая структура глубинных разломов и узлов их пересечения отвечают заданным условиям, т.е. объем, ограниченный замкнутой поверхностью, является колебательной системой, которая является коллектором газов, флюидов, магм.
Вещество, поднимаясь из глубоких мантийных сфер создает радиально-латеральную область скучивания в верхней зоне тектоносферы. В связи с чем возникает избыточное напряжение в астеносфере и коре. Давление со стороны мантии и коры в конечном счете приводит к началу магмообразования и деструкции коры. Изменение Р-Т условий деформирующего кору вещества сопровождается процессами образования магматических тел, которые разрастаясь формируют кору. Таким образом в основе понимания развития и районирования земной коры и ее полезных ископаемых лежат глубинные мантийные и коровые физико-химические деформации, как и считали виднейшие ученые 20 века (Архангельский, Наливкин, Николаев, Попов и др.). Физико-химические деформации порождают управляемые автоколебательной системой Земли геопроцессы, направленные на сохранение системой Земли ее устойчивого динамического равновесия. Автоколебательная система Земли работает в ротационно - плюмовом режиме, при этом общеземное поле напряжения, вращение Земли вокруг своей оси в силовом поле Солнца и Галактики - является конкретным выражением динамической устойчивости геоида заданным условиям, т.е. отвечает скорости вращения Земли вокруг своей оси и пространственному положению геоида внутри Солнечной системы. Структура геологического пространства системы Земли формируется под воздействием гравитационных и иных полей Солнца и Галактики. Силовое поле Галактики, имеющее волновой характер, и силовое поле Солнца воздействуя на систему Земли заставляют ее орбитально вращаться вокруг Солнца и центра Галактики, при этом совершается вращательное движение Земли вокруг своей оси. Кроме этого система совершает колебательные квазисинусоидальные движения относительно Солнца и Луны, а также в плоскости Галактики приближаясь и удаляясь от центра Галактики вместе с Солнцем.
Такие сложные ротационно - колебательно - орбитальные движения Земли свидетельствуют о волновом характере силового поля Галактики и Солнца, в котором развивается система Земли в автоколебательно - ротационно - плюмовом режиме.
В основе процесса плюмообразования лежат активные процессы физико-химических деформаций, происходящих на атомарном уровне. В результате, образуется новое вещество и энергетическая волна, переносящая вещество (энергомассопоток, который деформирует вмещающую среду).
В.В. Белоусов, говоря о проблеме миграции полюсов, отмечал, что причина поворота внешних оболочек Земли относительно оси ее вращения, кроется только в перемещении масс внутри земного шара, нарушающих равновесие его вращения. Эпохи быстрых перемещений полюса, которые являются и эпохами частых инверсий, совпадают по времени с орогенными стадиями эндогенных циклов. Они приурочены к концу каледонского (силур-ранний девон) и к концу герцинского (поздняя пермь-триас) циклов. Отметим, что в орогенную стадию происходит становление интрузий, подъем гидротермальных растворов.
В ранние периоды развития системы Земли магнитное поле было не дипольным (В.В. Белоусов), а более сложным, т.е. существовали региональные магнитные аномалии, которые по своей интенсивности были близки к интенсивности основного магнитного поля.
С.В. Старченко показал, что наиболее эффективно и мощно на магнетизм ядра оказывают влияние течения порождаемые гравитационно-химическими процессами, которые преимущественно представлены гравитационной дифференциацией масс из-за роста внутреннего ядра Земли при осаждении тяжелой компоненты из охлаждающегося внешнего ядра. гравитационно - химические процессы практически без потерь преобразуются в кинетическую и магнитную энергию. При гравитационно- химических процессах выделяется несколько ТВт (1 ТВт=1012 Вт). Мощности порядка 0,5 ТВт достаточно для генерации наблюдаемого магнитного поля Земли и для поддержания магнитного поля скрытого в глубинах ядра.
Значительно менее эффективно тепловое воздействие. Его суммарная мощность 10 ТВт ( в ядре), но при этом в гидромагнитную энергию трансформируется менее 20% тепловой энергии.
Тепловая энергия у границы ядро-мантия составляет 6 ТВт, из которой 1 ТВт преобразуется в гидромагнитную энергию ядра. Эффективность влияния структурных факторов, а также внешних - Луны и Солнца, на гидромагнитную динамику ядра очень мала и ее трудно оценить.
Этот факт указывает на то, что система Земли с начала ее вращения работает в автоколебательно -ротационно - плюмовом режиме, а не под воздействием переменных внешних сил. Постоянно действующая сила - волновое силовое поле Солнца, Галактики и силовое поле пространства космоса.
Говоря о Земле как о планете, имеем в виду тело вращения в форме геоида, полярная ось которого короче ортогональной (широтной) на 21 км 378 м, т.е. геоид сжат вдоль оси вращения. Сжатие Земли создает общеземное поле напряжения. В этом есть конкретное выражение соответствия динамической устойчивости геоида заданным условиям, т.е. отвечает скорости вращения Земли вокруг своей оси и пространственному положению геоида внутри Солнечной системы. Вращение геоида с позиции механики, влечет за собой появление эффекта спирали, в результате которого поле напряжения регулируется элементами сферической и винтовой симметрии. Для заведомо изотропной сферы винтовая симметрия наведет анизотропию, чем объясняются наличие гравитационных максимумов и минимумов Земли (максоны), и явные нарушения симметрии шара.
Величина 21,4 км. обусловливает предельное значение - амплитуду вертикальных перемещений вдоль радиуса Земли. Реальное предельное значение гипсометрического размаха, зафиксированного на поверхности Земли, равного 19км. 882 м.. Оно определяется двумя экстремальными значениями: предельной высотой гор равной 8848 м., и наибольшей отметкой глубины океанического дна (Марианская впадина), равной 11034м. Сопоставив значения размаха возможных изменений отметок поверхности (21,4км) и реальное предельное значение гипсометрического размаха - разница между ними равна 1,5 км (7%) - постоянная величина потерь связанных с трением в автоколебательной системе Земли. Декремент затухания автоколебательной системы Земли очень высок - 0,93 (КПД).
Вращающаяся Земля представляет собой автоколебательную систему, имеющую набор собственных колебаний, которые порождают единую всеземную систему стоячих волн, каждая из которых является генератором и камертоном способным и готовым к резонансу в том случае, когда в недрах Земли возникают частные колебательные системы, - в таком случае неизбежно возникает интерференция.
Если периоды локального источника упругой волны совпадают с одной из волн генерируемых общеземными стоячими волнами, то наблюдается резонанс. Возникновение зон общеземных стоячих волн - есть основной формообразующий механизм планетарных структур. Таким образом система общеземных стоячих волн и формируемых на их основе гармоник, а так же резонанс возбуждаемых ими волн и региональных волн создают упорядоченные интерференционные решетки, на базе которых возникают тектонические деформации коры в виде пликативных и дизъюнктивных структур.
Уровень энергии расходуемой на колебательные движения в каждом частном ареале, определяет не только его размеры, но и размеры формируемых тектонических структур и их амплитуды. Тектонические дислокации формируемые в отдельных геологических регионах имеют системный характер и отражают как общеземные свойства, так и региональные особенности. Поэтому тектонические деформации тектоносферы системы Земли, оказываются сходными по единству общеземного механизма формирования и различными особенностями их регионального проявления. Формирование локальных структур также как и региональных, определяется глубиной заложения очага колебательных движений. Принимая колебательную систему Земли равную ее диаметру, получаем, что чем глубже располагается источник возбуждения,тем сильнее проявляется основной структурообразующий фактор.
Автоколебательная система Земли нелинейна, т. к. сила трения в ней постоянна для каждого уровня ее динамического равновесия и направлена противоположно скорости (В.В. Богацкий).
Одновременное проявление на поверхности материков эндогенных режимов, указывает на существование единого волнового управляющего механизма системы Земли.
Пространственная периодичность и дискретность размещения геологических объектов и структур (по В.В.Богацкому) - это системное свойство геоида. Устойчивость процессов регионального структурообразования, как общепланетарное качество системы Земли, вместе с периодичностью и дискретностью тех же региональных структур, свидетельствуют о том, что главные свойства геологических структур отражают единство общепланетарного созидающего их механизма,
который является волновым. Волна - это возмущение генетически связанное с физико-химическими деформациями, распространяющаяся с конечной скоростью в пространстве и несущая с собой энергию и вещество. В однородном пространстве волна распространяется прямолинейно. Такая волна является сферической. Одновременное проявление эндогенных процессов одновременно на всех материках свидетельствует о распространении в геологическом пространстве системы Земли именно такой волны. Однако структура системы является неоднородной, в связи с чем надо полагать, что в глубоких мантийных сферах закономерно располагается сеть генераторов и сеть проницаемых зон глубинных разломов, по которым управляемые конвективные энергомассопотоки направляются в сторону пониженных значений Р-Т. Проницаемые зоны повышенной степени трещиноватости располагаются вдоль простирания зон систем глубинных разломов (по М.И. Погребицкому).
В неоднородной среде прямолинейное распространение волн, несущих вещество, не имеет места. На границах раздела сред возникает преломление и отражение волн. Такие границы могут обусловить появление замкнутой поверхности, от которой происходит отражение волн конвективных потоков. Это придает объему, ограниченному этой поверхностью, колебательные свойства и определяет собственные периоды волн, характерные для данного объема колебательной системы. Для нелинейных систем период собственных колебаний и амплитуда колебаний - величины зависимые. Упругая волна переносит энергию упругой деформации и движение частиц (конвективные энергомассопотоки). Передача энергии упругой волны от слоя к слою обусловлена деформированностью слоев, действием их друг на друга с определенной силой, а также их движением, в результате которого совершается определенная работа. Поскольку слой деформирован (обладает упругой энергией) и движется (обладает кинетической энергией), он и совершает работу, которая превращается в энергию упругой деформации и кинетическую энергию соседнего слоя, т.е. происходит перенос энергии и вещества волной.
В твердых телах упругие силы возникают как при сжатии, так и при сдвиге. При сжатии образуются продольные волны (волны сжатия), при сдвиге - поперечные (волны сдвига). Амплитуда вдоль фро |
