ЗОНАЛЬНОСЬ И САМООРГАНИЗАЦИЯ В ВОЛНОВОЙ ГЕОХИМИИ

Влияние внеземного сложного по источникам электромагнитного поля на процессы, протекающие в недрах и на поверхности Земли, подчинено закономерному периодичному проявлению во времени и в пространстве физического поля. Эти особенности процессов показаны на примере трех разного происхождения геологических объектов. Особое внимание привлекают стволовые структуры сейсмической мутности и мощные взрывные процессы флюидов, рождающих необычные для геологов формы. В особенности это относится к кольцевой структуре Гуэль Эр Ришат.

Выражение «самоорганизация» означает здесь, что источники энергии и условия реализации их не ясны (это относится в первую очередь к стратиформным и частично гидротермальным месторождениям). «Волновая геохимия» предполагает, что процессы контролируются преимущественно электромагнитным полем (ЭМП), а их прерывистое течение и распределение участков минералообразования подчинены структуре ЭМП. Прерывистость минералообразования до 60-х лет ХХ века признавалась, но не как нечто закономерное, неизбежное. Позже было признано, что процесс этот закономерен, но причины его оставались не ясными [1].

В 70-х годах усиливается в естественных науках и философии интерес к процессам самоорганизации материи, значение которой для понимания процессов эволюции природы исключительно велико. Геологи обращаются к обмену энергией Земли и космоса. Земля – по солнечной постоянной – приобретает 3.1024 калорий [или 3.1024 кал. Х 4,186.107 = 12,504.1031 эрг или 3.1024Х 4,186 = 12,504.1024Дж. в год) и теряет 3.1020 кал. X 4,186.107 = 12,504/1027эрг или 12,504.1020 Дж. [2] (по астрофизическим сведениям – Земля получает космической фоновой энергии в 400 раз больше [2]). Разные единицы энергии использованы здесь потому, что роль тепла во многих процессах может быть скромнее, чем предполагается геологами, а с накоплением энергии в длинноволновой части спектра недра Земли не должны пропорционально нагреваться.

Из приведенных данных следует, что в Земле накоплен колоссальный запас потенциальной энергии. Нетепловая природа еѐ подтверждается землетрясениями без выделения тепла, спровоцированными испытанием атомных бомб (триггерный эффект). В воронках мощно-взрывных флюидно-газовых выбросов температура пород также не повышена. В колоннах «сейсмической мутности» (в литературе – «субвертикальные геологические тела» [по 3], «стволовые структуры» (диатремы) [по 3], «газовые трубы, пути движения флюидов» [по 3], «субвертикальные зоны дегазации» [по 3], «ослабленные зоны повышенной проницаемости, каналы дегазации и флюидов» [по 3], «chimney» [по 3]) отсутствуют признаки заметной работы тепловой потенциальной энергии недр даже если с ними связаны плазмоиды [4]. Стволовые структуры должны сопровождаться естественными электрическими полями в виде цепочки торов (каждый тор в отдельном геологическом теле), с сердечником – «диатремом» и подчиняться законам электрогеохимии.

Поступление энергии из космоса определяется тем, что Земля – открытая система, существующая в космосе и взаимодействующая с его составляющими. Часть исследователей связывают активизацию недр с циклическим изменением солнечной активности (СА), влияющей на изменение силы тяжести, магнитного поля, различного вида излучения, размеры Земли и связанные с ними чередования фаз рифтогенеза, складчатости

и геодинамической активности, включающей землетрясения (З), техногенные землетрясения (ТЗ), горнотектонические удары (ГТУ) и горные удары (ГУ). Считается, что в периоды минимума СА Земля максимально сжата, и это проявляется в увеличении частоты ЭМП и энергии З, ТЗ, ГТУ и ГУ. Анализ землетрясений с 1700 г. по 2005 г. с М > 7 показал, что 80% из них произошли в периоды минимума СА.

Более общие построения учитывают более широкий набор космических факторов. Внешний источник планетарных дисфункций в них – система сложных космофизических отношений, которые возникают в ходе ритмо-переменных пульсаций и взаимообращений различных тел и образований Солнечной системы, Галактики, Вселенной. В этом космо — ритмическом механизме "Млечный путь" образует гигантский "соленоид", состоящий из множества энергетических "катушек" (спирально-эллиптических траекторий различных космических объектов), которые иерархически нанизаны одна на другую (по принципу "спираль на спираль"). Упомянутые "катушки" формируются в результате обращения: а) Луны вокруг своего и земного центра масс; б) Земли вокруг своей оси и своего центра масс; в) различных объектов Солнечной системы вокруг ее центра масс; г) Солнечной системы вокруг Центра Местной группы звезд (371 тыс. лет); д) этой Местной группы вокруг Центра Местного скопления звезд (18 млн лет); е) данного Местного скопления вокруг Центра нашей Галактики (250 млн лет); ж) нашей Галактики вокруг Центра Местной группы Галактик (2 млрд лет) и т. д. Сложные – динамичные, многоуровневые и многомерные – пульсационно-волновые взаимоотношения функционирующих элементов этого галактического "соленоида" генерируют космогеофизические (гравитационные, электромагнитные и др.) взаимовлияния и резонансы, которые выступают важнейшими инициаторами ритмики ядра, угловых и орбитальных импульсов Земли и соответствующих стихийных процессов в ее разбалансированных районах.

Значительно гравитационное воздействие Луны и Солнца, вызывающее океанические приливы. Существуют приливные волны с периодом от часов до сотен и тысяч лет. Частоты этих многочисленных волн определяются линейными комбинациями шести частот, соответствующими лунным суткам, тропическому году, периоду обращения перигелия (ближайшей к солнцу точки ) лунной орбиты (около 9 лет), периоду обращения узла лунной орбиты (около 18,6 лет) и периоду обращения перигелия земной орбиты (около 21 000 лет). Наиболее понятно геологам, но тем не менее игнорируемо ими влияние грозовых разрядов на геохимические процессы. Между тем в год на Земле случается 16 млн гроз или – в среднем по 44 000 в день. В каждые момент бушует 1800 гроз и ежесекундно сверкает 100 молний. Сила тока молний колеблется от 30 000 до 100 000 и даже порой 260 000 А, напряжение достигает 100 млн В, а количество электричества в одном разряде – приближается к максимальной величине 1000-2000 кулон. Напомним, наконец, что грозовая туча обладает свойствами диполя с напряжением между полюсами более млрд Вольт. И этот диполь индуцирует образование диполя под земной поверхностью, и в итоге возвышенные точки на земной поверхности (Эмпайр Стейт Билдинг, Останкинская башня и др.) нередко (в

75-80%) сами бьют молнией в тучу. Мы не оцениваем вклад атмосферного электричества в геологические – а в частности, геохимические – процессах. Наша цель: показать, что грозовое электричество способно играть роль фактора, участвующего в нарушении метастабильной равновесности систем, возбуждающего их, роль катализатора или спускового крючка для зон с критическим значением потенциальной энергии недр.

Р. Бостром [по 5] считает, что проявление на Земле субдукции, и вообще тектоники плит, практически не известной на других планетах земной группы, было обусловлено взаимодействием Земли и Луны.

Решение вопросов о путях «формирования» нашей планетой в течение многих миллионов лет «запасов полезных ископаемых» потребовало анализа “волновых тектонических движений, цикличности геологических процессов, собственных колебаний Земли в

классических моделях, инерциальные эффекты, связанные с вращением Земли и т. д.”»

исследователями под руководством акад. А. Н.Дмитриевского в 1993 г.

Аномальные пульсационно волновые процессы вызывают трансформацию и трансмутацию физико-химических свойств природных (газовых, жидких и плотных) сред. Возникают обширные геохимические аномалии – скрытые инициаторы: масштабных экологических нарушений природной среды жизнедеятельности; аварийности и катастроф различных транспортных и др. технических средств, строительных конструкций; физических и психических дисфункций, эпидемий. Например, на газовое «дыхание» Земли интенсивно влияет гравитационное воздействие Луны и Солнца, вызывающее океанические приливы. Существуют приливные волны с периодом от часов до сотен и тысяч лет. Частоты этих многочисленных волн определяются линейными комбинациями шести частот, соответствующими лунным суткам, тропическому году, периоду обращения перигелия (ближайшая к солнцу точка ) лунной орбиты (около 9 лет), периоду обращения узла лунной орбиты (около 18,6 лет) и периоду обращения перигелия земной орбиты (около 21 000 лет). Огромное число приливных волн делят на 3 типа: долгопериодические, суточные и полусуточные. Первые с периодом от недели до 18,6 лет это – стоячие волны, т. е. не зависят от долготы места. Вторые – суточного типа – упругие волны, бегущие в Земле с востока на

запад с периодом от 21,5 до 29, 3 часа. Их амплитуда максимальна на широте ± 45о, а нулевая на полюсах и экваторе. Наибольшая амплитуда у волн с периодом 13,66 и 27,55 суток. Приливы деформируют Землю. ВО время приливов земная кора поднимаясь расширяется ( в районе Москвы до 40 см – по Н. Н.Парийскому). Все подземные воды, даже глубинные, подвержены в связи с этим – гармоническим изменениям высоты столба воды в колодцах и скважинах. Обычно меняется и содержание малых элементов. Иногда приливы сказываются на основных компонентах раствора (например, растет содержание метана и падает СО2 или напротив). При отливах, когда земная кора сжимается, столб воды поднимается, а и приливах – опускается. Иные вязкие жидкости: нефть и даже лава так же реагируют на

приливы и отливы. Приливы взаимодействуют с электромагнитными полями недр, и это сказывается на составе солей. Интенсивность истечения газа регулируется приливами, давлением и сейсмическим режимом, нарушающим равновесное состояние среды. Гармоничное газовое дыхание Земли контролируется лунно-солнечными приливами. Непрерывные атаки ЭМ-волн и гравитационных воздействий постоянно и в различной мере возмущают недра Земли. Возникающие при этом породы – осадочные и измененные (включая контактные), руды – формируются в термодинамически неравновесных условиях, а поэтому отличаются повышенной потенциальной (свободной термодинамической) энергией. Стремление подобных систем к более равновесному состоянию, к хотя бы частичному освобождению потенциальной энергии, ведет к перестройке этих сред и перераспределению вещества даже в геологически «спокойные периоды». Рассмотрим кратко только три наиболее показательных в этом свете объекта: редкометальное месторождение Азгур в

Марокко, кольцевую структуру («загадочного происхождения», по мнению некоторых исследователей) Ришат в Мавритании и рудоносные кольцевые структуры Южного Урала. Азгур. Месторождение расположено в 80 км юго-западнее Мо-месторождения Маракеш. Минерализация: уранинит, ассоциациирующий с молибденитом, сфалеритом, шеелитом, галенитом, халькопиритом, пиритом, флюоритом, пирротином, гематитом, иногда с саффлоритом и самородным висмутом. Месторождение образовалось в палеозое и находится в палеозойской толще. Геохимический ореол выражен в палеозойских породах, прослежен в мезозойской и кайнозойской толщах выше зон стратиграфического перерыва с размывом, т. е. развитие геохимического ореола было значительно более длительным нежели время формирования рудных тел. Стадии разделены периодами герцинского и альпийского орогенеза, перерывами в осадконакоплении и размывами обнажавшихся на поверхность пород. В периоды орогенеза «запасы» потенциальной энергии недр, видимо, снижаются, в

спокойные периоды преобладает поглощение энергии извне. То есть волновые ритмы

космического воздействия на глобальные геологические события несомненны. Каждая стадия имела свои подстадии. 1) В первой подстадии – формирование стволовых структур сейсмической мутности, преобразование их в волноводы, возбуждение гидротермального процесса, поляризация участка минерализации в градиентных температурном и физико — химическом (активностей компонентов и Eh-pH раствора) условиях, включение процессов, направленных на согласованием свойств среды со структурой ЭМП, управляющего процессом, «впечатывание» свойств местного ЭМП в свойства вмещающих пород в виде торовидного электрического поля (ТЭП). 2) После обнажения пород и процессов гипергенеза, во время которых накапливалась новая порция энергии, каналы повышенной проницаемости протягиваются в толщу мезозойских отложений, куда индуцируeтся диполем палеозойской рудной зоны новый торовидный диполь(ТД). После мезозоя над стратиграфическим перерывом стволовая структура постепенно пронизывает кайнозойские отложения, и одновременно вокруг нее возникает третий (в пределах нашей модели) ТД. Три тора, расположенные один над другим, составляют части одного линейного мультиполя – диполя. Этот диполь обеспечивал зональное распределение и по вертикали и по горизонтали геохимического полихронного ореола. Решающая роль потенциальной энергии недр определила изложенные процессы как самоорганизацию.

Кольцевая структура Ришат (КСР)

Снимки, сделанные со спутника TerraSAR-X сразу после его запуска 15 июня 2007 года… Это – радарные снимки (Рис.1 и 3), распространенные германской компанией Infoterra GmbH, которая принимает и обрабатывает снимки.

КСР возникла в период между поздним протерозоем и ордовиком, Это самое древнее кольцо: ему 500-600 миллионов лет… Расположено оно в пределах синеклизы Таудени, в поле развития рифейских и нижне-, среднепалеозойских отложений на восточном склоне массива Регибат. Возвышавшиеся первоначально в центре выходы известняка, доломитов и брекчий в последствии провалились. Почти идеально круглая форма этого образования – против версии о метеоритном ударе. Дно структуры – не плоское, и следов от удара по краям самой структуры нет. Обращают на себя внимание крутые скалистые борта впадины в коренных породах (Рис.2). Судя по размерам КС, борта возвышаются более, чем на сотни метров (до 2 км и более). Всѐ это наталкивает на предположение, что 500-600 миллионов лет произошел взрывной газовый выброс колоссального количества материала. В средней части структуры – канал взрывной структуры, заполненный сейсмически мутным материалом (Рис.1 и 3). Полая стволовая часть ее (Рис.3) сохранилась в виде ямы в рельефе коренных пород, диаметром более 3 км. Диаметр ствола ступенчато уменьшается на глубину, а ствол наклонно уходит на северо-восток. Глубина, на которой находится его дно, не известна. Со стволовой частью совпадала ось естественного ТЭП. Взрывное истечение ионизированных флюидов обеспечило длительную цементацию пород вокруг канала «сейсмической мутности». Геологические события 600 млн лет сопровождались электромагнитным возбуждением, то усиливавшимся (с растущими напряжением и силой тока), то

ослабевавшим, но непрерывно определявшим литогенные изменения. Это привело к концентрически зональной КС и различному составу кольцевых зон.

За приемлемость предложенной модели: 1) идеальная кольцевая структура, 2) в центральной части структуры при перемещении обломки приобрели различную ориентацию (это видно на всех снимках, но особенно явственно на рис.1 и рис.3), 3) стволовые структуры сложены разуплотненным материалом, вследствие чего приобрели «сейсмическую мутность», т. е. потеряли текстурные признаки осадочных пород. «Полый» на радарных снимках ствол выполнен рыхлым материалом, прозрачным для радиоволн, но обнаруживаемым в видимой части спектра..

Рис.4 Малые КС

Восточнее основной КС Гуэль Эр Ришат в 40-50 км находится

группа малых КС, диаметром, ≈ 5 км, что свидетельствует о пораженности района стволовыми структурами, то есть КС Ришат – не исключение, и потенциальная энергия толщи проявляет себя широко процессами волновой самоорганизации.

Рудоносные кольцевые структуры Южного Урала.

Этот раздел введен потому, что КС, суммированные на рис.5, имеют размеры по уральскому

простиранию около 50 км, полихронную минерализацию и время образования, намного превышающее период «жизни» палеовулкана и рождения месторождений.

Рис.5. Схематическое статистически принципиальное строение КС и размещения в ней месторождений и проявлений разных районов Ю. Урала.[6} Месторождения: 1 — А, Б, В, Г, Е — Юбилейное,

2 — А, Б, В, Г — Подольское, 3 — Маканское,

4 — Октябрьское, 5 — Бурибайское, 6 — Юлалинское,

13 — Восточно-Подольское, 16 — Ташкулинское, 26 — Майское, 31 — Балта-Тау, 22-24 — Вишневские месторождение и рудопроявления.

Рудопроявления: 7 — Самарское,

8 — Северо-Хворостянское, 9 — Западно-Подольское,

10 — Шанхайское, 11 — Красный Маяк,

12 — Восточно-Самарское, 13 — Восточно-Подольское,

14 — Сукраковское, 15 — Тамаковское,

17 — Восточно-Ташкулинское, 18 — Южно-Подольское,

19 – Хворостянское, 20 — Ново-Петровское,

21 — Кашкаровское, 25 — Матраевское, 27 — Мурзинское,

28 — Белая Глинка, 29 — Южно-Богачевское, 30 — Санкым,

32 — Северо-Богачевское, 33 — Северное, 34 — Северо — Самарское. Суммированы материалы по Петропавловской КС, Подольской КС, Первомайской КС и Бурибайской КС. Точки – вкрапленность сульфидов.

Очевидно, что в КС процессы перераспределения вещества и совершенствования зональности не прерывались. Видимо, пересечение меридиональной и северо-восточной зон тектонического разуплотнения длительное время выполняло роль зон сейсмической мутности повышенной проницаемости.

На рис.6 приведен схематический план одного из названных в рас.5 кольцевых структур. На нем четко выражено чередование кольцевых зон с повышенной плотностью и с пониженной плотностью пород. Повышенная плотность типична зонам с областями катодных электрохимических процессов, а пониженная – областям анодных реакций. Эти определения подтверждены данными магниторазведки (в зоне катодных процессов восприимчивость выше, а в зоне анодных процессов понижена), электроразведки и данными геохимического опробования, размещением рудопроявлений и месторождений, бурением в точках, рекомендованных для детальных поисков и пр. В целом зональность напоминает кольца Лизеганга не случайно: законы электрохимии не зависят от времени и масштаба.

Певомайская КС. Структурно-тектоническая схема и особенности локализации золото — сульфидного оруденения [6].

I – ядро КС. I, IV – кольцевые зоны

положительных значений силы тяжести, III, V – кольцевые зоны отрицательных значений силы тяжести.  — золото- сульфидные рудопроявления и месторождения

КС, образованные в пневма-гидротермальных, литогенных и вулканогенных условиях характеризуются сравнимыми стадиями возникновения и развития. В первые стадии идет накопление в толще потенциальной энергии, и формируются зоны повышенной проницаемости. Эти зоны во вторую стадию становятся проводниками газовых, флюидных потоков и приобретают признаки волноводов со свойственной им прерывистостью развития. В эту стадию порой происходят мощные флюидные взрывы нетепловой энергии. На третьей стадии стволовые структуры могут стать вулканами – грязевыми или даже магматическими. Вероятна ассоциация их и с рудоносными диапирами. Их естественное электрическое поле охватывает вмещающую толщу, перераспределяя ее компоненты. Возникают геохимические ореолы, участки концентрированной минерализации или скопления углеводородов. Чем длительнее эти процессы, тем все больший объем пород они охватывают.

Только в термодинамически неравновесных условиях возможны любые процессы. Поэтому и продукты их неравновесны. Стремление систем к равновесию включает процессы их самоорганизации. Рассмотренные образования универсальны и не зависят от орогенных, или платформенных условий, но в последних они встречаются реже.

Материал взят из: Казанская наука. №1. 2010г