Зависимость относительной влажности почвенного воздуха от влажности и температуры почвы (по Д.Ф. Лебедеву) 12 страница
Сходную с этой позицию занимает Н.М. Страхов. Он указывает: «Если галогенные или даже ангидритовые месторождения возникли за счет замещения магматическими растворами карбонатных пород, то почему в них нет крупных накоплений кремнезема, соизмеримых с массой солей? Почему нет накоплений же-
\097\
леза, марганца, которые обычно присутствуют в месторождениях достоверно вулканического генезиса, возникающих за счет эксгаляций и гидротерм? Почему нет значительно развитых накоплений барита, Zn, Pb, Cn, As, Sb, Hg и других элементов, встречаемых в настоящих гидротермальных месторождениях? Сопоставляя вещественный состав галогенных толщ с составом достоверных вулканогенных осадочных накоплений и жильных руд вблизи интрузивов, нетрудно видеть, что это настоящие антиподы: то, что есть в одних, отсутствует в других. Нет, пожалуй, ничего более резко противоположного, чем эти две сопоставляемые группы образований!» {Н.М.Страхов. 1971, с.565|.
Итак, мы вновь убеждаемся в том, что эвапоритная теория может легко объяснить цикличность строения галогенных серий и их пространственного размещения, но подсчеты Н.Г.Баранова говорят и о другом, а именно: для образования девонских соляных толщ, развитых в Днепровско-Донецкой впадине, необходимо было испарить столб океанической воды высотою около 30 км. Эта вода должна была притекать непрерывно и идти колоссальным потоком из океана нормальной солености. Однако при колоссальном притоке океанической воды неизбежно было поступление большого количества организмов. Но в разрезе органические остатки отсутствуют. Это свидетельствует, указывает Н.Г.Баранов, о том, что единственно возможным источником покрытия солевого дефицита можно считать многофазовые мощные излияния в морской бассейн по глубинным разломам юве-нильных рассолов или газовых эманации, которые по пути вступали в реакции с другими элементами.
|
|
|
Существует множество соляных минералов, и каждый солеродный бассейн содержит только некоторое количество из всего этого разнообразия, причем соотношение тех или иных солей в каждом бассейне свое. Для того чтобы объяснить эту ситуацию, Н.М. Страхов, М.Г. Валяшко, Ю.В. Баталин и Е.О. Станкевич придумали сложнейшие переходы минерализации морской воды до ее окончательного испарения в солеродном бассейне.
Например, М.Г.Валяшко доказывал, что для образования наиболее распространенных хлоридных соляных толщ морская вода должна пройти ряд превращений и стать хлорщщой. Только из хлоридных рассолов в процессе последующего испарения могут осадиться хлоридные соленосные толщи, в которых сульфатные легкорастворимые соли отсутствуют, а соленосные толщи натриево-сульфатного типа образуются при испарении преимущественно сульфатно-натриевых вод.
|
|
|
При знакомстве с такими гипотезами возникает ощущение, будто в океане существуют огромные преобразователи морской
\098\
воды, которые изменяют солевой состав. Мы знаем, что солевой состав океанических вод на протяжении многих веков оставался практически постоянным, там нет таких преобразователей.
Это положение М.Г. Валяшко объяснил примерно так: концентрирование и метаморфизация океанической воды могли происходить на больших площадях мелководья (так называемый шельф сутурации) или промежуточных водоемов, через которые двигался в солеродные зоны поток рассолов. М.Г. Валяшко представляет этот процесс следующим образом: по пути движения морских вод в солеродном бассейне осуществляется как бы фракционированная кристаллизация солей. Это фракционирование (или раздельное выпадение) солей по мере их насыщения на разных площадях сопровождается к тому же метаморфизацией.
Возражения против эвапоритной теории в основном сводятся к тому, что все приведенные выше доказательства, основанные на физико-химических закономерностях формирования природных вод и рассолов, а также на геологических закономерностях строения солевых отложений, малоубедительны и не дают ответа на вопрос, почему на Земле наиболее развиты хлоридные соляные толщи.
|
|
|
Н.А.Кудрявцев прямо указывал: «Промежуточные бассейны с метаморфизованной рапой представляют чисто умозрительные, а не реальные понятия».
Многие геологи все-таки допускают вариант, что промежуточные бассейны существовали, но остается вопрос: откуда могло поступить в них такое большое количество континентальных бикарбонатных вод? Маловероятен при этом и процесс метаморфизации. Хлоридные воды и рассолы образовались не в результате эвапоритовой седиментации, а поступили из недр Земли. Именно хлоридные рассолы служили источником для хлоридных соляных толщ. Хлоридные и другие рассолы образовались в подземных условиях в результате преобразования морской воды.
Хочу обратить внимание читателя на такой факт: согласно инфильтрационной теории, пластовая соль и рассолы в подземных условиях не могут существовать, и они давным-давно должны были быть вымыты полностью атмосферными водами. При инфильтрации вода движется по пласту, и все соли должны были бы вымываться. Но этого не наблюдается, значит, инфильтрации атмосферных вод на таких глубинах не существует. Кроме этого, согласно теории дегазации мантии, сами воды океана рассматриваются современными геологами как продукт мантии. Значит, соли, поднимаясь с глубин, не могли накапливаться в таких огромных количествах на материках, так как, согласно этой тео-
|
|
|
\099\
рии, из земных глубин постоянно идет ток воды. Как видите, при инфильтрации, как и при дегазации, пластовая соль не может существовать, не говоря уже о ее накоплении.
Если рассматривать и сопоставлять все существующие геологические теории, то концы с концами просто нельзя свести.
У меня вообще сложилось такое впечатление, что для геологов мантия Земли является универсальным механизмом. Когда им надо объяснить, как на Земле появилась вода, в качестве источника называют работу мантии, источник солей — также мантия, всех газов — мантия, накопление тяжелых веществ на земной поверхности и всяких интрузий — мантия, накопление тех же тяжелых элементов в земном ядре — мантия, легких элементов на поверхности — мантия, и вообще мантия — причина всему.
Каждая «научная* геологическая гипотеза прячет свои «концы» в мантии, а часть - в космическом пространстве — пойди разберись, если сможешь. Такое явление недопустимо. Мантия тут ни при чем.
Мы знаем, что пресные воды занимают самые верхние уровни земной коры. И по способу их образования будем их называть конденсационными водами, они питают все реки. Свойство воды испаряться при любой температуре создает благоприятные условия не только для образования галогенных пород, но и для их сохранности в недрах земли.
Все нижние горизонты земной коры, как правило, занимают соленые воды и рассолы. Так, например, по периферии Московского и Днепровско-Донецкого бассейнов (бассейны рек Цны, Воронежа, Зуши и др.) минерализация подземных вод девонских отложений в ряде случаев уже на глубинах менее 250 м достигает 50 г/л [9]. По происхождению геологи относят эти воды к седиментогенным (от лат. «седиментум» — осадок) и нередко их называют погребенными. Считается, что они образовались одновременно с накоплением морских осадков, т.е. при значительном тектоническом погружении происходит захоронение их мощными слоями более молодых отложений. Но мы уже знаем, что это не так.
Существующая «научная» теория — тектоника литосферных плит — вообще не признает вертикальных внутри плиточных деформаций. Плиты материков плавают по астеносфере. Так каким образом может произойти погружение участков коры и каким образом можно захоронить такие огромные водные массивы? Ведь на определенной глубине соленые воды распространены повсеместно на всех материках. Невозможно захоронить воду в обстановке медленного накопления осадочного материала на дне водоема. Осадочный материал на дне любого соле-
\100\
ного водоема уплотняется и литифицируется. Другого процесса просто нет.
Теперь рассмотрим, как морские волы превращаются в рассолы и в соляные отложения в большом круговороте гидросферы Земли.
Вся земная кора, а также в некоторой степени мантия сильно дренированы. Сама дренажная система представляет собой многогоризонтпую гидросеть, которая подчиняется всем законам гидродинамики. Гидрогоризонты по всей своей длине могут иметь между собой соединения, образуя замкнутую (кольцевую) сеть, но есть гидрогоризонты, которые не имеют связи между собой, они представляют разомкнутую сеть.
Каждый гидрогоризонт можно рассматривать как водопровод с непрерывной раздачей воды. Вода в таких плоскогоризонтных водотоках постепенно прогревается внутриземным теплом и непрерывно испаряется, т.е. происходит разбор воды по всей плоскости горизонта. Таким образом, вдоль линии тока воды от одного сечения к другому наблюдается падение уровня, это условие заставляет водные массы перемещаться и восстанавливать свой уровень.
При бурении скважин и проходке горных туннелей обнаруживается, что с глубиной температура грунта увеличивается. Этот прирост температуры непостоянен по глубине. В среднем он составляет 30° К на километр погружения. Следует прежде всего отметить, что на древних кристаллических «щитах» тепловой поток равен 0,98 х 10-6 кал/с х м2. На плитах древних платформ он равен в среднем 1,1 х 10-6 кал/с х м2. В таких условиях подземная вода всегда будет непрерывно испаряться независимо от того, будут это воды пресные или соленые. В грунтах земной коры всегда имеется свободный водяной пар. Так или иначе движение пара будет преобладать к верхним слоям и в сторону интенсивной конденсации, т.е. в сторону с меньшим давлением.
Пока существует подземное тепло, идет постоянное испарение воды, т.е. соленые воды имеют возможность сгущаться, превращаться в рассолы и так далее.
По пути передвижения пар всегда будет конденсироваться и снова испаряться. В таких условиях соль (пластовая соль) не размывается, а как бы пропускает пар через себя, и это происходит через конденсацию. Соль вбирает подземную влагу в себя и потом эту влагу испаряет. Следует иметь в виду, что этот переход протекает по множеству других причин и если в каких-то местах не срабатывают эти механизмы, то в соляных толщах образуется карст, т.е. происходит размыв их.
Мы знаем, что в активных зонах происходят подвижки земной коры, происходит деформация пластовых отложений или
\101\
их пережатие. И если какая-то часть гидрогоризонта окажется пережатой, т.е. отрезанной от основного бассейна, то в ней образуются пласты соли, так как испарение не прекращается. А бывает так, что перекрываются сразу несколько как соленых, так и пресных или минерализованных горизонтов, и тогда соответственно образуются горизонты отложений разных видов солей.
Любой из гидрогоризонтов может за геологическое время несколько раз перекрываться и снова открываться на разных стадиях седиментации солей. В таких гидрогоризонтах образуются однотипные галогенные отложения. Тип отложения будет зависеть от того, на какой стадии седиментации откроется этот гидрогоризонт. По слоистости этих солей можно определить геологическую историю данного региона.
В Усольской свите в верховьях р. Ангары таких циклов насчитывается не менее пятнадцати, в цехштейне Северогерманской впадины выделяются четыре цикла.
Рихтер-Бернбург (G.Richter-Bernburg, 1960) провел корреляцию ангидридов цехштейна на территории ФРГ. Ему удалось вполне уверенно сопоставить разрезы участков, удаленных друг от друга на расстояние до 300 км. Данные свидетельствуют о том, что седиментация происходила одновременно на всей этой огромной территории. Фактически таким способом были определены обширные границы одного гидрогоризонта. Видимо, в будущем геономисты определят место пережатия или причину перекрытия его от основного бассейна огромного гидрогоризонта Тартар. Определится и бассейн, из которого пополнялся этот гидрогоризонт соленой водой.
Необходимо отметить, что морская вода по пути своего движения в гидрогоризонте имеет постоянную возможность сгущаться. Так как идет постоянный нагрев и соответствующее испарение, то на определенных участках гидрогоризонта будут выпадать определенные виды галогенных минералов в зависимости от насыщенности, температуры рассола и перепада давления в данном его сечении. Так что в гидрогоризонте по его длине будут отлагаться в одних местах одни галогенные минералы, в других — другие.
Последовательность кристаллизации отдельных солей из сложных растворов определяется пределами их общей растворимости и относительным количеством солей в растворе. Кристаллизация их начинается в порядке, обратном их растворимости, - сначала кристаллизуются наименее растворимые соли (углекислый кальций, сульфат кальция), затем более растворимые (хлористый натрий) и наконец легкорастворимые (калийные и калийно-магниевые соли).
\102\
Согласно Борхету (H.Borchet, 1959), «если концентрация солей в воде не будет в два раза больше исходной концентрации соли в морской воде, то в осадок будут выпадать только кальцит и доломит. С увеличением концентрации солей в воде от двух до двенадцати раз происходит выпадение гипса; кристаллизация каменной соли начинается тогда, когда ее концентрация в растворе будет в 12,1 раза больше начальной концентрации солей в морской воде; выпадение в осадок калийных солей наступает при увеличении начальной концентрации в воде в 63,3 раза». Зависимость выпадения солей от изменения объема морской воды при ее испарении показана на рис. 10.
Указанная последовательность кристаллизации солей установлена в лабораторных условиях. Она в обшем подтверждается и некоторыми фактическими геологическими материалами, главным образом примерной последовательностью залегания от-
Рис. 10. Изменение объемов сгущающейся океанической воды и
выделяющихся из нее солей. Области кристаллизации отдельных
минералов (по М.Г.Валяшко, 1962).
\103\
дельных соляных пород снизу вверх в пределах отдельных соленосных формаций. Например, в Западном Приуралье внизу залегает глинисто-ангидритовая толща, выше лежит толща каменной соли и еще выше — калийные соли. Такая последовательность наблюдается также в германских и североамериканских соляных месторождени ях.
Последовательность выпадения тех или иных минералов или их замещение в гидрогоризонте происходит совершенно не одинаково, и совпадений с лабораторными опытами вы не найдете. Сгушение водных растворов далеко не главное условие седиментации. Оно играет главенствующую роль только на заключительном этапе и в некоторых случаях.
Наверное, многие заметили, что при нагревании любой воды, не говоря уже о морской, из нее на дно и стенки посуды выпадает осадок, а при кипячении этот процесс идет еще интенсивнее (накипь), то же самое происходит с морской водой в подземных гидрогоризонтах в зависимости от температуры воды и пластового давления в том или ином сечении. Порядок седиментации в гидрогоризонтах определяется и электродинамическими силами (полями).
Весь материал мы рассматриваем на геологической основе, т.е. так, как принято в геологических науках. А на такой основе можно рассмотреть только некоторые детали огромного механизма и частично работу некоторых узлов. Тем не менее в этом параграфе читатель может дополнительно убедиться в том, что большой круговорот воды высокого давления существует и работает по вышеприведенной схеме. Правда, мы познакомились только с термическим способом разделения растворимых в воде веществ. В геономии вы ознакомитесь и с другими способами разделения воды.
2. ОСНОВА ПОДЗЕМНЫХ ПЛАСТОВЫХ ОБРАЗОВАНИЙ
На данный момент уже сделана некоторая основа, которая позволяет объяснить более сложные геопроцессы. Образование однотипных горных пород и минералов. В данном параграфе рассматривается процесс накопления однотипных образований и всего того, что с этим связано. Собственно дается ответ, почему кларк того или иного вещества в минералах повсеместно не выдерживается, почему в одних местах образовались одни минералы, в других — совершенно другие.
\104\
Для того чтобы проанализировать закономерности образования того или иного вида минерала, необходимо вновь рассмотреть работу речных и морских вод.
Работа поверхностных вод, как вы уже знаете, приводит к превращению грубообломочного материала в более тонкий, вплоть до молекул. Образование и транспортировка растворов происходят по определенной технологической схеме. Нарушение хотя бы одного звена такой схемы (строительство гидроэлектростанций, водохранилищ, дамб, спуск промышленных и бытовых нечистот, спрямление русел и разрушение речных пойм) приводит к нарушению всего процесса. Отсюда негативные катастрофические последствия.
Соленые же воды океана производят дальнейшую переработку поступающего материала, его сортировку и формирование осадочного материала. Только после таких технологических превращений этот энергетический материал попадает в подземные условия. Но в некоторых местах речные воды идут упрощенной технологической цепочкой (это еще вопрос, но в геологической литературе имеются некоторые данные, и поэтому я должен сделать такое допущение).
Терригенные осадки в океанах образуют своего рода пояса вокруг континентов, достигая максимального распространения во влажных гумидных зонах, где суша размывается активнее. Терригенные осадки существенно различаются по минеральному составу, а также по размеру составляющих их частиц. Если в осадках преобладают терригенные частицы размером более 0,1 мм, то они называются песками. При размере преобладающих частиц от 0,01 до 0,1 мм осадки относят к алевритам. Более тонкие осадки с размером части менее 0,01 мм называют пелитовыми илами. Терригенные осадки обогащены органическим веществом, вследствие разложения которого они приобретают темную (до черной) окраску.
Минеральный состав терригенных осадков определяется составом разрушаемых на суше пород и продуктов их денудации. В пределах гумидных зон, где на суше происходит интенсивное выветривание, в донных осадках прибрежных зон преобладают глинистые минералы. Присутствие терригенного осадочного материала отмечено даже в центральных частях океанов. Однако при удалении от берега его доля постепенно уменьшается, и основную роль начинают играть биогенные осадки, сложенные скелетными остатками различных организмов, главным образом планктоном.
Многие морские организмы исключительно чувствительны к любым изменениям условий обитания, а сохранность их скелет-
\105\
ных остатков обусловлена особенностями гидродинамического режима, глубиной океана и некоторыми другими факторами. Каждой климатической зоне присущи строго определенные комплексы организмов, которые не повторяются в других зонах.
Накопление карбонатных осадков на поверхности океанского дна контролируется не только скоростью продуцирования карбонатного материала карбонатоконцентрирующими планктонными организмами, но также и глубиной захоронения. Океанская вода пересыщена карбонатом кальция только в приповерхностных горизонтах. Глубинные воды резко недонасыщены карбонатом, вследствие чего поставка СаСО3 в донные осадки определяется соотношением интенсивности его седиментации и скорости растворения. В океане может быть определена критическая глубина, ниже которой, как правило, содержание СаС03 сильно падает. Современная критическая глубина карбонатонакопления в океане — около 4500 м.
Осадки, состоящие из частиц отмерших кораллов и водорослей, строго локализованы, они распределены пятнами, области их развития тесно связаны с климатом.
Кроме карбонатных биогенных осадков в океане широко распространены отложения, которые состоят из опаловых скелетных остатков организмов. Накопление кремнистых биогенных осадков в океане также строго зонально. Основными продуцентами кремнистого осадочного материала являются микроскопические диамантовые водоросли, радиолярии, кремниевые губки, жгутиковые водоросли-силикофлагелянты. Экваториальный пояс кремненакопления характеризуется обогащением донных осадков скелетными остатками, среди которых преобладают раковинки простейших одноклеточных животных — радиолярий.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!