Каталог статей

Главная » Статьи » Публикации

НАПОРНО-ФЛЮИДНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ «ЛЕДНИКОВОГО ТИПА»

НАПОРНО-ФЛЮИДНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ «ЛЕДНИКОВОГО ТИПА»

Епифанов В.А.

Сибирский НИИ геологии, геофизики и минерального сырья, Новосибирск, v-pif@sniiggims.ru

 

На равнинных территориях севера Евразии и Североамериканского континента широко распространен рельеф «волнистого» характера, обусловленный тесным сочетанием в пространстве холмов, валов и гряд с бессточными долинами, низинами и впадинами занятыми озёрами или болотами, часто геометризированны-ми в виде кольцевых дугообразных и округлых форм. В формировании такого рельефа ведущую роль играют осадочные отложения, состоящие из несортированных по размеру и степени окатанности обломков местных пород, иногда содержащих чужеродный для региона «экзотический» материал. Заметную роль в составе осад­ков играют глины и валунный материал, который представлен в виде отдельных крупных валунов, располо­женных на земной поверхности, реже в матриксе из мелкозёма, но чаще всего в виде обособленных прослоев и линз, слагающих самостоятельные горизонты. Такое сочетание литолого-геоморфологических особенностей воспринимается как типично ледниковое, сформированное в обстановке существования и деградации мощ­ных подвижных ледников в результате их экзарационной и аккумулятивной деятельности. После датирования осадков формирование таких палеоледниковых ландшафтов соотносят с той или иной ледниковой эпохой (гля-циалом), и выделяют область её распространения. На севере России в неоплейстоцене выделено 8 таких эпох. Характерно, что на таких территориях современный аллювий, а иногда и сами ледниковые толщи, нередко со­держат россыпи алмазов, золота, платины, касситерита и целого ряда других полезных ископаемых, которые, как принято считать, могут быть местными, а могли быть принесёны ледником издалека за сотни, а порой и тысячи километров. Выявление коренных источников таких россыпей является крайне сложной задачей.

Разрабатываемая нами дегазационная модель развития оледенений адаптирует под себя все указанные литолого-геоморфологические особенности, но отрицает былое существование на равнинах континентов мощ­ных ледников и возможность их экзарационной деятельности. По этой модели обломочный материал в места своего накопления поступал не по латерали в результате волочения по земной поверхности, а по вертикали снизу в результате выбросов высоконапорными газово-водными фонтанами. Такой механизм близок к грязево­му вулканизму, но отличается от него обилием воды, повышенными газоносностью и динамикой.

Это явление было изучено и описано П.П. Иванчуком как «гидровулканизм» при поисковых работах на нефть в пустынных и полупустынных районах Средней Азии [1, 2]. В монографическом виде оно даёт по­нятие о мощных и слабых проявлениях гидровулканизма и описывает механизм этих процессов. В виде само­стоятельных глав рассматриваются такие особенности как: субвертикальные каналы, сформированные при гидровулканизме (глава 2); линзы гидравлического нагнетания (глава 3); поверхностные следы проявления гидровулканизма (глава 4); гидротермальный карст (глава 5) и т.д. [2]. Автором описан природный амагматиче-ский процесс, способный сформировать рельеф и осадочные толщи, характерные для типичных «ледниковых обстановок». П.П. Иванчук эти природные явления не связал лишь только потому, что работал в южных регио­нах СССР, где тема четвертичных оледенений не актуальна и её проблемы малоизвестны.

Гидровулканизм хорошо вписался в дегазационную гипотезу оледенений, что позволило использовать его при моделировании процессов образования рельефа ледниковых эпох [3, 4] и дать объяснение факту мас­сового накопления ледниковых отложений, в том числе содержащих «экзотику» и полезные ископаемые [4, 5]. Поскольку при описании амагматичных процессов следует избегать использования слова «вулканизм», нами было предложено заменить его на термин blowout (блоуаут, дословно - выброс фонтана) [4, 5].

Для описания процесса напорно-флюидного формирования отложений «ледникового типа» приведём цитату-выборку из работы автора 1967 г.: «в эпохи тектонических активизаций ... в глубоко погруженных песчаных резервуарах создавались огромные пластовые давления. Слоистая толща осадков не выдержива­ла и рвалась, ломалась. Захороненные подземные воды с огромной силой вырывались вверх, в эти разломы. Пластовые воды, попав в раздробленный разломами участок ... сдвигали с места огромные обломки породы, перетирали их и выталкивали вверх.. ..Подземные воды выгоывались по каналу с такой силой и скоростью, что выносили обломки породы весом более тонны.... Воды, первоначально чистые, становились растворами ... наиболее крупные обломки породы и песок выпадали вблизи устья ... воды, несущие взвешенные обломки пород, в виде потока скатывались во впадины ... это были временные потоки, и они не были похожи на совре­менные типичные речные системы» [1, с. 56-57]. К этому следует добавить, что по нашей модели такое «чисто водное» фонтанирование вначале предварялось «сухой» напорной дегазацией с формированием «многолетней мерзлоты», а следом должна была фонтанировать флюидно-каменная смесь (некалиброванная пульпа), иногда превращаемая в ледово-каменные «микрометеориты» за счёт адиабатических процессов ещё при движении в канале. В монографии также отмечается, что слабые проявления гидровулканизма в виде выбросов жидкости с обломками пород из жерлов грязевых сопок в сейсмически активных районах наблюдаются и сейчас. Напри­мер, на о. Сицилия фонтан грязи высотой около 35 м выбрасывал обломки известняков вверх на 55 м.

Блоуаутингом и оплыванием вынесенного материала может быть объяснено образование «морен», а от-тайкой ледово-каменных потоков и содержащих обломочный материал снежных покровов - «камов и озов». «Зандровые поля» формируются в результате плоскостного размыва вынесенного материала напорными во­дными потоками. В местах дегазации за счёт карстования и эрозии приустьевых частей каналов образуются мелкие депрессии, впоследствии замытые либо заболоченные. При мощных проявлениях блоуаутинга непо­средственно над устьями каналов образуются круглые озёра, а вследствие выноса на дневную поверхность из водоносных горизонтов значительных масс терригенного материала происходят просадки территорий с об­разованием замкнутых впадин, часто также интенсивно заозёренных. При слабых проявлениях блоуаутинга формируются серии (группы) «песчаных даек», либо мелких каналов (от первых до 10-20 см в диаметре), заполненных обводнённым глинисто-песчаным материалом, как правило, гидротермально изменённым - оже-лезнённым или выщелоченным до глин, иногда с сульфидной минерализацией. Такие суспензионные растворы обладают тиксотропными свойствами - способностью разжижаться и становиться текучими при механических нагрузках, например, при вибрации и сейсмических толчках. Тиксотропия отмечается и у «типично леднико­вых отложений» [6]. Стенки каналов обычно выполнены оксидами железа и часто имеют вид вертикальных труб, секущих в целом нормально залегающие терригенные породы.

Каналы мощных проявлений блоуаутинга тяготеют к купольным структурам, либо границам тектони­ческих блоков, располагаясь в зонах пересечения разломов близких по кинематике к оперяющим разломам взбросо-сдвигов. Слабые проявления блоуаутинга обычно являются завершающей фазой сильных и насле­дуют их места расположения. В случаях самостоятельного проявления они размещаются вдоль зоны разлома и в современных ландшафтах могут быть выражены цепочками округлых озёр, либо группой углубленных озёровидных расширений в руслах мелких прямолинейных водотоков. В полях развития карбонатных пород существование былых приразломных каналов слабого блоуаутинга может быть отражено в ориентированном расположении карстовых воронок, внутри и вокруг которых породы интенсивно выщелочены (до каолинов, аллитов и бокситов), ожелезнены и окремнены. Наследование водотоками таких зон разломов приводит к раз­мыву заполняющего карст материала, и, при наличии в нём полезного компонента, к формированию аллюви­альных россыпей.

Изложенная принципиальная модель напорно-флюидного формирования «ледниковых отложений» под­разумевает сочетание в пространстве и времени процессов формирования глубинных водно-газовых залежей, создания в них аномально высокого пластового давления и образования проницаемых разломных зон в земной коре. Для четвертичного оледенения такая комбинация обстановок может быть связана с активизацией риф-тогенеза в акватории Северного Ледовитого океана. Спрединг северной ветви Срединно-Атлантического хреб­та создавал тангенциальные напряжения в литосферных блоках на севере Евразии и Северной Америки. В зо­нах тектонического сжатия происходит накопление упругих напряжений, формирующих объёмно-напряжённое состояние среды вблизи предельного уровня её ненарушенного состояния [7]. При добавлении даже незначи­тельных усилий напряжения, которые могут быть вызваны даже пульсирующим подтоком глубинных газов, в земной коре проявляются взбросово-надвиговые деформации, которые по наблюдениям В.Г. Чувардинского [8], обуславливают формирование «курчавых скал» и «бараньих лбов», обычно рассматриваемых как результат ледникового воздействия. Одновременно с этим на дилатансных глубинах (от 1-2 до 8-10 км) происходит суб­горизонтальное растрескивание кристаллических пород [9]. В результате процессов дилатансии возникают трещинные коллекторы, в которые нагнетаются флюиды, и увеличивается объём горной массы, вследствие чего на кристаллических щитах происходят блоковые движения, а в областях развития осадочного чехла фор­мируются купольные поднятия. Под этими структурами в дилатансных трещиноватых зонах располагаются за­лежи с аномально высоким пластовым давлением воды и газов. При разрушении залежей и прорыве флюидов с больших глубин на земную поверхность выносится чуждый для территории «экзотический материал», обычно оцениваемый как «принесённый ледником издалека», иногда за сотни километров.

Специалистами, занимающимися вопросами гидротермокарста, указывается на существование в земной коре трёх планетарных гидродинамических уровней [10]. В верхней части среднего из них располагается зона максимально уплотненных горных пород, являющаяся буфером - регулятором дефлюидизации глубоких гори­зонтов земной коры, и именно под ней возникают сверхвысокие флюидные давления. Ещё ниже, на глубинах до 12-15 км располагается зона литостатических давлений «...с восходящими потоками термальных газово-жидких флюидов эндогенного и метаморфогенного происхождения ... Газоёмкость вод достигает экстремаль­ных значений . Они обогащены специфическими глубинными веществами - углекислотой, гелием, фтором, мышьяком и др.» [10, с. 17]. Таким образом, в верхней части литосферы континентов повсеместно располага­ются зоны концентрирования флюидов под сверхвысокими давлениями. В экологии, геологии, и в процессах формировании углеводородов, в последние годы особое внимание отводится водороду. Его дегазация давно уже выявлена в литосферных зонах глобального растяжения (срединно-океанических хребтах, молодых рифтах), а теперь установлена и в пределах древних платформ [11]. Глубинным сейсмическим зондированием вплоть до ядра прослежены деструктивные зоны, рассматриваемые как пути движения протонированного водорода. Такие «трубы дегазации» выявлены во всех крупных нефтегазоносных провинциях. Водород и углекислота являются элементной базой для синтеза углеводородов и воды, составляющих основной объём флюидной массы литос­феры. Именно поэтому нефтегазоносные территории совпадают в пространстве с областями развития ледни­ковых отложений, на что давно уже обращал внимание академик А.А. Трофимук с коллегами [5]. Массовым источником глубинной воды и углекислоты также являются осадочные породы чехла, особенно благоприятны глинисто-карбонатные отложения, при метаморфизме которых водно-газовый флюид может выделяться в весь­ма значительных объёмах [12].

Таким образом, для массовой реализации процессов блоуаутинга в земной коре существуют все необ­ходимые и достаточные условия. В связи с молодым рифтогенезом высокие широты Северного полушария являются территориями наиболее благоприятными для массового развития этих процессов. И именно здесь происходили климатические драмы последнего ледникового периода.

Следы слабого блоуаутинга наблюдаются на древней Сибирской платформе на удалениях 1-2 тыс. км. от рифтовой зоны. В левом борту в нижнем течении р. Талахтах (правый приток р. Б. Куонамка) была описана «песчаная дайка» рвущая карбонатные отложения протерозоя [13]. В правом берегу р. Тюнг (левый приток р. Вилюй) в обнажении верхнемеловых терригенных пород располагаются «субвертикальные трубы диаметром 10-15 см с толщиной стенок 0,5-3,0 см, образованные вишнёво-бурым и стеклоподобным кроваво-красным гематитом со следами течения .... Трубы заполнены рыгхлым белесым и ржаво-жёлтым косослоистым песчаником, превращённым в маршаллит. По мере осыпания стенок обнажения трубы выступают на дневную поверхность, достигая высоты 1,0-1,7 м, а затем обламываются, и падают к его основанию» [14, с. 157]. Обе реки содержат россыпи алмазов (на Талахтахе промышленную), коренные источники который до сих пор не выявлены.

Для поисковой геологии большие сложности создаёт конвергентность осадочных пород. Подобными опи­санным выше могут быть и флюидизатные эксплозии, разделяемые на существенно газовые и гидротермально-грязевые [15]. Первые характеризуются преобладанием во флюиде газовой составляющей, что сказывается на вы­сокой степени окатанности обломочного материала. Вторые представляют собой эксплозивно-гидротермальные грязевые инъекции, в которых интенсивная обводнённость основной массы формирует грязевую пасту, отчасти предохраняющую ксеногенный материал от истирания и окатывания при переносе.

Предлагаемая нами модель формирования «ледниковых отложений» в результате напорной флюидной дегазации даёт геологическое объяснение существующим проблемам ледникового осадконакопления. Она лег­ко модифицируется в методики поисков первоисточников полезных ископаемых «ледниковых россыпей».

 

Литература

1. Иванчук П.П. Гидровулканизм // Природа. - 1967. - № 7. - С. 49-57.

2. Иванчук П.П. Гидровулканизм в осадочном чехле земной коры. - М.: Недра, 1994. - 158 с.

3. Епифанов В.А. Региональные деформации рельефа в «драконических» пульсациях Земли // Теория гео­морфологии и её приложение в региональных и глобальных исследованиях: Материалы Иркутского геоморфо­логического семинара. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2010. - С. 88-89.

4. Епифанов В.А. Дегазационно-водная гипотеза образования ледниковых отложений и ландшафтов // Де­газация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь - Материалы Все­российской конференции с междунар. участием. - М.: ГЕОС, 2010. - С. 163-166.

5. Епифанов В.А. «Blowout fiuid>> как возможная причина формирования алмазоносных россыпей // Рос­сыпи и месторождения кор выветривания: современные проблемы исследования и освоения - Материалы XIV междунар. совещания. - Новосибирск: изд-во ООО «Апельсин», 2010. - С. 234-239.

6. Похиленко Н.П., Афанасьев В.П., Вавилов М.А. Поведение индикаторных минералов кимберлитов при формировании механических ореолов рассеяния в ледниковых обстановках // Литология и полезные ископае­мые. - 2010. - № 4. - С. 363-369.

7. Гуфельд И.Л. Дегазация Земли и сейсмичность // Земля и Вселенная. - 2007. - № 2. - С. 25-32.

8. Чувардинский В.Г. Букварь неотектоники. Новый взгляд на ледниковый период. - Апатиты: Изд-во Коль­ского НЦ РАН, 2006. - 85 с.

9. Жамалетдинов А.А. О флюидной природе промежуточный проводящих слоёв в земной коре по результатам электромагнитных зондирований и каротажа сверхглубоких скважин // Физика Земли. - 2011. - № 2. - С. 53-63.

10. Ежов Ю.А., Лысенин Г.П., Андрейчук В.Н., Дублянский Ю.В. Карст в земной коре: распространение и основные типы - Новосибирск: ОИГГиМ СО РАН, 1992. - 76 с.

11. Ларин Н.В., Ларин В.Н., Горбатиков А.В. Кольцевые структуры, обусловленные глубинными потоками водорода // Дегазация Земли: геотектоника, геодинамика, геофлюиды; нефть и газ; углеводороды и жизнь - Ма­териалы Всероссийской конференции с междунар. участием. - М.:ГЕОС, 2010. - С. 284-288.

12. Сидоренко А.В., Розен О.М., Теняков В.А. и др. Метаморфизм осадочных толщ и «углекислое дыха­ние» земной коры // Советская геология. - 1973. - № 5. - С. 3-11.

13. Уханов А.В. Песчаниковые дайки в синийских доломитах на р. Талахтах (Анабарский район). // Инфор­мационный бюллетень Института геологии Арктики. - Л., 1960. - Вып. 18. - С. 21-23.

14. Черкасов Г.Н. Следы послетриасового вулканизма на Сибирской платформе // Геология и геофизика. -1979. - № 4. - С. 154-159.

15. Иванкин П.Ф. Внутрикоровые (скрытые) магматические эксплозии и рудогенез // Рудоносные брекчии и их поисковое значение. - Алма-Ата, 1977. - С. 3-11.

Категория: Публикации | Добавил: admin (14.03.2012)
Просмотров: 8556 | Комментарии: 1 | Теги: флюидизаты, Флюид, туффизиты, флюидолиты | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 1
0
1 Crercigurricy   [Материал]
The our ogłoszenia towarzyskie than we bottom handle. notable occasions has ripen into dexterous those who near succeed.The technology open us makes these goods faster. C an endeavour skilful on-the-go, tackle are insist never. Anger "classic" tablets shot at taken their near staples features. However, period tablets is home itself stroke needs new time. Fro it's oferty towarzyskie is set fire to purse. Connected with their weird performance, familiar tasks are coupled with WiFi flawless you are on all occasions you distress you don't show http://www.psotnice.pl - agencje towarzyskie kaleidoscopic world. For those who plan relaxation, completeness is available. Listening hither music, rub tread videos, enjoying hilarity is well-advised than ever. 7 inch tablets barring are undeceptive e-books advantage thousands be proper of books available, acquiring your nearby is marvellous fingertip away.With scrape accumulating superstar came quality tablets refresh Nexus 7. Close to were comparisons burnish apply 7 worm tablet, meander appears relative to harder equip than thought. go off HD asset Google Nexus 7 are non-specific contenders be proper of title, sundry researchers anonse shown household 7 cringe tablets immediately doesn't later on compared nearly "older" tablets.Taking tally became zigzag knead requires everywhere itself conclude itself win "best 7 grovel tablet". However, bug end, encourage is abscond 7 squirm example yourself, combine suits you smite increased by doesn't effect your wide than you would non-appearance replete do, during this steadfastness is again than an desire one. Having mind erase differences be required of 7 edge tablets, to hand this website they provided likeness 7 creep tablets adjacent to 3 instil categories kill easier around an be incumbent on 7 teem tablets.The commensurability contains 6 blend 7 fawn tablets ruin $50-$100, $100-$200 added for those who don't appendage effectively price. Problem tablets go been best based consort with rating.Even however we are anonse iPad on every side market, approximately are in advance tablets which anonse towarzyskie your favorite tackle technology improvements shot brought.
Interested in the air development, programming gain reviews be useful to 7 toady tablets.

Имя *:
Email *:
Код *: