НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПОЛОЖЕНИЯ ПЛАНЕТАРНОЙ СЕТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, НЕФТИ И ГАЗА Ю.В. Баркин Государственный астрономический ин-т им. П.К. Штернберга 1 Динамика оболочек. Разрабатываемая автором в последние годы геодинамическая концепция - динамика оболочек Земли - весьма неплохо зарекомендовала себя при изучении механизмов эндогенной активности планет и спутников, ее циклических вариаций и других особенностей и закономерностей, обнаруженных геологами и планетологами (Баркин, 1996-2010). Оболочки Земли (мантия, литосфера и плиты, жидкое и твердое ядро и др.) - это отдельные небесные тела. Они несферичны, неоднородны, обладают определенными физическими свойствами. Внешние небесные тела (Луна, Солнца, планеты и даже Галактика) по-разному воздействуют на каждую из оболочек, что приводит к гигантским по величине дополнительным воздействиям оболочек друг на друга. В результате центры масс оболочек испытывают малые относительные смещения, меняется напряженное состояние самих оболочек в зависимости от направлений их смещения и от их малых поворотов. Оболочки деформируются. При этом гравитационная энергия воздействия внешних тел переходит в упругую энергию, а с учетом диссипации - в тепловую энергию. Воздействие на оболочки внешних небесных тел является циклическим вследствие их возмущенных орбитальных движений. Это означает, что оболочки совершают направленные и упорядоченные смещения и колебания с самым широким спектром частот. Среди них будут колебания с периодами в десятки и сотни лет (возмущения планетной теории), периоды Миланковича (вековые планетные возмущения с периодами в десятки и сотни тысяч лет), галактические периоды (возмущения в десятки и сотни миллионов лет, вызванные галактическим движением Солнечной системы). Естественно, в результате суперпозиции орбитальных возмущений будут наблюдаться колебания оболочек с различными промежуточными частотами, по отношению к указанным (их производные). Коротко-перидические колебания связаны с вращением Земли (периоды от часов до нескольких лет). Все указанные колебания оболочек приводят к вариациям напряженных состояний фактически всех слоев Земли, к деформациям этих слоев, к формированию чередующихся зон уплотнений и разуплотнений. Пластичные свойства вещества оболочек ведут к сильной диссипации энергии поступательного и вращательного движений оболочек, черпаемой из орбитальных движений внешних небесных тел. В результате выделения огромной энергии формируются и меняются во времени и пространстве потоки тепловой энергии. Их мощность меняется циклически со всеми указанными выше периодами (в самых различных шкалах времени). Вполне закономерным образом, строго в соответствии со стилем и интенсивностью раскачки оболочек, меняется термодинамическая обстановка в прослойках между оболочками и в самих оболочках. Казалось бы, что весьма трудно сохранить хоть какой-нибудь порядок и последовательность в указанном клубке явлений и процессов. Однако, именно так это происходит и определяется внешними воздействиями окружающих небесных тел. Небесно-механическое «управление» само по себе является детерминированным, правильным, циклическим и описывается известными законами. Естественно, что и порожденные им смещения оболочек в значительной степени сохранят эти же самые свойства. Cвою деконструктивную роль играют лишь физические свойства оболочек, в частности диссипативные факторы. По-видимому, особенности тесных взаимодействий реальных оболочек приводят к ритмическим смещениям оболочек, а отражение этих нециклических смещений мы наблюдаем в различных геофизических и геодинамических процессов в виде «пилообразных» изменений параметров. Все положения геодинамической концепции, изложенные выше, конечно нуждаются в глубоком изучении. В этом направлении сделаны лишь первые шаги. Можно предположить, что в геологических шкалах времени внутренняя оболочка как бы дрейфует с весьма малой скоростью относительно соседней внешней оболочки (например, ядро по отношению к мантии, или Земля ниже граница 670 км относительно верхней мантии). Смещения центров масс при этом могут достигать сотен метров и даже километров. Механизм дрейфа в определенной степени может быть аналогичным обнаруженному экспериментально эффекту приливного воздействия на частицы тела (Бобряков, Ревуженко, Шемякин, 1983). В силу реальных физических свойств периодически смещающаяся нижняя оболочка не возвращается в начальное положение, а испытывает медленный дрейф. Сильно смещенные оболочки имеют Венера, Луна и Марс (центр масс смещен на 2-3 км относительно фигуры). 2 Циклическая и направленная стимуляция флюидосферы. В последние годы выявляется все большая роль флюидных систем в образовании и преобразовании земной коры и локализации в ее пределах разнообразных типов полезных ископаемых. Области функционирования таких систем связывают с концентрическими зонами в составе земной коры, различающимися по термодинамическим параметрам. Наиболее продуктивна верхняя флюидосфера, которую часто называют углеводородной сферой и рудосферой. Она имеет мощность 5-10 км и в ней сконцентрировано более 90% всех типов и видов полезных ископаемых (Соколов, Старостин, 2000). Основные положения современной флюидодинамики месторождений полезных ископаемых здесь изложим с позиций развиваемого подхода к геодинамике оболочек Земли. Механизм циклических относительных смещений оболочек приводит к формированию зон разуплотнения в верхних слоях Земли. С этими зонами тесно связывается понятие природного породного раствора или расплава. (ППРР- флюидные вещества, содержащие в рассеянном состоянии рудные и углеводородные компоненты). Подобные зоны отвечают тектоно-петрологической расслоенности литосферы и верхней мантии. Она выражается в чередовании зон разуплотнения и зон уплотнения. Зоны разуплотнения представляют собой вместилище ППРР. В соответствии с нашей концепцией отметим, что если слоистые зоны соответствуют определенным типам смещений оболочек Земли, то в силу небесно-механического характера последних мы приходим к важному выводу. Планетарное расположение флюидных зон (активных участков слоев разуплотнений) является упорядоченным. Последнее должно проявляться в упорядоченном широтно-долготном распределении флюидных зон ППРР в специальных геодинамических системах координат, характеризующих основные тенденции и направленность относительных смещений оболочек. Формирование флюидных зон является по этому циклическим процессом причем с весьма широким спектром частот, соответствующих всему набору частот колебаний оболочек Земли. Короткопериодические колебания (от суточных до месяцев), модулируемые долгопериодическими (от декадных до миллионов лет) приводят к дальнейшему нагреву ППРР и к увеличению его объема и он стремится расшириться и прорваться в другие менее уплотненные зоны. В результате создается своеобразная гидравлическая подушка (мантийный диапир). В дальнейшем при значительных смещениях центров масс оболочек в направлении «созревшей» флюидной зоны создаются благоприятные условия для гидравлического расклинивания вышележащих слоев и прорыва ППРР в верхние слои коры и на поверхность Земли. При магматических, гидротермальных, углеводородных и др. прорывах ППРР осуществляется тепломассоперенос, который существенно влияет на общий поток тепла из недр Земли в том числе от самих флюидных зон. В планетарном масштабе функционирование указанного механизма тепломассопереноса попутно приводит к существенным климатическим изменениям как в отдельных регионах, так и в планетарном масштабе. Поскольку расположение флюидных зон, трещин расклинивания, самих потоков тепловых масс является упорядоченным в пространстве и времени, то и климатические зоны и явления также должны быть упорядоченными, как в пространстве, так и во времени. Предложенный механизм дает описание достаточно четкой картины процесса формирования зон разуплотнения, и позволяет объяснить природу многих других широко-распространенных явлений: формирование купольных поднятий (что кстати широко проявляется на многих других телах солнечной системы), соляно-купольный и глиняный диаморфизм, сейсмичность, грязевый вулканизм, гидротермальную деятельность (в частности гейзерную) и др. Особенно важно, что этот механизм объясняет гидротермальное рудообразование, ассоциирующееся с вулканической и магматической деятельностью, процесс нефте-газообразования. Он обосновывает с геодинамических позиций общность, единство, цикличность процессов рудо-образования и нефтегазообразования и упорядоченность пространственного расположения месторождений рудных полезных ископаемых и углеводородных ископаемых. Цикличность является единой для указанных процессов. Данный механизм четко указывает на совместную роль эндогенных и экзогенных факторов рудообразования и газо-нефтеобразования. Внешние небесные тела осуществляют раскачку оболочек Земли и их повороты, и вызывают механические взаимодействие между всеми слоями и структурами оболочек Земли. Последние приводят к описанным выше явлениям тепломассопереноса. Они являются эндогенными и непосредственно осуществляют формирование флюидных зон ППРР и их перераспределение в верхние слои коры и на поверхность. 3 Широтно-долготная упорядоченность расположения месторождений полезных ископаемых, нефти и газа. Центры месторождений полезных ископаемых, минералов, а также нефти и газа (также как и горячие точки и тройные сочленения плит) характеризуются упорядоченным широтно-долготным распределением по отношению к определенным полюсам на поверхности Земли (Баркин, 1996). Другими словами центры месторождений располагаются в узлах определенных сеток. Детальные исследования указанных закономерностей пространственного распределения месторождений позволяют установить тонкую структуру как известных месторождений, так и указать некоторые узловые точки для весьма вероятного расположения новых месторождений полезных ископаемых, минералов, нефти и газа. Нами показано, что основные месторождения ряда полезных ископаемых (золота, алмазов и др.), нефти и газа формируют определенные широтно-долготные сетки в специальной наклонной системе координат, введенной автором и названной основной геодинамической системой координат (ОГСК). Северный полюс для ОГСК расположен на севере Индии в районе пустыни Тар (2505 N, 7100 E). Ось, от которой отсчитываются долгота, направлена к географической точке 600 N, 1620 E. Введенные «газонефтеносные меридианы и параллели» ОГСК весьма четко соответствуют поясам нефтегазонакопления по классификации Хаина (1954).