Оглавление

О ПРИЧИННО - СЛЕДСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМАХ САМООРГАНИЗАЦИИ УСТОЙЧИВЫХ ЦЕЛОСТНОСТЕЙ В ПРИРОДЕ И ОБЩЕСТВЕ

В.И. Стреляев, Д.Ю.Щанов

Томский государственный университет

        Организующим началом в жизни Земли, как и в живой природе и в обществе, является плотность, роль которой не сразу обнаруживается в самоорганизации живых и неживых сообществ.
       Плотность определяет в одном случае массу, в другом - объем, регулирует химический состав потоков и сохраняет целостность структурно-вещественных организаций - комплексов за счет необратимой гравитационной расслоенности потоков во времени и пространстве.
       Плотность сильно подвержена процессу самоорганизации и способна приводить к постепенной устойчивости или, наоборот, неустойчивости потоки минерализованных веществ в литосфере (ЭКОСе) в ходе взаимодействия, к разрушению целостности природных ЭКОС-комплексов, обособленности саморегулирующих процессов и сред под влиянием человеческого фактора (Геодинамический анализ:, 1989; Стреляев и др., 1992, 1994; Стреляев, Паскаль, 1986, 1990, 1991; Стреляев, 1994).
       В ходе плотностной дифференциации минерализованных потоков ЭКОСа при погружении компонентов, на разных глубинах залегания кровли мантийного диапира (КМД) происходит дифференциация плотностной упаковки зерен-гранул протокоры и компонентов потоков под влиянием стресс-давления в блоках между подошвой палеогидросферы и осадочного чехла (ПОЧ) коры с ландшафтным слоем и мантией (КМД). Это приводит к созданию разных генетических (средовых) геодинамических обстановок: высокоплотностных (высокотермальных), промежуточных и низкоплотностных (холодных).
       Самоорганизующее взаимодействие между ПОЧ и КМД для всех пород впервые было подмечено Л.В. Таусоном (1977, 1982,1987) и выражено следующей формулой

(1),

       где КР - коэффициент Таусона, по нашим данным коэффициент капиллярной кремниепроводимости.
       Нами решение плотностной дифференциации компонентов ПОЧ и КМД - литосферных групп было продолжено путем подсчета средневзвешенного значения КР по гравитационнорасслоенному разрезу литосферы (определение КСР) и параметров объемной проводимости - диссипации (ПО) различных структурно-вещественных комплексов (СВК), формирующихся в пространстве между ПОЧ и КМД.

(2),

       где ПО - объемная проводимость - диссипативность различных СВК. Величины ПО зависят от соотношений устойчиво легких (холодных) к устойчиво тяжелым (высокотемпературным) компонентам. Мощность блоков различных СВК будет зависеть от данного соотношения (ПО величина безразмерная).
       В связи с выявлением самоорганизующей роли плотностного фактора, нами была выявлена следующая основная закономерность.
       С уменьшением самоорганизующего влияния ПО происходит грубое уравновешивание объемов компонентов в "упаковке" соответствующих СВК с их плотностями и даже местами заметное уменьшение, что создает средовые РТ-условия для очень высоких тектонических стресс-напряжений с малыми значениями (n. 10-3, табл. 2) коэффициентов КР и параметров ПО (Стреляев, Паскаль, 1990). В таких специфических геодинамических обстановках (ГДО) высокие стресс-напряжения приводят к выгоранию серы, углеводородов и к сплошному растворению кремния, его миграции и массовому выносу в вышележащие и нижележащие благоприятные стресс-среды с низкими плотностями и температурами (окремнение, окварцевание, сульфидизация, углеродизация).
       Низкокварцевые антидиссипативные "упаковки" с параметрами ПО = n*10-3 - структурно-вещественные комплексы сложены, в основном, габбро-базальтами, которые функционируют как ресурсоемкие на "тяжелые" минерагенические ассоциации (МА), в состав которых входят хром, никель, кобальт, марганец, железо и др.
       С увеличением самоорганизующего влияния ПО происходит прямо пропорциональное возрастание объемов "упаковок"- СВК, уравновешивание объемов с массами и местами даже превышение масс над объемами. Такие средовые РТ-условия обеспечивают относительно равномерное влияние плотностного фактора, а стресс-давление между ПОЧ и КМД -поля слабых стресс-напряжений с большими коэффициентами объемной проводимости (диссипации) и большими параметрами "упаковок" гранулитовых СВК (соответственно 877,1; 3,57, таблица).
       В таких самоорганизующих РТ-условиях слабые напряжения и холодные поля благоприятствуют сплошному осаждению кремния (до 70 и более процентов от общей массы).
       Повышенно окварцованные "высокогранулитовые упаковки" - СВК сложены, в основном, сиалическим гранитизированным материалом, т.к. с ростом ПО (3,57) растворимость кремния заметно падает.
       При пересечении стресс-процессов в промежуточных РТ-средах преобладают переходные давления, в результате чего в ПОЧ формируется полувязкий алюминиево-кремневый каркас. Последний функционирует как ресурсоемкий на устойчивые легкие щелочьсодержащие МА и становятся благоприятными вместилищами для "твердых растворов" - полиметаллов, золота и др.
       В промежуточных средовых РТ-условиях ориентированные стресс-давления между ПОЧ и КМД создают промежуточные неоднородные по плотности, а значит, по объемам и массам схожие с корами выветривания "гранулитовые упаковки" - СВК в литосфере с самоорганизующим влиянием как "p", так и "m" и "v" - факторов. Вещественный состав СВК регулируется в каждом конкретном разрезе коэффициентами капиллярной кремниепроводимости (КР) и параметрами объемной проводимости (ПО). Фактически переменчивое поведение "p", "m" и "v" приводит к усредненному (промежуточному) выносу кремния и аккумуляции алюминия в разных вариантах.
       Переменчиво "упакованные" СВК с промежуточными значениями КР и ПО функционируют как ресурсоемкие на промежуточные полудиссипативные МА и становятся благоприятными вместилищами образований "андезитовой линии" и синрудных компонентов, составляющими "твердые растворы" - полиметаллы, золото и др.
       В качестве примера нами разработан алгоритм расчленения различно-гранулированного фундамента Енисейского кряжа по плотностным зонам (таблица).
       Можно сделать вывод, что самоорганизация формирует не только порядок. Диапиризмом создается хаос. Порядок и хаос дихотомичны, сингулярны. Порядок формируется в хаосе.

Корреляционные зависимости между абсолютными содержаниями элементов-индикаторов, КР и ПО по зонам различногранулированного фундамента Енисейского кряжа

Плотностные

зоны

Структурное положение

СВК рифея

Соотношение устойчивых элементов-индикаторов в СВК (г/т)

 

 

KKР

 

 

ППО

Устойчивые минераге- нические ассоциации (МА)

Диссипативные (низкоплот- ностные)

Полудиссипа- тивные (промежуточные)

Тяжелые (высокоплот- ностные)

КМД

ПОЧ

KK

SSr

BBa

TTi        CCr NNi

Тонкограну- лированные, высокоплот- ностные

Мезоабис- сальное

Резко опущенное, антидис- сипативное

Енисейско- Исаковский

33000

331

550

55000

22600

3325

0,002

0,008

Группа железа (Борисихи- нская МА)

Неодно- родно- гранули- рованные

Гипабис- сальное

Промежу- точное

Верхнесу- хопитско- тунгусик- ский

443300

2211

 

22340

55900

1102

330

114,46

00,57

Группа "твердых растворов" полиме- таллов и золота (Горевская и Олимпиади- нская МА)

Грубограну- лированные, низкоплот- ностные

Абис- сальное

Диссипа- тивное

Канско- нижнесу- хопитский

550000

11700

11250

22040

667

44

8877,1

33,57

Группа редких щелочей (эльваны, онгониты Тейской МА)

       Примечание: ПОЧ - подошва палеогидросферы и осадочного чехла (глубина эрозионного среза), КМД - кровля мантийного диапира
       Согласно исследованиям А.В. Позднякова (1995), первым условием формирования "хаос-порядка" является поступление энергии и вещества в упорядоченном виде, закономерно, не случайным образом. Второе условие - направленности потоков и энергии против необратимо протекающих процессов от горячего тела (в нашем случае диапира) к более холодному (протокоре) противодействует гравитационная (выраженная плотностью зерен-гранулитов) аккумуляция холодного вещества.
       Подвижность кремнистых рудоносных миграционных растворов (КРМР) в термическом режиме определяется водно-физическими свойствами блоков протокоры, "пресс-зажатых" между ПОЧ и диапиром. Силой, движущей миграционные потоки, является объемная проводимость - диссипативность, или градиент потенциала. Причиной существования разности потенциалов (0,008:0,57:3,57) являются дорифейские капиллярные потенциалы (КР) "пресс-зажатых" блоков протокоры и диффузность (калибровка) КРМР-гидротерм, необратимо движущихся от горячего (с мезоабиссальным структурным положением КМД) тела к холодному (с абиссальным структурным положением КМД). Одним из основных положений термодинамики необратимых процессов является принцип локального равновесия. Последнее достигается синхронизацией капиллярных потенциалов (КР), "подготовленных" в рифее блоков гранулированной протокоры.
       В результате, в начале формируются осадочные СВК, затем происходит внедрение мантийного диапира, а еще позднее - синхронизация по "калибру" КРМР и, наконец, формируются минерагенические ассоциации (МА). При любом исходе образуются "новый порядок" (происходит полное обновление старой коры) с нарушением всякой корреляции между старыми (протокоровыми) физическими (в том числе плотностными) полями.
       Специфической особенностью механизмов формирования литосферы является дисимметрия горизонтальной составляющей в направлении движения КРМР-растворов (метаморфизующих гидротерм), одинаковый порядок последовательности размещения плотностных зон различного  геологического возраста и взаимоотношения физических полей через "p". Таким образом, вертикальная химико-плотностная зональность является отражением горизонтальной. Литосфера отличается плотностной самоорганизующей замкнутостью и определяется как внешним влиянием эрозии и денудации, так и сетью внутренних (эндогенных) плотностных связей, то есть самоорганизующей структурой самой литосферы. Литосфера в пределах Енисейского сегмента - это образец и эталон длительной (около 1 млрд. лет) перестройки протокорового материала раннего докембрия под влиянием периодически активизируемого мантийного диапира - источника меняющихсяво времени по плотности и степени диссипативности КРМР-растворов.
       А.В. Поздняковым справедливо уделяется большое внимание антропогеновым дезорганизующим Д-потокам на ЭКОС (по А.В. Позднякову - на "природу-мать"), в систему которого входит литосфера. Как и ЭКОС, Д-потоки характеризуются "p"-, "КР"- и "ПО"-параметрами (плотность населения, плотность промышленной нагрузки на природу, объем и масса выбросов и отходов, объем обитаемой среды и т.п.).
       Обладая отрицательными потенциалами, вторгаемая в ПОЧ и особенно в ландшафтный слой Д-система грубо нарушает эволюционность развития последнего. То там, то здесь наблюдаются нарушения устойчивой целостности ЭКОСа. Это можно объяснить тем, что динамика Д- и ЭКОС- систем характеризуется несовпадением, резкой дисгармонией "p"-, "КР"- и "ПО" параметров Д-потоков, с ЭКОС-потоками, высокими потенциалами Д-систем. Мигрирующие Д-потоки для ЭКОСа становятся "шоковой враждебной" средой, вызывающей тяжелые болезни последнего (Поздняков, 1998).
       ЭКОС-система там, где государствами не соблюдается экология и нерационально используются ресурсы, начинает всячески воспрепятствовать вторжению "Д-инъекций" путем включения жестких саморегулирующих процессов диссипации глубинными миграционными потоками, вызывая "неплановые" извержения магм, оползни, обвалы, лавины, наводнения, землетрясения, потепления климата, т.е. призывая на помощь в основном быстродействующие объемные процесы. Пока, относительно слабо ропща, ЭКОС способен "зализывать раны", нанесенные Д-системой. Но этот процесс не бесконечен. Находясь в состоянии "аффекта", ЭКОС способен, за неблагодарное отношение к нему, нанести адекватный удар человечеству.

        Литература

  1. Геодинамический анализпри геологическом картировании (методические рекомендации). М.: ИМГРЭ, 1989. - 56 с.
  2. Поздняков А.В. Самоорганизация, хаос, порядок // Самоорганизация природных и социальных систем. Материалы семинара. Алма-Ата: Изд-во Fылым, 1995. - С. 26.
  3. Поздняков А.В. Стратегия российских реформ. Томск: Изд-во "Спектр",1998.-324 с.
  4. Стреляев В.И., Паскаль Ю.И. Равновесное распределение жидкофазной системы в поле тяготения Земли // Изв. Вузов СССР, Физика, ? 1, 1986. - С.29-34.
  5. Стреляев В.И., Паскаль Ю.И. Стресс-метаморфические предпосылки рудообразования в условиях ориентированного давления // Структура линеаментных зон стресс-метаморфизма. Новосибирск: Наука, 1990. - С.203-213.
  6. Стреляев В.И., Паскаль Ю.И. К методике изучения фации глубинности гранитоидных массивов на основе термодинамики расплавов // Изв. АН СССР, сер. геол., ? 6. 1991. - С.145-149.
  7. Стреляев В.И., Паскаль Ю.И., Низоленко Т.А. К методике установления скоплений тяжелых металлов в колоннах магматических и метаморфических пород (на примере Сибири) // Актуальные проблемы региональной геологии Сибири (стратиграфия, тектоника, палеогеография, минерагения). Тезисы докладов. Новосибирск: Изд. СНИИГГиМС, 1992. - С.106-107.
  8. Стреляев В.И. О докембрийских геодинамических обстановках и металлогении южного сегмента Енисейского кряжа // Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит. Тезисы докладов. Екатеринбург, 1994. - С.99-101.
  9. Стреляев В.И., Паскаль Ю.И., Войтенко В.Н., Сатаев Ф.Р. К геодинамической модели Земли // Геодинамика южной Сибири. Тезисы докладов. Томск: Изд. Томского госуниверситета, 1994. - С.12.
  10. Таусон Л.В. Геохимические типы и потенциальная рудоносность гранитоидов. М.: Наука, 1977. - 280 с.
  11. Таусон Л.В. Геохимия и металлогения латитовых серий // Геология рудных месторождений, ? 3, 1982. - С.3-15.
  12. Таусон Л.В., Гундобин Г.М., Зорина Л.Д. Геохимические поля рудно-магматических систем. Новосибирск: Наука, 1987. - 200 с.

 

Оглавление