title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Состояние проблемы происхождения солей

Состояние проблемы происхождения солей

Существующие представления. По проблеме происхождения солей ныне обозначились две альтернативные группы представлений, которые по-разному решают комплекс взаимосвязанных узловых вопросов генезиса, касающихся источников вещества, причин и механизмов соленакопления. Одна из них — традиционная эвапоритовая, а вторая, более разнородная, по общему ведущему фактору может быть условно названа — «восходящих рассолов». Согласно моделям эвапоритовой группы галогенез трактуется как следствие процессов солнечного выпаривания бассейновых вод, т. с. их испарения, не компенсированного поверхностным притоком, последовательного концентрирования и как итог — кристаллизации солей. Согласно гипотезам группы «восходящих рассолов» галогенез считается следствием разгрузки в седиментационные бассейны высококонцентрированных подземных рассолов, их смешения с водами бассейнов и кристаллизации солей в итоге главным образом двух процессов: химического взаимодействия между растворами разного состава и снижения растворимости солей при резком изменении температур. Процессам же выпаривания в этих моделях отводится подчиненная роль. Группа объединяет две гипотезы: эксгаляционно-осадочную и регенерационную рассольно-осадочную. Обе гипотезы оперируют с восходящими глубинными рассолами, считая их ведущим фактором галогенеза, но резко расходятся в решении вопроса об источнике рассолов: мантийно-магматогенном согласно первой гипотезе и палеоосадочном согласно второй.
Надо сказать, что и в некоторых современных вариантах моделей эвапоритовой группы восходящая разгрузка подземных рассолов хлор-кальциевого типа ныне также привлекается в качестве фактора, отвечающего за обессульфачивание (прямую метаморфизацию) морских вод — процесса, являющегося непременным условием осаждения путем выпаривания солей хлоридного типа из морских сульфатных вод. Однако, введя фактор разгрузки, авторы далее игнорируют как ее вклад в баланс солевых отложений, так и все другие неизбежные следствия, а в своих последующих рассуждениях просто следуют постулатам эвапоритовой модели. Кроме того, в последние годы широко обсуждается роль в соленакоплении внутрибассейновых взаимодействий между рассолами разной степени концентрирования, а также внутриформационных диагенетических или более поздних перераспределений и перетоков рассолов.
Оба названных направления имеют длительную и достаточно драматичную предысторию, начавшуюся в XIX в. и косвенно отражавшую ход более известных вековых споров: между нептунистами и плутонистами и между сторонниками органического и неорганического происхождения нефти. Хорошие критические обзоры истории вопроса приведены в работах Л.Н. Капченко, Н.М. Джиноридзе с соавторами.
Эвапоритовая концепция получила разносторонние физико-химические и в меньшей мере геологические обоснования в трудах зарубежных и отечественных исследователей: Г. Бишофа, К. Оксениуса, Я. Вант Гоффа, Ф. Лотце, X, Борхерта, Н.С. Курнакова, Н.М. Страхова, М.Г. Baляшко, А.А. Иванова, А.Л. Яншина, М.П. Фивега, М.А. Жаркова, Л.Н. Капченко, П. Сонненфелда, С.М. Кореневского, Р.Ф. Шмальца, О.И. Петриченко, В.М, Ковалевича, В.В. Куриленко, и других — и имеет весьма обширную библиографию. Разработаны различные ее модификации, касающиеся тех или иных аспектов проблемы: мелководного и глубоководного соленакопления, расслоенных рассолов, многократных осушений, промежуточных и подготовительных бассейнов, сухого озера, сэбхи и др. В настоящее время эвапоритовые представления доминируют как в отечественной литературе, так и в зарубежной, являясь для большей части научного сообщества, по существу, обязательной точкой зрения, допускающей лишь уточнения или изменения отдельных положений.
Эксгаляционно-осадочная гипотеза в ее современном виде в какой-то мере наследует те представления об эндогенном—магматогенном или постмагматическом (из магматических возгонов) — происхождении сульфатов и солей, которые господствовали в XIX и даже еще в начале XX в., но затем были практически полностью вытеснены эвапоритовой концепцией. Ныне она наиболее последовательно разработана и изложена в трудах Н. М. Джиноридзе с соавторами.
Регенерационная гипотеза, которой придерживается автор, не будучи собственно эндогенной, предполагает, как явствует из ее названия, широкое участие процессов регенерации (геологического возрождения) ранее погребенных рассольно-солевых масс путем их ремобилизации на глубине и восходящей разгрузки непосредственно в бассейны седиментации с включением в новые аккумулятивно-седиментационные циклы. Представления о глубинном способе регенерации солей как о геологически значимом факторе галогенеза, а тем более как о ведущем, пока слабо разработаны. На некоторых причинах мы остановимся ниже.
С физико-химической точки зрения процессы соленакопления, предусматриваемые каждой из названных групп моделей — и эвапоритовой и восходящих рассолов, — безусловно возможны, причем вероятность их протекания подтверждена расчетами, экспериментальными исследованиями на природных и искусственных средах, частично результатами математического моделирования, а также прямыми наблюдениями в многообразных современных природных обстановках, где они реализуются как порознь, так и в различных сочетаниях. Имеются примеры их протекания и в техногенных условиях. Иначе говоря, с физико-химических позиций обе схемы являются не взаимоисключающими, а, скорее, взаимосвязанными. Спорность и неоднозначность вопроса состоит в другом: в их реальных геологических масштабах, т. с, в значимости каждого из процессов (палеопроцессов), их вероятных соотношениях при формировании природных галогенных тел и, прежде всего, наиболее масштабных из них. В решении этого вопроса определяющую роль следует отдать конкретным геологическим показателям условий протекания процессов галогенеза. На многих из них, не касаясь прямо вопросов генезиса, мы заостряли внимание в предыдущих разделах. Подчеркнем главные.
Базовые геологические факторы для генетических моделей. 1. Галогенез избирательно связан с геодинамически активными обстановками и активными фазами их развития, а в фазы покоя не происходит. Это положение, являющееся основным выводом геодинамического анализа, мы считаем ключевым и для генетических построений.
2. Оптимальным фациально-ландшафтным типом обстановок для масштабного и полноразвитого галогенеза являются бассейны с депрессионными осложнениями дна, способными обеспечить своеобразный внутрибассейновый глубинно-котловинный тип придонной изоляции тяжелых рассольных или рассольно-солевых масс от смешения с остальными бассейновыми водами. Поверхностно-гидрологическая изолированность многих солеродных бассейнов, особенно таких, как окраинные моря, является весьма слабой и, таким образом, не представляет обязательного условия соленакопления.
3. Характерные черты галогенсодержащих разрезов — многоуровенность галогенеза и пространственная унаследованность соленакопления. К ним мы еще вернемся.
4. Сульфатные и соляные (собственно галогенные) комплексы представляют собой не изолированные, обособленные образования, а закономерные элементы более сложных упорядоченных седиментационных биогенно-хемогенных рудно-породных систем, совместно накладывающихся на фоновые отложения. Все звенья систем с их основными структурно-вещественными и геохимическими особенностями составляют «врожденные» характеристики этих систем, возникающие, по крайней мере в своей основной части, на стадии седиментогенеза — раннего диагенеза. А если так, то проблема генезиса каждого звена систем должна решаться в контексте их генезиса в целом. В частности, модели сульфато- и соленакопления должны учитывать и объяснять предопределенность формирования сопутствующих им биохемогенных породных членов со всем комплексом рудных компонентов, а одним из главных критериев оценки вероятных источников и способов поступления вещества становится их способность обеспечить зарождение уже в седиментационном бассейне всей ассоциации со всеми особенностями состава, структуры и связей с обстановками осадконакопления.
5. Пространственно-морфологические и структурно-текстурные особенности галогенсодержащих тел (включая их «корни» в субстрате) свидетельствуют, что многие из них четко контролируются активными синседиментационными тектоническими и тектоно-морфологическими элементами дна.
6. Тонкие минералого-геохимические исследования солей и ангидритов привели к пересмотру представлений о генетической природе различных морфологически сходных типов скелетных и зональных седиментационных кристаллов солей: воронкообразного, елочек (шевронного) и высаливания. Первые являются следствием (и свидетельством) роста кристаллов на поверхности рассола, вторые — на дне бассейна, а третьи — высаливания на границе рассолов разной плотности. При этом вторые и третьи распространены гораздо шире. Ранее все они ошибочно, как считает Э. Реддер, принимались за один первый (поверхностный) генетический тип. Именно этот факт служил (и служит поныне) одним из основных аргументов при обосновании чисто эвапоритового механизма соленакопления.
7. Широкомасштабное изучение флюидных микровключений в солях и ангидритах вскрыло ряд особенностей солеродной палеосреды: повышенные температуры — до 40—80 °С (а по-видимому, и значительно выше, поскольку имеется много определений температуры, достигающей 100—200 °С, но все они отнесены авторами к более поздним воздействиям, что не всегда однозначно); преобладание придонных (а не поверхностных) условий кристаллизации с широким участием механизмов высаливания при смешении растворов; расслоенность рассолов по плотности и по химическому составу; широкое участие хлор-кальциевых рассолов; наличие резких перепадов параметров среды во времени.
8. Использование общепринятой в литературе однозначной палео-климатической интерпретации всех обстановок галогенеза как аридных столкнулось по крайней мере с двумя группами противоречий. Во-первых, восстанавливаемая таким образом глобальная палеоклиматическая картина во многих случаях принципиально отличается не только от современной климатической зональности, но и вообще от присущей климату симметрично-широтной поясности. В то же время реально наблюдаемая палеозональность соленакопления обнаруживает отчетливую корреляцию с палеогеодинамическими поясами. Во-вторых, наметился ряд глобальных «палеоклиматических парадоксов», отражающих наличие довольно устойчивых соленахождений галогенных образований, с одной стороны, с угленосными отложениями, сопровождаемыми богатыми комплексами влаголюбивой флоры и иными «антиаридными» атрибутами, а с другой — с ледниковыми образованиями. Иначе говоря, парагенезисов из важнейших комплексов-индикаторов трех основных контрастных типов климата, «запрещенных» с позиций климатической теории литогенеза. Первые парагенезисы наиболее широко и ярко проявились в Альпийско-Гималайском поясе в миоцене, вторые — глобально в позднем докембрии.
Посмотрим, насколько перечисленные факторы и закономерности соответствуют двум различным моделям галогенеза, учитываются и адекватно объясняются ими. С позиций эвапоритовой модели практически все они либо труднообъяснимы, либо излишни, либо вовсе неприемлемы. Так, высокая тектоническая активность и плохая поверхностная изолированность противопоказаны эвапоритовому процессу; унаследованность галогенеза не оправданна; формирование упорядоченных однотипных рудоносных биохемогенных ассоциаций лишь за счет выпаривания маловероятно, а привлечение дополнительного источника, например рудоносных гидротерм, хотя, в принципе, вполне правомерно, но, учитывая однотипность таких ассоциаций, требует введения их в эвапоритовую модель в качестве закономерного элемента, а это будет уже другая модель; тектоническая обусловленность пространственно-морфологических и структурно-текстурных особенностей галогенсодержащих тел не вписывается в систему факторов, благоприятных для эвапоритового процесса; возникновение столь высоких температур солеродной среды лишь за счет солнечного прогрева (без участия гидротерм) не известно даже в мелководных обстановках, а тем более в относительно глубоководных придонных условиях; противоречия, возникающие при однозначной климатической интерпретации условий соленакопления как аридных, пока либо игнорируются, либо так и рассматриваются как необъясненные парадоксы.
Правда, некоторые из обсуждаемых факторов (фациально-ландшафтные, физико-химические, климатические) получили толкование с позиций того или иного варианта эвапоритовой модели, но все вместе они не вписываются ни в один из них, вступая, как правило, во взаимные противоречия.
Теперь обсудим основные положения предлагаемой модели и посмотрим, как они учитывают и истолковывают выделенные факторы и особенности галогенсодержащих тел и процессов.

title-icon Подобные новости