2011г.
Введение
Механизм формирования глобального геологического пространства системы Земли.
Памир-Тяньшаньский плюм - как стационарный энергетический центр (СЭЦ)
Процессы дегазации мантии области блока(ПТБ).
Формирование месторождений углеводородного сырья.
Горо- и складкообразовательные процессы
Основные выводы
Список литературы
Новые, более прогрессивные парадигмы овладеют умами геологов, заставят их в старых, известных фактах увидеть новые соотношения и связи явлений.
Лукьянов А.В.
Главные действующие силы, под воздействием которых формируется тектоносфера системы Земли, это силы гравитации направленные к ее центру и центробежная сила вращающейся системы, а также тепловые потоки, которые могут иметь противоположное направление или же совпадать с направлением силы гравитации. Сама система тектоносферы порождает временные и пространственные неоднородности тектонических движений, столь важные для геологов с теоретической и практической точки зрения, а также физико-химические процессы, генетически связанные с силами гравитации.
Основными проблемами физики тектонических процессов являются: изучение причинно-следственных связей в истории развития тектоносферы как системы; выявление частных систем и механизмов их развития; определение механизма воздействия внешних сил на эти системы.
Значение гидросферы и астеносферы для развития системы Земли особенно велико, так как через них тектоносфера воспринимает влияние внешних факторов: космоса и глубоких недр планеты.
Система тектоносферы (по А.В. Лукьянову) не имеет стационарного состояния и находится в непрестанном движении. Нестационарность тектоносферы определяется тем, что составляющие ее массы стремятся к равновесному состоянию, как в гравитационном, так и в тепловом поле, но это невозможно.
Приближение к гравитационному равновесию нарушает тепловое равновесие, а приближение к тепловому равновесию создает инверсии распределения плотностей в гравитационном поле.
Т.е. при существующем составе и в существующих условиях тектоносфера обречена на вечное движение. Движение вещества может быть вверх путем плавления ( Й. Шимазу, В.А. Магницкий.), или при наличии тяжелых элементов и при неоднородном составе респлава,-процесс зонного плавления происходит вниз (В.Н. Жарков). Заметим, что процессы зонного плавления вниз способствуют силы гравитации, а процессу зонного плавления вверх способствуют тепловой поток исходящий от ядра системы и центробежные силы. Данный процесс сопровождается образованием границ разделов как по латерали, так и по радиали. Эти процессы сопровождаются возникновением полей напряжения.
Одновременное проявление (по В.В.Белоусову) на поверхности материков различных эндогенных режимов указывает на гетерогенность теплового поля Земли: в одно и то же время тепловые потоки в разных местах разнятся по своей интенсивности, следовательно, тепловые потоки меняют свою интенсивность как в пространстве, так и во времени.
Все процессы в данной работе, происходящие в геологическом пространстве и пространстве космоса, рассматриваются как процессы имеющие волновой характер.
Сам процесс преобразования энергии в вещество и обратно является автоколебательным. В данном случае, энергия порождает системы, в которых происходят сложные преобразования вещества и выделяется под воздействием сил гравитации большое количество энергии, которая сосредотачивается в центре системы, то есть в конечном итоге вещество переходит обратно в энергию, этот процесс может характеризоваться как автоколебательный.
В основе понимания развития и районирования земной коры и ее полезных ископаемых лежат глубинные мантийные и коровые физико-химические деформации и порождаемые ими движения осадочных формаций (Д.В. Наливкин, В.А. Николаев, А.Е. Ферсман, Д.И. Щербаков, А.С. Уклонский, Б.Н. Наследов, В.И. Попов и их ученики).
Зоны повышенной деформации разделяют относительно спокойные области. Они же являются коллекторами магм, флюидов, гидротермальных растворов. Размер зон повышенной деформации очень различен, а внутри каждой зоны повышенной деформации могут быть выделены зоны более низкого порядка, разделенные относительно спокойными участками. Учитывая такую многостепенность деформированных зон, можно сделать единой закономерностью все тектонические взаимоотношения-от планетарных до локальных. Геологическая закономерность, которая здесь сформулирована, есть отражение двух физических законов:
1. При любой деформации твердого и вязкого тела возникает разделение его на зоны, в которых сосредотачиваются преимущественно деформации, и на разделяющие эти зоны слабо деформированные блоки, причем в таких зонах и блоках могут быть отдельные зоны и блоки низшего порядка. Самым низшим порядком зон повышенной деформации являются некоторые из решеток кристаллов. Верхний порядок зависит от размеров деформируемого тела. В ходе деформации возникают новые зоны, а старые упрочняются, но с возрастанием деформаций они могут снова оживать.
2. Зоны повышенной деформации отличаются повышенной степенью проницаемости для магм, флюидов, газов, гидротерм, волн напряжения.
Можно провести аналогию между пространством космоса и геологическим пространством: и там, и там есть области обладающие высоким энергетическим потенциалом и есть области с низким энергетическим потенциалом.
Формула E=mc2 указывает на то, что энергия может трансформироваться в вещество, и наоборот, вещество может трансформироваться в энергию. При этом не отрицается существования первичного пространства космоса подвергающегося деформации в период прохождения волны, энергия которой трансформируется в вещество. Это вещество дифференцируется по мере удаления от эпицентра и концентрируется в пространстве, где силы внешнего силового поля имеют наименьшие значения. С момента образования частиц вещества начинает действовать закон гравитации.
Начинают образовываться скопления вещества в структурированном энергетической волной пространстве космоса, как вещественные неоднородности. Под воздействием сил гравитации происходит разделение (первичное) вещества на зоны низкой и высокой степени деформации, происходят процессы гравитационной дифференциации вещества, наконец, под воздействием сил гравитации объект начинает вращаться вокруг своей оси и орбитально- вокруг эпицентра деформации(источника энергии).
Вещественные неоднородности, как объекты структуры космического пространства развиваются по разному. В результате их работы образуются различного типа поля - гравитационные, плазменные, электрические, магнитные. Наблюдаются процессы перехода вещества в энергию, т.е. формула E=mc2 отражает режим работы объектов пространства космоса и всей системы космического пространства в автоколебательном режиме, период работы которой определяется особенностями строения системы. Пространство космоса, таким образом, неоднородно и разделено на области обладающие разным энергетическим потенциалом.
Данный закон является основополагающим и определяет эволюционное развитие системы Земли.
Под воздействием сил гравитации начались физико-химические деформации в геологическом пространстве системы Земли, в результате которых генерируются волны напряжений несущие энергию и вещество. Упругая волна переносит энергию упругой деформации и частицы вещества, при этом под воздействием энергии волны происходит преобразование вещества на атомарном уровне, уменьшается вязкость (фактор действия высоких температур), происходит дегазация вещества.
Как показало моделирование (Гарат И.А. 2001), энергия упругой волны, генерируемой локальным генератором, увеличивает проницаемость ослабленных зон и нарушений на два порядка, при этом пористость возрастает в пять раз. Проявляющиеся закономерности могут быть сформулированы следующим образом.
-В пространстве космоса и в геологическом пространстве происходят физико-химические деформации. Под их воздействием происходит разделение пространства на области, в которых сосредотачиваются преимущественно деформации, и на разделяющие эти области зоны, в которых деформации проявлены в меньшей степени. При этом в таких областях и зонах могут быть отдельные зоны и области низшего порядка. Области и зоны имеют разные энергетические потенциалы.
Существование данного закона определяется физической сущностью, которая характеризует пространство как неоднородное и асимметричное, в котором энергия может переходить в массу вещества и наоборот, - масса вещества может переходить в энергию. Процесс сопровождается волной, которая переносит энергию и вещество, при этом происходит структурирование пространства. Т. е. энергия может образовывать геологическое пространство и наоборот, геологическое пространство может трансформироваться в энергию, которая будет характеризовать пространство космоса.
В итоге образуется система, в которой главную роль играют физико-химические деформации и силы гравитации, определяющие характер процессов, происходящих в системе. Процессы генетически связаны с физико-химическими деформациями - определяют (в конечном итоге) структуру системы.
Система Солнца располагается в плоской подсистеме Галактики. Диск подсистемы разделяется на зоны спиралевидными рукавами. Система Солнца располагается в рукаве обладающем мощным энергетическим потенциалом по сравнению со смежными зонами. Образование Земли генетически связано с системой Солнца, как одного из объектов (структурного элемента) Галактики.
Проявление эффекта спирали, вызванное вращением Земли вокруг своей оси, приводит к возникновению общеземного поля напряжения, которое регулируется элементами сферической и винтовой симметрии. В результате этого процесса первичный план деформации изменяется. Винтовая симметрия наводит анизотропию, которая приводит к деформации Земли. Возникают гравитационные максимумы и минимумы, углубляются процессы дифференциации вещества, возникают четкие границы разделов по латерали и радиали. Указанные процессы приводят к нарушению симметрии шара. Сжатие Земли вдоль оси ее вращения на 21,4 км. создает общеземное поле напряжения. Закладывается регматическая сеть зон систем глубинных разломов четырех основных направлений. До рифея более проявлены были меридионально-широтные направления (разрывной тип нарушений), затем в полной мере развились тектонопары (А.И.Суворов) - сбросо - сдвиговые нарушения (диагональные направления нарушений).
Отметим, что еще в период разделения объекта зонами деформаций на блоки начинается процесс тектонического движения вещества и его дифференциация, а точнее, происходит процесс углубления дифференциации вещества и его разогрев. Возникают локальные магнитные поля.
С момента начала вращения Земли запускается механизм автоколебательной системы Земли. Возникает в этот момент и магнитное поле Земли, которое тесно взаимодействует с гелиосферой Солнца. В результате чего происходит физико-химическая деформация поверхности Земли. Данный процесс сопровождается разогревом вещества Земли, его дегазацией по зонам деформаций, которые характеризуются высокой степенью проницаемости в силу особого строения разломов.
Образовавшиеся гравитационные минимумы и максимумы (т.е. максоны) способствуют активизации тектонической миграции вещества как по латерали, так и по вертикали.
Таким образом вращение Земли вокруг своей оси приводит к запуску автоколебательной системы Земли, формированию ядерно-оболочечно-блоковой структуры и запускается процесс флюидо- и магмообразования, который происходит в автоколебательном режиме зонного плавления верхней оболочки Земли . и в зоне контакта нижней мантии и ядра.
Важно отметить, (М.М.Довбич, Н.Ф.Балуховский), что периодичность геопроцессов хорошо коррелируется с периодами определенных астрономических явлений связанных с вращением.
Е.А.Ермаков отмечает, что земная кора магматического происхождения, сформированная к середине протерозоя - наглядное свидетельство огромной потери тепла, легколетучих и легкоплавких компонентов протомантии. К концу периода (4,4 - 1,6 млр. лет) было образовано 85-95% континентальной коры. Наиболее древние офиолиты имеют возраст менее 2,8 млр. лет. Образование древнейших пород коры (протосиаль - серые гнейсы) произошло в первые 500 млн. лет.
Отметим, что процесс магмообразования происходил в антидромной последовательности (Ермаков, Грачев, Богатиков, Ибадуллаев и др.)
"...Более легкоплавкое вещество лейкосомы легче перемещается при высокотемпературном (особенно в водном) амфиболитовом метаморфизме, создавая тем самым впечатление большей древности меланосомы." (О.А. Богатиков).
Автоколебательная система Земли генерирует волны напряжений различной длины, которые определяются особенностями ее строения. Несущие энергию волны попадая в неоднородную среду начинают отражаться и преломляться на границах раздела сред.
Такие границы могут обусловить появление замкнутой поверхности. от которой происходит отражение волн, что придает объему ограниченному этой поверхностью, колебательные свойства и определяет собственные периоды волн, характерные для данного объема колебательной системы. В данном случае энергия волны будет отдаваться на преобразование вещества. В условиях замкнутого контура скорость волны снизится за счет наличия отражающих поверхностей (прямолинейное распространение волны невозможно в неоднородной среде). Уменьшение скорости прохождения среды способствует эффекту возникновения высоких температур, что в свою очередь ведет к уменьшению вязкости вещества, дегазации и выделению ювенильных растворов и магмы. Таким образом масса вещества подвергается преобразованию посредством энергии волны в условиях замкнутого контура. При этом ведущая роль отводится фактору волновых эффектов под воздействием которых происходит преобразование вещества на атомарном уровне и его миграция в сторону ядра и поверхности системы способом зонного плавления вмещающей среды (тяжелые элементы мигрируют в сторону ядра).
Особая структура глубинных разломов и узлов их пересечения отвечают заданным условиям, т.е. объем, ограниченный замкнутой поверхностью, является колебательной системой, которая является коллектором газов, флюидов, магм.
Вещество, поднимаясь из глубоких мантийных сфер создает радиально-латеральную область скучивания в верхней зоне тектоносферы. В связи с чем возникает избыточное напряжение в астеносфере и коре. Давление со стороны мантии и коры в конечном счете приводит к началу магмообразования и деструкции коры. Изменение Р-Т условий деформирующего кору вещества сопровождается процессами образования магматических тел, которые разрастаясь формируют кору. Таким образом в основе понимания развития и районирования земной коры и ее полезных ископаемых лежат глубинные мантийные и коровые физико-химические деформации, как и считали виднейшие ученые 20 века (Архангельский, Наливкин, Николаев, Попов и др.). Физико-химические деформации порождают управляемые автоколебательной системой Земли геопроцессы, направленные на сохранение системой Земли ее устойчивого динамического равновесия. Автоколебательная система Земли работает в ротационно - плюмовом режиме, при этом общеземное поле напряжения, вращение Земли вокруг своей оси в силовом поле Солнца и Галактики - является конкретным выражением динамической устойчивости геоида заданным условиям, т.е. отвечает скорости вращения Земли вокруг своей оси и пространственному положению геоида внутри Солнечной системы. Структура геологического пространства системы Земли формируется под воздействием гравитационных и иных полей Солнца и Галактики. Силовое поле Галактики, имеющее волновой характер, и силовое поле Солнца воздействуя на систему Земли заставляют ее орбитально вращаться вокруг Солнца и центра Галактики, при этом совершается вращательное движение Земли вокруг своей оси. Кроме этого система совершает колебательные квазисинусоидальные движения относительно Солнца и Луны, а также в плоскости Галактики приближаясь и удаляясь от центра Галактики вместе с Солнцем.
Такие сложные ротационно - колебательно - орбитальные движения Земли свидетельствуют о волновом характере силового поля Галактики и Солнца, в котором развивается система Земли в автоколебательно - ротационно - плюмовом режиме.
В основе процесса плюмообразования лежат активные процессы физико-химических деформаций, происходящих на атомарном уровне. В результате, образуется новое вещество и энергетическая волна, переносящая вещество (энергомассопоток, который деформирует вмещающую среду).
В.В. Белоусов, говоря о проблеме миграции полюсов, отмечал, что причина поворота внешних оболочек Земли относительно оси ее вращения, кроется только в перемещении масс внутри земного шара, нарушающих равновесие его вращения. Эпохи быстрых перемещений полюса, которые являются и эпохами частых инверсий, совпадают по времени с орогенными стадиями эндогенных циклов. Они приурочены к концу каледонского (силур-ранний девон) и к концу герцинского (поздняя пермь-триас) циклов. Отметим, что в орогенную стадию происходит становление интрузий, подъем гидротермальных растворов.
В ранние периоды развития системы Земли магнитное поле было не дипольным (В.В. Белоусов), а более сложным, т.е. существовали региональные магнитные аномалии, которые по своей интенсивности были близки к интенсивности основного магнитного поля.
С.В. Старченко показал, что наиболее эффективно и мощно на магнетизм ядра оказывают влияние течения порождаемые гравитационно-химическими процессами, которые преимущественно представлены гравитационной дифференциацией масс из-за роста внутреннего ядра Земли при осаждении тяжелой компоненты из охлаждающегося внешнего ядра. гравитационно - химические процессы практически без потерь преобразуются в кинетическую и магнитную энергию. При гравитационно- химических процессах выделяется несколько ТВт (1 ТВт=1012 Вт). Мощности порядка 0,5 ТВт достаточно для генерации наблюдаемого магнитного поля Земли и для поддержания магнитного поля скрытого в глубинах ядра.
Значительно менее эффективно тепловое воздействие. Его суммарная мощность 10 ТВт ( в ядре), но при этом в гидромагнитную энергию трансформируется менее 20% тепловой энергии.
Тепловая энергия у границы ядро-мантия составляет 6 ТВт, из которой 1 ТВт преобразуется в гидромагнитную энергию ядра. Эффективность влияния структурных факторов, а также внешних - Луны и Солнца, на гидромагнитную динамику ядра очень мала и ее трудно оценить.
Этот факт указывает на то, что система Земли с начала ее вращения работает в автоколебательно -ротационно - плюмовом режиме, а не под воздействием переменных внешних сил. Постоянно действующая сила - волновое силовое поле Солнца, Галактики и силовое поле пространства космоса.
Говоря о Земле как о планете, имеем в виду тело вращения в форме геоида, полярная ось которого короче ортогональной (широтной) на 21 км 378 м, т.е. геоид сжат вдоль оси вращения. Сжатие Земли создает общеземное поле напряжения. В этом есть конкретное выражение соответствия динамической устойчивости геоида заданным условиям, т.е. отвечает скорости вращения Земли вокруг своей оси и пространственному положению геоида внутри Солнечной системы. Вращение геоида с позиции механики, влечет за собой появление эффекта спирали, в результате которого поле напряжения регулируется элементами сферической и винтовой симметрии. Для заведомо изотропной сферы винтовая симметрия наведет анизотропию, чем объясняются наличие гравитационных максимумов и минимумов Земли (максоны), и явные нарушения симметрии шара.
Величина 21,4 км. обусловливает предельное значение - амплитуду вертикальных перемещений вдоль радиуса Земли. Реальное предельное значение гипсометрического размаха, зафиксированного на поверхности Земли, равного 19км. 882 м.. Оно определяется двумя экстремальными значениями: предельной высотой гор равной 8848 м., и наибольшей отметкой глубины океанического дна (Марианская впадина), равной 11034м. Сопоставив значения размаха возможных изменений отметок поверхности (21,4км) и реальное предельное значение гипсометрического размаха - разница между ними равна 1,5 км (7%) - постоянная величина потерь связанных с трением в автоколебательной системе Земли. Декремент затухания автоколебательной системы Земли очень высок - 0,93 (КПД).
Вращающаяся Земля представляет собой автоколебательную систему, имеющую набор собственных колебаний, которые порождают единую всеземную систему стоячих волн, каждая из которых является генератором и камертоном способным и готовым к резонансу в том случае, когда в недрах Земли возникают частные колебательные системы, - в таком случае неизбежно возникает интерференция.
Если периоды локального источника упругой волны совпадают с одной из волн генерируемых общеземными стоячими волнами, то наблюдается резонанс. Возникновение зон общеземных стоячих волн - есть основной формообразующий механизм планетарных структур. Таким образом система общеземных стоячих волн и формируемых на их основе гармоник, а так же резонанс возбуждаемых ими волн и региональных волн создают упорядоченные интерференционные решетки, на базе которых возникают тектонические деформации коры в виде пликативных и дизъюнктивных структур.
Уровень энергии расходуемой на колебательные движения в каждом частном ареале, определяет не только его размеры, но и размеры формируемых тектонических структур и их амплитуды. Тектонические дислокации формируемые в отдельных геологических регионах имеют системный характер и отражают как общеземные свойства, так и региональные особенности. Поэтому тектонические деформации тектоносферы системы Земли, оказываются сходными по единству общеземного механизма формирования и различными особенностями их регионального проявления. Формирование локальных структур также как и региональных, определяется глубиной заложения очага колебательных движений. Принимая колебательную систему Земли равную ее диаметру, получаем, что чем глубже располагается источник возбуждения,тем сильнее проявляется основной структурообразующий фактор.
Автоколебательная система Земли нелинейна, т. к. сила трения в ней постоянна для каждого уровня ее динамического равновесия и направлена противоположно скорости (В.В. Богацкий).
Одновременное проявление на поверхности материков эндогенных режимов, указывает на существование единого волнового управляющего механизма системы Земли.
Пространственная периодичность и дискретность размещения геологических объектов и структур (по В.В.Богацкому) - это системное свойство геоида. Устойчивость процессов регионального структурообразования, как общепланетарное качество системы Земли, вместе с периодичностью и дискретностью тех же региональных структур, свидетельствуют о том, что главные свойства геологических структур отражают единство общепланетарного созидающего их механизма,
который является волновым. Волна - это возмущение генетически связанное с физико-химическими деформациями, распространяющаяся с конечной скоростью в пространстве и несущая с собой энергию и вещество. В однородном пространстве волна распространяется прямолинейно. Такая волна является сферической. Одновременное проявление эндогенных процессов одновременно на всех материках свидетельствует о распространении в геологическом пространстве системы Земли именно такой волны. Однако структура системы является неоднородной, в связи с чем надо полагать, что в глубоких мантийных сферах закономерно располагается сеть генераторов и сеть проницаемых зон глубинных разломов, по которым управляемые конвективные энергомассопотоки направляются в сторону пониженных значений Р-Т. Проницаемые зоны повышенной степени трещиноватости располагаются вдоль простирания зон систем глубинных разломов (по М.И. Погребицкому).
В неоднородной среде прямолинейное распространение волн, несущих вещество, не имеет места. На границах раздела сред возникает преломление и отражение волн. Такие границы могут обусловить появление замкнутой поверхности, от которой происходит отражение волн конвективных потоков. Это придает объему, ограниченному этой поверхностью, колебательные свойства и определяет собственные периоды волн, характерные для данного объема колебательной системы. Для нелинейных систем период собственных колебаний и амплитуда колебаний - величины зависимые. Упругая волна переносит энергию упругой деформации и движение частиц (конвективные энергомассопотоки). Передача энергии упругой волны от слоя к слою обусловлена деформированностью слоев, действием их друг на друга с определенной силой, а также их движением, в результате которого совершается определенная работа. Поскольку слой деформирован (обладает упругой энергией) и движется (обладает кинетической энергией), он и совершает работу, которая превращается в энергию упругой деформации и кинетическую энергию соседнего слоя, т.е. происходит перенос энергии и вещества волной.
В твердых телах упругие силы возникают как при сжатии, так и при сдвиге. При сжатии образуются продольные волны (волны сжатия), при сдвиге - поперечные (волны сдвига). Амплитуда вдоль фронта волны всегда падает постепенно, причем заметное уменьшение возможно только на расстояниях, сравнимых с длиной волны; чем больше длина волны, тем больше области в которые проникают волны.
Автоколебания - это незатухающие колебания в системе при отсутствии переменного внешнего воздействия. Амплитуда и период колебаний определяются свойствами самой системы.
Чтобы колебания были незатухающими, поступающая в систему энергия должна компенсировать потери энергии системой. Значения амплитуды колебаний, при которых происходит компенсация потерь в целом за период, являются стационарными, т.е. амплитуда колебаний определяется свойствами самой системы. При амплитуде колебаний меньше стационарных, поступление энергии превышает потери, поэтому амплитуда возрастает, достигая стационарного значения - происходит самовозбуждение колебаний системы. При амплитудах больше стационарных, потери энергии в системе превышают ее поступление и амплитуда уменьшается, достигая стационарного значения.
В автоколебательных системах выделяются три основных элемента: колебательная система; источник энергии; устройство, регулирующее поступление энергии от источника в колебательную систему.
Собственным колебаниям отвечают собственные стоячие волны, т.е. у автоколебательной системы есть собственный спектр стоячих волн, а также есть и бегущая волна.
Период - это одинаковые промежутки времени, через которые система повторяет свое состояние.
Структура островных дуг характеризуется волновым строением. Глубоководные желоба располагаются на их внешнем обрамлении, а вулканы сосредоточены во внутренних частях дуг. В двойных островных дугах вулканы развиты на внутренней дуге, а на внешней дуге вулканов нет. Между внутренней и внешней грядами обычно находятся котловины. Островная дуга и сопровождающий ее желоб (разлом) представляют собой типичную стоячую волну. В случае двойной островной гряды, разделяющая их котловина, есть первая гармоника стоячей волны.
По данным Сапера и Арльда, распределение вулканов по десяти градусным интервалам(широтное и меридиональное направления) проявляется четкая общеземная асимметричная периодичность: "волна" с максимумом на 50-60о с.ш., и два минимума в приполюсных областях. Общеземная "волна" представляет собой по существу огибающую кривую, которая обнимает периодическую смену максимумов и минимумов с шагом равным 10о в зоне от 40о с.ш. до 40о ю.ш. и шагом в 20о характерным для более высоких широт. Выявлена периодичность максимумов, соединения из которых расположены через 20о, 40о, 60о.
Сходная периодичность в плотности расположения вулканов (ортогональная сеть), указывает на одинаковую периодичность проявления полей напряжения в земной коре, - 20о- шаг изменения интенсивности полей напряжения, охватывающей всю сферическую поверхность Земли. Рост активности полей напряжения происходит от полюсов к экватору. Отношение расстояния между соседними вулканами к общей линейной протяженности вулканической зоны - есть величина, отражающая период колебания. Такая зависимость была выявлена Г.Г. Матшинским в 1951 году и был определен шаг 25-32 км. Структуру островных дуг характеризуются волновым строением.
Островные дуги формируются под воздействием структурных элементов автоколебательной системы Земли на фемическом или сиалическом основании и характеризуются как структуры конвергентных окраин литосферных жестких плит, жестких срединных массивов или жестких "ядер" (по В.И.Попову).
Структура автоколебательной системы второго рода состоит (по радиали к центру системы Земли), из жесткой ядерной зоны или плиты, зон систем глубинных разломов, астеносфер, затем опять идут зоны разломов, которые связывают астеносферы с энергетическим центром, располагающимся в глубоких мантийных сферах. Вся эта цепочка структурных элементов характеризующаяся как автоколебательная система второго рода замыкается на автоколебательной системе Земли.
Система второго рода развивается унаследовано и не меняя своего местоположения с течением времени.
Конвективные энергомассопотоки образуют радиальные, а затем и латеральные зоны скучивания, контролируемые зонами систем глубинных разломов. Энергомассопотоки, при этом, деформируют кору, образуя интерференционные решетки. Нагнетаемые массы мантийного вещества образуют закономерно располагающиеся структуры физико-химических деформаций. В условиях низких значений Р-Т физико-химические деформации привели к образованию гранитно - метаморфического слоя с деплетированной первичной корой.
Образование систем:
- атмосфера-кора;
- кора-гидросфера-атмосфера.
В условиях второй системы проявляется фактор экранирования, в связи с чем мантия перегревается.
В основе возникновения разных типов коры лежат процессы физико-химических деформаций, разделивших систему Земли на области низкой и высокой степени проницаемости, что привело к образованию систем: атмосфера-кора и гидросфера-кора.
Первая система характеризуется низкими значениями условий Р-Т, за счет своей открытости и высокой степени проницаемости коры (структура коры - полиастеносферная). Во второй системе возникли благоприятные условия для развития перегретого мощного астеносферного слоя (более 400км.), что привело к перегреву мантии и замедлению процессов дифференциации вещества. Мантия по причине высоких температур не выделяет растворы с щелочами и кремнием (В.В.Белоусов), в связи с чем процессы гранитизации в области океана отсутствуют.
Сжатие системы Земли вдоль ее оси вращения, равное 21,4 км., создает общеземное поле напряжения, разгрузка которого выразилась заложением регматической сети разломов, развивающихся унаследовано, т.е. произошло разделение общеземного поля на менее и более деформированные зоны (области).
В результате интерференции когерентных волн возникают участки с максимальными значениями амплитуды, где и проявились на ранних этапах развития коры интенсивные физико-химические деформации, которые характеризуются как ядра роста коры материкового типа. В силу волнового механизма их образования располагаются в геологическом пространстве системы Земли закономерно.
Возникшие энергетические центры в геологическом пространстве системы не меняют своего местонахождения, но они могут перераспределять свои энергомассопотоки в стороны наименьшего значения Р-Т.
Области интенсивно деформированные в результате интерференции когерентных волн образуют участки (зоны) коры высокой степени проницаемости с низкими значениями Р-Т, что благоприятно отражается на процессах глубокой дифференциации вещества мантии. Кора подвергается физико-химический деформации, изменяются Р-Т условия и в кору поступают реагенты и магма. Ювенильные растворы содержат кремний, щелочь, редкоземельные и радиоактивные элементы, способные изменять состав коры, подвергая ее метасоматозу, высокотемпературному диафторезу.
Таким образом система общеземных стоячих волн и формируемых на их основе гармоник, а также резонанс возбуждаемых ими волн, создают упорядоченные интерференционные решетки, на базе которых возникают тектонические дислокации - пликативные и дизъюнктивные структуры.
Отметим, что при средних высотах рельефа наблюдаются большие колебания толщины коры, не имеющей связи с рельефом (Русская платформа-35-40 км, Украинский щит-55 км.), что противоречит выводам Дж. Эри ("изостазии по Эри"). Этот факт свидетельствует о существовании волнового механизма, способствующего нагнетанию вещества из глубоких мантийных сфер в верхние (литосферу и кору) по зонам систем глубинных разломов и узлам их пересечений.
Чандлер (1891) установил, что вариаций в 300 суток нет, а есть изменения среднемесячных значений широт, характеризуемых гармониками с периодами в 365 суток (год) и с периодом 410-440 суток.
Ю.Н. Авсюг и И.И. Суворова, показали, что движение оси вращения в теле Земли, процесс изменения широт, объясняется изменением положения центра масс Земли, из-за вынужденных перемещений внутреннего ядра. При точном описании периодичности возмущений Солнцем орбитального движения Земли (Луны) вокруг центра масс Земля-Луна устанавливаться полное соответствие этих периодичностей периодичностям изменения широт.(открытие Чандлера).
В.Л.Горшков, исследованиями амплитудной модуляции чандлеровского движения полюса показал, что когда размах колебаний полюса максимален, скорость вращения Земли замедляется, а с уменьшением размаха колебаний полюса вращение Земли ускоряется. Им показано, что полюсный прилив не может быть ответственным за вариации продолжительности суток.
С.П. Петров, указывает, что климатические процессы в атмосфере, океане и других геосферах (как открытых нелинейных системах) определяется внешними гравитационными полями и приливными воздействиями Солнца, Луны, планет, приводящими к нелинейному взаимодействию различного рода "осцилляторов" - одним из которых является озоновый слой Земли.
Спектральный анализ общего содержания озона в глобальном масштабе и на отдельных станциях мировой сети указывает на присутствие вместе с основным годовым пиком меньшего по амплитуде периода, отождествляемого с периодом Чандлера. Анализ данных ракетного зондирования озоносферы (высотных профилей температуры и ветра, над станцией Тумба, Индия, 8,5ос.ш.) в период 1969 - 1990 годы подтвердил существование чандлеровского периода на высотах 30 - 50 км. и его связь с известными квазидвухлетними колебаниями тропической атмосферы. Таким образом установлена взаимная связь двух генерирующих волновые процессы механизмов, локализованных в экваториальной стратосфере: КДК и чандлеровского колебания для периода доминирующих гармоник (обычно их число равно 3 - 4). При этом в экваториальной стратосфере происходит, как бы удвоение всех циклов движения полюсов Земли. Летний индийский юго - западный муссон - подчиняется периоду связанному с лунно - солнечными гравитационными воздействиями (период - год).
Исследования В.Л. Горшкова, показали, что обнаружена статистическая зависимость и биение координат полюса (радиуса полодии) 6 -7 летних вариаций продолжительности суток. В период функционирования 10 параметров вращения Земли в 1956 - 1986 годах, корреляция этих рядов r = 0, 86.
Эта почти точная зависимость означает, что когда размах колебаний полюса максимален, скорость вращения Земли замедляется, а с уменьшением размаха колебаний полюса вращение Земли ускоряется. Показано, что полюсной прилив не может быть ответственным за эти вариации продолжительности суток. Обнаружены также сменяющие друг друга периоды синхронизма - асинхронизма долгопериодических колебаний амплитуды чандлеровского колебания полюса и декадных вариаций скорости вращения Земли.
Ю.В. Баркин, в своей статье отмечает, что явление инверсии процессов являются вернейшими признаками действия механизма вынужденной раскачки оболочек планеты и в первую очередь системы ядро - мантия. Относительные смещения ядра и мантии приводит к вариациям положения центра масс Земли в определенной мантийной системе координат - в том числе с годовым периодом. Гравитационное влияние избыточной массы ядра Земли при его полярных движениях приводит к циклическим деформациям поверхности (как по латеральным, так и радиальным - вдоль направления север - юг). Деформации поверхности Земли, вызванные гравитирующим подвижным ядром, приводят к вариациям положения вертикали; широта меняется и непосредственно из-за изменений положения центра масс Земли (колебания широт Кимуры).
М.С. Малоденская показала, что если собственные трансляционные колебания твердого ядра и существуют, то и х амплитуда не может превосходить 0,15 миклогал на частотах ниже 90 град\час и 0,08 микрогал в диапазоне частот от 90 град\час до 250.
Л.Л.Худзинский, изучая сейсмику Приэльбрусья, делает вывод, что на процессы, происходящие в активных флюидно - магматических очагах, влияние оказывают вариации гравитационного поля.
М.М. Довбич, указывает, что закономерности геотектонических процессов имеют сложный характер (вид), хорошо объясняемый особенностями дрейфа оси вращения в теле ли. Отмечается влияние вариаций ротационного режима на особенности планетарной сейсмичности. Им показано, что вращательные явления будут приводить к вариациям ротационного режима Земли - изменению скорости вращения и положения оси вращения в теле планеты. Именно эти процессы приводят к нарушению равновесного состояния планеты и возникновению механических напряжений в ее тектоносферах.
Напряженное состояние является важнейшей характеристикой геологической среды, определяющей развитие геопроцессов. Анализ этой характеристики позволяет дать ответ о роли космогенических факторов в колебательном режиме эволюции планеты.
Разгрузка поля напряжения, приводит к заложению регматической сети разломов четырех основных направлений, что приводит также, к формированию зон высокой и низкой интенсивности деформаций (проницаемости).
Установлено, что большая часть планет разделена на два полушария с пониженным рельефом в одном полушарии и повышенном - в другом полушарии. Система Земли также разделена на два полушария - тонкой корой и мощной корой материкового типа. Этот факт свидетельствует о том, что на ранних этапах развития в условиях отсутствия водно - газовой оболочки, происходил процесс физико - химической деформации под взаимодействующими энергетическими полями, - магнитосферы, ионосферы и магнитным, гравитационным полями Земли, а также автоколебательной системой Земли, которая возникла под воздействием сил гравитации. В связи с образованием зон, имеющих различную степень проницаемости, дегазация вещества происходила с разной степенью интенсивности. Неравномерная дегазация вещества приводила к процессам усиливающим его миграцию как по латерали, так и по радиали (в сторону наименьшего давления). Взаимодействие магнитосферы, силового поля гравитации, магнитного поля систем в условиях отсутствия водно - газовой оболочки приводят к возникновению вулкано - плутонической деятельности, в результате которой образовалась кора сиалического типа (первые сотни млн. лет).
Как стало понятно, за счет энергии волнового поля гравитации, природа этих сил еще до конца не ясна, но что это комплекс действующих сил - не подлежит сомнению. Так исследования В.А. Ермакова показали. что древние породы земной коры образовались в первые 500 млн.лет (геохронологические и геохимические результаты цирконометрии) и породы протосиаля близки по составу серым гнейсам. Наиболее древние офиолиты имеют возраст менее 2,7 млр. лет.
О.А. Богатиков отмечает, что в кислых породах имеются первичные дометаморфические цирконы, в то время, как породы основного состава содержат только метаморфические цирконы (1985г.). Мощные толщи основного состава (мантийные базальтовые выплавки) формировались в архее, протерозое, фанерозое, образуя зоны скучивания радиального направления, т.е. формировались лаколитообразные тела подслаивания. Возраст таких базальтов моложе залегающих выше гранитоидов (плагиогранитового состава - серые гнейсы). Таким образом в начальный период развития поверхность планеты подвергалась сильнейшему разогреву, в результате чего начала формироваться газово - водная оболочка. В этот период начинает формироваться кора и подстилающая ее литосфера, имеющая полиастеносферное строение в областях высокой степени проницаемости. Основная роль в обменных процессах отводится силам поля гравитации, имеющих волновой характер, волновым процессам под управлением автоколебательной системы Земли, полям магнитосферы, ионосферы и магнитного поля Земли. Активные обменные процессы, в начальный период, происходили сверху вниз до раздела 410 км. (раздел Голицина), затем, процессы происходили до раздела 670 км. (подошва нижней мантии), глубже простирается зона раздела мощностью в 170 км.
Средней мантии соответствует геосфера между уровнями 2409 и 1700 км., ниже лежит зона раздела II, разграничивающая среднюю и нижнюю мантию. ЕЕ мощность - 500 км. Ниже 2200км до 2900 км (до ядра) простирается нижняя мантия, возможен рубеж на уровне 2000км. Слой DII лежит у подошвы нижней мантии (разделы по Ю.М. Пущаровскому). Между главными сейсмическими рубежами минеральных преобразований есть хорошее согласование (глубины 410, 520,670, 840, 1700, 2000, 2200 - 2300 км).
На рубеже 670 км. - шпинелеподобный рингвудит трансформируется в ассоциацию железо - магниевого перовскита и магнезио-вюстита.
На рубеже 850-900км пироп (магниево-алюминиевый силикат) преобразуется в ромбический перовскит (железо-магниевый силикат) и твердый раствор корунд-ильменита. На рубеже 1700 км. происходит изменение свойств различных кристаллов.
На глубине 2000 км. фиксируется образование плотных модификаций кремнезема и начинаются структурные изменения вюстита.
На глубине 2200-2300 км. происходит структурная трансформация корунда (по данным Ю.М. Пущаровского).
Й. Шимазу и В.А. Магницкий показали, что локальные расплавленные очаги тоже должны подниматься вверх путем зонного плавления, должны перемещаться в направлении теплового потока, но если состав расплава неоднороден по вертикали, если он внизу обогащен тяжелыми компонентами, то конвекция не возникает даже при большом градиенте температур ( В.И. Жарков). Градиент температур может превысить градиент температур плавления, тогда расплав будет мигрировать путем зонного плавления уже не вверх, а вниз, т.е. навстречу тепловому потоку (А.В. Лукьянов). Такой же эффект возникает при неполном, частичном плавлении толщ, (в астеносфере), когда твердый "каркас" препятствует ее перемешиванию. Данный механизм лежит в основе образования коры и литосферы с мощной астеносферой или с полуастеносферным строением литосферы до раздела 410 км, а также в формировании деплетированной верхней мантии, до раздела 670 км.
Зона раздела I и II отделяют среднюю мантию (m=860км.) от нижней (m=700км.).
Начиная со слоя DII , снова начинает действовать фактор высоких температур (ядро плавится). Изменение температуры с глубиной происходит следующим образом. На уровне 410км.-2000о К; на 670 км - 2200о К; на границе мантия - ядро 2900км. - 3000о К; на границе внешнего и внутреннего ядра - 5300о К, в центре Земли - 6000о К. Т.е. в подошве верхней мантии 670км) температура в 1,4 раза ниже, чем на границе мантия - ядро - 2900 км., а давление меньше в 4,5 раза, чем на 670 км.
Т.е. расплав зоны DII (подошва нижней мантии), при наличии тяжелых компонентов, должен мигрировать путем зонного плавления навстречу тепловому потоку исходящему от ядра, где температура превышает градиент плавления вещества (5300о К - 6000о К). Кровли нижней мантии располагается на глубине 2200км., граница мантия - ядро 200км. При наличии тяжелых компонентов, они будут двигаться из нижней мантии путем зонного плавления в сторону ядра. Нельзя отрицать возможность процесса по Шимазу - Магницкому, но с малой долей вероятности, т.к. расплав оболочки DII и вышележащие минералогические ассоциации обогащены тяжелыми компонентами. Но с другой стороны есть процесс базальтовых мантийных выплавок обогащенных титаном, такие выплавки могут подниматься в верхнюю часть тектоносферы посредством структурных элементов автоколебательной системы Земли, это стационарные энергетические центры (автоколебательные генераторы второго рода), проницаемые зоны разломов являющиеся так же колебательными системами, слои пониженной вязкости срединные и краевые массивы имеющие глубокие корни материков, щиты и платформы - все эти структурные элементы замыкаются на управляющую систему Земли, возникновение которой генетически связано с волновыми силовыми гравитационными полями.
Наличие переходных зон I -170 км и II -500км, выделяющих среднюю мантию, концентрация в нижней мантии кремнезема, корунда, вюстита свидетельствуют о наличии разнонаправленного процесса дифференциации вещества и о ведущей роли сил гравитации в процессе распределения вещества системы с момента ее зарождения,- с момента возникновения эффекта спирали, возникшего в результате воздействия сил полей гравитации, которые привели вещество к вращению. Возникшее поле напряжений, регулируется элементами (силами) винтовой и шаровой симметрии. Мощности возникших оболочек (особенно разделов I и II), а также параметры P-T, указывают на возрастание действующих сил в направлении центра системы. Системное свойство волнового силового поля гравитации (под воздействием сил гравитации начинает вращаться), образует центры масс, которые вращаясь приобретают ядерно-оболочечную структуру. Возникшие при этом высокие давления в центре системы приводят к быстрому разогреву ядра. Взаимодействие ионосферы, магнитосферы с гравитационным и магнитным полем системы Земли способствуют возникновению процессов магмообразования в ядерной области системы и на ее поверхности. Наличие теневой области поверхности определяет интенсивность развития вулкано - плутонической деятельности. При таких условиях формируется кора различной мощности и система разделяется на два полушария - с корой континентального типа и с корой тонкой - океанического типа. Таким образом формируются системы - поднятие - зона разломов - впадина. Блоковое строение формирующейся тектоносферы, наличие зон повышенной и пониженной степени проницаемости приводит к неравномерной дегазации вещества и возникновению областей с разной степенью дифференциации вещества. Водные бассейны заполняли неглубокие впадины и лишь только в архее-протерозое формируется океан (в связи с образованием гранитного слоя Земли). Процесс магмообразования и выделение флюидов, идет как по схеме Шимазу - Магницкого, так и по схеме Жаркова - Уитмена, таким образом в автоколебательной системе происходит перемешивание вещества, т.е. система не имеет стационарного состояния, как показал А.В. Лукьянов, причем пульсация системы происходит в силу своих внутренних свойств.
Система Земли определяется как автоколебательная в силу своих системных свойств, которые проявляются в закономерном расположении в ее геологическом пространстве всей иерархии объектов и направленностью геологических процессов в сторону сохранения автоколебательной сложной системой Земли динамического равновесия, как объекта структуры солнечной системы.
Система имеет определенный период собственных колебаний, измеряющийся десятками и сотнями млн. лет, если рассматривать систему гранит-базальт, и млр. лет для системы базальт-перидотит ( А.В. Лукьянов).
Постоянно действующим энергетическим фактором подпитывающим автоколебательную систему Земли являются поля и силы гравитации, имеющие волновой характер.
Основой данной концепции является генетическая связь образования системы с силовыми волновыми полями (гравитационными), которые возникли в результате вселенских физико - химических деформаций. Ритмика всех процессов, происходящих в системе Земли, генетически связана с волновыми силовыми гравитационными полями, которые имеют кроме основной волны свои гармоники. От них зависит: распределение вещества в системе в момент ее образования; смещение оси системы в пространстве и времени; формирование глобального поля напряжения; сжатие системы вдоль ее оси вращения и последующие пульсации вдоль этой оси; колебание скорости осевого вращения системы и т.д.
Таким образом, все основные процессы, определяющие состояние динамического равновесия и дальнейшее эволюционное развитие планеты были заложены в короткий, начальный этап развития Земли.
А.А.Баренбаум показал, что магнитное поле Земли в первом приближении носит характер диполя, ось которого ориентированна примерно вдоль направления земной оси. При этом в истории развития планеты направление магнитного поля многократно меняло знак. Генерацию магнитного поля связывают со структурой течения вещества во внешнем расплавленном ядре Земли.
В.Ю. Бурмин отмечает, что с одной стороны обнаружена анизотропия скоростей внутреннего ядра, что, характерно для кристаллического состояния вещества, с другой, отношение скоростей продольных и поперечных волн составляет около 3,0 в центре ядра, что характерно для аморфных тел.
В области внешнего ядра, прилегающей непосредственно к поверхностной границе ядра- вязкость низкая, что отвечает жидкому состоянию вещества. По мере продвижения к нижней границы внешнего ядра вязкость растет и вещество переходит в стеклообразное состояние. Низкая вязкость фиксируется и в низах внешнего ядра (в зоне F).
Как для продольных, так и для поперечных волн в верхней части внешнего ядра существует зона тени, связанная со значительным уменьшением скорости во внешнем ядре по сравнению со скоростью в нижней мантии, причем для поперечных волн она может быть значительно больше, чем для продольных сейсмических волн.
Физико-химические явления определяют внутренние течения и порождаемый ими магнетизм ядра Земли.
Л.А. Маслов, исследовав трансформацию радиальных приливных смещений в горизонтальные дифференциированные смещения слоев, в том числе западный дрейф литосферы, диссепацию механической энергии и внутренний разогрев планеты,- двухмерный численный расчет дифференциированного латерального смещения земных слоев под воздействием приливных деформаций, показал, что скорости латеральных смещений могут достигать десятков сантиметров в год, а температурный разогрев - сотни градусов в зависимости от реологических и термодинамических характеристик среды.
Для вязкой среды получены аналогичные результаты (решение уравнения Навъе - Стокса).
Исследования А.Ю. Куражсковского, Н.А. Куражсковской, Б.И. Клайна показали связь древнего магнитного поля и частоты инверсий с цикличностью эндогенных процессов. Ими установлено, что крупные излияния мантийных базальтовых выплавок сопровождаются изменениями палеонапряженности и инверсиями. Частота образования выплавок -10-20млн.лет, прохождение базальтов через мантию - несколько млн. лет. Скорость вращения Земли, напряженность магнитного поля зависят от удаления Луны - проявляется периодичность в 200 млн. лет, а палеонапряженность изменяется в два раза.
Ю.С. Гешафт, А.Я. Састычовский - подчеркивают циклический характер кривой, отражающей приближение-удаление Луны к Земле в диапазоне колебания 4R Земли. Выявлено, что максимальная активность тектоно - магматических процессов приурочена к широтной полосе - 20о- 40о с.ш., в южном полушарии эти процессы менее выражены. Интенсивность разрастания площадей осадконакопления минимальная в юрское и меловое время становится выше в триасе и кайнозое - в интервале широт 20о-40ос.ш. Мощные проявления магматизма на границе перми и триаса, и в мелу (океанические базальты) совпадают с периодами наибольшего изменения скорости вращения Земли. Перестройка режима вращения Земли связана с изменением параметров орбитального движения Земли-Луны в гравитационном поле Солнца.
Г.А. Поспелова отмечает, что на завершающем этапе геомагнитного экскурса происходит крупнейшие извержения в Европе и на Кавказе, которые свидетельствуют о взаимосвязи между процессами в ядре и магме.
Корни континентов Фиксируются сейсмографией и отражаются в виде ареалов высокоскоростных сейсмоаномалий, которые характеризуют зоны притока вещества, или зоны начала роста материков т.е. процессов гранитизации.
По данным Polet and Anderson (1995), глубина корней под Западной Европой и Северо-Западной Африкой-450км., под Северной Америкой (Канада) и Северной Азией-350км.; под Центральной Африкой и Индией-100км.; под Южной Африкой и Антарктидой-300км.; под Западной Австралией и Южной Америкой (Бразилия) соответственно 250 и 200км.
Здесь усматриваются проявления деформации материков астеносферой, а также ротационные свойства системы. Зоны расположения корней материков отражают участки высокой степени проницаемости коры континентального типа, которые возникли на первых этапах ее формирования.
Геологические процессы здесь сравнимы с процессами, которые происходят в настоящее время в Тихом океане, где активно формируются вулканические дуги на земной коре океанического типа. Эти зоны характеризуются процессами первичной геосинклинальной переработкой океанической коры и являются точками роста коры континентального типа, которые контролируются зонами глубинных разломов. По зонам разломов поднимаются конвективные энергомассопотоки деформирующие земную кору.
Принимая в первом приближении колебательную систему Земли за струну, длина которой равна ее диаметру (по В.В.Богацкому), то ясно, что чем глубже располагается источник возбуждения, тем сильнее проявляются его структурообразующие свойства.
Такая зона геологического пространства будет характеризоваться интенсивным проявлением процессов дифференциации и интенсивными процессами миграции первичного мантийного вещества в данную зону, которая характеризуется высокой степенью проницаемости. В узлах пересечения зон систем глубинных разломов в глубоких мантийных сферах значения параметров Р-Т ниже, чем во вмещающей среде. В таких зонах создаются условия благоприятные для притока вещества, которое затем подвергается глубокой степени дифференциации и нагнетается в кору материкового типа. Возникают центры в которых океаническая кора переработана в континентальную с развитым гранито-метаморфическим слоем. Глубина залегания корней материков в таких зонах имеют максимальные значения.
Астеносфера под этими зонами имеет минимальные мощности (древние щиты и платформы). Древние центры гранитизации окружены более молодыми структурами-подвижными поясами, которые являются зонами высокой деформации тектоносферы. Образование базальтовой коры указывает на то, что кремний и щелочи доставлялись в тектоносферу из глубокий мантийных сфер.
Автоколебательная система Земли нелинейна, так как сила трения в ней постоянна для каждого уровня ее динамического равновесия и направлена противоположно скорости. Эволюционное развитие геоида вращения постоянно сопровождается процессами физико-химических деформаций и изменениями глобального поля напряжения, разгрузка которого происходит в виде образования новых систем глубинных разломов или обновлением старых.
Наибольшей степени деформации подвержена экваториальная область, где глубина залегания корней материков достигает всего 100км., в связи с чем здесь системой расходуется больше энергии на преодоление сил трения, чем в полярных областях. Астеносфера в данной области имеет максимальные параметры и деформирует области развития материков (Центральная Америка, Центральная Африка, Индонезия).
Дорифейское поле деформаций характеризуется большей проявленностью тектонических дезъюнктивных нарушений разрывного типа(широтные и меридиональные направления), а начиная с рифея более проявленными становятся структуры северо-западного и в меньшей мере северо-восточного простирания (сдвиго-надвиговая динамопара).
Полиастеносферность так же, как и молодые структуры характерны для периферии древних платформ, а также для переходного типа земной коры. Извержение магмы в проницаемых зонах земной коры на материках происходит в антидромной последовательности, за исключением тех случаев, когда магма под воздействием эпейрогенических (колебательных) движений литосферы выдавливается из астеносферы или коро-мантийного слоя (протрузии).
Плотностные характеристики подвергшейся глубокой дифференциации материковой коры и океанической, менее дифференциированной, резко отличаются в связи с чем возникли коровые мигрирующие надвиги. Причина их образования связана с процессами гранитизации которые становятся причиной возникновения тангенциального давления на соседние блоки и в результате чего происходит формирование надвига и миграция вещества по латерали; образуются зоны скучивания. В периоды ослабления процесса магматогенеза формируются зоны растяжения, которые связываются с процессами деструкции земной коры и ее базификацией. Процесс нагнетания масс вещества как по латерали, так и по радиали из глубоких мантийных сфер происходит постоянно с той или иной степенью интенсивности. Вещество в геологическом пространстве автоколебательной системы Земли находится в постоянном движении, в связи с чем данная концепция отрицает существование каких бы то ни было стабильных геологических систем.
Отметим, что все геологические процессы происходящие в геологическом пространстве системы Земли равнозначны и направлены на сохранение системой динамического равновесия.
От степени проницаемости коры зависит степень дифференциации вещества поднимающегося из глубоких мантийных сфер, а также и мощности верхних тектоносфер и разнообразие формаций пород слагающих кору и подстилающую ее литосферу.
Парагенетическая связь между степенью проницаемости коры, мощностями слоев и их дифференциированности ярко выражена в областях материков и океанов, где фактор Р-Т зависит от степени проницаемости коры, что отразилось на развитии мощности астеносферного слоя - в области океана он равен 400км., в области материков от 0-50-120 и редко до 220-300км. (зона действующих вулканов - Камчатка, срединный хребет-300км., Авдейко Г.П.)
На материках астеносфера способствует глубокой дифференциации вещества под воздействием Р-Т фактора, как по латерали, так и по вертикали (проявляется четкая зональность от центра гранитизации, метаморфизма, метасоматоза с проявлением высокотемпературного диафтореза).
Мощная астеносфера области океана, наоборот, способствует перегреву мантии (закрытая физико-химическая система). Повышенные значения Р-Т астеносферы (более1500оС) и мантии замедляют процессы дифференциации вещества из глубоких мантийных сфер. При таких условиях происходит миграция вещества в сторону уменьшения значения Р-Т, т.е. в область материковой мантии. В океаническую кору не поступают растворы с кремнием и щелочами. Базальты коры океанов отличаются от альпинотипных базальтов материков степенью своей низкой дифференциированности.
Парагенетическая связь астеносферы со степенью проницаемости, несомненно, доказывается историей эволюционного развития системы Земли.
Степень проницаемости коры и зависимость от этого фактора развитие астеносферы (ее мощности), предопределили развитие процессов гранитизации. Формирование гранито-метаморфического слоя, формирование батолитов гранитоидов способствовало образованию системы прогиб-разлом-поднятие-разлом-впадина (от 5 до 12 км.).
Высокая степень проницаемости коры материков создает благоприятные условия для миграции вещества как по вертикали, так и по латерали, что доказывается наличием гравитационных и магнитных глобальных аномалий.
Рассмотренные физико-химические деформации энергомассопотоком земной коры и мантии, помогают понять процессы происходившие на ранних этапах развития системы.
При движении вещества вверх и вниз возникают силы действующие в широтном направлении, в связи с тем, что массы вещества удаляются от центра вращения или приближаются к нему, при этом скорость кругового движения вещества изменяется.
При восходящих движениях давление массы вещества направлено к востоку, при нисходящем движении силы давления имеют западное направление. Поскольку система Земли представляет собой геоид вращения, на вещество действует сила, вектор которой направлен к экватору, т.е. в области экватора существует зона высокого давления, где сходятся (сталкиваются) потоки вещества приходящие с севера и с юга. Процесс изменения положения оси вращения внутри земного шара приводит к возникновению значительные тектонические напряжения (силы), связанные с восстановлением равновесия системы Земли, при этом распределение напряжений зависит от того, насколько плавно деформация охватывает геоид. В силу неоднородности строения тектоносферы материков и впадин океанов, тектонические напряжения и деформации происходят в переходной зоне, т.е. там где прогиб сменяется поднятием - зона концентрации и разгрузки напряжения.
Зоны деформации развиты в переходной зоне коры континентального и океанического типа и характеризуются проявлением интенсивной вулканической деятельности с образованием андезитовой формации в период формирования подвижного пояса, а в орогенный этап - интенсивными процессами метаморфизма, метасоматоза и гранитизации (формируются мощные батолиты и тела гранитоидов). Процесс развивается за счет миграции вещества из пределов тектоносферы области океана в область материков.
Глубина залегания корней континентов фиксирует области нагнетания масс мантийного вещества. Такие области характеризуются высокой степенью проницаемости и глубокой степенью дифференциации вещества, т. е. большим количеством разнообразных петрохимических формаций располагающихся зонально как по латерали, так и по вертикали. В результате процесса дифференциации вещества океанические базальты преобразовались в альпинотипные ультрабазиты. Выделяется коро-мантийный слой серпентинитов, перекрытых гранулитами и диоритами, мигматитами, мигматитгранитами, гнейсогранитами, гранитогнейсами, гранитами и осадочными образованиями.
Океаническая мантия не выделяет растворов несущих кремний и щелочи( В.В.Белоусов). В переходной зоне, от океана к материку, от фронта к тылу наблюдаются последовательная смена пород от низкокалиевой до высококалиевой серии, иногда до толеит-латитовой серии, а по критерию Мияширо - от толеитовых до известково-щелочных разностей. Интрузии меняются от габбро до плагиогранитов и нормальных гранитов в тыловых зонах. Магматогенез и извержение происходили в антидромной последовательности (Ибадулаев С.И., Авдейко Г.П. идр.)
Геодинамические процессы, связанные с эволюционным развитием геоида вращения автоколебательной системы Земли, проявились заложением зон спрединга и зон сундукции, а в целом - заложением унаследовано развивающейся регматической сети разломов разбивающих геологическое пространство системы по четырем основным направлениям и располагающихся закономерно.
Зоны спрединга развивались в периоды деструкции коры - характерны для нижнего структурного этажа (особенно в дорифейское время). На материках по зонам спрединга развились геосинклинали и островные дуги.
Зоны субдукции и надсубдукционные геосинклинали и срединные массивы, интенсивно начали развиваться с рифея в связи с формированием гранито-метаморфического слоя (архей - протерозой).
М.И. Погребицкий, М.В. Рац, С.Н. Чернышев в 1971 г. показали, что с приближением к разрыву число трещин заметно возрастает, причем довольно резко. По мере удаления от разрыва графики интенсивности трещиноватости выполаживаются и становятся практически горизонтальными.
В более ранних работах, эти же авторы, на основе исследования трещиноватости пород Таджикской депрессии, Центрального Казахстана и траппов Приангарья установили, что зависимость расстояния между соседними трещинами от расстояния до разрыва аппроксимируется экспоненциальной функцией и напоминает картину затухания напряжений с удалением от очагов землетрясений в модели Рейда-Беньофа, и фактически наблюдаемые смещения разломов типа Сан-Адерс и др.
Работами А.В.Пейве показано, что глубинные разломы представляют собой широкие до 20-50 км. тектонические зоны протяженностью в тысячи километров, глубиной заложения до 700км.
Д.П. Резвой (1972) показал, что Азиатский разлом (Южно-Гиссарский), имеет ширину не менее 30 км.(включая прогиб между Северным Памиром и Гиссаром), и рассматривает его как глобальную мощную зону, южная граница шва проходит по краям древних платформ.
При анализе пространственного расположения глубинных разломов устанавливается их системность (система зон глубинных разломов Урала, Памира- меридиональные разрывы, широтная зона систем разломов Южного Тянь-Шаня и Северного Тянь-Шаня и др.).
Зависимость внутреннего строения геосинклинальных (складчатых) систем от пространственного положения глубинных разломов с интервалами 10, 20, 30, 40км. друг от друга. Т.е. дискретность, с одной стороны и взаимосвязь этих структур друг с другом, а также прямолинейными разломами, интрузиями, зонами трещиноватости, литоформационными изменениями и морфологическими изменениями - с другой стороны, показаны на примере западной части Алтая-Саянской складчатой области М.А. Чурилиным. Им же доказана дискретность площадных (изометричных в плане) структур, связанная с уменьшением радиуса дугообразных геологических границ, выраженных зонами интенсивных тектонических деформаций, в том числе глубинными разломами в пределах складчатых систем от древних к молодым. Эти дискретные элементы связаны между собой через коэффициенты 21/3 и 21/2.
На периодичность локализации рудных районов указывал Г.Л. Поспелов. Анализируя закономерности размещения магматогенных железорудных месторождений Алтае - Саянской складчатой области, он показал, что перекрещивающиеся структуры, состоящие из линейных систем структурных элементов, образуют в совокупности геотектоническую решетку, которая является определяющей для расположения железорудных поясов, и, нередко для размещения рудных узлов и отдельных рудных полей. Такие решетки имеют определенный шаг в широтном и меридиональном направлении (160, 80, 40, 20 и 10 км.).
Работами А.В.Пейве показано, что глубинные разломы представляют собой широкие тектонические (до 20-50 км.) тектонические зоны, которые отличаются протяженностью до сотен и тысяч километров, с глубиной заложения до 700 км. При анализе пространственного расположения глубинных разломов устанавливается их системность. Сближенные на 30-40 км. друг к другу разломы определяют, по В.Е.Хаину, формирование и развитие геосинклиналей. Зависимость внутреннего строения подвижных поясов от пространственного расположения зон систем глубинных разломов (где интервалы между разломами составляют 10, 20, 30, 40 км ) выявлена на Алтае и в Саянах М.А. Чурилиным.
Системой ортогональных и диагональных разломов (4 направления) территория Средней Азии разбита на блоки различной величины по которым отмечены неоднократные вертикальные и горизонтальные подвижки. Приуроченность магматических тел одной магматической фазы к сразу двум субперпендикулярным пересекающимся системам нарушений, позволяет придти к выводу, что в каждый отрезок времени одновременно активизировались как минимум два направления нарушений.
А.И. Суворов установил, что разломы северо-восточного направления характеризуются надвигами, а северо-западные - сдвигами, которые сочленяются под прямым или тупым углами и образуют пары разломов ("динамопары").
Следовательно, система разломов одного простирания должна всегда сопровождаться одновозрастной системой другого простирания, хотя последняя может быть выражена хуже первой. Как минимум должна существовать подобная пара сопряженных разломов, что показано, так же Г.И. Амурским, В.Н. Крымус, на примере Западного Копет-Дага.
Взаимопересекаясь системы динамопар разбивают земную кору на полигональные блоки, увеличивая, тем самым, степень ее проницаемости, которая ведет к усилению процессов дифференциации вещества в коре и мантии. Процессы деструкции земной коры и консолидации способствуют изменению параметров Р-Т, в коре и подстилающей ее литосфере (в пределах блоков). Сдвиги северо-восточного направления часто являются проводниками растворов и углеводородов.
Упругая волна переносит энергию упругой деформации и движение частиц. Передача энергии упругой волны от слоя к слою обусловлена деформационностью слоев, действием их друг на друга с определенной силой, а также их движением, в результате которого совершается определенная работа. Поскольку слой деформирован (обладает упругой энергией) и движется (обладает кинетической энергией) он совершает работу. Энергия затраченная на совершение работы расходуется на деформацию и кинетическую энергию соседнего слоя, т.е. происходит перенос энергии и вещества волной.
Такой механизм имеет место в области подошвы нижней мантии и ядра, где наиболее проявлены процессы связанные с физико-химическими деформациями (слой DII). Здесь происходят процессы генезис которых связывается с вращением Земли. В результате вращения возникла автоколебательная система Земли, работающая в ротационно-плюмовом режиме (в силовом поле Солнца и Галактики, которые имеют волновой характер).
Волна распространяется от слоя DII в область ядра и в кровлю нижней мантии, отдавая энергию и питая стационарные энергетические центры располагающиеся на границе раздела (в кровле нижней мантии). Далее потоки энергии попадают в крайне неоднородную среду - в тектоносферу с активными движениями блоков средней и верхней мантии.
В неоднородной среде энергия волны расходуется на разогрев вещества колебательного контура образованного поверхностями (плоскостями) глубинных разломов. При этом поток энергии под областями океанов имеет высокую температуру, в связи с чем растворы обеднены и не выносят кремний и щелочь. Потоки энергии под материками имеют низкие значения Р-Т., флюиды насыщены кремнием. щелочами, летучими компонентами, а также редкоземельными элементами и радиоактивными элементами, т.е. выносятся реагенты способные формировать кору материкового типа.
Под материками и в переходной зоне, энергомассопотоки -восходящие, а в окраинной зоне океана - нисходящие. Под областями океана образуются в основном базальтовые мантийные выплавки (фактор высоких температур).
Особенности строения глубинных разломов позволяют рассматривать их как колебательные контуры и как волноводы, вязкость вмещающей среды которых изменяется под воздействием волновых эффектов, фактора высоких температур и пониженного давления. Границы взаимопересекающихся разломов обусловливают появление замкнутой поверхности от которой происходит отражение волн, что придает объему, ограниченному этой поверхностью, колебательные свойства (при условии, что данный контур связан с автоколебательной системой - стационарным энергетическим центром) и определяет собственные длины волн, характерные для данного объема колебательной системы.
Флюиды и магма под воздействием выше указанных факторов и напряжения, всегда присутствующего в геологическом пространстве системы Земли, поднимаются вверх, где образуют зону радиально - латерального скучивания, или же мигрируют в сторону пониженного давления.
Т.о. формируется внутритектоносферная структура автоколебательной системы второго рода, управляемой автоколебательной системой Земли, энергетический центр которой располагается в области раздела верхней поверхности ядра и нижней мантии. Система Земли является автоколебательной и пульсирует не за счет внешних, подчеркиваем, переменных воздействий, а в силу своих внутренних свойств, находясь в волновом силовом поле Галактики, которое является постоянно действующим фактором.
Вариации магмообразования коррелируются с вариациями вращения системы Земли, вариациями магнитного поля, а также цикличностью периодов геологического развития системы Земли с момента ее образования.
Гранулитовый метаморфизм обусловлен спецификой его флюидного режима и формированием зон скучивания в период архея раннего протерозоя, т.е. в период формирования гранито-метаморфического слоя, который сформировался в аэробных геосинклинальных условиях (система физико-химической деформации: кора высокой проницаемости - атмосфера).
Зоны скучивания формировались по радиали и, в меньшей степени, по латерали. Они имеют лаколитообразную форму с корневой системой, контролируемой зонами систем глубинных разломов. Нагнетание мантийного вещества происходило посредством конвективных массопотоков, управляемых единым волновым механизмом автоколебательной системы Земли. Вещество доставлялось в верхнюю тектоносферу, которая имела полиастеносферное строение, где в условиях пониженных значений Р-Т , подвергалась глубокой степени дифференциации и затем поступало в кору. При этом, надо учитывать и то обстоятельство (по О.А. Богатикову), что более легкоплавкое вещество лейкосомы, будет легче перемещаться при высокотемпературном (особенно водном) амфиболитовом метаморфизме, создавая тем самым впечатление большей древности меланосомы.
Этот механизм хорошо проявлен в пределах Памир-Тянь-Шаньского блока, где мощность базальтов подстилающих гранито-гнейсы достигает 25-30 км., а мощность коры -70 км. На большом массиве данных по магматическим формациям С.И. Ибадуллаев показал, что дифференциация магматических образований происходила в направлении: щелочные - кислые - основные - ультраосновные формации пород (антидромная последовательность).
В догеосинклинальный период развиьтия широкое распространение имели зоны спрединга, которые генетически связаны с формированием геоида. Частота заложения спердинговых структур меридионального и широтного простирания,
интенсивность процессов деформации стремится к максимуму в экваториальной области. Широтно-меридиональный план деформаций проявлен в большей мере в дорифейский (добайкальский ) этап развития системы Земли.
Исследования Х. Герстенберга, К. Венцеля показали. что геохимия изотопов дочерних элементов долгоживущих естественных радоинуклидов и особенно геохомия изотопов Nb и Sr, как и исследование изотопного состава кислорода в земной коре, позволили получить существенные результаты по динамике и механизму обмена веществом между корой и мантией, а также по общему развитию земной коры. Полученные ими результаты позволяют заключить, что:
1. огромные материковые ядра возникли до рубежа 3,0 млр. лет назад;
2. рост континентов на продолжении всей истории Земли связан с последовательностью более или менее глобальных событий, сопровождавшихся высокой магматической активностью, которая была обусловлена поднятием магмы из верхней мантии;
3. в течении процесса дифференциации в отдельных областях мантии произошло обеднение литофильными ( в частности - рифтовые зоны).
Т.е. ядра роста коры материкового типа начинались с рифтогенеза. Эти зоны характеризуются, по концепции автора, как зоны высокой степени проницаемости и скучивания.
Деплетированная мантия характерна для областей определяемых как отрицательные гравитационные аномалии.
По Н.В. Виноградову вся верхняя мантия, в настоящее время, в той или иной мере деплетирована.
Формирование астеносферного, перидотитового слоев литосферы связано с интенсивностью процессов дифференциации вещества, которая зависит от степени проницаемости (деформированности) коры и от Р-Т условий (фактор низких и высоких температур по И.В.Мушкину). Т.е. разрастание континентальной коры и формирование перидотитового слоя находится в прямой зависимости от проницаемости коры континентов и глубины дифференциированности мантийного вещества, в связи с чем мощность перидотитового слоя под древними щитами и платформами имеет максимальные значения.. Астеносфера, напротив, имеет минимальные значения мощностей и чем дальше от центра роста, тем мощность астеносферы больше и появляется даже полиастеносферное строение коры континентального типа. Так Р.З. Тараканов и Н.В. Левый в переходной зоне от Азиатского материка к Тихому океану в мантии на глубинах 65-90, 120-160, 230-300,370-430 км. выделяют четыре астеносферных слоя с усиленным поглощением поперечных волн, перемежающихся со слоями повышенной прочности
Данный факт указывает на то, что на начальных этапах развития системы астеносфера имела большую мощность и большое площадное распространение, а следовательно, и большие значения параметров Р-Т, что замедляло процессы дифференциации вещества, т.е. ранний этап развития системы характеризуется возникновением располагающихся в геологическом пространстве "точек роста" будущих материков. Возникновения таких "точек роста" связывается с узлами пересечения зон систем глубинных разломов, которые обладали высокой степенью проницаемости и являлись волноводами и коллекторами для конвективных массопотоков.
Выносу вещества на поверхность способствовали периодические возмущения автоколебательной системы Земли, в результате чего генерировались упругие волны поперечного и продольного типа, которые способствовали началу конвективного движения вещества и его дифференциации в связи в тем. что значения Р-Т условий узла пересечения были ниже. чем во вмещающей его среде. Эволюционное развитие "точек роста" под воздействием единого управляющего механизма автоколебательной системы, генерирующей упругие волны, деформировали кору, в результате волновых эффектов (интерференция, резонанс) возникали интерференционные решетки, которые выражались в виде резонансно-тектонических, имеющих закономерное расположение структур деформации. Т.о. произошло возникновение первых закономерно располагающихся геосинклиналей, в центре которых располагались "точки роста" в виде срединных массивов. Эти системы в силу волнового механизма их образования имеют тенденцию к разрастанию и периодическому обновлению за счет нагнетания в зону вещества из глубоких мантийных сфер, а также и за счет миграции осадочного вещества по латерали в сторону прогибов (так в венде на Памире накапливались аркозовые кварцевые песчаники-1000м., а в смежном блоке эта толща имеет несколько километров - Кокшаал). Здесь проявилась блоковая дифференциация под воздействием эпейрогенических волновых колебательных тектонических движений. В результате чего произошло погружение восточного блока по Талассо-Ферганскому разлому (венд). тенденция погружения структур в юго-восточном направлении сохраняется вдоль сороковой параллели и к северо-востоку от нее (Памир - Тяньшаньский блок, Алтай, Саяны и др.).
Слои пониженной вязкости (Vp= 7,3 - 7,8 км\с) обнаруживаются в коре и подстилающей ее литосфере.
А.Б. Пешков и Ф. Сиддиков (1973), изучая строение коры юго-востока Средней Азии, установили ее анизотропию, которая характеризуется наличием ослабленных слоев. Анизотропия обуславливается наличием волноводов в коре и мантии.
Строение коры Средней Азии по плотностным и вещественным характеристикам (геофизический разрез) имеет некоторые промежуточные значения по сравнению с аналогичными параметрами для Японии и Канадского щита. Кровля астеносферных слоев залегает на глубинах 150 км под Туранской плитой и 80 км под Памиром, а также на глубине 240 и 350 км (Лукк и Нерсесов), в Прикаспийской синеклизе на глубине 110 ки, под Мугоджарами 160-180 км, под Тургайским прогибом-80-100 км. (Абдулин), под Южно-Каспийской впадиной-60-80 км. Белявский 1974). На Камчатке кровля астеносферы поднимается до 50 км., а глубина под Срединным хребтом достигает 300км и более.
В областях древних щитов перидотитовый слой достигает максимального значения мощности (350-360 км), а астеносферный слой имеет минимальные значения (0-50 км).
Геофизические исследования проведенные на Камчатке указывают на зубчатое сочленение тектоносфер материка и океана (по данным гравиметрии и магнитотеллурического зондирования).
Раздел Мохо фиксируется плавно изменяющимися значениями Vp от 8,1 до 8.3 км\с в области океана, с уменьшением мощности коры от 50 км в области материка до 15-20 км в области океана, причем мощность коры изменяется плавно. Сейсмофокальная зона мигрирует с запада на восток (Г.П.Авдейко).
Мощное развитие астеносферы под воздействием фактора высоких температур, возникающих и в зоне контакта астеносферы океана с породами материка, увязывается с высокой степенью проницаемости зон разломов области материка, в результате чего происходит процесс глубокой дифференциации вещества. В области океана процессы дифференциации вещества происходят медленно, причем, кремний и щелочи не выносятся растворами из мантии (фактор закрытой физико-химической системы - гидросфера-низкой степени проницаемости кора - мощная перегретая астеносфера до 400км.). Система - атмосфера - высокопроницаемая кора - астеносфера - создает благоприятные условия для дифференциации вещества. В условиях открытой физико-химической системы - атмосфера - кора, происходят интенсивные процессы дифференциации вещества (фактор низких значений Р-Т ), в связи с чем наблюдается отсутствие полиастеносферности в области древних щитов.
Т.о. можно заключить, что в период начального развития система Земли имела мощную астеносферу, которая с течением времени под воздействием процессов глубокой степени дифференциации вещества, трансформируется в перидотитовый слой 350-360 км мощности.
Эволюционное развитие геоида вращения , глубина залегания корней материков указывают на динамику и направление развития процессов системы. Процессы происходящие в системе связываются с динамикой вращения геоида. На что указывает пространственное расположение корней континентов, развитие магматогенеза области экватора и восточных областей Азии, и других областей Северного полушария. Степень дифференциации вещества отражается глобальными гравитационными и магнитными аномалиями.
Эпейрогенические движения тектоносферы генетически связанные с автоколебательной системой Земли, регулируют развитие астеносферы в пространстве и времени, что доказывается образованием Индийского, Атлантического и Северного Ледовитого океанов, в областях которых сформировались мощные астеносферы под воздействием фактора высоких температур.
Т.о. с эпейрогеническими движениями генетически связаны процессы инверсии, ассимиляции, миграции вещества и формирование астеносферы, а также гравитационных и магнитных аномалий как положительных, так и отрицательных, - единым управляющим механизмом является автоколебательная система Земли. Процессы миграции вещества в геологическом пространстве происходят под воздействием поля гравитации по зонам глубинных разломов. По ним осуществляются как нисходящие так и восходящие движения вещества.
Взаимосвязь и взаимозависимость действующих факторов направляют процессы миграции вещества таким образом, чтобы система Земли находилась в состоянии динамического равновесия.
Астеносфера формируется под воздействием комплекса действующих факторов. Она является наиболее подвижным подкоровым слоем тектоносферы, всвязи с чем играет очень важную роль в процессе развития геоида вращения. Процессы ассимиляции. сопровождающие образование глубоких впадин, проводят к выделению областей выравнивания, которые затем заполняются водой (гидросфера), т.о. формируются новые области развития астеносферы, которые уже характеризуются как области с низкой степенью проницаемости. гле создаются условия для разогрева мантии за счет повышения значений Р-Т (главным образом фактора высоких температур). Этот процесс в свою очередь приводит к интенсивной миграции вещества в область низких значений параметров Р-Т. Периодичность таких процессов проводит. в конечном счете, к глубокой степени дифференциации вещества.
Такие области поднятий характеризуются мощными отрицательными гравитационными аномалиями (Средняя Азия), где "океаническая" первичная кора подвержена высокой степени дифференциации (гранулитовая фация метаморфизма, гиперстеновые и силлиманитовые гнейсы).
Эволюционное развитие геоида вращения сопровождается геодинамическими процессами, которые фиксируются геофизическими методами. Геодинамические изменения характеризуются в виде деформаций земной коры. Слой пониженной вязкости в этих процессах играет важную роль, всвязи с тем, что он является наиболее мобильным. В астеносферу происходит нагнетание вещества, за счет чего увеличивается давление со стороны мантии на земную кору, приводящее к деформации коры.
Так доказанным следует считать явление обдукции на переферии Тихого океана, вследствие чего пластины океанической коры оказались на поверхности островов или материковых окраин (Полинезия, Индонезия, Коста-Рика и др.). Входящие в состав плит ультрабазиты, свидетельствуют (О. М. Пущаровский), что там в движении участвовали породы не только коры, но и мантии. Явления обструкции отмечаются и на западе Северной Африки. Новейший вулканизм в Каскадных горах указывает на надвиг коры континента на океаническую. Тектонический срыв в океанической литосфере обнаружен на западе Центральной Атлантики. К востоку от хребта Барбадос выявлен огромный надвиг со стороны Карибского моря субмеридиональных океанических структур на абиссальную плиту Атлантики с субширотным простиранием форм рельефа. Этот надвиг сопряжен с мощным широтным сдвигом, который проходит по северной окраине Карибских гор, в Венесуэле (амплитуда надвига сотни километров). Литопластины океанической коры движутся дифференциированно по скорости, вследствии чего в одних районах появляются зоны растяжения, в других - зоны скучивания масс.
В области океанов действует механизм рассредоточенного спрединга, причина возникновения которого связана с формированием геоида вращения, или с вращением системы Земли. Малоглубинные выплавки базальтов начинаются от 35о с.ш. и протягиваются до 30о ю.ш.
Фиксируется большое количество неоднородностей в мантии, а также тектонические напряжения в коре океанов и материков. В этой области корни материков залегают на глубине 100км., а астеносфера имеет максимальную мощность. Глубина залегания корней континентов увеличивае6тся от экватора к югу и к северу, в области экватора тектоносфера подвергается наибольшей степени деформации.
Механизм поступления в верхнюю мантию литофильных, редких и радиоактивных элементов попытался разработать Б.Г. Лутц.
Предполагаемый им механизм основан на представлении о кислотном магматическом выщелачивании. в мантии содержится вода, но вместе с тем, в связи с сильно восстановительной обстановкой там содержится и свободный водород, причем относительное количество его возрастает с глубиной. Наличие водорода ведет к кислотному режиму водных растворов и они поглощают щелочи из окружающей среды и ими обогащаются. Но по мере подъема растворов водород окисляется и частично улетучивается. В результате кислотность растворов снижается и, проходя через верхние слои мантии, они начинают растворять кислотные компоненты, в первую очередь кремнезем, а также редкие земли и радиоактивные элементы. Теперь глубинные растворы приобретают тот состав, который необходим для процессов гранитизации и регионального метаморфизма. Результатом окисления является также нагревание растворов. Намечается связь между геохимическими и тектоническими процессами: - геоантиклинорный этап развития геосинклинали, когда происходят процессы гранитизации и метаморфизма, отличается от начального, который характеризуется проявлением тектонической активности и вулканической деятельности.
На раннем этапе развития земли, в период начала её вращения, происходят процессы физико-химической деформации масс вещества, в результате которых сформировалось общеземное поле напряжения. в результате образовалась слоисто-ядерно-блоковая система земли с гравитационными максимумами и минимумами т.е. образовались границы разделов - латеральные и радиальные. Процесс сопровождался деформацией вещества, из которой в последствии сформировались автоколебательная система Земли, которая функционирует с момента начала вращения в ротационно-плюмовом режиме.
Одновременное проявление на поверхности системы Земли эндогенных процессов разной интенсивности свидетельствует о наличии единого управляющего механизма структурообразования. Данная закономерность указывает на наличие полигонально-блокового строения тектоносферы и в большей мере позволяет применять метод аналогии при общегеологическом анализе блоков тектоносферы.
В 1963 году Дж. Уилсон во время посещения о. Гавайи обратил внимание на некоторую закономерность, которая как оказалось, впервые была отмечена на сто лет раньше Дж. Дана. Дж. Уилсон заметил, что к западу от о. Гавайи острова превращаются в подводные горы, глубина которых уменьшатся, и высказал предположение, что это является следствием горизонтального перемещения коры над восходящим потоком из мантии - горячей точкой. Никаких более или менее строгих определений горячей точки Уилсон не сделал.
Позднее Дж. Морган в 1971 г. выдвинул идею мантийных плюмов, которая близка понятию горячей точки. Развитие этих представлений в последующие годы стало одним из важных элементов современной общей теории развития Земли, в конечном итоге, вылилось в самостоятельную концепцию, получившую название теории мантийных плюмов.
В данной работе под мантийным плюмом рассматривается долгоживущий энергетический центр, который является генератором волны напряжения, несущей вещество из нижней мантии в верхнюю область астеносферы. Энергетические центры континентального типа располагаются по зоне глубинного разлома.
Активные проявления работы стационарных энергетических центров (СЭЦ) т.е. их периодичность, определяется не только наличием общеземной стоячей волны, но и зонами общекоровых сбросов (на материках) и зонами сосредоточенного и рассредоточенного спрединга в океанах.
Общекоровые сбросы представляют тип глубинных разломов, которые сопровождают растяжения земной коры. Соседние участки последней раздвигаются и между ними возникает наклонные нормальные сбросы. Смещения по ним компенсируют растяжение. На поверхности при этом образуется не один, а система сбросов. В сумме своей перемещения по ним ведут к образованию сложных грабенов, разделенных внутри на многочисленные грабены и горсты второго и следующих порядков. Такие сложные грабены большой протяженности измеряемые многими сотнями и тысячами километров с большой амплитудой вертикальных смещений, достигающих нескольких километров принято называть рифтоподобными структурами. Структуры Памира и Срединного Тянь-Шаня представляют собой зоны растяжения, а между ними локализуются кордильероподобные структуры Южного Тянь-Шаня (зона сжатия). Эпейрогенические движения тектоносферы выражаются сменой сжатия и растяжения.
C формированием первичной коры связано и первичное же (В.И.Вишневский, Е.В. Шарков, О.А. Богатиков) повсеместное истощение вещества верхней мантии. Комплементарность составов депретированной мантии и материковой коры уже давно рассматривается рядом геохомиков как свидетельство отделения последней от примитивной мантии на ранних стадиях развития Земли ( В.И. Вишневский,1985, Goldstein 1991).
В 1979 году С.И. Ибадуллаев и К.К.Карабаев в своей работе-" Об эволюции магматического процесса в Средней Азии" на основании фактического материала (геологическая карта Средней Азии 1976 г.), показали эволюционную этапность магматизма в разные периоды (от протерозоя до неогена включительно) развития земной коры, и пришли к выводу, что все известные в Средней Азии интрузивные и вулканические комплексы являются дериватами магматических процессов, проявившихся двадцать восемь раз (от протерозоя до неогена). Они представлены семнадцатью комплексами пород различного состава, генезиса и времени становления. Дифференциация магматических образований происходила в направлении: щелочные - кислые - основные - ультраосновные породы. Частота проявления магматических комплексов варьирует от 1 до 16. Так, граниты лейкократовые, биотитовые и двуслюдяные, гранодиориты, гранито-гнейсы внедрялись 16 раз (архей-неоген); габбро, нориты, габбро-диориты, диориты - 14 раз; породы комплекса гранодиориты, кварцевые диориты,гранито-гнейсы и гранито-диорито-гнейсы - 13 раз; диориты, габбро-диориты, кварцевые диориты, кварцевые сиенито-диориты - 11 раз; дуниты, передотиты, гарцбургиты серпентинизированные - 5 раз (в кембрии, ордовике, девоне и карбоне); комплекс пород - перидотиты, пироксениты, габбро, габбро-нориты - 1раз (мел). Комплекс габбро, габбо-норитов, который соответствует "базальтам" внедрялся 14 раз ( от архея до неогена включительно).
Высокой частотой внедрения отличаются комплексы пород кислого и основного состава, меньшей - серии щелочных и ультраосновных пород. В каждом отдельно взятом периоде дифференциации осуществлялась в сторону изменения состава магмы от кислого до основного. Породы комплекса - сиениты, щелочные сиениты, нефелиновые сиениты, щелочные габброиды, - формировались с архея до неогена. В большей мере этот комплекс проявился в силуре в протерозое (архее), в карбоне и перми. Мантийные базальтовые выплавки происходили в протерозое (архее)-в кембрии, ордовике, силуре, девоне, карбоне, перми, триасе и палеогене (нисходящая интенсивность проявления магматического процесса).
Антидромную последовательность извержения магмы вулканической дуги (Улутау-Чаткал-Нарынская-средний рифей) зафиксировали исследования Королева В.Г. и Киселева В.В. - состав магм от кислых до основных.
По химическому составу вулканиты соответствуют пересыщенным кремнеземом щелочным породам калиевой специализации (Гарецкая, 1969).
Широкое развитие получила в Средней Азии верхнеордовикская вулканическая деятельность, отражающая процессы происходящие в коре и верхней мантии. Она способствовала образованию вулканических зон, каждая из которых сложена определенным типом формации. С юга на север Памир - Тяньшаньского блока выделяются липаритовая, липарит-базальтовая (дифференциированная), оливин-базальтовая (офиолитовый пояс), андезитовая, известково-щелочная, базальто-кремнисто-сланцевая зоны.
Волна кислого вулканизма в пространстве и времени (с кембрия до девона) распространялась с пределов Памира на северо-запад (Каракумо - Таджикский щит) и на северо-восток- в сторону Северного Тянь -Шаня.
Структуры Памиро - Тяньшаньского блока располагаются между Таримом, Индостаном и Каракумо - Таджикским краевым выступом, которые с архея-протерозоя развиваются как платформы (Индостан) или как краевые выступы платформ-Русской (северо-запад) и Китайской (юго-восток).
Структуры Памира развиваются с архея не переходя в платформенную стадию развития. Этот факт свидетельствует о том. что в глубоких мантийных недрах находится стационарный источник энергии. Область Памиро-Тяньшаньского блока располагается в зоне максимума отрицательной гравитационной глобальной аномалии меридионального простирания. Через Памир проходит и ось отрицательной магнитной аномалии (от 0 до 1 мэ).
Направление оси северо-западное. Мощность отрицательной гравитационной аномалии определена в более чем 500 км.,- под Памиром 500 км.и под Тянь-Шанем 350-500 км. Под Ферганской долиной и Туранской плитой она составляет 150-300км.(Институт физики земли АН СССР). Структуры Памиро-Тяньшаньского блока располагаются в висячем блоке зон систем широтных глубинных разломов, в связи с чем эта область коры характеризуется как зона растяжения земной коры. Аномалия имеет асимметричный характер и простирается в северном направлении.
Тепловой поток здесь на 20о выше, чем в районах положительных аномалий. Кровля волновода под Памиром поднята до 80 км. (В.В. Белоусов). Мощность коры достигает 75 км. Градиент нарастания плотности земной коры, по Н.А. Белявскому, здесь имеет самые высокие значения. Артемьев (1971г.), полагает, что под Памиром происходят процессы разуплотнения мантийного вещества, связанное с волнами поднятия легких масс, по гипотезе Е.В. Артюшкова. По расчетам Е.Н. Люстиха, разуплотнение мантии должно быть на глубине 400-500км.
Общегеологический анализ истории развития Памира и геофизические исследования (Борисов, Ахмеджанов, Винник), указывают на то, что в глубоких мантийных сферах под Памиро - Тяньшаньским блоком, и не только, размещаются стационарные энергетические системы (граница раздела нижней и верхней мантии-670км.).
Располагаются стационарные ЭЦ закономерно, тяготея к узлам пересечения зон систем глубинных разломов. Стационарные ЭЦ управляются единым волновым автоколебательным центром системы Земли, наличие которого, можно считать доказанным историей эволюционного геологического развития системы Земли.
Так Ю.П. Косыгин и А.К. Башарин (1972), показали, что в пределах 3,3-2,5 миллиардов лет назад на всех материках геосинклинали дифференциированы и залегали на кристаллическом фундаменте алдания.
Одновременное появление на поверхности материков различных эндогенных режимов указывает на гетерогенность теплового поля Земли: в одно и то же время тепловые потоки в разных местах разнятся по своей интенсивности, т.е. тепловые потоки меняют свою интенсивность в пространстве и времени.
По Е.В. Артюшкову основная часть горных сооружений и горных плато была сформирована в результате резкого ускорения поднятий земной коры в неогене, плиоцене и четвертичное время. Крупные новейшие поднятия на разных континентах развились почти одновременно. Это указывает на квазисинхронный подъем крупных плюмов с большой глубины, что представляет собой новый вид конвективных течений в мантии.
По В.Е. Хаину, одной из важнейших особенностей протекания разномасштабных геопроцессов являются их цикличность, происходившая на фоне их направленного развития.
Т.о. одновременное проявление на поверхности Земли эндогенных процессов (разной интенсивности) указывает на существование единого управляющего волнового механизма сложной автоколебательной системы Земли.
Структурные элементы в геологическом пространстве автоколебательной системы Земли под воздействием возникающих физико-химических деформаций развиваются под воздействием единого волнового механизма, в связи с чем миграция вещества способствует, а не нарушает равновесие системы. В этом есть проявление кибернетических свойств автоколебательной системы Земли.
Интенсивность процессов периодически меняется. Периоды частичной консолидации сменяются периодами ревивации.
Отрицательная гравитационная аномалия меридионального простирания мощностью более 500км., доказывает существование в глубоких мантийных сферах под Памиро - Тяньшаньским блоком энергетического центра второго рода, не меняющего своего места положения. Конвективный энергомассопоток управляемый единым волновым механизмом автоколебательной системы Земли деформирует вмещающую среду, в результате чего формируется тектоносфера.
Исследования В.И. Виноградова, показывают, что дифференциация земного вещества в отношении щелочных жлементов произошла на самых ранних этапах развития планеты. Мантия в районе Памиро - Тяньшаньского блока, как показывают геофизические исследования, весьма интенсивно деплетирована (истощена). В пределах Памиро - Алая имеют место как гравитационные, так и магнитные аномалии отрицательного знака.
Исследования новых площадей докембрия позволили установить повсеместное развитие платформенных образований протерозоя, а также кристаллического основания архея, представленного двумя поколениями геосинклинально - складчатых систем с определенными структурными планами.
Тот факт, что структуры Памира не перешли в платформенную стадию развития, однозначно доказывает наличие крупного энергетического центра в глубоких мантийных сферах под Памиро -Тяньшаньским блоком.
Область блока, особенно, юго-запад Памира, выделяется как эпицентр физико-химических деформаций со стороны мантии. Так зрелая первая континентальная кора возникла в архее на территории Памира, Тарима, в южной части южного Тянь -Шаня, а также в Каракумо - Таджикском регионе, а к северу от Памира - в среднем протерозое. Процесс сопровождался гранитизацией вмещающих пород, образованием гранодиоритов, гранитоидных массивов за счет поступления ювенильных растворов и нагнетания мантийных масс вещества.
Происходили процессы формирования "жестких масс", батолитов - гранодиоритов (Таджикско - Каракумский; Центрально -Казахстанский; Северо - Устюртский и др.).
В пределах юга сформировалось кристаллическое основание гранито-гнейсового состава калиевой ориентации, к северу состав-амфиболито-гнейсовый натровой специализации.
Структуры Памиро - Тяньшаньского блока периодически подвергались ревивации, всвязи с возникновением избыточного напряжения в верхней части тектоносферы (особенно в астеносферах).
Дорифейский план деформации широтно-меридиональный, сдвиго-надвиговые структуры проявлены слабо.
Раздвиговых тип нарушений способствовал высокой степени проницаемости коры и ее гранитизации за счет ювенильных растворов.
Между "жесткими массами" древних останцов геосинклинальных образований, проявилась вулканическая деятельность на месте южного Тянь - Шаня и между Букантау и Большим Каратау. "Жесткие массы" (серые гнейсы) располагались широтно в полосе от Каракумов до Тарима, на месте Северных Кызылкумов и Северного Устюрта к северу от Северного Тянь - Шаня. Перекрываются геосинклинально-складчатые образования основного состава отложениями рифея, а ниже их залегают образования арохея-раннего протерозоя (сиалический в большей степени по составу комплекс - граниты, гранито-гнейсы, мигматит-граниты). "Зеленокаменные" геосинклинали метаморфизованы в эпидот-амфиболитовой фации (1400 млн. лет по Покровскому А.В. (ранний рифей -возраст наложенной метаморфизации пород основного и среднего состава). Мощность от 1500 до 4000м. В палеозое комплекс джеспеллитовых сланцев подвергается частичной переработке.
Расположение узких геосинклиналей между жесткими широкими массами, свидетельствует о том, что структуры разбивались с юга на север и с севера на юг, менее интенсивно.
Т.е "зеленокаменные" геосинклинали являлись конвергентными окраинами древних платформ, развивающихся на встречу друг другу.
Южный чинк Устюрта находится на широте северного Тянь - Шаня. Устюрт позднего протерозоя перекрыт карбонатно-терригенными осадками сначала рифея, а затем терригенными осадками палеозоя и мезокайнозоя.
Т.о. геосинклинальный процесс шел с юга на север и довольно интенсивно.
Структуры Памира располагаются к югу от 40ос.ш., где происходят активные мантийные процессы, и это еще одно доказательство существования мощного энергетического центра, который располагается под Памиром на глубине более 500км.
Структура Памира и Тянь - Шаня находятся в висячем боку мощных глубинных разломов, таких как Южно-Памирский, Восточно-Азиатский, Южно-Ферганский, и с востока от Тарима Памир отделен серией разломов: Таласса-Ферганским, зоной регионального дробления Скарятина, Памир - Каракорумским, Каратау -Памирским, а с запада-Амударьинским.
Нагнетание магматического вещества в область Памира, приводит к образованию радиальной зоны скучивания. Под Памиром, при возникновении избыточного давления и посредством волнового механизма системы Земли, вещество мантии по проницаемым зонам разломов нагнетается в кору как по латерали, так и по вертикали, неся реагенты, способные метаморфизировать и формировать гранитоидные массивы вдоль зон систем глубинных разломов, в связи с чем массивы гранитоидов палеозоя (их количество) увеличивается с севера на юг и с запада на восток.
Структуры погружаются с северо-запада на юго-восток. Раздел Мохоровичича погружается с севера на юг и с запада на восток.
В начальный период образования гранитометаморфического слоя тип развития был преимущественно геосинклинальным, после рифея - платформенно-геосинклинально - срединномассивный, в связи с деструкцией кристаллического фундамента в начале тектономагматических циклов.
Все исследователи при изучении строения рифей - среднепротерозойской призмы отложений указывали на закономерное упрощение форм складчатости снизу вверх. В.В.Белоусов объяснял это мантийным диапиризмом. В.В. Бронгулев (1967) на примере Большого Каратау, М.М. Кухтиков (1973) на примере Северного и Центрального Памира показали, что наиболее напряженной дислокации подвергается средняя часть разреза. Выше слабо дислоцированной поверхности докембрия рифей-вендские отложения слабой степени смятости, в то время как отложения кембрия - силура смяты в системы изоклинальных, среднего палеозоя-линейных и простых складок. Простота дислокации докембрия отмечена В.В.Киселевым и В.Г. Королевым в Северном Тянь-Шане, В. И. Кнауфом (1973г), в основании герцинид Нарына и Кокшаала, О.М. Борисовым (1975) в южном Тянь-Шане; и при изучении кристаллического основания Южного и Северного Памира, где Кухтиков (1973г) отмечал его слабую дислоцированность.
Исследования Зуннунова (1973г) показали, что кристаллическое основание архея -среднего протерозоя к северу от Памира представляет сложно дислоцированную среду с системой горизонтальных изоклинальных складок с участками массивных тел. Основание разбито на блоки, которые не только подняты и опущены на различные глубины, но и наклонены под углами до 20о-50о у зон разломов в пределах южного Тянь-Шаня и Памира.
Участки диафтореза и гранитизации - изменяют плотность пород и гомогенизируют их физические свойства. В юго=западном Гиссаре метаморфический комплекс пород по расчетам А.В. Покровского сформирован на глубинах 5-6 км., при температуре 700-800о и давлении при 10-11 кбар. (надалузит-силиманитовый тип метаморфизма), по кордиерит-гранатовому парагенезису Т=680-750о и Р=6,5 - 7,5 кбар (Ахмеджанов, Абдулаев, Борисов, Хохлов 1975).
Р.Б. Баратов (1973) установил, что архейские отложения юго-западного Памира и Каратегина сначала подверглись метаморфизму гранулитовой фации при Т=750О С и Р = 7кбар в Каратегине и до Т=800о С и Р = 7,5 кбар и выше в юго-западном Памире, в дальнейшем повсеместно высокотемпературному диафторезу и ультраметаморфизму в условиях амфиболитовой фации. Повышенное давление привело к эклогитизации пород.
Т.о. породы кристаллического основания образовались в термодинамических условиях при Т=600-750о и Р = 6-7кбар, что соответствует глубинам их формирования от 5 до 10 км.
Тот факт, что кристаллическое основание на юго-западе Памира выведено на дневную поверхность на различные гипсометрические уровни свидетельствует о значительных вертикальных блоковых перемещений под воздействием сил со стороны мантии (в области западного Памира).
Отложения архея обнажаются на юго -западе Памира, на юго-востоке они перекрыты образованиями рифея, палеозоя, мезозоя и кайнозоя.
Так, по И.В. Марушкину блоковые подвижки фиксируются по блокоразделяющему Каракульскому разлому, а по разделу Северного Памира от Алая,- зафиксированы вертикальные движения разного знака. В селуре и девоне зона современного Алайского хребта прогнулась на 6-8 км.,а Северный Памир в тоже время поднимался. В раннем карбоне, наоборот, Северный Памир прогнулся на 3-4 км., а южный Алай поднялся. В среднем карбоне и позже, до конца палеозоя, Алай и Северный Памир оба поднимались, но на месте Каракульского разлома существовал прогиб.
При формирование гранито-метаморфичекого слоя (конец протерозоя) происходит смена плана деформации. Наиболее проявленными направлениями становятся северо-западные и северо-восточные (сдвиго-надвиговая динамопара). Частичная консолидация коры процессами метаморфизма привели к возникновению избыточного напряжения под зонами расположения энергетических центров, которые фиксируют зоны гранитизации. Тектоносфера начинает деформироваться под воздействием мантийных энергомассопотоков, формируются радиальные зоны скучивания, вследствии чего происходит деструкция земной коры с активным внедрением в кору магм и ювенильных растворов. К северу от Памира в рифее формируется прогиб. Мантийные напряжения приводят к восходящим движениям литосферы (венд).
В байкальский цикл магматектоногенеза сформировались широко развитые структуры северо-западного простирания. с широкими краевыми прогибами.
Последующий период оживления магмообразования начался в кембрии. В результате чего сформировались структуры Тяньшань - Памирского блока. Отметим, что оживление структур Тяньшань - Памирского блока произошло в связи с нагнетанием мантийных масс в область блока, т.е. в результате физико-химической деформации тектоносферы области блока (Памир и к северу от него). Существование энергетичнского центра, не меняющего свое местоположение на протяжении длительного времени, доказывается тем, что область Памира не переходит в стадию платформенного развития, а периодически подвергается процессу ревивации (оживлению). К востоку от Памира располагается Тарим, с юга Памир ограничен глубинным широтным Южно-Памирским разломом, с запада - Каракумо-Таджикско- Афганский выступ. Зона скучивания области Памира - радиально-латеральная. Ее образование связывается спроцессами гранитизации и базификаций корней Памира, где базальтовый слой достинает 25 км., а мощность коры 75 км. Очевидно, в байкальский цикл магмотектогенеза произошло перенаправление движения энергомассопотоков в сторону зоны систем глубинных разломов,
контролирующих байкалиды, у крупного узла пересечения разломов в области Юго-западного Кокшаала и Алая. Этот узел. где сопрягаются и пересекаются разломы - Талассо-Ферганский, Иныльчек -Атбашинский, Южно-Ферганский. На юго-западе Кокшаала наблюдается один из самых больших градиентов нарастания мощности гранитного слоя ( В.И. Кнауф) к северу от Иныльчек - Атбашинского разлома, а к югу мощность базальтового слоя больше, чем мощность гранитного, мощность коры к северу от разлома-65 км. В раннем рифее байкалиды формировались в Западном Узбекистане. В верхнем рифее (познебайкальский цикл магматогенеза) проявился в Срединном Тянь-Шане - сформировалисьСарыджакский, Музбельский, Бешторский гранитоидные массивы (Адышев 1972). Т.е зоны разломов являются коллекторами для ювенильных, гидротермальных растворов, а также и массопотоков вещества мантийного генезиса.
Срединные массивы блокового строения обладая высокой степенью проницаемости (Кураминское, Гиссарское ядра), являются аккумуляторами магм, а также ювенильных растворов, несущих реагенты способные гранитизировать и метаморфизировать вмещаюшие породы.
К югу от структурной линии Николаева, кристаллическое основание подверглась деструкции в венде, в связи с возникновением избыточного напряжения со стороны мантии. Структурная линия Николаева заложилась в среднем протерозое. В это время, или немного позже, начали закладываться широтные и северо-западные трогообразные структуры, на месте которых, затем, сформировались кордильерные структуры южного Тянь-Шаня и структуры Северного Тянь-Шаня, а также Каратау-Чаткал-Нарынские структуры на месте байкальского прогиба, структуры которых перешли антиклинорную стадию развития к середине каледонского цикла магматектогенеза. Формирование прогибов происходило с северо-востока на юго-запад. Структуры южного Тянь-Шаня развивались с юга на север. Т.е. трансгрессия моря происходила с востока на запад - до Каракумо-Таджикского поднятия. В результате тектонических процессов проявилась пертохимическая зональность с юга на север, от кислых вулканогенных образований, развитых на Памире - липаритовая, базальт-липаритовые формации; оливин-базальтовая формация; андезитовая формация; базальт-кремнисто-сланцевая формация верхнего ордовика (В.А.Егоров). Этот период характеризуется формированием локальных магнитных полей и формированием магнитного поля Земли, за счет течения вещества и его плавления (зона мантия-ядро).
Дальнейшее раскручивание планеты приводит к формированию геоида, образованию границ разделов, заложению регматической сети разломов. С этого времени система функционирует в автоколебательном режиме. Активно происходит процессы зонного плавления. Процесс идет в двух направлениях как сверху в низ, так и снизу вверх (по схеме Шимазу - Магницкого), вниз - по схеме Жарова.
В период зарождения системы главными действующими силами являлись гравитационные - планеты зарождались в волновом и гравитационном поле Галактики. На данном этапе за эффект вращения система магнитообразования и флюидизации - автоколебательная система Земли. Направления процессов - в сторону сохранения системы динамического равновесия.
Плюмовый процесс на Солнце наблюдается и сейчас - фиксируется отделения от солнца огромных масс вещества. Процесс происходит снизу вверх, в связи с чем образуются тектонические течения вещества как по латерали так и по радиали.
Разделение Земли зонами высокой степени деформации на блоки способствовало образованию областей характеризующийся разной степенью интенсивности тектоногенеза температурным режимам, который отделяет вещественный состав мантийных выплавок.
Высокотемпературные мантийные выплавки (базальтовые) поднимались к поверхности из под областей низкой степени проницаемости Изначально процесс магмообразования происходит как в области подошвы нижней мантии, так и на поверхности до глубины 410 км. путем зонного плавления.
В проницаемых зонах (зоны высокой степени деформации) в условиях сравнительно низких температур формировались радиально-латеральные зоны скучивания состав которых определялся как кислый (гранитоиды). Образовались "Ядра" имеющие тенденцию к разрастанию. Причина разрастания - глубокая степень деформации вещества поступающего из мантии и наличие реагентов таких как кремний, щелоч, РЗЭ и радиоактивные элементы.
Корни континентов и гор маркируют зоны скучивания и располагаются над стационарным энергетическими центрами располагающимися в глубоких мантийных сферах поставляющих вещество в верхнюю область тектоносферы.
Наличие процесса в результате которого образуются корни, не только доказывает наличие стационарных энергетических центров, но и отрицает гипотезу дрейфа материков.
Некоторые авторы, утверждают, что корни континентов достигают в некоторых районах нижней границы верхней мантии, т.е. глубины 670 км. (Павленкова, 1995).
При формировании коры материков в процессе дифференциации вовлечена мантия на всю ее мощность, так, расчеты сделанные А. Б. Роновым и Д.А. Ярощевским показывают, что для литосферных элементов в дифференциацию должны быть вовлечены вещества с глубины: для кремния 60 км; алюминия - 140 км; Кальция - 50 км; Натрия - 180 км; для Калия - 1300 км.
Нагревание вещества, по мнению автора данной работы, происходит за счет энергии упругой волны и сил гравитации, которые уменьшают вязкость среды и способствуют избирательному процессу выщелачивания элементов.
Замкнутый контур, по которому продвигаются магма, флюиды и газы по воздействием упругой волны, приобретает колебательные свойства. Такой контур становится сам генератором волны и воздействует на вмещающие геопространство. Вещество геопространства начинает мигрировать в сторону низких значений давления.
Т.о. в процесс вовлекаются большие массы вещества которые в конечном счете формируют деформирующую литосферу и кору радиально и под корой латеральную зону скучивания. Мигрирующие таким образом массы вещества контролируются зонами систем глубинных разломов, глубина залегания которых (по А.В. Пейве) может достигать 700 км.
Процесс магмообразования происходит воздействием комплекса действующих факторов (волновых эффектов, сил гравитации, магнитного поля, сил трения) которые можно охарактеризовать как (мантийные и коровые) физико-химические деформации происходящие в геологическом пространстве системы земли, называемых плюмовым.
Режим работы систем в которых происходит преобразование вещества, зависит от фактора P-T, вмещающей среды. Геологическое пространство делятся зонами высокой степени деформации на блоки, высокой и низкой степени проницаемости. Этот физический закон и определяет P-T условия геопространства.
В областях высокой степенью деформации значения P-T будут ниже, в связи с чем будут формироваться кора материкового типа, при высоких значениях параметров P-T (особенно T) мантийные выплавки будут отвечать составу базальтов.
Разогреву вещества и его преобразованию способствует энергия упругой волны, генерируемая автоколебательной системой земли. Главным источником энергии являются физико-химические деформации происходящие в области подошвы нижней мантии и внешней оболочки ядра ( слой D").
Плюмовые процессы, происходящие под воздействием единого управляющего механизма автоколебательной системы Земли, способствуют миграции вещества в верхние слои тектоносферы. Перенесенное и отдиффиренциированное вещество, посредством волновых эффектов подвергает кору структурному преобразованию, в результате чего образуется полигональные блоки. Образование полигональных блоков связывается со стационарными энергетическими центрами(генераторами второго рода), которые закономерно располагаются в области кровли нижней мантии.
Летучая компонента (древний 3,6 млр. лет) нижней мантии представляет собой набор элементов для мантийных базальтовых выплавок по А.Ф. Грачеву - это гелий, водород, углекислый газ и метан, очаговый резервуар - резервуар в котором накапливаются флюиды и газы, обогащаются гелием, водородом, метаном, радоном, сероводородом. Зона накопления флюидов и газов располагается (Кавказ) на кровле мантии и имеет лакколитообразную форму и подводящий канал. Над очагом в атмосфере фиксируется поток ионов.
Флюиды - наиболее подвижная и термодинамически неустойчивая фракция энергомассопотока, исходящая из глубоких мантийных сфер. Флюиды способны инициировать магмотообразование и создавать сверхвысокие (избыточные) флюидо-магматические давления.
Флюиды оказывают интенсивное воздействие на реологические свойства и химический состав мантии (фактор высоких температур) литосферы, коры. Флюиды повышают пластичность пород и инициируют термодинамические процессы.
На границе нагретых (пластичных) и хрупких (холодных) пород генерируются напряжения (волны), реализуемые в виде импульсных дислокаций. Т.е. упругая волна переносит энергию упругой деформации и движения частиц. передача энергии упругой волны от слоя к слою обусловлена деформированностью слоев действием их друг на друга с определенной силой, а также их движением, в результате которого совершается определенная работа. поскольку слой деформирован (обладает упругой энергией) и движется (обладает кинетической энергией), он и совершает работу, которая превращается в энергию упругой деформации и кинетическую энергию соседнего слоя, т.е. происходит перенос вещества и энергии волной.
Высокоэнергетические трансформации флюидов в литосфере включают газовые взрывы, распад высокобарических соединений (К.И. Логинов) водорода и метана, экзотермические химические реакции. Бризантными свойствами обладают смесь водорода и метана. Взрывные трансформации флюидов во "Флюидоподводящих" каналах и флюидо-магматических резервуарах могут быть причиной землетрясений, в том числе и глубокофокусных. Высокоэнергетические трансформации флюидов являются причиной метаморфизма пород (динамо метаморфизм) и и перемещения блоков.
В сейсмоактивных зонах происходят процессы структурообразования (локальные структуры), но вместе с тем механизм, определивший рождение очаговых зон землетрясений является единым, поэтому локальные структуры, создаваемые сейсмическими волнами, есть проявление автоколебательной системы Земли - проявлений, типичных для оболочечной части тектоносферы системы Земли. Формирование локальных структур не ограничено общепланетарными зонами стоячих волн, они могут возникнуть и в результате действия местных генераторов (зоны глубинных разломов, блоковые подвижки).
В настоящее время экспериментально доказано существование низкоскоростных колебаний, скорость которых по сравнению со звуковыми мала (В.В. Богацкий). Низкие Скорости имеют волны, ответственные за эпейрогенические движения литосферы.
Области современных землетрясений приурочены к тем из планетарных зон стоячих волн, где проявляются избирательно опускание, т.е. зонам соотносительным растяжениям (рифты, прогибы на сводах).
Очень важным является вопрос структурообразования в мантии литосфере и коре, особенно пологозалегающих терегенно - брекчиевых структур, трещиннобрекчиевых структур, которые часто являются рудолокализующими (для твёрдых полезных ископаемых, воды и углеводородов).
В Памир-Тяньшаньском блоке углеводородное сырье локализуется в прогибах и впадинах образовавшихся в связи с растяжением коры в мезозое и кайнозое, когда образовывались впадины глубиной до 9-12 км (Ферганская, Сурхандарьинская, Кашкадарьинская) Юрско-меловые и палеогеновые отложения преимущественно морские-карбонатно-терригенного состава (Тянь-Шань) и только в пределах Таджикской впадины (Памир) в юрское время накапливались мощьные гипсово-ангидридовые толщи, мощность которых с запада на восток увеличивается с 3 до 5 км. В это время, складки, прогибы имели широкие простирания (Д.П. Резвой, Т.Б. Таль-Вирский), на Западе Средней Азии подвижные поднятия полигональных очертаний, что указывает на перенаправление энергомассопотока от Памира на Северо-Запад.
В венде на Памире накапливались аркозовые кварцевые песчаники (юг Памира) м=1000 м (О.М. Борисов). В кембрии нижнем девоне на Памире имелись маломощные карбонатно-терригеновые осадки (О.М. Борисов). С перми до среднего триаса - на востоке блока происходят процессы пенепленизации, и только Памир остаётся поднятием и Кураминский Срединный массив (А.П. Титова). В архее, протерозое, рифее в пределах Памира происходит активные процессы , в результате которых сформировался комплексы магматических формаций (гранитоиды, иджеспилиты, гранодиориты). Т.о. область Памира являлась в основном областью сноса а не осадконакопления (даже в рифее), в рифее только на юге Памира был прогиб (О.М. Борисов).
По В.И. Попову маломощные карбонаты, карбониты на Памире были в нижнем кембрии, и он Памир и Каракорум относит к "Ядерным "зонам", а это значит, что они представлены на 75-80 % из магматической формации.
Но, вместе с этим в Таджикистане имеются крупные месторождения углеводородного сырья (около семи). Встает вопрос о генезисе этих месторождений. Очевидно, что здесь мы имеем дело с иным механизмом образования углеводородного сырья - нефти и газа.
Механизм образования пологих трещинно-брекчиевых зон на середине между источником возбуждения и отражающей поверхностью возникает резонансная поверхность (В.В. Богатский), параллельная поверхности Земли. Если расстояние между источником волны и отражающей поверхностью большое, то гиперболические поверхности интерференции имеют место лишь до определенного предела. Когда интерференционная поверхность, соответствующая пучностям растяжения по величине своей суммарной амплитуды способна осуществить разрывные деформации, т.е. когда энергия резонанса выше сопротивления среды на разрыв, возникают трещинно - брекчиевые или ослабленные зоны.
Если в расслоенном разрезе имеются ряд отражающих поверхностей, связанных с различием физических свойств смежных толщин, то кроме дневной, самой верхней отражающей поверхности - появятся системы промежуточных экранов - отражателей, которые обусловят появление серии поверхностей сжатия или растяжения, а как следствие этого - формирование серии пологих трещинно - брекчиевых зон рассланцевания и сжатия. Если волна - луч пробегает некоторый интервал, то на всех ее гребнях, соответствующих пучностям, возникают импульсы, порождающие условия в которых неизбежно образуется зоны растяжения и зоны сжатия, субпараллельные поверхности Земли и поверхностям раздела слагающих разрез толщ, системы планпараллельных "согласных" с залеганием осадочно-вулканогенных толщ или кососекущих их трещинно - брекчиевых зон и зон отслоения (раздела).
При наличие вертикально залегающего генератора, формируются резонансно-тектонические структуры в виде поднятий и прогибов и крутозалегающих трещинно-брекчиевым зоны. По пологим трещинно-брекчиевым зонам происходит миграция гидротерм, газов, флюидов и магм. Этот механизм объясняет формирование силлов, которые залегают несогласно пластам и разрезам. Пологие зоны растяжения - потенциальные накопители углеводородного сырья. Пологозалегающие и крутозалегающие трещинно-брекчиевые зоны предопределяют условия локализации и миграции вещества из глубоких горизонтов в вышележащие (такие процессы миграции в настоящее время фиксируются в областях формирования углеводородного сырья) М.И. Погребицкий, М.В. Рац и С.Н. Чернышев в 1971 г. показали, что с приближением к разлому число трещин возрастает, причем довольно резко. По мере удаления от разломов графики интенсивности трещиноватости выполаживаются. Этот факт свидетельствует о том, что зоны тектонической активности являются генератором упругой волны, которые деформируют вмещающую среду в результате возникающих волновых эффектов. Так возникают радиальные (стволовые) четковидные проницаемые зоны (системы), по которым происходит миграция вещества (флюидов) из глубинных мантийных сфер.
Были изучены особенности строение коры и литосферы в зонах размещения 30 газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений восьми нефтегазоносных провинциях. Под крупными месторождениями на глубинах 110-120 км и 50-85 км установлены сейсмические аномалии, которые характеризуются пониженными скоростями, антиклинальной формой сейсмических границ. Под Ямбургским газоконденсатным месторождением установлено наличие трех волноводов. Отличается разница скорости Vp (кровля мантии) между зонами размещения газовых и нефтяных месторождений, по газоносным объектам (20 месторождений) в 95 % случаев Vp (кровля мантии) скорость равна 7,9-8,2 км/с, тогда как по нефтеносным объектам (25 месторождений) в 65 % определений скорость равна 8,3-8-7 км/с, при этом толщина верхнемантийного слоя (по А.Н. Дмитриевскому) составляет 15-20 км, а толщина астенолинз 40-70 км.
В данном случае проявляется эффект экранирования, за счет которого происходит разогрев верхних слоев тектоносферы, в результате чего повышается температура в литосфере, что приводит к увеличению астеносферы, т.е. действует фактор высоких температур.
Вследствие этого эффекта под областью океана астеносфера достигает мощности и до 400 км.
Разделение системы Земли зонами высокой степени деформации (проницаемости) на блоки создают условия для формирования системы впадин и поднятий разделенных разломами, т.е. в области высокой деформации формировалась кора континентального типа а а во впадинах - океанического. Разделены области переходной зоной, где проявляются полиастеносферное строение.
При активном процессе со стороны мантии, раздел Мохо нечеткий, и скорость Vp-7,4 км/с, скорость 7,9-фиксирует в лучшем случае зону разлома или перидотитовый слой, (его кровлю). О переходной зоне - так Р.З. Тараканов и И.В. Левый переходной зоне от Азиатского материка к Тихому океану в мантии на глубинах 65-90, 120-160, 230-300 и 370-430 км выделяют астеносферные слои, с усиленным поглощением поперечных волн, перемещающихся со слоями повышенной прочности. А.Н. Дмитриевский отмечает сейсмические аномалии связанные по мнению автора работы, с упругой волной генерируемой автоколебательной системой Земли, или локальными генераторами например астеносферой. Установлены пологие зоны растяжения, образование которых связываются с волновыми эффектами. По А.Н. Дмитриевскому это домены, горизонтальной протяженностью до 10 км. Они размещаются в пределах коры между сейсмическими границами. Мощность 4-10 км, отмечается, что наиболее контрастные аномалии располагаются у раздела "М". В пределах Уренгойского месторождения отмечена контрастная неоднородность верхней мантии - установлен раздув волновода, достигающего коры, именно вертикальная миграция углеводородного сырья из глубинных зон литосферы (по А.Н. Дмитриевскому и др.) дает наиболее логически взаимосвязи месторождений глубинных сейсмоактивных зон и крупных углеводородных скоплений, т.е. отводится ведущая роль привносу энергии и вещества.
В акватории Каспийского моря выявлены субвертикальные геологические тела контролируемые разломами, тела отражаются в гравитационных и электромагнитных полях отрицательными аномалиями и характеризуются повышенной радиоактивностью. Тела имеют диаметр от 3 до 10 км, и высотой от 8 до 20 км.
Тела - сложные геологические образования, с которыми связываются зоны выход на поверхность флюидов и разуплотнительного осадочного материала (Южно-Каспийская впадина) - в виде грязевого вулканизма. С субвертикальными геологическими телами (СГТ) связывается 70 % месторождений нефти и газа, т.е. с динамикой процессов формирования СГТ, связаны процессы генерации и накопления углеводородов. Всегда в районах развития СГТ фиксируется выделение газа. Зоны развития СГТ - зоны протекания активных физико-химических процессов. Южно-Каспийская впадина относится к зоне повышенной геодинамической активности где формации (проницаемости) коры, в которой гранитный слой отсутствует (кора переходного типа). В данной области происходят быстротекущие плюмовые процессы , сопровождающиеся интенсивным выделением флюидов, газов и формированием полей высокого давления фиксируется при этом процессе разуплотнение и перемещение осадочных пород под действием сил всплывающего плюма. Наблюдается изменение устьевых давлений в технологических скважинах, т.е. отмечается субвертикальная фильтрация жидкости и газов (В.А. Манукьян 2002 г.) выбросы гелия водорода и метана.
Как показало моделирование (И.А. Гарагат, 2001), уединенные волны энергии, увеличивают проницаемость ослабленных зон и нарушений на два порядка, при этом пористость возрастает в пять раз.
Т.о. периоды тектонической активности характеризуются приоткрыванием тектонических нарушений, увеличение проницаемости ослабленных зон, активизация процессов фильтрации флюидов, под действием энергии волны генерируемой локальными источниками (волноводами и глубинными разломами), что приводит к растворению аутогенных минералов и увеличению пористости пород.
Из вышеизложенного следует, что углеводородное сырье, в пределах Таджикистана, сформировалась за счет вещества поступающего из глубоких мантийных сфер. Восстановленный состав флюидов и наличие в них углеводородов предопределяет возможность минерального синтеза углеводородов при снижении значений параметров P-T в верхних слоях тектоносферы. Образование (синтез) углеводородов в данном случае мало зависит от состава вмещающих пород. В настоящее время разработана технология, позволяющая фиксировать волновые эффекты в шумовом спектре электромагнитных и сейсмических полей (в институте проблем нефти и газа РАН).
Каждый конкретный массив интрузий не согласуется с простиранием ветвей Тянь-Шаня, которые простираются в северо-западном направлении и в северо-восточном (Кокшааль). Массивы располагаются под острым углом (10°-15°) к северо-западному простиранию, либо располагаются в широтных, редко в северо - восточном направлении. Располагается основная масса массивов в северо-западном направлении, в широтном, и менее всего в северо-восточном направлении. Цепочки тел северо-западного и северо-восточного направления маркируют проницаемые зоны коры. Большинство тел имеют наклон к югу, в Курамино-Ферганской зоне к северу, массивы карбонового возраста широко развиты в Кураме, Чаткале, Каракумо-Такжикском краевом массиве и в Памиро-Аллае. Количество интрузий с юга на север уменьшается, с запада на восток - увеличивается, достигая максимума в Кураминских горах и Памиро-Аллае (наблюдается по срединному Тянь-Шаню как бы "водораздельная линия", где склонение интрузий имеют в одном случае северо-восточное склонение (Курама) а в Южном Тянь-Шане интрузии имеют юго-западное склонение).
По данным магнитометрии и гравиметрии установлено, что на глубине смежные тела плутонов составляют единое целое (О.М.Борисов), подошва плутонов расположена на глубине 10 км, отмечаются тела плутонов на глубине 14 и 7 км. Расположение (локализация) плутоничеких тел на этих глубинах связывается с ослабленными слоями (внутрикоровыми волноводами).
Отмечается четкая приуроченность гранитоидов к конгломератам, туфам и туфо-песчаникам. Основная масса магмотических тел 98,8% находится в узком интервале геологической колонки (от ордовика до верхнего карбона) в пределах 6-8 км. мощностей (Тянь-Шань).
Общее падение лакколитов - к северу. От них по разломам отходят опофизы. Корни приурочены к крупным разломам. Залегание лаккалитов горизонтальное, что объясняется внедрением магм по межформационным отслоениям, под большим гидростатическим давлением (наблюдаются брахискладки).
Ультрамафиты и мафиты серпентинизированные внедрялись по зонам краевых глубинных разломов, разделяющих геосинклинали от срединных и краевых массивов. Вдоль южного края Курамино - Ферганского массива, располагается Южноферганско - Центральнокызылкумский пояс мафитов (Хамрабаев, Мусаев 1965) протяженностью 1200км. при ширине 30 км. По зонам глубинных разломов (восток) Атбаши - Иныльчегскому, Южно -Джангджирскому, Тортугартскому - формирорвались залежи серпентинитов (нижний карбон).
Хантенгринский и Кокшаальский антиклинории разделены Аксу - Сарыджакским синклинорием (средний карбон), располагаются структуры на востоке, граничат с Таримом, имеют северо-восточное простирание и осложнены крупными (средний карбон) надвигами и пермскими взбросо-сбросами. Динамические подвижки по разломам отражают воздействие формирующейся зоны скучивания под Памиро-Алаем на смежные блоки, а также волновой механизм формированияструктур как резонансно-тектонический. Для Кассано-Атбашинской, Ферганской и Магианской зон характерно проявление редкой глаукофановой фации, которая присуща для зон Заварицкого - Вадати- Беньофа (В.И.Попов). Стратиграфический диапазон продуктивности нефтяных месторождений Ферганы от юры до неогена с востока на запад (до Газли) месторождения нефти сменяются на месторождения нефти и газа (Газли). Месторождения выявлены в Узбекистане, Киргизии, Таджикистане и Туркмении. Регионы - постплатформенные и платформенные (Устюрт). Месторождения приурочены к антиклинальным складкам известняков палеогена, юры. В юго-западном Гиссаре - газоконденсатные месторождения. В Бухара-Хивинском районе продуктивный слой юры и мела -в основном - газ. Месторождение Газли приурочено к брахиантиклинальной складки широтного простирания (коллекторы - песчаники). Газ - метан. На западе блока углеводороды концентрируются в юрских отложениях, и в палеогеновых (рифовые известняки). Т.о. от эпипалеозойской плиты к области доплатформенной активизации увеличивается общий потенциал нефтеносности недр. В зоне сочленения эпипалеозойских, более древних плит, основной потенциал нефтегазоносности связывается с основанием осадочного чехла, в области корового ослабленного горизонта. Имеет место в образовании углеводородов и факт прогрева толщ интрузиями гранитоидного состава, особенно в области Памира и возможно даже генезис метана и нефти связан с глубокими мантийными недрами, т.е. эти месторождения могут быть магматогенными.
С.Д. Виноградовым и О.Г. Шаминой (1968) в Гармском блоке на глубине от 12 до 24 км. установлен волновод пониженных скоростей (Vp =5,7км\с). Коровые волноводы обнаруживаются на глубинах 5,5; 7,0; 10,0; 12,0-24,0 км.
Необходимо отметить, что кристаллический фундамент залегает на глубинах 10 км. во впадинах и на выступе Русской платформы (Устюрт), Туранская плита - 7-9 км. от уровня моря. Структура Тянь-Шаня и Памира всегда располагались выше Туранской плиты, даже в период пенепленизации (юра).
Плюмовые активизации маркируемые во времени и пространстве мафитами и ультрамафитами, тела базитов и гипербазитов тяготеют к зонам крупных нарушений земной коры и образуют пояс вокруг срединных и краевых массивов. Залегают в виде межпластовых залежей, штоков, даек. Тела представлены серпентенитами с участками гранатовых амфиболитов. Гипербазиты повсеместно ассоциирубтся с габброидами и прорываются ими (И.К.Шинкарев). Тела габброидов имеют четкие термальные контакты. Представлены свежими амфиболитизированными разностями, местами габбро-амфиболитами. Серпентениты не известны среди отложений верхнего карбона и моложе. Серпентениты выжимаются в периоды тангенциальных и радиальных напряжений.
К наиболее древним относятся серпентениты юго-западного Гиссара (докембрий -В.А.Хохлов), а также Кассана и Султануиздага.
К додевонской группе отнесены серпентениты Гарма и Аравана (Р.П.Баратов), а также Южной Ферганы.
К нижне - средне карбоновому возрасту принадлежат серпентениты Букантау, Южного Гиссара, Кана, Кокшаала (Г.С. Поршняков).
Этапы внедрения в кору вещества, слагающего коро-мантийный слой и не только, отражают экстремумы воздействия деформирующего кору энергомассопотока, которые обусловили деструкцию коры и смену плана ее деформации. С рифея стали более проявленными структуры сдвиго-надвигового типа северо-западного и северо-восточного направлений, но при этом разрывные структуры (раздвиги) широтного и меридионального направлений остаются актуальными и контролируют образование магматических тел т.е. остаются магма-флюидовыводящими.
Хотя нужно отметить, что роль узлов пересечений сдвиго-надвиговых тектонопар очень велика. В связи с тем, что здесь действуют силы разрушающие кору, в результате чего образуются трещинно-брекчиевые зоны, по которым флюиды и магмы поднимаются в верхнюю область тектоносферы, при этом сдвиговые структуры северо-западного направления являются растворораспределяющими. Наиболее приоткрытыми являются сдвиги (северо-западное простирание структур). Это направление контролирует поток флюидов и магмы.
Автоколебательная система Земли работает в ротационно-плюмовом-флюидном режиме. Ротационный режим Земли и автоколебания являются механизмом способствующим деструкции пород и приоткрыванию разломов сдвигового и надвигового типа.
По А.Н. Дмитриевскому характер флюидодинамики в глубинах разломов зависит от последовательно чередующихся процессов дилатансии и компакции в них. Расчеты показали, что при сдвиге в режиме дилатансии возникают такие отрицательные давления, которые создают мощный эффект нагнетания флюидов. В результате автоколебательных процессов в этих разломных зонах (линия Карпинского, северо-западное простирание), флюиды из разломов двигаются во вмещающую среду. Массивы горных пород, образующие тела надвигов имеют ослабленные зоны, по которым происходит движений флюидов.
Дилатансия - приоткрывание разломов при сдвиге - происходит увеличение трещинно-брекчиевой зоны и пористости пород.
Компакция - фаза консолидации, которая характеризуется отжатием флюидов из разлома или волновода.
Позиции аналогичные тектонопаре линия Карпинского-Урало-Тяньшаньский разлом широко развиты к югу от Арала. Это тектонопары составленные из разломов северо-западного и северо-восточного простираний.
Очевидно, что узлы пересечения сдвиго-надвиглвых тектонопар как высокопроницаемые трещинно-брекчиевые зоны являются флюидовыводящими, а благоприятными для миграции флюидов разломами являются структуры северо-западного простирания. Механизм продвижения флюидов по разломам генетически связывается с автоколебалельно -ротационным режимом работы системы Земли.
Геофизический разрез Памиро-Тяньшаньского блока указывает на то, что ПТБ формировался под воздействием деформирующего кору энергомассопотока с архея до настоящего времени. Наиболее активные процессы происходили в ядерных зонах, которые имеют тесную взаимосвязь с верхней мантией посредством глубинных парных разломов.
Крупные срединные массивы, - Северо-Устюртский, Фергано-Кураминский, Муюнкумо-Наратский, Иссыкульский, Каракульский и Южно-Памирский срединный массив.
В пределах срединных массивов фиксируется увеличение мощности коры за счет магматических образований. Мощность коры под Туранской плитой 38 км., под юго-западом Курамы - 59км., северо-востоком -52км. Этот факт свидетельствует об увеличении мощности коры за счет внедрения мантийной базальтовой выплавки, мощность которой достигает 10 км., за счет чего нижний слой меланосомы увеличивается до 22-25 км.
На Памире этот слой имеет мощность 25-30 км. Значительное присутствие сиалического материала в толщах архея - протерозоя (нижнего) в пределах Гиссара, Памира, Каратегина и срединных массивах, указывает на наличие гранитоидов в слоях архея (3,3-3,5млр.лет).
Раздел Мохо погружается с севера на юг, мощность коры в пределах Памира - 75 км. Прорывные процессы, которые происходили в пределах Памира, Южного Тяньшаня в период с карбона до юры, свидетельствуют о процессах нагнетания масс в область Памира, Курамы базальтов, а в область к востоку от Кумбельского, Каратау - Памирского разломов флюидов и магм кислого состава (Зона Чаткала, Алая, Кокшааля, Памира). Т.е. увеличение мощности коры в пределах юго-запада Курамы (до59км.), Ферганы (до 50 км.) и на Памире до 75 км. Везде мощность увеличилась на 10 км. Это произошло за счет базальтовой мантийной выплавки (эффект подслаивания). Нечеткие границы раздела отмечают Н.К. Булин и Е.А. Проняева для перидотитового слоя на Памире и Каратегине, что свидетельствует о высокоподнятой кровле астеносферы в этих районах. К востоку от Памира раздел Мохо залагает на 65 км, , а к западу на глубине от 38 до 45 км. (юго-запад Гиссара), под Центрально - Каракумским сводом - на глубине 38 км.
В период 3,3-3,5 млр. лет наряду с образованием гранитоидов происходили излияния лав основного состава, остатки которых установлены в Северных Кызылкумах и Каракумо - Таджикском регионе (О.М.Борисов).
Плюмовые процессы фемического и сиалического типов связываются с фактором высоких температур и степенью проницаемости коры, а точнее с фактором экранирования областей коры. В таких областях происходит изменение температуры в сторону ее повышения. Например, система образованная гидросферой - базальтами и перидотитами. В областях тектоносферы, перекрытых такими системами, происходит увеличение астеносферы и перегрев верхней мантии, вследствие действия фактора высоких температур - проявляется эффект экранирования. Волновые эффекты, происходящие в волноводе, усиливают эффект экранирования. В условиях перегретой мантии флюиды не несут кремний и щелочи, т.е. процесс гранитизации невозможен (В.В. Белоусов).
В допротерозойское время развивались, в большей мере, зоны спрединга меридионально-широтного простирания. Зоны приоткрывания способствовали активным процессам магмообразования и излиянием магм на поверхность - происходил процесс формирования коры. Система Земли работает в автоколебательно-ротационно-плюмовом режиме.
Возраст главной фазы складчатости и метаморфизма по данным свинцово - изотопного метода по породам Каратегина и Юго-западного Памира, равен 2,5 млр. лет и совпадает с возрастом аналогичных образований Карелии, индии, Китая, Северной Америки.
Ю.А. Косыгин (1972) в пределах 3,3 - 2,5 млр. лет выделил кивантиний . В это время на всех материках геосинклинали дифференциированы и залегали на кристаллическом фундаменте алдания. Наиболее древние на южном Памире отложения горанской и тахдаринской свиты архейского геосинклинально-складчатого комплекса. Породы представлены кристаллическими сланцами и гнейсами (сиаль), с прослоями и линзами амфиболитов, кварцитов, мраморов, кальцитофиров и эклогитов, чарнокитов. Тела метагипербазитов и метабазитов имеют подчиненное значение. Более широко развиты тела мигматит-гранитов и гнейсо-гранитов (Абдуллаев 1975).
Архейский возраст комплекса основывается на присутствии водорослеподобных ископаемых сходных с микрофоссилиями с Вазиленда Южной Америки (Лопухин, Моралев 1971).
По мраморам свинцово-изихронным методом определен возраст - 2600-2400млн. лет, по биотитовым гнейсам - 2500-2900 млн. лет (Рудник 1970, архей-нижний протерозой).
По О.А. Богатикову, более легкоплавкое вещество лейкосомы легче перемешается при высокотемпературном (особенно водном ) амфиболитовом метаморфизме, создавая, тем самым, впечатление большей древности меланосомы.
Породы архея Юго-западного Памира метаморфизованы в амфиболитовой и гранулитовой фации метаморфизма, что указывает на более древний возраст лейкосомы.
Гранулито-эклогиты, так называемые "базальты" и слой с нечетким контактом подстилают образования архея. По О.А. Богатикову они должны иметь более молодой возраст. Эти образования в блоке имеют массивную штокообразную форму и отвечают по составу плагиоклазитам и габброидам ( Vp =6,6 - 6,9 км\с) по О.М. Борисову. По преобладающим породам этот слой является эклогито-гранулито-плагиоклазовым ( Ахмеджанов).
Высокотемпературному ультраметаморфизму, диафторезу и эклогитизации данный слой подвергся в предрифейское время, в ордовике и триас - юрское время (в периоды возникновения избыточных давлений и температур со стороны мантии).
В нижней части слоя присутствуют породы со скоростями 7,4 км\с - пластовидные тела. Присутствующий здесь титаномагнетит имеет температуру образования 900о С. Данные глиноземистые породы недосыщены кремнеземом (ксенолиты из трубок взрыва). Низкотитанистые базальты отмечены в Кураминском срединном массиве, где базальты внедрялись в раздел Конрада по Кумбельской системе разломов. Внедрение базальтов происходило многократно. В результате образовалась разновозрастная толща мощностью до 30 км. Образованные тела отвечают основному составу и раздваиваются по гипсометрии залегания в Среднесырдарьинском районе. Собственно базальтовое тело внедряется в гранитоиды (или было образовано в период формирования гранито-метаморфического слоя). Мощность к северу уменьшается с 10 км. до сотен метров, мощность нижнего слоя уменьшается к северу с 20 до 15 км. Общая максимальная мощность меланосомы 90-40 км. Нижние гарнулито-эклогито-плагиоклазы увеличивают свою мощность от Арала-15км. Фергана-22км. до Памира-25-30км.
Таким образом, фиксируется два магмовыводящих канала в пределах Памира и в пределах Кураминского срединного массива, располагающегося к северу от Памира. Во времени и пространстве магмообразование происходило в направлении с юга на север. Структуры Тянь-Шаня также формировались с юга на север, т.е. происходит миграция энергетического центра с юга на север.
Такая высокая магмапродуктивность, как отмечают Р. Уайт и Д. Маккензи (1995), не может быть обеспечена плавлением на уровне литосферы, а требует привнесения материала из более глубоких горизонтов мантии.
В результате деформации энергомассопотоком верхней тектоносферы сформировались резонансно-тектонические структуры, подчиненные архейскому меридиональному плану деформации. С архея до неогена структуры Памир-Тяньшаньского блока развивались унаследованно. Периоды восходящих движений коры сменялись ее деструкцией, которая происходила вследствие возникновения избыточного напряжения под областями консолидированной коры. В результате изменения значений параметров P-T происходило изменение эндогенного режима работы автоколебательной системы Земли, в результате чего образовалась кора гетерогенного типа. Активность мантийных процессов отражается характером границ сейсмических разделов и мощностями слоев коры и литосферы.
С рифея более проявленными становятся северо-западные и северо-восточные простирания нарушений (сдвиго-надвиговая тектонопара), но интрузии внедряются в основном по широтным и меридиональным разломам и в меньшей степени по северо-западным и северо-восточным структурам тектонических нарушений. Нечеткие границы раздела для перидотитового слоя фиксируются под южным Тянь-Шанем и Памиром (Н.К. Булин, 1971г.). Под Памиром уменьшается мощность перидотитового слоя и увеличивается мощность астеносферы под воздействием фактора высоких температур, которые повышаются под Памиром под воздействием энергомассопотока, исходящего из глубоких мантийных сфер.
В период 3,3 - 3,5 млрд. лет начал формироваться гранитно-метаморфический слой. В диоритовом слое присутствуют тела гранитоидов. Процесс гранитизации начался на юго-западном Памире - Южно-Памирский срединный массив.
Процесс гранитизации происходил в направлении с юга на север интенсивнее, чем с севера на юг. К югу от выступа русской платформы, на котором фиксируются Северо-Устюртский срединный массив архея, погребенный толщей осадков в 12 километров, располагаются 12 крупных срединных массивов, что указывает на высокую степень процессов, связанных с поступлением флюидов в кору. В результате чего образовалась мощная гетерогенная кора, то есть автоколебательная система Земли работает в ротационно-плюмовом режиме, интенсивность которого проявляется в большей мере от 400 с.ш. и до экватора.
Диоритовый слой (7 км) с лавами основного состава типа плато-базальта фиксируется геофизиками (Каракумо-Таджикский регион и Кызылкумы; О.М. Борисов). Диоритовый слой по составу более отвечает гранодиоритам (Андреев, 1964г.). Массивные тела редкие, строение его в основном слоистая (Е.М. Бутовская), отмечаются тела чарнокитов и плагиоклазитов, в верхней части мигматит-граниты. Слой часто прорывается телами массивного сложения (гранитоиды).
Перекрывающие базальты метаморфизованы в амфиболитовой фации.
Как отмечает О.А. Богатиков, что более легкоплавкое вещество лейкосомы легче перемещается при высокотемпературном (особенно водном) амфиболитовом метаморфизме, создавая, тем самым, впечатление большей древности меланосомы.
Подстилающий слой отвечает составу эклогито-гранулито-плагиоклазитам. Мощность у Арала - 17, в Фергане - 22, и в пределах Памира - 25-30 км.
Слой сложен телами штоково-залежной формы (V1=7,4 км/с и до 6,6 км/с - верхи разреза; Ахмеджанов).
В блоке широко развиты трубки взрывов на юге, что доказывает прорывной характер процессов (пермь, юра, мел; исследования Г.С. Семенова, Баратова, 1971).
Погружение раздела Мохо происходит с севера на юг и с запада на восток. Так, под Туранской плитой, раздел Мохо на глубине 38-39 км., под Кураминским срединным массивом (ю-з) - на глубине 59 км., а на Памире - на глубине 75-80 км.
Кумбельская система разломов (с-з) разделяет Кураминский блок на юго-западную и северо-восточную зоны. В северо-восточной зоне раздел Мохо на глубине 52 км. (ю-з - 59 км.). На востоке, за ферганским разломом (ю-з Кокшааля) раздел Мохо на глубине 65 км., а к западу, под Памиром - на глубине 75-80 км. К западу от Памира - под Каракумо-Таджикским краевым массивом раздел Мохо на глубине 38-45 км. (под вулкано-плутоническими зонами: Каракумо-Гиссарской и Кызылкумо-Ферганской и Среднеазиатской).
Вулканические дуги в Средней Азии по исследованиям В.Ф. Белого, Ю.В. Комарова, Л.П. Красного, Э.Н. Эрлиха, связано с развитием геосинклинальных трогов, с развитием срединных массивов и краевых массивов (краевые выступы древних платформ), а также с зонами глубинных разломов корового типа.
Все вулканические дуги возникали в периоды восходящих движений коры, которые связываются с возникновением избыточного напряжения в период активизации мантийных процессов (предрифтовая стадия геосинклинального развития, располагаются к северу от Памира). В этот период начинается вулканическая деятельность - возникают вулканические дуги широтно-северо-западного направления и реже меридионального и северо-восточного. Магма в основном кислого состава. Ее излияния происходили в антидромной последовательности (от кислых до основных). В области Кураминского срединного массива пересекаются вулканические дуги широтного северо-западного и северо-восточного направлений. Узел пересечения разломов определяет область высокой степени проницаемости коры, в связи с чем здесь магмообразование происходит особенно интенсивно. Изверженные и интрузивные породы здесь доминируют над осадочными. Кумбельская система с-з простирания является магмовыводящей. Мощность коры здесь 59 км., гранито-гнейсовый слой - 20 км., гранулито-эклогито-плагиоклазитовый слой составляет около 35 км., на которых залегает мантийная базальтовая выплавка (оливин, титаномагнетит) - базальты метаморфизованы (V=6,5 км/с), в нижней части и гранулито-эклогитов на глубинах 55-70 км. имеются породы VP=7,4 км/с, то есть фиксируется слой базальтов из глубоких слоев мантии. Разломные зоны фиксируемые реками (с-з) Амударья и Сырдарья, располагаются к востоку от вулканогенно-плутонических зон, то есть в данном случае проявляются зоны Заварицкого-Вадати-Беньофа, простирающиеся в северо-западном направлении от Казахстана до Копетдага, таких зон три.
Породы, отнесенные к эклогито-гранулито-плагиоклазитам, очевидно, отражают слой, образованный и затем подвергшийся глубокой метаморфизации первичной земной коры. В районе Чаткала и Курамы, на юго-западе блока есть области, где граниты перемежаются с базальтами.
Интенсивность магмообразования возрастает в пространстве и времени с юга на север.
На это указывает мощность коры. С юга на север образуется надсубдукцонные резонансно-тектонические структуры. В этом направлении образуются и мощные магмовыводящие каналы, такие как Кураминский срединный массив, то есть происходит миграция в пространстве и времени с юга на север избыточного подкорового давления, вулканических дуг, деструкции кристаллического фундамента, процессов рифтогенеза. Глубинные тектонические процессы, сопровождаются миграцией осадочных отложений и регрессией морского бассейна от областей развития сводовых поднятий в сторону северо-востока или севера.
Сводовые поднятия в данном случае образовывались в результате активизации мантийных процессов в архее-нижнем протерозое - формировался гранито-метаморфический слой, образование которого завершилось в предрифейское время образованием батолитов гранодиоритов. С данным процессом связывается образование сводовых поднятий и прогибов, разделяемых зонами глубинных разломов. Процесс формирования сводовых поднятий сопровождается формированием глубоких впадин и образованием тектонических резонансных структур (локальных). Формируются области сноса и области осадконакопления. Снос осадков происходил в пределах Памир-Тяньшаньского блока с запада на восток. В этом же направлении происходили процессы, связанные с образованием магматических тел, приоткрывание разломов, даже северо-восточного простирания, на востоке проявлен в большей мере (по системе разломов, контролирующих Кокшаал-Хантенгри, зафиксированы залежи серпентинитов - по Кнауфу, 1972г.).
Трансформация сводового поднятия в щитовое, а затем в прогиб (впадину) происходило 1400 млн. лет (Каракумо-Таджикский регион; О.М. Борисов, М.А. Ахмеджанов). Северо-Устюртский центр гранитизации (архей) погребен рифейской толщей известняков и последующими осадками палеозоя, мезозоя и кайнозоя, отражающих регрессию морского бассейна в восточном направлении, то есть с палеозоя на западе региона начинаются восходящие движения коры.
Складчатые структуры контролируются пересекающимися линейными нарушениями, которые унаследуют древние структуры. Последние установлены в результате дешифрирования космических снимков О.М. Борисовым и Глух (1976г.).
Современные структуры блока тесно связаны с разломами и блоками докембрийского основания.
Необходимо отметить, что для каждого этапа развития намечается оживление только определенной пары субперпендикулярно расположенных разломов. Такая закономерность впервые обнаружена А.И. Суворовым (1964г.) при анализе крупных разломов Казахстана и Средней Азии. Им установлено, что разломы северо-восточного направления характеризуются надвигами; разломы северо-западного направления - сдвигами, которые сочленяются под прямыми или тупыми углами и образуют динамические пары (тектонопары).
Крупный узел пересечения глубинных разломов располагается в области Памира-Алая-Кокшааля. Здесь пересекаются Ферганский (с-з) и Атбаш-Иныльчегский (с-в), Южно-Ферганский (широтный) разломы. Кора данной области имеет высокую степень проницаемости. Приоткрывание разломов в ордовике и нижнем карбоне (с-в) способствовало внедрению офиолитового комплекса в зону южно-Ферганского разлома (широтное простирание). В нижнем карбоне разломы северо-восточного простирания (надвиги) стали вместилищами серпентинитов, затем по зоне северо-западных разломов внедрялись гранитоидные интрузии в среднем и верхнем карбоне (зона региональной трещиноватости Скарятина). Пермские щелочные сиениты по зонам разломов северо-восточного направления внедрялись в перми.
По данным Н.А. Белявского (1974г.) с Атбаши-Иныльчегским разломом совпадает один из самых значительных градиентов нарастания мощности земной коры, которая под юго-западным Кокшаалем достигает 65 км.
По северо-восточному разлому кембрийские метаморфические породы надвинуты на силурийские (Е.Н. Зубцов). Активное развитие Атбаш-Иныльчегского разлома устанавливается с раннего селура. По В.Н. Кнауфу (1973г.) разлом является не только границей тектонически различных областей, но является также линией раздела территорий с разными типами строения коры: к северу мощность гранитного слоя больше, чем мощность эклогито-гранулитового, к югу от разлома - наоборот (по В.Н. Кнауфу).
Это однозначно указывает на архейский возраст Тарима.
К югу располагается Таримский краевой массив (срединный массив по Лейксу). На северо-западе от узла пересечения располагается Кураминский срединный массив ("ядро" по В.И. Попову), где мощность коры достигает 59 км., а нижний эклогито-гранулитовый слой достигает 40 км. В гранитах, в подошве и кровле - базальты (перекрывают подслой диоритов 1,5 км.).
Таримский массив перешел в фазу платформенного развития (низменность), а Кураминский срединный массив существует как поднятие с архея, что указывает на направленность развития эндогенных процессов с юга на север, северо-восток.
В палеозое трансгрессия морского бассейна происходила с востока на запад. Так, к северо-востоку от линии Николаева, вулканиты северного Тянь-Шаня образовывались в субмаринных условиях и относятся и относятся к известковощелочному типу. По составу они образуют вариационную кривую от основных базальтов до андезитов и дацитов. К югу щелочность и количество кремния возрастает (Памир).
Верхне-ордовикская вулканическая деятельность в пределах блока способствовала образованию вулканических зон, отражающих эндогенные процессы дифференциации вещества от эпицентра (Памир) к периферии (север) в астеносфере. Так, с юга на север, зоны представлены петрохимическими формациями (от Памира на север): липаритовый, липарит-базальтовый, оливин-базальтовый (офиолитовый пояс), андезитовый, известково-щелочной, кремнисто-сланцевый. Волна кислого вулканизма по мере усиления нагнетания масс вещества продвигалась во времени с юга на север - от Памира к северу и северо-востоку.
Так, в среднем ордовике, выбросы кислой магмы происходили на Памире; в верхнем ордовике - по северной окраине Каракумо-Таджикского щита; в нижнем девоне - в восточной части Сырдарьинской антиклизы (Ахмеджанов).
Этот факт указывает на формирование структур типа зон Беньофа северо-западного и широтного простирания, в результате возникновения избыточного давления со стороны мантии, которая выразилась процессами деструкции коры и вулканической деятельностью. Происходит образование впадин (девон) вдоль разломов (резонансно-тектонические структуры). Впадины заполнялись карбонатными осадками. Среди разломов на юго-востоке развиты крутые надвиги и взбросы. Кураминский срединный массив воздействует на вмещающую среду и в результате формируются серии резонансно-тектонических структур.
Мантийные выплавки меланосомы - эпоха формирования "диоритового" слоя завершилось широким излиянием лав основного состава (типа плато-базальтов), которые фиксируются (О.М. Борисов) в Северных Кузылкумах и Каракумо-Такжикском регионе m=1,5 км, базальты метоморфизованы. По А.В. Покровскому (1974) первый этап метоморфизма в регионе (ПТБ) выразился в прогрессивном региональном метоморфизме эпидот-амфиболитовой фации (2,5 млр. лет). Очевидно и еще древние базальты в эклогито-гранулито-плагиоклазитового слоя.
В нижнем протерозое образовалась толща основного состава (от 1,5 до 4 км), метоморфизованная в эпидот-амфиболитовой фации.
К древним относятся (по В.А. Хохлову) серпентиниты и метобазиты Ю-З Гиссара (пластовые тела; докембрий), района Кана (Памир).
В Гарме и Араване имеются додевонские серпентиниты (Т.Муминов).
К нижнему карбону отнесены серпентиниты Кокшааля, Северной Ферганы, Гиссара, Кана, Букантау (Г.С.Поршняков). Базальты всегда ассоциируются с серпентинитами (И.С.Хамрабаев).
О наличии процессов деструкции коры свидетельствуют позднеордовикская щелочно-оливин-базальтовая формация, известная в Букантау, Нуратау, Южной и Северо-Восточной Фергане. Л.Е.Вишневский, установил этапность формирования афиолитовой ассоцииации:
1. Основание разреза сложено верлитами и сопутствующими габброидами;
2. Основные породы с железорудной пачкой залегают на размытой поверхности габброидов и гипербазитов. Преобладают пикритовые порфириты, диабазы;
3. Выше залегают диабазы, спилиты.
4. Комплекс офиолитов завершает габро-диабазы, которые перекрываются кремнисто-вулканогенными образованиями (с радиоляриями).
Южнее гипербазитового пояса, в пределах Северного склона Туркестанского хребта, широко развиты круто залегающие дайки и пластовые интрузивные тела диабазов и габбро-диабазов, приуроченные к терригенным толщам силура-раннего девона. Мощность - первые сотни метров.
В результате растяжения коры в верхнем ордовике-силуре - раннем девоне сформировалась океаническая впадина (рифтовая долина), которая заполнялась продуктами вулканической и интрузивной деятельности (гипербазит-габбровый комплекс) силура-нижнего девона, представляющего собой меланократовый фундамент, на котором развились надсубдукционные структуры Южного Тянь-Шаня. Данные структуры имеют резонансно-тектоническое происхождение т.е. связываются генетически с автоколебательной системой Земли и стационарным энергетическим центром.
В венде (докембрий) отмечается излияние оливин-базальтовой магмы (Ахметджанов-Борисов).
В начале среднего карбона по зонам систем разломов формируются покровы диабазов, внедряются тела пикритов, гипербазитов и габбро.
К концу верхнего карбона приурочено становление четырехфазных гарполит-лакколитовых тел гранитоидов. К концу нижней перми - субщелочных тел кислого состава и даек субщелочных ламирофиров и диабаазов.
В нижнем карбоне к югу от Кураминского массива формируются локальные резонансно-тектонические структуры, сложенные из диабазов и флишоидной фации (что доказывает, что жесткие массивы являются генераторами упругих волн).
Важно отметить, что в пригеосинклинальной зоне Каракумо-Такжигского массива (жесткая масса) т.е. его краевой резонансно-тектонической системе, как на севере, так и на юге накапливался один и тот же ряд формаций, который налегает непосредственно на фундамент архея, и представлен терригенно-вулканогенными образованиями карбона и перми. Этот факт указывает, что область Памиро-Тянь-Шаньского блока все время испытывало давление со стороны мантии.
Каракумо-Таджикский активизированный выступ платформы (краевой массив), соединяется через Алайскую долину с Таримом. Структуры Памиро-Тяньшаньского блока развивались в пространстве и времени (с юга на север, с архея и до ныне) не переходя в платформенную стадию развития, расширяя свои границы, о чем свидетельствует узкий "перешеек" кристаллического фундамента (реликт), соединяющий Каракумо-Таджигский массив с Таримским краевым выступом Китайской платформы, которая на юге соединяется с Индийской. Зоны систем глубинных разломов делают структуры блока обособленными. Расширение границ блока происходит за счет нагнетания масс вещества из глубоких мантийных сфер.
Характерное строение Каракумо-Таджикского-Афганского выступа - двучленное строение - фундамент (архей) и чехол (карбон-пермь). Восходящие движения коры области ПТБ является преобладающими.
Триас-юрские вулканиты основного состава развиты на границе Северного Памира. Трубки взрывов базальтоидов установлены в Предкопетдагском прогибе. Триас-юрские трубки взрывов (И.В.Мушкин) обнаружены на западе и юге южного Тянь-Шаня - Южные Гиссары, Нурата (щелочно-базальтовая формация), выявлены интрузии щелочных базальтоидов (терлит-парфиры, камптониты, слюдяные пикритовые порфириты).
На востоке срединного Тянь-Шаня выявлено щелочно-базальтовая формация, представленная банакитами и трахибазальтами. В северном Тянь-Шане обнаружены дайки пикритов, комптонитов, оливиновых базальтов, мончикитов.
Триас-юрский магматизм способствовал проплавлению гранитоидов. От Копет-Дага с юга-запада на северо-восток развивались андезито-базальтовая формация, в южном Тянь-Шане и Памире - щелочно-базальтовая, а в северном Тянь-Шане - формации щелочных габброидов и базальтоидов. Тела интрузии и трубки взрывов локализуются по зонам разломов (в межгорных впадинах). Интрузии (штоки, дайки) развиты в областях Таласа, Кокшааля, Присонкулья. В палеогене формируются поднятия и прогибы в пределах Такжикской депрессии, образуются крупные надвиги. Позднеальпийская магматическая деятельность в ПТБ неизвестна. Реальное предельное значение гипсометрического размаха, фиксированное на поверхности Земли равно 19,882 км. Оно определяется двумя экстремальными значениями: предельной высотой гор, равной 8848м, и наибольшей отметкой глубины океанического дна, равной 11034 м (Марианская впадина). Вращающаяся Земля, представляя автоколебательную систему, имеет набор собственных колебаний, которые порождают единую всеземную систему стоячих волн, каждая из которых представляет собой генератор, и волна всегда готова к резонансу.
Впадины образованы в юра-мел-палеогеновое время имеет глубину 8-9 км. Горообразование имело место в конце среднего протерозоя, венде и в мел-палеоген-неогеновый периоды. Очевидно, что процессы горообразования проявлялись циклично с момента начала работы системы Земли в автоколебательно-ротационно-плюмовом режиме.
В мел-палеогеновый период в западдной части формируется поднятия полигональных очертаний - Корабогазгольская, Центрально-Устьртское, Центрально-Кызылкумское, разделенные синеклизами Северо-Устюртской, Сырдарьинской, Амударьинской. Процесс связывается с ротационно-плюмовым режимом. Направленность процесса в палеозое и мезо-кайнозое с востока на северо-запад (процессы магмообразования в связи с поступлением в кору флюидов и магм). Иными словами происходит перераспределение потоков флюидов во времени и пространстве. Процесс происходит в направлении с юго-востока на северо-запад. Энергомассопоток поток поступал из области Памиро-Алая.
Анализ показывает, что в начале формируются структуры, распологающиеся вдоль зон крупных разломов, таких как Талассо-Ферганский, Каатау-Памирский, структурная линия Николаева, - под интенсивном воздействием мантийных процессов (энергомассопотока) и проявления резонансных эффектов, в короткое время входят антиклинорный этап развития. Примером является формирование Каратау-Чаткал-Нарынской краевой системой, которая распологается к западу и югу структурной линии Николаева. Структуры краевой системы в раннем палеозое испытали фазу сжатия. Формирование прогибов связываются с миграцией больших масс вещества, которые погружаются в недра. Происходит перемещение вещества под воздействием фактора высоких температур из частично консолидированной области, обладающей низкой степенью проницаемости, в область высокой степени проницаемости коры, т.е. в сторону области с низким давлением.
Д.В. Наливкин (1962) первый в современных орографичеких сооружениях Средней Азии установил двойственность: каждая горная гряда отличается от другой временем и интенсивностью проявлением фаз складчатости.
В.И. Попов (1938,1964) различал рельеф тектонических структур и геоморфологический тектонический с режимами горо- и равнинообразовательными. При этом он считал горообразовательные процессы первичными, а складкообразовательные - вторичными, производными от первых.
Н.П.Васильковский (1952,1960) полагал, что складкообразование - первичное явление, обусловливающие горообразование.
Процесс горообразования (орогенез) начинается в геосинклиналях после проявления главной фазы складчатости (фазы сжатия) и не всегда повсеместно на их месте создаются горные сооружения. Горообразовательный процесс может проявляться автономно, одновременно охватывая бывшие геосинклинали и платформы (А.Л. Яншин, В.Е. Хаин, В.В. Белоусов, Ш.Д. Давлятов).
Автоколебательно-ротационно-плюмово-флюидальный режим работы системы Земли предопределил процессы горо- и складкообразования.
Волновые эффекты, возникающие в результате наложения на общеземную систему стоячих волн, генерируемых местными источниками, являются причиной возникновения интерференционной решетки являющейся основой, определяющей расположение образующихся структур. Нагнетание масс вещества, которые подвергается структурированию, происходит посредством энергомассопереноса (энергии упругих волн) как по радиали, так и по латерали.
Образуются структурированные зоны скучивания вещества. Размещение структур в полигональном блоке подчиняется определенной закономерности. Блоки имеют тенденцию к разрастанию по зонам разломов - образуются вулканические дуги, которые характеризуются волновым строением. Развиваются вулканические дуги в сторону деконсолидированного мантийными процессами фундамента.
Так, процессы деконсолидации кристаллического фундамента начался уже со среднего протерозоя и проявился в виде заложения структурной линии Николаева и подвижками блоков по разломам, т.е. оживление последних. Дальнейшее возникновение избыточного подкорового напряжения приводит к процессам магмообразоваия. Этот процесс выразился заложением в среднем рифее Улутау-Чаткал-Нарынской вулканической дуги (Гаретская, 1968). Заложение вулканических дуг в Средней Азии происходило в направлении с востока на запад и с юга на север, что связывается с движением волны смещения в коре и астеносферном слое, бегущей в западном направлении в сторону вращения Земли. Данный процесс сопровождается деструкцией коры (рифтогенезом или спрединг процессами, либо образованием зон субдукции). Возрастает вулканическая деятельность (с востока на запад и с юга на север), затем формируются тела интрузий (процессы метаморфизации), закшладываются структуры типа Беньофа. На последних этапах в формирующиеся надсубдукционные структуры внедряются гранитоиды. Гидротермальные процессы и рудогенез завершают эпоху горообразования.
На поверхности Земли процесс гранитоидного и базальтоидного плюмообразования менее проявлен в период пенепленизации, когда кора становится частично консолидированной. В этот период формируются глубокие впадины и прогибы, заполняющиеся осадочным материалом.
Эпицентр воздействия энергомассопотока - область Памиро-Алая располагается в области пика общеземной стоячей волны, которая совпадает с пиком волны, генерируемой стационарным энергетическим центром, залегающим на глубине 500 км.
Наложение когерентных волн вызвали волновые эффекты (интерференция, резонанс), что привело к формирования поднятий и прогибов. Происходит процесс активного горообразования. От эпицентра (Памир) на север образуется закономерно унаследовано располагающиеся современные горные сооружения Памиро-Тяньшаньского блока.
Цикличность эндогенных процессов характеризуются одновременным проявлением эндогенных процессов разной степени интенсивности на поверхности системы Земли. До рифея более приоткрытой была система разломов раздвигового типа - широтно-меридиональная, которая способствовала интенсивному магмообразованию путем зонного плавления - формировался т.н. магматический океан, который разделялся зонами высокой степени деформации на блоки.
Результаты цирконометрии (В.А. Ермаков) свидетельствуют об образовании коры протосиаля (серые гнейсы или тоналиты, трондъемиты, гранодиариты) произошло в первые пятьсот миллионов лет.
Метапороды основного и ультраосновного состава имеют возраст архей - протерозой. Превые афиолиты имеют возраст менее 2,7 млр. лет. Фиксируется повсеместное налегание пород зеленоакаменых поясов на комплексы сиалической коры. В архее скорость осевого вращения была менее 10 часов (М.З. Глуховский, В.Н. Жарков, Ю.Н. Авсюк), в связи с чем в экваториальных широтах (±35o) под воздействием центробежных сил в режиме мантийных плюмов происходило зарождение коры сиалического состава (М.З. Глуховский), а также формирование зеленокаменных поясов первого поколения - Барбертон и Пилбара (3,4-3,2 млр. лет) (Kolger, 2006). Зеленокаменные пояса второго поколения (3-2,7 млр. лет) формировались в режиме быстрого осевого вращения. Процесс сопровождался деструкцией коры. В протерозое (2,5-1,9 млр. лет) происходят процессы деформации коры, сопровождающиеся внутрикоровым и мантийным магматизмом и высокотемпературным метоморфизмом. Т.о. к середине протерозоя сформировалась кора магматического происхождения (В.А. Ермаков).
На юго-Западе Памира комплекс пород Актюзской серии определён как архейский, в котором есть водорослеподобные ископаемые сходные с микрофоссилиями Свазиленда Южной Африки и Додарварского комплекса раннего архея Сиванганга Индии.
Развитие системы Земли, ее геологического пространства, подчиняется физическому закону, по которому это пространство неизбежно делиться зонами высокой степени деформации на блоки. Зоны высокой степени деформации - это есть зоны систем глубинных разломов четырех основных направлений (регматическая сеть разломов). В начале ослабленные зоны представляют собой отрицательные формы: прогибы зон тектонических нарушений; рифтоподобные структуры; передовые прогибы. В первых широко развивался инициальный магматизм (вулканогенно-осадочный тип разреза), во втором типе - формировался карбонатно-терригенный разрез, в передовых прогибах накапливался терригенно-корбанатный тип разреза.
Прогибы разного типа возникали под воздействием деформирующего энергомасспотока, исходящего из глубоких мантийных сфер. Вблизи эпицентра возникали рифтоподобные структуры (прогибы - Южный Тянь-Шань); на периферии - прогиб, охватывающий систему зон глубинных разломов - образовался Северный Тянь-Шань. Сформировались и передовые прогибы - Предсеверопамирский, Нарынский и Предюжнотяньшаньский. Геосинклинальные образования рассматриваются как резонансно-тектонические структуры, унаследовано развивающиеся в силу наличия в глубоких мантийных сферах стационарного энергетического центра, работающего под воздействием постоянно поступающей энергии со стороны ядра и под воздействием постоянно действующей силы гравитации. Стационарный энергетичесмкий центр работает в автоколебательном режиме.
Изучение характера деформации поверхностей кристаллического основания Северного и Южного Памира показало, что поверхность дислоцирована слабо (Кухтиков, 1973). Такая же простота дислокаций докембрия отмечена В.В. Киселёвым и В.Г. Королевым (1972) в Северном Тянь-Шане, В.И. Кнауфом (1973) - в основании структур Нарына и Кокшаала, В.А. Ахмеджановым - в Южном Тянь-Шане. Всеми исследователями отмечается дробление фундамента и дифференцированное перемещение блоков. Структуры палеозоя под небольшим углом секут структуры докембрия. В тоже время они унаследуют простирание прогибов, заложенных в рифее - нижнем палеозое, как краевых, так и внутриплатформеных (О.М. Борисов).
Т.е. наблюдается смена этапов деструкции коры эпохами проработки коры энергомассопотоком. Деструкция коры происходила по причине возникновения избыточного подкорового давления со стороны мантии.
На юго-востоке, за региональной зоной дробления (к востоку от Памира и Куэнь-Луня и к югу от Кокшаала) располагаются приконтинентальные орогенные массивы (по В.И. Попову), не переработанные геосинклинальным орогенезом, квазиплатформенные покровы приконтинентальных и геосинклинальных массивов (Тарим).
На северо-западе, за Ферганой, распологается Кураминский массив. Кураминский и Таримский массивы отличаются от геосинклинальных областей юго-запада (Памир) и северо- востока (Южный и северный Тянь-шань), тем, что мощность базальтового слоя у них превосходит мощность гранитного.
Обозначенные структуры разделены Таллассо-Ферганским (С-З), Южно-Ферганским (Ш), Иныльчек - Адбашинский (С-В), Каракорум-Памирским (С-З), Каратау-Памирским (С-З) разломами. Древние структуры Тарима перешли в платформенную стадию развития и представляют собой "жесткую массу", которая являясь генератором упругой волны активно влияла на формирование структур Кокшаала и на проницаемость коры области Памиро-Алая и узла пересечения вышеназванных разломов.
Кураминский срединный массив с архея существует как поднятие (А.П.Титова), Тарим, очевидно, древнее, т.е. намечается направление процесса магмо и структурообразования - с юго-востока на северо - запад. В северо-западном направлении (включая Памир) выделено В.И.Поповым 12 ядерных зон. Такие области являются высшей степени проницаемой для флюидов.
Блоковую структуру и высокую степень проницаемости для растворов и магм определяют парные разломы развитые в пределах срединных массивов.
Парными разломами принято называть пару субпараллельно расположенных линейных разломов между которыми располагается зона высокой степени подвижности и проницаемости и отражает положение глубинного разлома, пересекаясь зоны разбивают кору на блоки.
Подвижки по разломам приводят к деформациям, т.е. эти зоны имеют тенденцию к развитию. Зоны имеют северо-западные и северо-восточные простирания и образуют сдвиго-надвиговые динамопары. Впервые в Средней Азии выделили отрезки парных разломов в Южном Карамазе (Моголтау) (Курусай -Окуртауский и Северо-Моголтауский). Затем в 1989 г. были выделены еще девять парных разломов на всей территории Кураминского хребта (В.Н. Устьянцев, 1989), и найдены их продолжения по всей Чаткало-Кураминской зоне. Парные разломы установлены в Карачатаре (Улутауский) и Букантау (Букантауский). Видимая их протяженность десятки и сотни километров.
Парные разломы представляют собой шовные зоны между двумя положительными и отрицательными блоками. В парном разломе различаются главный оконтуривающий шовную зону разлом и второстепенный, возникающий немного позже и представляющий основную оперяющую структуру главного разлома. Главный разлом распологается ближе к отрицательной структуре, оперяющий - к положительной. Падение основных плоскостей разломов - под положительные структуры. Активно развиваются парные разломы стали с рифея, до этого времени наиболее проявлены были широтные и меридианальные направленя (разрывной, раздвиговый тип нарушений). Парные разломы тесно связаны с литосферой и в частности, с астеносферой, на это указывают интенсивные проявления магмо- и рудогенеза, выделение флюидов. Земная кора в области развития структур срединных массивов достигает 60 км.
Взаимопересикаясь парные разломы разбивают Земную кору на "элементарные" блоки (12x12 км, для срединных массивов). Генезис парных разломов связан с автоколебательной системой Земли. Наиболее проявлены они становятся с рифея. За счет постоянных блоковых движений количество трещин в парных разломах простирающихся параллельно основному сместителю увеличивается, что приводит к увеличению мощности этих разломов и степени их проницаемости.
Проведенные С.М. Кравченко исследования позволили установить размерность "элементарных" блоков Земной коры, определяющих локализацию вулканических центров, совпадение результатов для различных регионов рассматривается как свидетельство влияния на локализацию вулканических центров планетарных закономерностей.
| Расстояние между центрами (км) |
Радиус блока (км) |
Площадь элементарного блока (км 2) |
| 4 |
2 |
12 |
| 8 |
4 |
50 |
| 12-12,5 |
6-6,2 |
120 |
Зональность в изменении фации метаморфизма Памиро-Тяньшаньского блока.
С севера на юг переферии к Памиру:
Чаткало-Нарынская зона. Приподняты древние осадочные формации Байкала и др. Внутреннее строение осложнено (Чаткальского звена) цепочкой гранитоидных интрузий уходящих на юго-западе в смежную зону (Манассо-Ангренская цепочка) и с которой пространственно сопряжена максимального развития гидротермальных постмагматических процессов (Кураминское "Ядро").
Для зоны характерны широкие продольные поднимавшиеся и опускавшиеся подзоны, полностью компенсированные, в отличие от Южно-Тяньшаньской складки. Здесь гораздо положе и рассечены чешуеобразными надвигами (по В.В. Галицкому). Как и в Каржантау, фации зеленокаменных сланцев в Чаткале прорваны многочисленными интрузиями гранитоидов, в их котнактах - амфиболитовая фация (биотит-силлимонит).
Кассано-Ашбашинская зона (на юго-востоке от Памира) характеризуется мощными карбонатными (до 12 км) формациями, развитием глубинных разломов несущих базитовые и щелочно-базитовые формации; образованием зеленокаменных метаморфических формаций (глаукофановые формации); в отличие от Ферганской зоны - выдвижением продольных полос гранито-гнейсового фундамента, и преобладает калиевый метасоматоз. Хребет Атбаши (на востоке) - полиметаморфическая зона с прослоями глаукофановой фации - эпидот-амфиболитовой (ставролит, мусковит) и зеленосланцевая. На западе Кассан - амфиболитовые фации (гнейсы), местами зеленосланцевая.
Сырдарьинская цепочка ядер - Кураминское, далее на северо-запад - Арысское-Бельтаусское-Аральское - зарактеризуется как проявление зоны растяжения, зона скучивания - Памир магматизм Кураминского ядра проявлялся полигенно. В сердцевине ядра (Тавасско-Мисканско-Алшыншанская -Калнанишинская оторочка - отличается резким нарастанием мощности карбонатов и общей метаморфизацией. Проявлен зональный высокотемпературный полиметаморфизм не нерасчлененый на фации.
Ферганская зона характеризуется проявлением базитовыми, щелочно-базитовыми, ультрабазитовыми и щелочно-ультрабазитовыми формациями. Выходы фундамента на поверхность отсутствуют. Здесь проявился натровый метасоматоз, связанный с гаукофановой и зеленокаменной фациями. На западе (Нуратау) - пренит - пумпеллиитовая иногда цеолитовая (по диабазовым формациям) фации.
Южно-Тяньшаньсякая зона - кордильернаяя, узкая с некомпенсированным прогибами, с развитием обильных шарьяжей складчатая система. Установлены секущие под острым углом кордильеры поднятия - недоразвитые ядра, окруженные диабазо-порфиритовыми формациями, которые с Туркестано-Алайскими , Нуратинскими гранитоидными интрузиями (карбон-пермь). Амплитуда надвигов и шарьяжей - 15-25 км.
Проявилась зеленосланцевая фация, пренит - пумпеллиитовая цеолитовая фация (по диабазовым формациям).
Магианская зона - узкая полоса вдоль северных склонов Зерафшанского хребта, совими особенностями близка к ферганской и Кассано-Атбашинской. - здесь проявляется гранито-гнейсовый фундамент (Каратегин). Сокращается натровый метасамотоз, развиты глаукофановая и зеленокаменная фации.
Гиссаро-Дарвазское ядро - в северной части развиты мощные гранитоидные интрузии, которые на юге в Дарвазе (близ Памира) почти целиком превращены в зеленокаменные порфироиды порфиритоиды. Вследствие глубокой денудации появились полосы древнего фундамента (гранито-гнейсы). Зона проявления интенсивного постмагматического процесса. Проявлялся зональный высокотемпературный метаморфизм, нерасчлененный на фации, диафторез динамометаморфизм (эклогиты обнаружены А.В.Покровским 1973).
Р.П. Баратов установил, что архейские отложения Ю-З-Памира, подвергались прогрессивному региональному метаморфизму гранулитовой фации, в дальнейшем высокотемпературному диафторезу и ультраметаморфизму, в условиях амфиболитовой фации, повышение давления привело к эклогитизации пород. мощность коры на Памире достигает 70 км. Развит калиевый метасоматоз. Трубок и калиевых щелочных базальтоидов с ксенолитами гранулитов и эклогитов установлены на Восточном Памире (Акимов, Семенов, Дмитриев).
В.А. Магницкий (1968) при изучении физической природы слоя (астеносферы) установил, что слой низких скоростей вызван не столько эффектом геотермических градиентов, сколько эффектом высоких температур и сопровождался частично аморфизацией первичного вещества мантии, но без существенного изменения химического состава.
По подсчетам И.В. Мушкина раннемагматическая стадия щелочных базальтоидов (камптонит-терлит-пекритовая ветвь дифференциации) Южного Тянь-Шаня проходила при 1100-1250o С и давлении 10-15 кБар. В этом диапазоне формировались парфировые выделения магнезиального аливина, богатого энстатиновыми и герцинитовыми компонентами и хромом протопироксена, а также часть шпинелидов (плеонаст, в меньшей мере - хром-пикотит). Снижение температуры до 1000-1100o С вызвало инверсию протопироксена, кристаллизацию основной массы, образование магнетитовых каемок вокруг вкрапленников хромшпинелидов (аналогичный процесс мог происходить в астеносфере в период деструкции Земной коры).
В щелочно-базальтовых трубках Южного Гиссара установлены шпинеливые, оливиновые и гранатовые перексоне, и в меньшей степени - листвиниты и листвинизированные гипербазиты, формирование которых, на основании расчетов термодинамических характеристик происходило при 1000oС и давлении 20 кБар (Баратов, 1970).
А.П. Акимов и Г.С.Семенов (1971) к породам мантии относят ксенолиты кианитовых эклогитов (из трубки Агаджан Восточного Памира, плотность которых 3,2 г/см3.
Таким образом, изменение форм рельефа (от компенсированных на севере к некомпенсированным на юге), развитие интрузивной деятельности, интенсивность которой увеличивается с севера на юг, и с запада на восток, и проявлением метаморфизма, и натрового метасоматоза к северу, а на юге - калиевого, - указывает на то, что эпицентр деформирующего земную кору энергомассопотока находится в пределах Памиро-Алая.
Геофизические особенности строения региона. Во многих регионах России установлены вековые изменения силы тяжести. Однако, измерения с 1950 по 1965 г по пунктам Ашхабад - Душанбе, Ташкент, Алма-Ата, Балхаш установлено, что изменение силы тяжести нет, так как постоянство силы тяжести характеризуется ошибкой ±0,008 млг, то возможная величина изменения ниже этой цифры.
Одной из особенностей Среднеазиатского региона является нахождение его в пределах планетарной аномалии пониженных значений силы тяжести субмеридианального простирания, включающей Западную и Центральную Сибирь, Казахстан, Индию, Центральную и восточную части Индийского океана. Она установлена сотрудниками Института физики Земли АН СССР, путем вычисления изостатических аномалий силы тяжести, осредненных по площадям 1ox1o, и обусловлена обширными плотностными неоднородностями на больших глубинах.
На этом фоне проявлены региональные аномалии с довольно значительными горизонтальными градиентами - до 0,15 млг/км, их амплитуда достигает нескольких десятков миллигал.
Наиболее крупные отрицательные аномалии охватывают Среднюю Азию при плотности Б=-1, мощность слоя (аномалии) больше 500 км на ПамироАлае, 350-500 км в Северном и Южнот Тянь-Шане, Бухаро-Газлинском и Марийском районах, 150-300 км - Ферганской долине и Туранской плите.
В 1936 г. А.Д.Архангельский и В.В. Федынский, предпологали, что под Памиро-Тянь-Шаньском орогене на большой глубине имеет место разуплотнение мантийного вещеста. По расчетам Е.Н. Люстиха, подобное разуплотнение должно быть на глубине 400 - 500 км.
Исходя из того, что тепловой поток здесь на 20o выше, чем в районах положительных аномалий, можно полагать, что аномалии обусловлены изменением плотностей мантии под влиянием температуры, либо изменением положением нижней границы волновода на примерно на ±10 км, либо связано с волнами поднятия легких масс, по гипотизе Е.В. Артюшкова.
Пересчеты магнитых аномалий для высот менее 50 км, четко выделяются две системы аномалий Северо-Западного простирания. Эстонско-Прикаспийская-Такжикская система аномалий, представлена преимущественно отрицательными аномалиями от 0 до 1 мэ, причем ось системы минимумов протягивается через Воронежский массив, Прикаспийскую низменность, низовье Сырдарьи, Ферганскую долину и Памир. Крупные положительные аномалии (+1 до +2 мэ) отмечаются в зоне Бельтаусского дробления, Букантау и небольшие - в голодной степи и Фарабском поднятии (+1 мэ). Северной границей системы является Каратау-Ферганский разлом, а Южной - Днепрово-Донецко-Монгешлакско-Приамударьинский.
К югу располагаются Балтийско-Черноморско-Закаспийская система, представленная четко видно и кулисообразно расположенными интенсивными положительными аномалиями (до 2-4 мэ). Ось системы максимумов магнитной аномалии проходит через Красноводский полуостров и Копетдаг.
Важно отметить, что геофизические данные указывают на разуплотненность пород мантии и наличие неоднородностей (подкоровых) под Южном Тянь-Шанем, Памиром и Туранской плитой.
Выше описанная глобальная аномалия и северо-западные зоны магнитных и гравитационных аномалий свидетельствуют об интенсивных мантийных процессах к северу от Памира, где наблюдается максимальные проявления этих процессов, сто свидетельствует об увеличении мощности коры от 38 км под Туранской плитой до 80 км под Памиром. Выявляется ступенчатое погружение поверхности Мохо от Туранской плиты до Памира. Под Кураминским хребтом поверхность Мохо залегает на глубине 59 км. На Памире и в Южном Тянь-Шане отмечаются нечеткие границы раздела.
Трассы тепловых потоков, фиксируемые в пределах Памира, располагаются перпендикулярно к тепловым трассам Южного Тянь-Шаня, что указывает на план деформации, системы разломов, по которым мигрируют флюиды, а главное, указывают расположение источника энергомассопотока, который деформирует тектоносферу и исходит с глубин не менее 500 км. Т.о. аномалия асимметрична и интенсивно развивается с Юга на Север в связи с ротационно-плюмовым режимом работы системы Земли.
В этом же направлении к северу от Памиру развивались вулканические дуги. Область, располагающаяся с юга и с запада Памира - частично консолидирована. С востока располагается Тарим. Важно отметить, что Гималаи располагаются к востоку от Памиру и отделены глубинным Южно-Памирским разломом. Главным доказательством существования стационарного энергетического центра, располагающегося под Памиром является тот факт, что за весь период историко-геологического развития структуры, располагающиеся в данной области не перешли в стадию платформенного развития в отличие от Индийской платформы, Авгано-Таджикско-Каракумского выступа, Тарима и Казахстанской плиты. Канал поступления вещества из глубоких мантийных сфер контролируется глубинными разломами с меридианального и широтного направления. В верхней части тектоносферы происходят процессы перераспределения энергомассопотоков в сторону наименьшего давления, т.е. в сторону ослабленных зон глубинных разломов. Область Памира очевидно, совпадает системой общеземной стоячей волны и местными генераторами. Общеземная волна всегда готова к резонансу при появлении когерентного источника возбуждения. Волна способствует изменению реалогических свойств в сторону уменьшения их вязкости. Это приводит к быстрому подъёму легких масс и, как следствие, к активной физико-химической деформации вмещающих пород. Т.е. формируется радиально-латеральная-ассиметричная зона скучивания, распологающаяся к северу от Памира. Отметим, что все блоки, такие как памиро-Тяньшаньский, Алтайский,Саянский находятся в зоне влияния глубинного трансконтинентального Азиатско-Монгола-Охотского разлома, который и является коллектором, выводящим вещество в верхние мантийные сферы. В результате формируются структурные элементы автоколебательной системы Земли, которые в конечном счете образуют структурные объекты, располагающиеся в геологическом пространстве системы Земли.
Комплексная геофизическая модель литосферы Феноскандии. (по материалов Глазнева В.Н.)
По сейсмическим исследованиям, среда блока рассматривается как неоднородно-слоистая, с линейным вертикальным градиентом скорости в слое, четко проявлены сейсмооднородности разного масштаба.
Температура в земной коре минимальна в восточной части балтийского щита и повышается на Баренцевоморской плите и Западно-Европейской платформе, что обусловлено наличием мощной толщи осадков и повышенным мантийным тепловым потоком. В восточной части Балтийского щита, и области его сочленения с Русской платформой, выделяется аномалия пониженных температур, в которой возрастает мощность термической литосферы.
Различия в плотностном строении Свекофенской провинции и Юго-Западного домена просматривается до глубины 20 км. На глубине 30 км. выявляются корневые зоны грабенов Северного моря и область центральной и восточной части Балтийского щита.
Плотность верхней мантии в Северной Атлантике - 3,2-3,25 г/см3, в пределах Западно-Европейской платформы - 3,27 г/см3. Под Балтийским щитом и Восточно-Европейской платформой -3,35 г/см3.
Выразительной особенностью верхнего магнитного слоя модели является наличие изометричной отрицательной аномалии намагниченности в центральной части щита и обрамляющей её кольцевой группы положительных аномалий. Мощность термической литосферы Феноскандии достигает 220-240 км и приурочена к архейским отложениям щита, минимальная мощность (до 50-80 км) соответствует океанической области Северной Атлантики.
Выразительной особенностью модели является пространственная приуроченность палеозойской интрузии щелочных карбонатитов и полей кимберлитового магматизма к области максимальной мощности термической литосферы.
Мощность сейсмической литосферы на 20-40 км. меньше на Западе и на 50-80 км - на востоке (кровля астеносферы).
Тенденция изменения термической и реологической мощностей литосферы (различаются на константу!), т.е. эти величины реально отражают термическое и пластическое состояние верхней мантии региона (четко выделяется эпицентр деформации со стороны мантии). Р-Т - условия по ксенолитам кимберлитов указывают на то, что на рубеже 400-450 млн лет, кровля астеносферы, как области частичного плавления мантийных пород, находилась на глубине 170-190 км, температура при этом была на этом уровне на 70-120oC. выше современной.
Т.е. по Глазневу В.Н., скорость остывания верхней мантии региона на указанном временном интервале, превышает теоретические оценки для конвективного остывания, что вероятно является следствием нарушения термического режима, порожденного мантийным плюмом, который характеризуется более быстрыми временами релаксации.
Неоднородности строения литосферы на кровле 100-250 км регламентируют развитие поверхностных структур и особенности проявления в них результатов деятельности глубинных мантийных процессов.
В течении эйфеля были заложены и оформились на базифицированном поднятии протерозоя - геосинклинальные прогибы Белоубинский и Быструшинский и, геоантиклинали остаточные поднятия - Алейский и Синютенсикй а также Ивановскийсрединные массивы, которые определяют структурно-формационную зону рудного Алтая. Для структур характерно мозаично-блоковое строение. В девоне структуры были расчленяны прогибами. В доль Локшевско-Караиртышского разлома на границе с горным Алтаем сформировалась краевая линейная геосинклиналь - Холзунско-Сарымсактинская . В. юго-западной краевой части вторичной геосинклинали (по хисамутдинову) возникли линейные зоны - Тарханско-Бородинская и Авроринско-Кондратьевская, представляющие собой прогибы, на западном продолжении которых размещалась Прииртышская вулкано-плутоническая депрессия. Все эти структуры связаны с зоной Иртышского Глубинного разлома типа зоны Заварицкого -Вадати - Беньофа, которая падает на северо-восток под Рудный Алтай. в Зоне разлома сформировались иртышская геосинклиналь (в условиях тектонического сжатия). Срединные массивы - вулкано-тектонические поднятия (Яковлев, Микунов, 1976), являлись областями интенсивного проявления Липаритового вулканизма и по разломам - базальтового вулканизма (базальт-липаритовая рудная формация). Очаги магм формировались на разных гипсометрических уровнях. Отметим, что Рудный Алтай отделен от Горного глубинными разломами - Локтевско-Иртышским на северо-востоке, и Иртышским на юго-западе.
На площади юго-западного (Рудного) Алтая в девоне существовала система островных дуг (Филатов, 1975).
Погружение структур происходило с северо-запада на юго-восток, развивались структуры с юго-востока на северо-запад (Г.Ф. Яковлев).
Процесс формирования вулканических формаций в пространстве и времени происходил в антидровном последовательности: по Яковлеву Г.Ф.
- эйфель - липарид-базальтовые формации
- живет - базальт - трахилипоритовая формация;
- визе - андезит - базальтофая формация и доцитовая формация;
- карбон - пермь - андезит-базальтовая формация и андезитовая-молассовая
материковая формация перьми;
- габро-перидотитовая формация отсутствует (Нехорошев, 1966)
В первичных геосинклиналях Урала, Северного Кавказа, где накапливались базальтоидные серии мощностью М=6-7 км, на Рудном Алтае (вторичные геосинклинали накапливались кислые вулканиты в субмаринных условиях периодически, экструзии и тела гранитоидов завершают периоды вулканической деятельности (Яковлев). По химизму вулканита относятся к известкову-щелочному ряду калий-натровой серии, отмечается повышенная железистость и титановость. Калиевые разности представлены кислыми породами. Натровые породы размещаются на периферии блока (андезиты). Породы калиевого ряда являются выплавками сиолической коры. Породы натровой ориентации являются выплавками базальтовой толеитовой коры. Продукты чистой линии - базальтоиды смешаны с кислыми, которые являются продуктами переработки сиалической коры, т.е. коровый источник кислой магмы и есть мантийный источник базальтовой магмы. Но есть мантийный источник кислых пород натровой специализации Авдонин исследовав игнибриты, где полосы флюидов имеют разный состав (преобладают основные части пород основного и среднеосновного состава, которые обладают натровым профилем и являются продуктами базальтовой толеитовой магмы. К дифференциатам последней принадлежит кислые вулканиты натрового типа. Отметим, что гетерогенный вулканизм характерен и для Памиро-Тяньшаньского блок, где развита и Липорит-базальтовая формация (Памир). Вулканизм на Алтае мигрировал с востока, юго-востока на северо-запад (от Восточно-Азиатского, Монгола-Охотского питающего глубинного разлома).
На севере Алейской геосинклинали вулканизм проявляется позже, чем на юго-востоке. На юго-востоке весь эйфель развивался вулканизм. На севере начался только в живете и фране.
Закладывались основные дуги на северо-западе во втором этапе геосинклинального развития (Иртышская и Алейская зоны), где образовывалась андезитовая и андезит-доцитовая формации. Интенсивность вулканизма убывает с юго-востока на северо-запад, зональность вулканизма выражается также, изменением соотношения кислого и основного состава и их петрохимическими особенностями. Вулканиты (более древние )срединных массивов имеют кислый состав и калиевую ориентацию, на переферии развиты развиты вулканиты среднего состава (андезиты) натрового профиля и базальты (конвергентная окраина).
Базальтовый слой севера на юг погружается с 8 до 20 км. (филатов, 1975) на юге усиливаются процессы гранитизации (калиевая серия).
Зависимость внутреннего строения геосинклинальных (складчатых) систем от пространственного положения глубинных разломов с интервалами 10, 20, 30, 40 км. друг от друга. Т.е. дискретность, с одной стороны и взаимосвязь этих структур друг с другом, а также прямолинейными разломами, интрузиями, зонами трещиноватости, литоформационными изменениями и морфологическими изменениями - с другой стороны, показаны на примере западной части Алтая-Саянской складчатой области М.А. Чурилиным. Им же доказана дискретность площадных (изометричных в плане) структур, связанная с уменьшением радиуса дугообразных геологических границ, выраженных зонами интенсивных тектонических деформаций, в том числе глубинными разломами в пределах складчатых систем от древних к молодым. Эти дискретные элементы связаны между собой через коэффициенты 21/2 и 21/3.
А.Ф. Грачев отмечает, что эффект подслаивания прослеживается до значительно более глубоких горизонтов мантии, чем граница Мохо, как это было установлено для древнего плюма трапповой провинции р. Параны. Здесь низкоскоростная мантийная аномалиярассматривается как результат деформации плотности, связанной с образованием гигантской интрузии при затвердевании вещества мантийного плюма.
Факт существования таких образований, доказывает наличие глубокопроницаемых зон, по которым происходят коро-мантийные обменные процессы. Размеры примерно соответствуют крупным узлам пересечения зон систем глубинных разломов. Такие зоны характеризуются высокой степенью проницаемости реология вмещающей среды узлов пересечения характеризуется повышенной вязкостью, и являются волноводами. Такие высокопроницаемые зоны являются проводниками флюидов и магм в результате чего формируются зоны скучивания, которцые деформируют кору.
Аналогичный канал располагается под Памиром, об этом свидетельствуют процессы, происходящие в пределах данной области, носящие "прорывной" характер. Мощность базальтового подслаивания достигает 10-15 км, которое произошло в мезозое, общая мощность базальтового слоя, подстилающего гранитоиды, равна 25-30 км.
На востоке Памира и к северу от Памира ( Южно-Гиссарсикй разлом) образовались трубки взрывов (Г.С. Семенов 1971). Ксенолиты представлены щелочными базальтами (пермь - триас).
С активными мантийными процессами связываются образование флексуры отражающейся в поверхности Мохо. Погружение раздела Мохо произошло в юго-восточном направлении , при этом кристаллический фундамент архея был выведен на поверхность (Юго-Западный Памир). К северу от Памира раздробленный фундамент архея (гранито-метаморфический слой) залегает на глубине 9-12 км (Ферган, Сурхандарьинская и др впадины). Возраст фундамента по В.И.Попову 2,5-2,9 млр. лет.
Важнейшую роль в формировании коры играет астеносферный слой, в который происходит нагнетание мантийного вещества. На астеносферу сверху давят блоки коры, снизу - деформирующий тектоносферу энергомассопоток. Нагнетание масс со стороны мантии приводит к возникновению избыточного давления в астеносфере и коре. Этот процесс характеризуется началом вулканической деятельности и деструкцией коры. Значения Р-Т под зонами глубинных разломов снижается, что приводит к выделению ювенильных растворов из астеносферы и процессу магмообразования. ювенильные растворы области океана не выделяют кремний и щелочи, в связи с чем процессы гранитизации в коре отсутствуют (фактор высоких температур в астеносфере). В материковой области наоборот (фактор относительно низких температур над кровлей астеносферы в связи с деструкцией коры). В первом случае действует система-кора -гидросфера, во втором - кора высокой степени проницаемости - атмосфера.
Зоны растяжения коры фиксируются увеличенными мощностями (на 10 и более км) и интенсивным магмотогенезом. В областях сжатия - рельеф кордильерного типа, магмотогенез выражен слабо (современный Тянь-Шань).
Общегеологический анализ проявления закономерности проявления тектонических движений и деформаций позволяют сделать следующие выводы.
Тектонические движения образуют сложный спектр, который в геологическом пространстве выражен существованием разнопорядковых волн поднятий и опусканий. Длина полуволн колеблется от тысяч до десятков километров. Крупные волны (до сотен километров) равномерно охватывают всю поверхность Земли и развиваются непрерывно, а более мелкие - более локальные и по площади, и по времени.
Тектоническим движениям свойственно изменение знака во времени, т.е. они носят колебательный характер. Это свойство наиболее отчетливо выражено у собственно колебательных движений, и менее отчетливо - у волнообразно-колебательных, для которых характерно преобладание определенной направленности в течении весьма длительных промежутков геологического времени.
Для складчатых движений колебательный характер проявляется лишь в изменении их интенсивности со временем т.е. он может не сопровождаться сменой знака движений. У глыбово-волновых и блоково-складчатых движений установлена важная особенность - миграция от оси подвижных поясов в направлении устойчивых глыб литосферы с постепенным ослаблением интенсивности (амплитуды).
В литосфере одновременно проявляются напряжения сжатия и растяжения. Сжатие, как правило, преобладает в эпигеосинклинальных орогенных (складчатых) поясах, а растяжения - в эпиплатформенных и океанических.
Выделяются два основных типа тектонических структур: линейные и кольцевые ( по В.Е.Хаину).
Общеземной рельеф четко отражает деление тектоносферы на океанические и континентальные глыбы, различные по мощности и строению коры, а своими экстремумами - существование подвижных поясов.
Анализ истории развития тектонических движений и деформаций указывает на устойчивую унаследованость их характера от древнейших этапов развития литосферы, проявляющуюся в большей степени в пространственном расположении структурных элементов, чем в отношении знака движения. Последний, периодически изменяется-опускания сменяются поднятиями, а растяжения-сжатиями, а наоборот. Существует тесная связь между тектонической активностью и магматизмом. Тектоногенез и магматизм - это лишь две разные формы перемещения вещества Земли: в упруго-вязком или в вязко-пластичном состоянии в случае тектоногенеза, и в жидком - в случае магматизма.
Заключительный вывод, к которому приходит В.Е. Хаин:-"...Наша планета представляет единую большую систему".
Т.Е. им не отрицается существование энергетических потоков имеющих фиксированное местоположение в глубоких мантийных сферах, т.е. СЭЦ.
Глубокие тектонические процессы в верхней мантии обосновываются глубиной корней континентов. Последние фиксируются сейсмографией и отражаются в виде ареала высокоскоростных сейсмоаномалий (Polet and Anderson, 1995). Глубина корней под Западной Европой и Северо--Западной Африкой превышает 450 км.; под Северной Америкой (Канада) и Северной Азией 350 км.; минимальная глубина под центральной Африкой и Индией-около100км.; под Южной Африкой и Антарктидой-300км.; под Западной Австралией и Южной Америкой (Бразилия) -соответственно 250 и 200 км. Эти данные также указывают на то, что движение энергомассопотоков сосредотачивается избирательно, т.е. речи о дрейфе континентов быть не может.
Одновременное проявление на поверхности системы Земли периодически проявляющихся разной степени интенсивности эндогенных процессов, подвергающих верхнюю тектоносферу физико-химическим деформациям-служит доказательством, что система Земли работает в автоколебательно-ротационном режиме и имеет блоково-оболочечно-ядерную структуру. Активность ядра и образование резкостных границ, как по латерали, так и по вертикали, определяется силами гравитации.
Силы гравитации способствуют процессу зонного плавления. Проявления магматогенеза коррелируются со значимыми событиями происходящими в пространстве космоса. Деформирующий тектоносферу энергомассопоток генерируется автоколебательной системой Земли и преобразуется (стационарными энергетическими центрами), которые располагаются закономерно в глубоких мантийных сферах и коре. Тепловой поток, центробежные силы Земли противоположно направленные силе гравитации, способствуют возникновению коровых энергетических центров, которые работают по схеме Шимазу-Магницкого. На эффект зонного плавления не вверх, а вниз, даже при очень высоких температурах, при условии, что расплав обогащен тяжелыми элементами обратил внимание В.Н.Жирков. Гравитационная дифференциация вещества, его разогрев посредством силового энергетического поля Солнца, создали в начальный период развития системы Земли благоприятные условия для начало процесса зонного плавления. Процесс зонного плавления в настоящее время на границе ядро-нижняя мантия происходят и вверх, и вниз (слой DII).
Зоны повышенной деформации разделяют относительно спокойные области. Они же являются коллекторами, проводящими магму и флюиды. Размер зон повышенной деформации очень различен. Внутри каждой такой зоны могут быть выделены зоны повышенной деформации более низкого порядка, разделенные относительно спокойными участками.
Учитывая такое строение деформированных зон, можно связать единой закономерностью все тектонические взаимоотношения - от планетарных до локальных. Геологическая закономерность, которая здесь сформулирована, есть отражение двух физических законов.
1. При любой деформации твердого и вязкого тела возникает разделение его на зоны, в которых сосредотачиваются преимущественно деформации, и на разделяющие эти зоны слабо деформирующиеся блоки, причем в таких зонах и блоках могут быть отдельные зоны и блоки низшего порядка. Самым низшим порядком зон повышенной деформации являются некоторые из решеток кристалла. Верхний порядок зависит от размеров деформируемого тела. В ходе деформации возникают новые зоны, а старые упрочняются, но с возрастанием деформации могут снова оживляться.
2. Зоны повышенной деформации отличаются повышенной степенью проницаемости для магм, флюидов, газов, гидротерм.
Здесь напрашивается аналогия строения между пространством космоса и геологическим пространством. И там, и там есть зоны с высоким и низким потенциалом, а также неоднородности разного рода. Формула E=mc2 указывает на то, что энергия может трансформироваться в вещество, и наоборот, вещество может трансформироваться в энергию. При этом не отрицается существование первичного пространства космоса, которое подвергается деформации в период прохождения волны энергии. Энергия волны трансформируется в вещество, которое дифференцируется по мере удаления от эпицентра и концентрируется в пространстве, где силы внешнего силового поля имеют наименьшие значения. С момента образования частиц вещества начинает действовать закон гравитации.
В основе понимания развития и районирования тектоносферы лежат глубинные мантийные и коровые физико-химические деформации (Д.В.Наливкин, В.А.Николаев, А.Е.Ферсман).
В результате физико-химических деформаций возникает волна, несущая энергию и вещество. В этой связи отрицается существование стабильных систем.
Режим работы стационарных энергетических центров определяется факторами изменяющими термодинамические условия вмещающей среды (p-t). Роль стационарных энергетических центров сводится к формированию литосферы и коры системы Земли.
Пространственная периодичность и дискретность размещения геологических объектов и структур-это системное свойство геоида. Устойчивость процессов регионального структурообразования, как общепланетарное качество системы Земли, вместе с периодичностью и дискретностью тех же региональных структур свидетельствуют о том, что главные свойства геологических структур, всех уровней иерархии отражают единство общепланетарного созидающего их механизма. Таким механизмом является автоколебательная система, генерирующая волны напряжений различной длины, которые определяются особенностями ее строения. Разделение системы зонами деформаций на блоки, в начальный период формирования планеты, а затем, в процессе раскручивания системы, происходит сжатие ее на 21,4 км. вдоль оси вращения. Таким образом создается общеземное поле напряжения, которое изменяет первичный план деформаций и является конкретным выражением соответствия динамической устойчивости геоида, т.е. отвечает скорости вращения Земли вокруг своей оси и пространственному положению геоида внутри Солнечной системы.
Вариации скорости вращения системы неизбежно изменяют величину сжатия геоида, а тем самым, изменяя общеземное поле напряжения. Вращение Земли генетически связано с силовым полем Галактики, которое имеет волновой характер.
Системным свойством пространства являются поля напряжений различного рода и типа (вида). Вращение Земли вокруг своей оси неизбежно влечет за собой (с позиций механики) появление эффекта спирали, в результате которого поле напряжения должно регулироваться как элементами сферической (шара), так и винтовой симметрий. Таким образом , даже для заведомо изотропной сферы, винтовая симметрия наведет анизотропию, чем объясняется существование гравитационных максимумов и минимумов (По В.В. Богацкому). Ядерно-оболочечная структура Земли сформировалась благодаря системным свойствам силового поля Галактики, которое имеет волновой характер.
По В.М.Рарвальскому, сложной динамической системой называется развивающаяся в пространстве и во времени совокупность объектов, определенным образом связанных друг с другом в единое целое и состоящие из большого числа элементов. Сложная динамическая система обладает такими свойствами (эмерджентность), которых не имеют образующие ее объекты и элементы. Сложная динамическая система является кибернетической, когда она имеет хотя бы один управляющий объект (алгоритм), который не зависит от материальной реализации самих объектов.
Гравитационные силы систем направленные к центру, являются преобладающими над силами теплового поля(энерго-массоперенос) и центростремительной силой. Последние генетически связаны с первой. Необходимо отметить, что тепловой поток путем зонного плавления может происходить в сторону поверхности системы Земли (Шимазу, Магницкий) или же идти, при наличии тяжелых элементов в подошве очага к центру Земли путем зонного плавления. Противодействие данных сил порождает автоколебательный процесс. Превалирование одних сил над другими приводит к распаду системы. Одним из замечательных свойств системы является разделение ее зонами высокой степени деформаций на блоки. Зоны высокой степени деформаций имеют более высокий энергетический потенциал в силу своей высокой степени проницаемости, чем блоки. Тем самым создаются условия экранирования обширных областей (например Тихий океан). В связи с чем получает свое развитие система сводовое поднятие - впадина, разделенная обычно дизюнктивным нарушением (структура Вадати-Заврицкого-Беньофа). Процесс образования системы впадина-сводовое поднятие происходил в архее или раннем протерозое. С этого момента начали образовываться центры гранитизации, которые затем разрастаясь превращались в щиты, платформы и выступы. На обрамлении выступов формировались подвижные пояса в виде вулканических дуг и ближе к материку срединных массивов. Разрастание материков происходило за счет глубокой степени дифференциации вещества мантии. Активные реагенты, такие как щелочи, кремний, редкоземельные элементы и радиоактивные элементы способствовали гранитизации коры материкового типа. В областях впадин флюиды не выносят кремнезем и щелочи (фактор высоких температур) т.е. процесс идет в полузакрытой системе- гидросфера, кора базальтового типа, перидотиты и перегретая астеносфера большой мощности (до 400 км.). Таким образом образовались две области - высокой проницаемости коры и низкой степени проницаемости коры.
Памиро-Тянь-Шаньский блок находится в зоне отрицательной гравитационной аномалии, где проявляются активные процессы выноса вещества из глубоких мантийных сфер. Далее к востоку располагается меридианальная Восточно-Азиатская положительная магнитная аномалия, которая является переходной зоной от области сводовых поднятий к впадине. Они разделяются зонами Вадати-Заврицкого-Беньофа. Таким образом разрастание материков происходит за счет глубокой дифференциации вещества мантии (кремния и щелочей). В полупроницаемой системе (область океана) образуется астеносферный слой мощностью до 400 км. В переходной зоне структура коры полиастеносферная, а далее к щитам и платформам, астеносферный слой уменьшается до нуля.
Развитие тектоносферы как системы, определяется неоднородностью ее состава, силами гравитации, направленными к центру системы Земли, тепловым потоком, который имеет противоположное направление и многочисленными полями напряжения, имеющими различные направления- все эти факторы определяют систему как нелинейную, не имеющую стационарного состояния.
Вещество в такой системе находится в постоянном движении. Неотъемлемым свойством такой системы есть проявление физико-химических деформаций. Сила трения в такой системе направлена противоположно скорости.
Деформации генерируют волны напряжений различной длины. Длина волн определяется особенностью строения системы.
Таким образом, нестационарность тектоносферы определяется тем, что составляющие ее массы стремятся к равновесному состоянию как в гравитационном, так и в тепловом, магнитном и др. полях - что невозможно, поэтому такая система будет работать в автоколебательном режиме.
Самым мощным генератором волн напряжений является оболочка DII (подошва нижней мантии), где формируются энергомассопотоки. От границы внешнего ядра и подошвы нижней мантии сферическая волна (энергомассопоток) поднимается преодолевая силы гравитации к кровле нижней мантии (670 км.). Здесь фиксируются геофизическими методами большое количество неоднородностей.
Я склонен их называть стационарными энергетическими центрами (СЭЦ). В них происходят сложные преобразования вещества. От кровли нижней мантии энергомассопоток попадает в зоны влияния глубинных разломов. Проходя по замкнутому контуру энергомассопоток изменяет реологические свойства вмещающей среды и обогащается элементами, которые поступают в контур из мантийных сфер.
В верхних слоях тектоносферы энергомассопоток подвергает деформации литосферу и земную кору области океана, материка или переходную область.
Дифференцированность вещества концентрируемого в СЭЦ зависит от температуры вмещающей СЭЦ среды.
В связи с тем, что мантия под океаном находится под воздействием фактора высоких температур (перегретое состояние), щелочи и кремний в ней не концентрируются. Концентрация щелочи, кремния, метана, водорода, гелия происходит в СЭЦ располагающихся под материками (фактор низких температур и высокой проницаемости тектоносферы).
Необходимо отметить, что мантийные базальтовые выплавки формируются в СЭЦ и под материками. Под областью океана формируются только базальты (фактор высоких температур). Ну и в переходной зоне - породы среднего состава.
При деформации энергомассопотоком верхних слоев тектоносферы происходит количественное и качественное изменение деформируемой геологической среды (физико-химические деформации). Происходит эффект структурирования коры - т.е. возникают резонансно-тектонические структуры, выделяется четко эпицентр деформации, проявляется петрохимическая, геоморфологическая зональности. В эпицентре проявлен калиевый метасоматоз, развиты трубки взрывов, а на периферии развивается натровый метасоматоз, образуется большое количество крутых и пологих трещинно - брекчиевых зон (волновые эффекты), в которых локализуются углеводородное сырье (УВ), вода, а также другие полезные ископаемые.
Таким образом формируется радиально-латеральная зона скучивания, структурированная посредством волновых эффектов.
Процесс формирования Памир - Тянь-Шаньского блока происходил с юга на север, с архея и до ныне не переходя в платформенную стадию (как Таримский выступ или Каракумо-Таджико - Афганский выступ). С юга блок ограничен Индостаном, а с севера - Казахской плитой. Это доказывает наличие существования в глубоких мантийных сферах (более 500 км.) стационарного энергетического центра (СЭЦ). На материках геофизиками такие эпицентры деформации фиксируются гравитационными отрицательными аномалиями (Памир, Феноскандия).
Блоки характеризуется закономерным размещением в земной коре структур, которые контролируются зонами систем глубинных разломов. Всегда фиксируется эпицентр деформации верхней тектоносферы энергомассопотоком. Проявляется четкая петрохимическая зональность расположения формаций пород. В эпицентре кислые породы или базальты с липаритами, к периферии - происходит латеральная дифференциация формаций (от кислых до основных). В эпицентре часто располагаются трубки взрывов. Метасоматоз от центра к периферии изменяется от калиевой ориентации до натровой. Центры гранитизации располагаются ближе к эпицентру и связаны со срединными массивами. В эпицентре блока формы рельефа не компенсированные, к периферии происходит их выполаживание. Гидротермальные месторождения полезных ископаемых связываются со срединными массивами, к периферии располагаются зоны содержащие редкоземельные и радиоактивные элементы. В зоне эпицентра, как к наиболее проницаемой, тяготеют месторождения благородных металлов. В трещенно-брекчиевых зонах формируются (в области эпицентра) месторождения углеводородного сырья (метан). В Памир-Тяньшаньском блоке отмечается, по анализам, гелий, метан и повышенное содержание водорода и углекислого газа.
Жесткие структуры: - срединные массивы, разломы, подвижные выступы окружающих Памиро-Тянь-Шаньский блок, платформы являются генераторами упругих волн, которые формируют резонансно-тектонические структуры.
Считаю, что один из главных вопросов является миграция вещества в глубоких мантийных сферах (по латерали) из области океана в материковую область.
Данными многоволнового глубинного сейсмического профилирования установлена устойчивая корреляция месторождений глубинных сейсмических аномалий(мантийных и коровых) и зон размещения крупных и гигантский месторождений нефти и газа в осадочном чехле( Букин Н.К. 1999).
То есть меридиональная гравитационная отрицательная аномалия контролирует крупные месторождения УГ сырья в полосе Западной Сибири, Средней Азии и южнее, в связи с прохождением в этой полосе глобальных энергетических процессов связанных с дегазацией Земли, разуплотнением коры и мантии.
Под воздействием сил гравитации сформировалась сложная система вращения в виде ассимметрично-эволюционноразвивающегося геоида. Его структурные элементы разделены резкосными границами, возникшими под воздействием сил гравитации и генетически связанными с ними физико-химическими деформациями. Эти элементы располагаются в геологическом пространстве закономерно, т.е. эндогенные и экзогенные процессы, характеризующиеся как физико-химические деформации, протекают таким образом, что система Земли эволюционно развиваясь в ротационно-плюмовом режиме, сохраняет свое динамическое равновесие. Структурные элементы всех уровней и иерархий развиваются под воздействием единого управляющего механизма автоколебательной системы Земли, что доказывается одновременным проявлением эндогенных процессов на всей ее поверхности.
1. Абдуллаев Р.Н. О рифтовой природе основания южно-тяньшаньской герцинской геосинклинали. Из-во МГ УзССР САИГИМС, 1979.
2. Абдуллаев Х.М. магматизм и оруденение Средней Азии. Ташкент, Изд-во АН УзССР, 1960.
3. Арапов В. А. Вулканизм и тектоника Чаткало-Кураминского региона. Ташкент, из-во <Фан> УзССР, 1983.
4. Ахмеджанов М. А. Борисов О. М. Тектоника домезозойских образований срединного и южного Тянь-Шаня. Ташкент, из-во <Фан> УзССР, 1977.
5. Белоусов В. В. Основы геотектоники. М. <Недра>, 1975.
6. Богатский В. В. Механизм формирования структур рудных полей, -М.: Недра, 1986.
7. Виноградов В.И. Основные проблемы геологии в свете данных по геохимии изотопов. М.: Наука, 1985.
8. Вольфсон Ф. И., Некрасов Е. М. Основы образования рудных месторождений. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Недра, 1986.
9. Голованов И. М. Меднорудные формации Западного Тянь-Шаня. Ташкент, из-во <Фан>, УзССР, 1978.
10. Ибадуллаев С.И., Карабаев К.К. Об эволюции магматического процесса в Средней Азии. Из-во МГ УзССР САИГИМС, 1979.
11. Королев А. В. и Н. А. Шехтман. Послемагматические рудные тела и методы их геологического анализа. Москва, 1954.
12. Крейтер В. М. Структуры рудных полей и месторождений. Москва, 1956.
13. Лукьянов А.В. Проблемы физики тектонических процессов. М.: Наука, 1985.
14. Муратов М. В. Происхождение материков и океанических впадин. Москва, из-во "Наука", 1975.
15. Наследов Б. Н. Металлогения Западного Тянь-Шаня и Узбекистана, госгеолтехиздат, - Москва, 1961.
16. Региональная геология Средней Азии (выпуск 2). Ташкент, САИГИМС. 1979.
17. Титова А.П., Левин Я.С., Хейфец Д.И. Закономерности размещения стратиформного свинцово-цинкового оруденения в срединном Тянь-Шане.
18. Якубов Д. X. Ахмеджанов М. А. Борисов О. М. Региональные разломы Срединного и Южного Тянь-Шаня. Ташкент, Из-во <Фан>, УзССР, 1976.
19. Ярошевский В. Тектоника разрывов и складок. Пер. с польск. -М. Недра, 1981.
|
