Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата

Вместе с тем, здесь следует иметь в виду, что составной частью вертикальных флюидных потоков закономерно являются нефть и природный газ, генерируемые очагами углеводородообразования. Очаги представляют собой погруженные части нефтегазоматеринских отложений, попавшие в зоны нефте- и газообразования, имеющие температуры 100(С и больше.

Углеводородные потоки, поднимаясь по трещинам и порам вверх по разрезу, пересекают коллекторские горизонты, где температура и давление ниже соответствующих показателей в очагах генерации. Это приводит к насыщению данных горизонтов нефтью и газом. Если процесс погружения бассейна достаточно длителен, то в его разрезе появляется несколько уровней расположения очагов генерации, а над ними несколько этажей размещения залежей углеводородов.

Применительно к процессу рудообразования, дело обстоит сложнее. Это связано с процессами расплавления пород на больших глубинах, но принципиального различия, по-видимому, нет. Разогрев приводит к появлению астеносферы, мантийных диапиров, очагов магматизма и вулканизма, которые под высоким давлением прорывают земную кору и попадают путем многоступенчатой сепаратизации в верхние слои литосферы, где они в условиях низкой температуры и давления образуют рудные скопления.

Таким образом, земная кора и мантия представляют собой многоэтажную суперсистему сложного строения и обмена тепловой энергией. В этой системе имеет место перевод пород из твердого состояния в расплав-раствор.

Под влиянием возрастающего внутреннего давления ППРР флюиды прорываются вверх, осуществляя вертикальную миграцию насыщенных полезными компонентами рудных или углеводородных растворов. Эти растворы, попадая в зоны более низких температур и давлений, последовательно теряют те или иные полезные компоненты, осуществляя тем самым ступенчатую конденсацию руд, нефти и газа.

Еще одно следствие из теории ППРР заключается в том, что можно говорить о возникновении нового направления геологической науки - флюидодинамической геологии месторождений рудных и нефтегазовых полезных ископаемых. XX век разрешил и еще одну фундаментальную проблему - роль экзогенных и эндогенных факторов в рудо- и нефтеобразовании. В природе существует вся гамма переходов от чисто эндогенных систем к экзогенным. Намечена иерархическая связь глобальных, региональных и локальных факторов, влиявших на разномасштабные процессы концентрации минерального вещества.

Подводя итоги уходящего ХХ века, можно утверждать, что одним из важнейших результатов в области геологии полезных ископаемых может служить разработка единой теории рудо- и нефтеобразования.

Флюидодинамические системы (ФДС)

Глобальные факторы, определившие большое разнообразие флюидодинамических систем, обусловлены процессами, протекающими в верхней мантии и нижних горизонтах земной коры. Выделяются тектонически активные зоны и области, где отмечается аномально высокий тепловой поток и выход мантийного материала в поверхностные части коры (срединно-океанические хребты, зоны субдукции, рифтовые системы, активные границы литосферных плит), и стабильные платформы. Для последних характерны медленные и длительные (до 300-1500 млн. лет) поднятия и погружения коры (Е.В. Артюшков, 1993). Прогибания вызваны уплотнением нижней коры за счет фазового перехода габбро в гранатовые гранулиты. Поднятия происходят при попадании в структурные ловушки в подошве литосферы аномальной магмы, из которой выплавляются дополнительные порции бальзатов.

Наиболее мощно процессы массопереноса во флюидных потоках осуществляются в зонах долгоживущих глубинных разломов, маркирующих борта региональных континентальных прогибов и поднятий и рифтогенных структур. В последние годы выявляется все большая роль флюидных систем в образовании и преобразовании земной коры и локализации в ее пределах разнообразных типов полезных ископаемых. Области функционирования таких систем образуют сферические зоны в составе земной коры, различающиеся по термодинамическим параметрам. Наиболее продуктивна верхняя флюидосфера, которую часто называют рудосферой, имеющая мощность 5-10 км. Именно в ней сконцентрировано более 90% всех типов и видов полезных ископаемых.

В непрерывных геологических структурных комплексах рудо- и нефтегазоносные образования занимают дискретное, вполне закономерное положение. Они являются структурно-вещественными аномалиями, возникающими при следующих условиях:

активное участие минерализованных флюидных фаз в структурообразующих процессах;

существование оптимального режима деформирования (скорость деформирования 10-10 - 100 с-1, девиатор напряжений 30-60 Мпа, общие РТ-условия: Р=0, 1-50 Мпа, Т=10-5000С) в течение короткого приода времени (103-105 лет);

возникновение и развитие флюидных систем и локализация в них месторождений, которая сопровождается широкой гаммой динамических эффектов (сейсмоэлектрических, сейсмомагнитных, термоакустических, вибромиграционных и др.);

наличие высокоградиентного поля напряжений, которое направляет, фокусирует флюидные минерализованные потоки и создает геодинамические барьеры рудоотложения.

Чем ближе к дневной поверхности, тем более высока скорость формирования продуктивных структур, тем короче жизнь структурообразующих систем, тем выше девиатор напряжений и ниже общие РТ-условия. По мере перехода от мезозональных к эпизональным уровням структурообразования возрастает роль хрупких деформаций, а пластические деформации осуществляются с помощью особого механизма - гидропластического течения.

Рудо- и нефтегазоносные структуры, более чем какой-либо другой параметр геологической системы, участвуют в процессе перемещения и отложения минерального вещества. Их формирование сопряжено во времени и пространстве с анизотропной высокоградиентной системой массопереноса флюидных компонентов в тектонически активных зонах и центрах (рудно-магматических, вулканогенно-рудных, гидротермальной деятельности, очагах нефтегазообразования в осадочных бассейнах и т.д.), где сопряженно развиваются тектонические деформации, формируется минерализованная флюидная система и активно проявляются динамические эффекты.

Скорость деформирования пропорциональна величине девиаторного напряжения и связана с наличием или отсутствием флюидной фазы. В процессе деформирования создается система флюидопроводников. Наличие высокого градиента давления способствует повышению скорости фильтрации (вынужденная конвекция).

Таким образом, важнейшими условиями возникновения эндогенных месторождений являются: проницаемость среды, наличие термальной флюидной фазы, существование анизотропного поля напряжений и высокий градиент падения главных тангенциальных напряжений. В полной мере такие условия реализуются в обстановке регионального сжатия, при сдвиговых деформациях. Области растяжения являются локальными зонами, где происходит падение напряжений и разгрузка минерального вещества. Продуктивные структурные парагенезисы формируются при участии интенсивных динамических эффектов, которые проявляются только в жестких контактных системах при наличии прочных связей, в зонах сжатия и уплотнения.

Гидравлическая (диапировая) геодинамика

Роль флюидных систем в структурообразовании настолько велика, что выделилось специальное направление в геологии - гидравлическая (диапировая) тектоника (геодинамика). Она рассматривает формы, пространственное положение и происхождение структурных парагенезисов, объединяющих пластические и хрупкие деформационные элементы, которые возникли под воздействием давления на горные породы жидкости, газа, магматического расплава или их смесей (Старостин, Иванчук, Сандомирский, 1979).

Миграция минерализованных растворов в толщах пород контролируется общими и локальными полями напряжений, которые создают на отдельных участках избыточное давление поровой жидкости, что ведет к двустадийной деформации. В течение первой стадии происходит расширение трещин, расположенных под небольшим углом к направлению давления, и закрытие разрывов, ориентированных перпендикулярно. Во вторую стадию продолжают расширяться и удлиняться отдельные трещины по благоприятным направлениям и закрывается масса сопутствующих им мелких нарушений.

Гидравлические структуры широко распространены на месторождениях эндогенных руд, в частности, на месторождениях типа Миссисипийской долины, на вулканогенно-осадочных колчеданно-полиметаллических месторождениях в областях сжатия и растяжения и на медно-порфировых месторождениях.

На колчеданных месторождениях Рудного Алтая к таким структурам приурочены кварц-карбонат-барит-полиметаллические рудные тела, для каждого из которых характерны автономная минеральная, геохимическая и петрофизическая зональности. Состав залежей формировался за счет ремобилизации и переотложения компонентов ранних руд и, частично, за счет привнесенных из более глубинных источников.

Важная роль в перераспределении и отложении рудного вещества принадлежит гидравлическим процессам, она заключается в реализации благоприятного сочетания тектонофизических и гидродинамических явлений, приведших на ранних стадиях к возникновению магистральных трещин гидроразрывов и флюидных камер, а на поздних - к формированию в этих камерах полистадийных рудных тел. Данные структуры выполняют роль концентратов оруденения.

Причиной и стартовым моментом начала функционирования процессов гидравлической тектоники, наиболее вероятно, служили вертикальные тектонические движения и сопряженные с ними сдвиговые деформации. Они являются важнейшим компонентом единого цикла создания и деструкции земной коры. Особенно энергично подобные движения происходят в орогенных областях. Быстрый подъем огромных масс горных пород и их разрушение в горных сооружениях вызывает в приповерхностной зоне явления литостатической разгрузки. Скорости подъема блоков пород, согласно современным измерениям в Скандинавии, на Кавказе и в других регионах, по данным Н.И. Николаева (1988), П.Н. Николаева (1978) и В.К. Кучая (1983), колеблются в широких пределах: от 0,1 до 1-2 и даже более 10 мм/год.

Из анализа литературных данных и расчетов, выполненных А.А. Пэком (1990), следует, что длительность орогенного этапа в орогенных областях составляет 30-40 млн. лет, скорости подъема варьируют в пределах 0,07-4,5 мм/год, составляя в среднем около 1 мм/год. Амплитуды подъема достигают нескольких десятков километров.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: доклад по обществознанию, quality assurance design patterns системный анализ.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7 | Следующая страница реферата