Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Мир реальной природы: монография

Дуничев В. М.,

3. Плотность горных пород

С житейских восприятий очевидно, что плотность горных пород с глубиной возрастает. Вызвано это тем, что на отложенный слой давят накопленные толщи. Давление (масса) этих толщ уменьшает расстояние между атомами вещества, что и вызывает увеличение его плотности.

С позиции ноотики - методологии индуктивного и системного познания мира природы, для выяснения этой проблемы необходимо знать какие горные породы, и в каком порядке слагают наблюдаемую часть литосферы, и значения их плотностей.

На поверхности каменной оболочки земного шара образуются и находятся базальты.

Поверхность слагают глины, пески, аргиллиты, песчаники, известняки, формируя слоистую оболочку. Не менее 80% ее глинистые породы.

Ниже, в недрах возникают и находятся граниты.

Плотность (г/см³) базальта - 3,10, глины - 2,90, гранита - 2,65. Закон: с глубиной плотность горных пород уменьшается.

Такой вывод кажется абсурдным, не отвечающим реальности. Но это, только кажется. Закон обоснован фактическими значениями плотностей горных пород.

Что значит, плотность вещества литосферы с глубиной уменьшается? Это возможно при частичном удалении массы вещества с погружением в недра. Наблюдаются ли подобные удаления в природе? Конечно, излияния лавы, гейзеры, выходы холодных и термальных вод.

Получается, если лава, подземные воды удаляются на поверхность литосферы, то вещества на глубине останется меньше, а, следовательно, и плотность его уменьшится.

Почему плотность базальта, удаленного в виде лавы, больше плотности гранита, сформированного на глубине? Ведь удалять проще легкое вещество, чем тяжелое. Тем более, что базальт, сложенный вулканическим стеклом, аморфная горная порода, а гранит - кристаллическая. В аморфных веществах расстояния между атомами больше, чем в кристаллических телах, поэтому плотность аморфных веществ (базальта) должна быть меньше плотности кристаллического гранита.

Но природа не создана человеком, тем более по его указанию. Возьмем твердый кристаллический лед и аморфную воду. Плотность воды больше плотности льда, поэтому лед плавает на воде, а не тонет в нее. И это при одинаковом химическом составе кристаллического и аморфного вещества. А если химические составы кристаллического и аморфного веществ будут разными?

Познакомимся с химическими составами базальта, глины и гранита.

Химический состав Горные породы	Содержание оксидов (в %%)
	SiO2	Al2O3	Fe2O3	FeO
Базальт	50,00	16,48	4,22	6,80
Глина (слоистая оболочка)	58,11	15,10	6,70
Гранит	70,00	14,30	1,54	1,58

Видно, что в базальте содержание оксидов металлов: железа и алюминия, больше, чем в граните, а оксида кремния, наоборот, меньше. Плотность (в г/см³) SiO₂ 2,65, Al₂O₃ 3,96, Fe₂O₃ 5,20, FeO 5,70. Поэтому плотность базальта больше плотности гранита, хотя базальт аморфная горная порода, а гранит - кристаллическая.

Сложим значения оксидов в базальте и граните, и разделим полученную сумму на два. Полученный остаток сравним с оксидами в глине. 

Содержания оксидов в остатке и глине близки.

Получается, химический состав глины (слоистой оболочки) средний от химических составов базальта и гранита: глина = (базальт + гранит)/2. Из глины получается гранит и базальт. Делается это так. При погружении глины в недра литосферы происходит ее перекристаллизация с увеличением размера кристаллов путем формирования кристаллических сланцев, гнейса и, через гранито-гнейс, гранита.

При перекристаллизации, как свидетельствует физическая химия, очищается от примесей основа вещества, какой для силикатов служит оксид кремния. Металлы, как примеси, в виде оксидов и в самородном состоянии, удаляются. Поэтому месторождения металлов, в том числе тяжелейших платины - 21,45 г/см³, золота - 19,32, ртути - 13,60 и других, находятся на поверхности литосферы и, к сожалению, выклиниваются с глубиной. Подобное наблюдается и для месторождений железных руд (плотность железа 7,87).

Если бы плотность земного вещества увеличивалась с глубиной, платина, золото, уран, ртуть, серебро и само железо на поверхности каменной оболочки отсутствовали бы. Но они только там и находятся.

Об очищении вещества от примесей при кристаллизации известно людям давно. Выкристаллизовавшийся из морской воды с минерализацией 35 г/л лед, содержит меньше солей, чем морская вода. Если этот лед нагреть и перевести в воду, а ту снова охладить, то через четыре-пять таких операций из горько соленой морской воды получится пресная вода.

Если состав глины = (гранит + базальт)/2, и при ее перекристаллизации образуется гранит, то появляется остаток - вещество базальтового состава с большим содержанием металлов. Перекристаллизация сопровождается удалением из глины в виде тепла потенциальной энергии, аккумулированной в глине при ее формировании путем разрушения других горных пород. Тепловая энергия поглощается водно-силикатным раствором базальтового состава, что делает его разуплотненным (легким).

Удаление высоко нагретого базальтового раствора на поверхность и приводит к уменьшению плотности оставшегося кристаллического вещества - гранита.   

Если кто знакомился с Миром реальной природы с первой части - причины и механизма тектонических землетрясений, тот помнит, что механизм землетрясений объяснялся проваливанием конусов горных пород в пустоты, возникающие при увеличении плотности глубинного вещества от уменьшения объема каменной оболочки с сохранением ее массы.

Получается нестыковка: для начала землетрясения нужно увеличение плотности вещества, а в этой части мира реальной природы показано уменьшение плотности горных пород с глубиной.

На самом деле никаких разногласий нет. Просто рассмотрено функционирование литосферы на разных уровнях глубин.

В верхней части литосферы до глубин 30-40 км происходит перекристаллизация вещества с удалением примесей, что и уменьшает плотность горных пород. После того, как все примеси удалены и остался один оксид кремния - SiO₂ - минерал кварц, а порода кварцит, громадное литостатическое давление (масса вышележащих толщ) переводит кварц плотностью 2,65 г/см³ в минерал коусит, того же химического состава, но большей плотности - 2,91. Появляется пустота, проваливается конус, происходит землетрясение с фиксаций гипоцентра - вершина конуса, и эпицентральной области овальной формы - основание конуса. Поэтому котловины морей, заливы и бухты, равнины суши, озера на них имеют овальные очертания.

Таким образом, с глубиной плотность горных пород в наблюдаемой части литосферы, вопреки очевидному мнению, уменьшается. Вызвано это тем, что происходит перекристаллизация вещества каменной оболочки с удалением примесей - металлов. Только после полной очистки от примесей оставшийся оксид кремния - минерал кварц плотностью 2,65 г/см³ на глубине 30 км и более под мощным давлением лежащих выше толщ переходит в более плотную модификацию оксида кремния - коусит плотностью 2,91 г/см³.