1.8 «Солеродный цикл» и солянные купола с углекислым газом

Обратимся к исследованиям, которые хотя и имеют весьма длительную историю, но остаются практически полностью неизвестными для «непосвящённых» в вопросы геологии. В данном случае я имею в виду исследования, которые затрагивают вопросы происхождения различных солей.

Человек, далёкий от геологии, абсолютно уверен в том, что каменная соль (будь она хоть привычным хлоридом натрия, который используется практически всеми в кулинарии и в самом процессе поглощения еды, хоть существенно менее известной для широкой публики калийной солью) образовалась в результате испарения воды из «рассола» неких древних бассейнов. В книгах, предназначенных для «обычного человека», другой версии образования соли и не найти.

Да и ныне соль часто добывается именно таким способом – выпариванием воды из искусственных водоёмов с повышенной солёностью…

Но так ли было на самом деле в прошлом?!.

«Немецкий учёный Я.д’Анс (1947) отмечает, что никогда серьёзно не сомневался в том, что мощные соляные пласты, в особенности же пласты калийных солей, обязаны своим происхождением испарению воды в больших бассейнах, и называет гипотезу Оксениуса об образовании соляных залежей в отшнурованных песчаными барами лагунах и заливах гениальной.

Однако внимательный анализ фактических данных о накоплении осадков в различных солеродных бассейнах прошлого и наблюдающихся в них соотношениях соляных минералов и пород с несоляными показывает, что мощные толщи каменной соли и подчинённые им накопления калийных солей не могли отложиться из выпаривающейся морской воды, а должны иметь совершенно другое происхождение. Следовательно, общепринятая (с некоторыми модификациями) гипотеза Оксениуса совершенно ошибочна» (Н.Кудрявцев, «О галогенном метасоматозе»).

Я не буду приводить здесь всех доводов, которые имеются в указанной работе – она довольно обширна и при этом весьма детализирована. Упомяну лишь наиболее, на мой взгляд, показательные её моменты, хотя касаться они будут не только указанных выше видов солей.

Если текст, приведённый ниже и выделенный шрифтом меньшего размера, покажется сложным для восприятия, то его можно пропустить.

«…из морской воды, при её выпаривании, всегда садится только гипс, тогда как в ископаемых солях сернокислый кальций представлен почти исключительно ангидритом, а гипс всегда вторичный. Между тем ангидрит выпадает из раствора только при температуре 42^оС и выше, а такой температуры в солеродных бассейнах, конечно, быть не могло. С позиции гипотезы садки солей из морской воды данный факт не получает удовлетворительного объяснения» (там же).

«Широкое распространение водорослей в доломитах усольской свиты, 56-67% общей мощности которой составляет соль, отмечает и Н.И.Сулимов. Очевидно, эти доломиты чрезвычайно тесно связаны с ангидрито-доломитами, ибо он считает, что развитие водорослей сопровождалось отложением сульфатно-карбонатных осадков, с чем, конечно, совершенно нельзя согласиться. Водоросли не живут в воде с солёностью в 15%, при которой садится гипс» (там же).

«Противоречат гипотезе садки солей из выпаривающейся морской воды и последовательность в залегании соляных и сульфатных пород с несоляными и между собой. Если бы они отлагались из морской воды, то их садка неизбежно происходила бы в порядке увеличения их растворимости: карбонатные породы – гипс – каменная соль – (эпсомит [водный сульфат магния]) – калийные соли. В кембрийских же отложениях Сибири соль залегает чаще всего, чередуясь с доломитами (например, в Жигалове с 1743 до 2095; 982-1386 м, в Заярске с 1542 до 1595,3; 1596,5-1620; 2292-2405), а в Танысской опорной скважине – с алевролитовым цементом, и сама содержит прослои доломита, алевролита и аргиллитов, без промежуточных прослоев сернокислого кальция, который при таком чередовании обязательно должен бы отложиться в промежутке, в количествах примерно вдесятеро больших, чем осело доломита, соответственно содержанию углекислых и сернокислых солей в морской воде. Однако самостоятельных пластов и прослоев ангидрит почти не образует (а в Танысской скважине их нет и вовсе), – он встречается, главным образом, в виде ангидрит-доломитов (реже доломит-ангидритов), включений в породах и цемента в песчаниках и алевролитах» (там же).

«Что касается чередования соли с пластами доломитов, мощность которых измеряется обычно единицами, а во многих случаях и десятками метров, то, приняв осадочное происхождение соли, каждый такой пласт нужно было бы считать за начало нового «солеродного цикла» осадконакопления: если исходить из современного содержания углекислых солей в морской воде, то для накопления 10-метрового пласта доломита нужно, чтобы испарился слой воды в 200-250 км! (из 1000 м морской воды нормальной солёности выпадает СаСО₃ только 0,04-0,05 м, а доломита – ещё несколько меньше). Если принять, что за год испаряется, как в Красном море, 3 м воды, то для накопления пласта доломита только в 1 м (а бывают они в 10 м и больше) требуется больше 6500-8000 лет. Такой перерыв в соленакоплении следует считать его прекращением, т.е. завершением предыдущего цикла. Можно ли допустить возобновление условий, необходимых для садки солей в водоеме площадью свыше 2 млн. км², многие десятки раз?» (там же).

«Пример Красного моря в этом отношении очень нагляден. При площади около 400 тыс. км² оно не имеет постоянного притока пресной воды, а количество осадков в его районе ничтожно: на севере 28, на юге 18-217 мм, тогда как испарение составляет до 3-5 м в год. С океаном Красное море соединяется через Аденский залив и узкий Баб-эль-Мандебский пролив, в котором, по данным морского атласа, глубина дна в наиболее узком месте не достигает 50 м. При глубине моря в срединном троге, превышающей 2000 м, этот порог, отделяющий море от океана, имеет огромную высоту. Кроме того, как показывают недавно обнаруженные (август 1964 – февраль 1965 г.) в некоторых из мелких впадин на дне этого трога горячие (в 44,9-55,9^оС) соленые растворы с концентрациями в 271 и 320% и содержанием железа, марганца и кремния, в сотни и тысячи раз большим, чем в морской воде (Nature» 207, № 4991, 1965; «Cahiers oceanographiques», № 7, 1956), в него поступают глубинные растворы, подымающиеся по разлому, с которым связано его возникновение. Тем не менее, кроме этих посторонних концентраций солёность воды в Красном море колеблется около 4,06%, и лишь в мелководных заливах доходит, по некоторым данным, до 7%, т.е. даже в них далеко не достигает концентрации, необходимой для садки сернокислого кальция (15%). Поэтому лишь местами в известняковых илах, отлагающихся на дне моря, имеется примесь углекислого магния. Если при сочетании всех этих условий выпаривание морской воды в грандиозных масштабах в Красном море не приводит даже к садке гипса, то как можно допустить, что в почти совершенно открытом заливе кембрийского океана, в 5 раз большем по площади, чем Красное море, происходила садка каменной соли, местами даже с примесью калийных солей?» (там же).

Как-то я рассказал про цитируемую тут статью Кудрявцева человеку, который, как оказалось, вырос в городе, ориентированном на добычу соли из довольно крупного месторождения. И он привёл пару дополнительных и, на мой взгляд, не менее убедительных аргументов против общепринятой точки зрения на происхождение каменной соли.

Во-первых, залежи каменной соли, которая добывалась на многочисленных шахтах в этом городе, были «девственно чисты» – в них не было абсолютно никаких ископаемых.

Конечно, для выпадения соли в осадок её концентрация в воде должна быть весьма высокой. А в такой воде могло и не быть обитателей. Например, знаменитое Мёртвое море таких обитателей не имеет. Но отсюда – в рамках «испарительной» версии и с учётом количества ископаемых солей – следует, что в прошлом должны были существовать огромнейшие аналоги современного Мёртвого моря буквально повсеместно. Однако такое следствие не только вызывает серьёзные сомнения в реальности подобной ситуации, но и противоречит тем особенностям ископаемых залежей различных видов солей, которые заставили геологов рассматривать версию довольно экзотических морских «лагун», где якобы происходило испарение (а вовсе не «сухопутных» водоёмов типа современного Мёртвого моря).

А во-вторых, месторождение в том городе имело форму купола. Это встречается в природе настолько часто, что привело даже к появлению весьма распространённого в геологии термина «соляной купол». Однако купол – форма, сужающаяся к верху. Между тем при образовании соляных залежей путём испарения воды из некоего водоёма следовало бы ожидать плоской верхней их границы (в полном соответствии с физическими законами). «Купола» если бы и встречались, то только лишь в «перевёрнутом» состоянии – то есть с сужением не к верху, а к низу!..

Но вернёмся к более авторитетному «свидетелю»…

«Существующие представления об осадочном происхождении ископаемых солей не могут далее поддерживаться на основании самых простых соображений. На протяжении всей послепротерозойской истории Земли до миоцена включительно соленакопление сохраняло один и тот же характер (что признаётся всеми), но чрезвычайно отличается и по масштабам и по составу солей от современного» (Н.Кудрявцев, «О галогенном метасоматозе»).

И между прочим, это вступает в прямое противоречие с принципом униформизма и даже принципом актуализма, приверженность которым провозглашает геология…

В такой ситуации Н.Кудрявцев пытается искать иные версии образования солевых отложений, предпочитая, правда, вести речь о т.н. «метасоматическом замещении» одних пород другими.

«Отчётливые следы метасоматического замещения карбонатных пород ангидритом можно различить, кроме того, в верхнеюрской гаурдакской свите по описаниям взаимоотношений между ними, опубликованным в книге Н.П.Петрова и П.А.Чистякова [«Литология солевых и красноцветных отложений мезозоя юго-западных отрогов Гиссара», Ташкент, 1964]…

Глубинное, а не осадочное происхождение этих ангидритов, образующих толщу мощностью в некоторых разрезах до 400 м, в среднем, на площади свыше 400 тыс.км², самое малое – 100 м, подтверждается тем, что для их отложения из морской воды современного состава через этот бассейн должно было бы пройти около трети объёма воды современного мирового океана, что, конечно, совершенно невероятно» (там же).

Под «метасоматическом замещением», подразумевается, говоря простым языком, вымывание насыщенной солями водой некоей «начальной» породы, на место которой из раствора откладывается соль. То есть подразумевается, что общая мощность отложений не меняется. Однако сам же Кудрявцев вынужден констатировать, что такая схема порой явно противоречит реальным фактам, и вынужден учитывать возможность совсем иных процессов.

«Огромное увеличение мощности нижнекембрийской усольской свиты на площади развития в ней соленосности (до 800-1000 м) по сравнению с краевыми зонами (120-150 м), где соли нет, вряд ли можно объяснить одним только более быстрым накоплением замещённых солью карбонатных пород в центральной части бассейна. Вышележащие карбонатные свиты, содержащие значительно меньше соли, такого резкого увеличения мощности не обнаруживают. Оно и здесь приурочено, главным образом, к тем районам платформы, в которых в этих свитах имеется соль. По-видимому, помимо замещения карбонатных пород равными (или большими) её объемами, значительная часть соли отложилась в результате добавочного её накопления на поверхностных напластованиях, с увеличением общей мощности слоёв» (там же).

Вообще-то, при разнице по мощности слоёв в разных местах аж в шесть с лишним раз «добавочным» следовало бы считать вовсе не «накопление на поверхностных напластованиях», а наоборот – замещение (если оно вообще было). Это, во-первых.

А во-вторых, утверждение о «поверхностных напластованиях» не имеет абсолютно никаких оснований кроме личных субъективных предпочтений Н.Кудрявцева. Более того, оно противоречит простейшей логике. Если «замещение» могло идти в глубине, а не на поверхности, то почему «дополнительное напластование» может идти лишь на поверхности, а не там же – в глубине пород?!. Общая картина как раз гораздо лучше соответствует тому, что отложение соли проходило не сверху – на породах, а непосредственно внутри них!..

Сам того не подозревая, Кудрявцев подсказывает и механизм, который обеспечивает возможность отложения солей в глубине давно сформировавшихся пород с изменением мощности пластов. Только выводы при этом делает не совсем правильные…

«Примечательно также, что в бассейне Верра (как и в некоторых других районах, например в месторождении Уинфильд в Луизиане) в солях имеется масса включений углекислого газа под огромным давлением. При вскрытии горными работами участков с обилием таких включений стенки последних не выдерживают давления газа и в результате происходят выбросы соли, иногда катастрофические. Давление, под которым находится газ в солях месторождения Уинфильд, достигает 500-1000 атм. (Хой и др., 1962), в бассейне же Верра, судя по силе выбросов, во много раз превосходящих выбросы в руднике Уинфильд, оно должно быть в несколько раз больше. Массовое образование включений углекислоты в солях не может быть связано с процессом их перекристаллизации; оно могло возникнуть только при первичной их садке или при их замещении солями, выпадавшими из вновь проникавших в осадочную толщу растворов, насыщенных углекислотой, как это и предполагает Ф.Бессерт для солей в районе Верра. Поэтому данное явление должно рассматриваться как несомненное доказательство отложения солей из глубинных растворов в больших масштабах в результате метасоматоза (первичного или повторного – безразлично)» (там же).

Кудрявцев упускает из виду важнейший момент, связанный с углекислым газом – его появление из недр (хотя он и говорит фактически об этом, но не анализирует вытекающие отсюда следствия)!.. Например, в составе поднимающегося оттуда «рассола», т.е. сильно насыщенной солями воды.

Про воду – как следствие разложения гидридного ядра, упоминалось ранее. Вода же – весьма неплохой растворитель, который проходя сквозь мантийные слои неизбежно будет растворять окружающие соли, постепенно переходя в состояние своеобразного «рассола».

Достаточно очевидно, что такой «рассол» поступает из недр под давлением. Показателем же давления в поднимающемся «рассоле» при этом вполне может служить величина давления упомянутого углекислого газа. Соответственно, величины давления (которое сохранил углекислый газ) в районе бассейна Верра вполне достаточно, чтобы «рассол» мог приподнять слой грунта толщиной в сотни метров!.. А в области рудника Уинфильд поднявшийся из глубин «рассол» запросто мог приподнять и километровую толщу вышележащих отложений!..

Далее же достаточно вспомнить лишь про то, что растворимость солей в воде существенно зависит от температуры. Поднимающийся из горячих недр «рассол» запросто может быть буквально перенасыщен солями. А охлаждение его при подъёме вверх создаёт все необходимые предпосылки для выпадения из него излишка солей, которые и заполняют пространство, образующееся под приподнимаемыми верхними слоями. Таким образом, образование солевых отложений с изменением общей мощности отложений может происходить не просто внутри имеющихся пород, но и на весьма значительной глубине!..

Кудрявцев, оставшись на позициях «метасоматоза», так и не смог сделать последний логический шаг, который буквально просится из его же данных.

«Столь широко распространённое совместное нахождение соли и изверженных пород не может представлять случайность. Оно показывает, что соль генетически связана с глубинными разломами, по которым внедрялись в осадочную толщу изверженные породы» (Н.Кудрявцев, «О галогенном метасоматозе»).

На самом деле идея глубинного происхождения «исходного рассола» и «итоговых» отложений солей была высказана с те же полсотни лет назад. Например, доклад В.И.Созанского с гипотезой о том, что соли поступали из глубины по крупным разломам в виде высокотемпературных солевых растворов, присутствовал вместе с докладом Н.Кудрявцева в программе симпозиума, проходившего во Львове 21-23 сентября 1971 года. В информации об этом симпозиуме сообщается, что оба доклада были «подвергнуты серьёзной критике» – фактически просто подверглись обструкции…

Так что если уж при столь очевидных фактах в течение целых полсотни лет не принимается «безобидная» для датировок теория «метасоматического замещения», то что уж говорить о гипотезе так называемого «эндогенного происхождения» (по Созанскому) соляных залежей (фактически о теории возникновения отложений соли благодаря флюидам, поднимающимся из недр), которое приводит к тому, что соль надо исключать из числа осадочных пород (если понимать термин «осадочные» в смысле отложений исключительно на поверхности земли или на морском дне)!..

Много это или мало, и к чему может привести исключение соли из числа осадочных минералов, можно оценить как из приведённых данных по мощности нижнекембрийской усольской свиты (уменьшение мощности – а следовательно и примерного времени образования – в шесть с лишним раз), так и из следующих цитат, которые вдобавок дополняют и другие высказанные выше соображения.

«Особый интерес представляют девонские отложения возрождённого Днепровско-Донецкого авлакогена, где они образуют мощную толщу в его центральной части, быстро выклинивающуюся к бортам. Средний девон (начиная с живетского яруса) и низы верхнего представлены соленосной толщей мощностью более 1 км. Кроме каменных солей в ней встречаются прослои ангидритов, гипсов, глин. В многочисленных соляных куполах на поверхность выносятся обломки известняков, содержащих фауну франского яруса» («Геологическая история русской платформы в позднем палеозое»).

«В Прикаспийской впадине пермские отложения известны в соляных куполах, по данным бурения и геофизики они имеют мощность в несколько километров» (там же).

«Кунгурские отложения … сложены также доломитами (в низах разреза), ангидритами, глинами, мергелями и гипсами, накапливавшимися в условиях огромной лагуны, в которую лишь периодически вторгалось море. Соленосные толщи, столь широко развитые в Предуральском краевом прогибе, в кунгурских отложениях плиты почти полностью отсутствуют, но обладают, по-видимому, большой мощностью (3 км) в Прикаспийской впадине» (там же).

«В прибрежно-морских отложениях казанского яруса появляются линзы каменных солей. В южном направлении отложения замещаются песчано-глинистыми континентальными фациями. Резкое увеличение мощности пермских отложений происходит в зоне Перикаспийских дислокации. Верхнепермские отложения, заполняющие пространства между многочисленными соляными куполами, как показали результаты сейсморазведки, имеют мощность не менее 4 км. По-видимому, суммарная мощность колоссальной толщи пермских отложений составляет около 8 км. До настоящего времени не совсем ясно, только ли кунгурская соль присутствует в этом районе. Возможно, что здесь есть и более древние соленосные толщи, в частности верхнедевонские» (там же).

Думаю, вполне достаточно…

Добавлю лишь, что в других регионах ситуация в целом аналогична.

Итак.

Реальные факты требуют перехода от принятых ныне геологических теорий к совершенно иной концепции, гораздо более корректно описывающей эти факты, – к теории расширения Земли и её гидридного ядра, что связано с гораздо более существенным вкладом флюидов недр в геологические процессы, формирующие твёрдую кору планеты. В частности, это требует перехода к теории абиогенного происхождения каменного угля (а также бурого угля, графита, шунгитов и пр.), нефти и природного газа (см. статью «История Земли без каменноугольного периода»); а также к теории эндогенного происхождения солевых отложений.

В приложении к стратиграфии и геохронологии из этого следует:

Во-первых. Из числа осадочных отложений (понимаемых в качестве медленно осаждающихся накоплений на поверхности земли и на дне водоёмов), по которым прежде всего и пытаются выстраивать геохронологическую шкалу, надо исключать все залежи каменного и бурого угля (графита, шунгита и др. аналогичных углеродистых минералов).

Во-вторых. Из числа осадочных отложений надо исключать также отложения солей, ангидридов, гипса и т.п. (или по крайней мере подавляющую их часть).

В-третьих. Надо либо чётко доказывать обоснованность «принципа неполноты геологической летописи» (что, на мой взгляд, просто нереализуемо в силу абсолютно объективных причин), либо отказываться от него (по крайней мере в заявляемых масштабах) и существенно сокращать количество «несогласий».

И в-четвёртых, необходимо учитывать отличие условий по скорости седиментации³⁹ в прошлом – на «малой» Земле – от скорости современного осадконакопления.

В целом, всё склоняется к тому, что геохронологическая шкала вынуждена будет существенно сократиться.

Насколько?.. Неизвестно…