Часть III. Научная статья

К ВОПРОСУ О ВЛАГООБОРОТЕ, ГИДРОДИНАМИКЕ И ЗНАЧЕНИИ ИХ ИЗУЧЕНИЯ ДЛЯ ГИДРО- И ФЛЮИДОГЕОЛОГИИ И ТЕКТОНОФИЗИКИ.

(краткое, тезисное содержание с дополнениями)

Статья «Блуждающие рассолы соляных толщ…» вызвала непонимание и негативное отношение некоторых белорусских гидрогеологов. Главным из них оказался член-корреспондент НАН РБ, доктор наук, гидрогеолог А.В. Кудельский, который своим отрицательным отзывом воспротивился публикации этой статьи в журнале «Литосфера». Однако статья все-таки вышла и в белорусском журнале «Литосфера» (№2(31) 2009) и в российском журнале«Разведка и охрана недр», №1-2011 (дополненная). В этой статье утверждалось, что соляные выработки могут быть затоплены не только гидрогеологической водой, проникающей сверху, но и глубинной водой проникающей снизу и скапливающейся под водоупорными толщами. (Также как нефть имеет сверху непроницаемую покрышку.)При этом соль не препятствует прохождению воды снизу, хотя является почти идеальным водоупором  для воды поступающей сверху. В поисках дополнительных доказательств своей гипотезы и чтобы выяснить причины заблуждения этих гидрогеологов мне пришлось критически изучить не только учебную гидрогеологическую литературу, но и статьи БСЭ (1970-78) и научные статьи. Были изучены, в том числе, некоторые работы самого А.В. Кудельского и проанализированы его ошибки, встреченные, в частности, в его монографии «Геофлюидодинамика и нефтегазообразование» (соавторы Р.Г. Гарецкий и Р.Е. Айзберг) (1997) и статье «Вода и геофлюиды земной коры и верхней мантии» («Литосфера»,-2009, - №2(31)).

В результате этого изучения и анализа и возникли вопросы, касающиеся и самого определения воды, и влагооборота, и водного баланса, и гидрогеологической терминологии, и создания новой науки флюидогеологии и уточнения предмета, изучаемого ею. Эта цепочка вывела к переосмыслению гипотез об образовании планеты Земля и воды на ней, уточнению процессов массопереноса и процесса становления внутреннего давления в геосферах и связанных с этим процессов тектонофизики и, в частности, соляной тектоники. Так родилась эта статья, которая опять встретила яростное противодействие со стороны А.В. Кудельского и опять не была принята к опубликованию в упомянутом журнале, но уже по решению всей редколлегии, авторитетным членом которой он является.

Прежде чем приступить к описанию поднятых в статье вопросов следует обратиться к существующему мировоззрению об образовании Земли. Из гипотез, объясняющих образование Земли, наибольшее признание получила так называемая «небулярная гипотеза» Канта-Лапласа (от лат. nebula - туман). Эта гипотеза предполагает образование небесных тел из газопылевой туманности, содержащей все химические элементы. В туманности образуется облако, которое затем сжимается под воздействием гравитации, т.е. взаимного притяжения частиц, и образуются своего рода центры коагуляции. Однако, космохимические закономерности свидетельствуют о плазменном состоянии протовещества на небулярной стадии образования планеты. Плазма (т.е. ионизированный газ или попросту электроны, ионы и молекулярно-атомные частицы) содержится и в «солнечном ветре», и во внешних слоях земной атмосферы: ионосфере, магнитосфере. Ионы водорода и кислорода обнаруживаются в магме, а отношение их количества к количеству молекул воды представляется А.В. Кудельским и его единомышленниками как коэффициент диссоциации воды. Далее мы рассмотрим, что диссоциация воды в магматических очагах и в глубоких недрах Земли не может происходить и обнаруженные ионы являются на самом деле представителями  первородного плазменного вещества Земли. Значит, сжатие осуществляется, помимо гравитации, и под действием кулоновских сил, присущих плазме. А образование химических элементов происходило не только заранее, но и в процессе происхождения и развития планеты. (Это согласуется и с «общей теорией мира» А.И. Вейника.) Сомнительно, что протопланетное облако, как «по щучьему велению», было насыщено всеми химическими элементами еще перед образованием Земли. Но без сомнения то, что все молекулярные вещества на Земле, минералы и породы, в том числе вода и атмосфера, были образованы во время формирования планеты, благодаря происходящим геологическим процессам, а не привнесены пришельцами из космоса.  При сжатии происходит дифференциация вещества, при которой более тяжелые элементы устремляются к центру, способствуя возникновению ядра планеты, а более легкие опоясывают это ядро.  Дифференциацию вещества Земли на всех стадиях ее формирования и развития  подтверждает и работа В.Н. Ларина «Гипотеза изначально гидридной Земли» (1980).

В результате сжатия и дифференциации вещества в земном шаре образовались геосферы: в центре, с глубины 6371 км до 5100 км, – субъядро, с  температурой (Т) составляющего его вещества до 5000 градусов по Цельсию (5000С) и с давлением (Р) более 3600000 атм. Субъядро опоясывается внешним ядром, имеющим жидкий слой – Е толщиной около 2000 км.  Ядро обволакивается мантией: нижней и верхней. В составе верхней мантии выделяется астеносфера – жидко-аморфный (или вязко-пластичный) слой Гутенберга в интервале глубин от 400 до 100 км (Т=1500-2000С  и Р до 140000 атм.). Ядро и мантия содержат слои с высокой электропроводностью и скоростью распространения волн, что присуще плазме, имеющей свободные ионы и электроны. (Считается, что мантия состоит из первородного вещества Земли, а земная кора и ядро образуются за ее счет.) Выше 100км располагается литосфера, нижний слой которой – субстрат – все еще относится к верхней мантии, а уже с глубин 70 – 50 км образована земная кора, верхний слой которой, осадочный, имеет мощность от 0 км на выступах фундамента до 20 км во впадинах. Под ним расположены гранитный и базальтовый слои, непроницаемые для воды, проникающей вглубь земли из атмосферных осадков (гидрогеологической). Температура в подошве земной коры достигает 600-700С, а давление до 10000-19000 атм. Над земной корой располагается атмосфера. (В статье была предложена таблица всех геосфер с их физическими характеристикамии водным балансом. Таблица явилась результатом обработки сведений из БСЭ, учебников по гидрогеологии П.П. Климентова, О.К. Ланге и даже из работ самого А.В. Кудельского, но ученым она показалась излишней, якобы не содержащей новых данных). Отдельно, как самостоятельная, выделена гидросфера - водная оболочка Земли. По определению – это «прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой и представляющая собой совокупность океанов, морей и поверхностных вод суши… В состав гидросферы включают также подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах». Воды гидросферы изучаются наукой гидрологией, частью которой является гидрогеология, изучающая подземные воды. Основными проблемами современной гидрологии считаются исследования круговорота воды в природе. Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной  корой и биосферой, в которых они содержатся. Считается, что взаимодействие этих вод и взаимные переходы из одних видов вод в другие и составляют сложный круговорот воды на земном шаре. Само собой подразумевается, что гидрогеологические воды, т.е. воды земной коры, свободно перемещаются по порам и трещинам в водоносных горизонтах и имеют непосредственный контакт с другими видами вод: с атмосферными осадками через области питания грунтовых вод и с поверхностными водами через области стока, или разгрузки. Такой влагооборот представлен и в гидрологии, и в учебниках по гидрогеологии, и в работе гидрогеолога Н.А. Федосеева, обобщающей «развитие знаний о происхождении, количестве и круговороте воды на Земле». Такое представление о влагообороте и у А.В. Кудельского. Возникает вопрос: а какое участие во влагообороте принимает вода, связанная и закупоренная в минералах и породе? Работы А.В. Кудельского сопровождаются ссылками(многочисленными),на работы других авторов,  но среди них отсутствуют ссылки на работы таких авторов как А.М. Алпатьев, А.Е. Ходьков, Г.Ю. Валуконис. Значит, он не знает о том, что в их работах встречаются различные виды влагооборота, такие как климатический, геологический, седиментационный, гидрогеологический, метаморфический.  Следует отметить отсутствие фундаментальных однозначных представлений о самой воде. Так  что же такое вода?

 В статье приводится определение воды из  энциклопедии (БСЭ, т.5): «Вода, окись водорода, H2O, простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом, бесцветная жидкость без запаха и вкуса». Встречается и иное определение: «неассоциированная молекула H2O – это гидроль». Значит, вода - это ассоциация (соединение) гидролей. Эти соединения образуют кристаллы и минералы. В.И. Вернадский (по свидетельству О.К. Ланге) полагал, «что уже в настоящее время можно наметить более 485 отдельных минералов природной воды… и по мере дальнейшего изучения число разновидностей природной воды значительно увеличится». Обратимся к сравнению: углерод – это  элемент, из которого состоят и алмаз, и графит, и сажа (уголь). Они весьма отличаются между собой по своим физико-химическим свойствам – это различные минералы, т.е. вещества. И их различие обусловлено различием их кристаллических решеток. А как могут отличаться между собой эти 485 разновидности воды? Это может означать, что так называемая официальная наука практически ничего не знает о воде, хотя отрицает выводы, предположения, гипотезы, открытия так называемой паранауки. (Это касается, в том числе, и информационных и магнитных свойств воды). Отрицает бездоказательно, на основе власти научных авторитетов… Т.е. вода, на самом деле, – это сложнейшее образование. Однако в обиходе, в науке и на практике водой называют любое соединение водорода с кислородом или даже просто присутствие этих элементов. Это весьма усложняет представление о воде.. Водой называют все три ее фазовые состояния: жидкое (непосредственно вода), твердое (лед), газообразное (пар). Но не только это. К воде относится присутствие кислорода и водорода в молекулах других веществ, и даже автономное наличие их свободных ионов, что присуще плазме. Это обуславливает весьма обширную классификацию различных видов присутствия воды в природе. По этой классификации наряду со свободной, текучей  («вадозной», по терминологии О.К. Ланге) или, как ее называют, структурно-свободной, гравитационной водой, которой мы пользуемся в быту, существует вода связанная, кристаллогидратная, конституционная, кристаллизационная и т.д. Это вода и в кислотах типа серной и азотной, молекулы которых содержат кислород, и в спирте, и в минералах, типа гипса и квасцов. Т.е. по существующим представлениям вода это не только самостоятельное вещество, состоящее из элементов, кислорода и водорода, но сама и компонент, и элемент, входящий в состав иных веществ.

Но гидросфера – это лишь одна из сфер этого самого «земного шара», заполненная водой. Поэтому распространение без доказательств законов взаимодействия и переходов из одних видов воды в другие, происходящих в гидросфере в процессе круговорота воды, на весь земной шар является ошибкой. Это касается и гидрогеологии. Перемещение  подземных вод в гидрогеологии (просачивание, перетекание, фильтрация) объясняется гравитацией, т.е. вода перемещается под воздействием собственного веса, который и создает гидростатическое давление по закону Паскаля:
P= Pо + pgh [1],
где Р – давление на глубине h, p – плотность воды (жидкости), g – ускорение силы тяжести, Ро – внешнее (верхнее) давление. Кроме закона Паскаля передвижением подземных вод в гидрогеологии, т.е. их гидродинамикой, управляют законы Дарси, Шези, которые и рассматривают перетекание, просачивание и фильтрацию свободной (вадозной) воды по открытым порам и трещинам под действием напора, обусловленного разницей гидростатических давлений между областью питания и областью разгрузки, или  областью поглощения. Без поглощения не может быть ни течения, ни перетекания, ни просачивания.

Возникают вопросы: «Участвует ли во влагообороте та закупоренная, конституционная, кристаллизационная и множество прочих видов несвободной, связанной воды, и каким образом?  Какова ее гидродинамика, как она перемещается на протяжении длительных геологических эпох и в условиях сложных тектонических процессов? Какова связь воды гидросферы с водой иных геосфер? Каковы процессы их взаимного перехода и есть ли он?». В ответах на эти вопросы и содержится знание о том, поступает ли вода из земных глубин в верхние слои осадочного чехла, и какова ее опасность для затопления рудников.

Обратимся к водному балансу всей Земли, т.е. содержанию воды в геосферах. Общий объем воды в гидросфере составляет 1455 млн. км3. Объем подземной воды, т.е. гидрогеологической, входящей в ее состав, оценивается в 61,4 млн. км3 или немногим более 4% объема воды в гидросфере. Объем воды, содержащейся в твердой литосфере, предполагается около 1.3 млрд. км3. Значит, доля гидрогеологической (свободной) воды в литосфере тоже составляет менее 5%. И если мощность литосферы предполагается 50-70 км, то мощность гидрогеологической зоны в ней составит  менее 3 км, что находится в верхней части осадочного чехла, мощность которого до 20 км. Но гидрогеологам этого мало. П.П. Климентов называет авторов, которые полагают, что подземная гидросфера распространяется до глубин, превышающих 70-100 км. А.В. Кудельский с соавторами - академиками идет еще дальше, и они обозначают именно гидрогеологическую зону (т.е. зону проникновения гравитационной, фактически, дождевой воды) вплоть до мантии. Это ошибка, противоречащая знаниям и геологии и самой гидрогеологии. Объем воды в мантии, состоящей, как выше указывалось, из первородного вещества оценивается в 13-15 млрд. км3 (до 1,5% объема вещества мантии). И если эта оценка выполнена по содержанию атомов кислорода и водорода, то она завышена раза в два-три, так как эти элементы соединяются не только между собой, но и с другими элементами. Например, с углеродом они образуют углекислый газ и метан. Чтобы они объединились между собой и образовали воду, необходимы определенные условия и воздействие неких полей, например, магнитного или информационного. Так, на Солнце есть и кислород и много водорода, но нет воды, поскольку нет условий. Мантия насыщает водой и литосферу, и гидросферу, и атмосферу, и, благодаря выдавливанию воды, верхние слои  насыщены водой больше, чем нижние. Считается, что из мантии в верхние геосферы поступает 1 км3 воды ежегодно и, значит, гидросфера и жизнь на Земле родились около 2млрд. лет тому назад (не более 3млрд., если считать, что возраст Земли – 4-4.5 млрд. лет и 1,5 млрд. лет понадобилось для заполнения гидросферы и атмосферы). А погибнут через 4-5 млрд. лет (если раньше не уничтожат властвующие или апокалипсис), если поверить, что с поверхности Земли диссипирует (испаряется в космос) ежегодно около 1 км3 воды. (Марс по объему в 6 раз меньше Земли и там уже иссохла мантия и потому  почти исчезла гидросфера, оставив лишь следы на поверхности планеты).

В геологической практике широко известны гидротермальные и метасоматические месторождения (последние некоторые геологи относят тоже к гидротермальным). Их образование объясняется воздействием гидротермальных вод. В энциклопедии (БСЭ, т. 6) выделяются 4 группы источников гидротермальных растворов: «1) магматическая вода, высвобождающаяся из магматических расплавов…; 2) метаморфическая вода, высвобождающаяся в глубоких зонах земной коры из водосодержащих минералов при их перекристаллизации; 3) захороненная вода в порах морских осадочных пород, приходящая в движение вследствие смещений в земной коре или под воздействием внутриземного тепла; 4) метеорная вода, проникающая по водопроницаемым пластам в глубины Земли». Последняя и есть вода гидрогеологическая и, как видим, она играет второстепенную роль в образовании гидротермальных растворов. Оптимальные условия для образования гидротермальных месторождений определяются глубиной от нескольких сотен метров до 5 км, а температура 100-700 С. Это, практически, соответствует выше определенным размерам гидрогеологической зоны, которая располагается значительно выше мантии, т.е. не по А. Кудельскому.

Не может гидрогеологическая зона распространяться до мантии и по геологическим  соображениям. Так, осадочный чехол отделен от мантии мощными водоупорными слоями: гранитным и базальтовым. Через них метеорная вода могла бы проникнуть только по тектоническим трещинам, но этому препятствуют условия высоких температур, высокого давления, реологические свойства среды, препятствующие образованию зияющих трещин-пустот, благодаря пластическим деформациям, а не разрыву среды. Метеорная вода проникает вглубь земли по порам и трещинам под воздействием гидростатического давления. Но на больших глубинах, в земной коре и тем более в мантии, действует горное давление, в разы превосходящее гидростатическое и, значит, препятствующее проникновению воды. И поскольку метеорная вода не может проникнуть в мантию, то не может происходить и ее диссоциация, и названный А.В. Кудельским   коэффициент диссоциации на самом деле характеризует ассоциацию поступивших из мантии ионов, рождающих воду. (Рожденный ребенок не может возвратиться в утробу матери.).

Таким образом, в водоносные горизонты осадочного чехла из недр Земли поступает воды значительно больше, чем ее перетекает или просачивается сверху. Она скапливается на границах водоупорных толщ и представляет наибольшую опасность при затоплении подземных горных выработок. Это необходимо учитывать при определении мер по защите рудников от затопления, особенно соляных.

Развитие представлений об образовании и преобразовании вещества на Земле (да и самой Земли) и, в частности, о воде и ее гидродинамике приводит к переосмыслению явлений массопереноса, т.е. перемещению вещества в геосферах (дифференциации), и связанных с этим тектонических процессов. Человек познает мир от себя, т.е. представляет его таким, каким он воспринимает его своими органами чувств и, весьма редко, своим разумом. Следует понять, что Земля развивалась по вселенским законам на всем пути ее развития от эфира до планеты (от аттомира до мегамира по А.(В.) И. Вейнику) и содержит элементы  всех ступеней этого развития, его процессы и результаты преобразования. Т.е. на Земле присутствует и эфир (информация) и физические поля, и частицы, образующие атомы, которые затем объединяются в молекулы, в свою очередь, составляющие вещества, минералы, породы, а затем континенты и всю Землю, и жизнь на ней. Вещество Земли, образовавшееся из плазмы, может менять свое фазовое (физические) состояние от твердого до газообразного. Граница между этими состояниями является условной. Состояние обусловлено расстоянием между атомами и молекулами в этом веществе и скоростью их взаимного перемещения, т. е. времени, и зависит от воздействия давления и температуры. Давление на планете изменяется почти от 0 (на поверхности атмосферы) до почти 4 млн. атмосфер в ядре, а температура – от -100С  до +5000С. При таком широком диапазоне изменения температуры и давления  для любого вещества могут существовать граничные условия, когда оно из твердого состояния может перейти в жидкое (или стать  жидкообразным, текучим) и даже в газообразное, и наоборот, газ может стать твердым как металл.

По современным представлениям явление массопереноса вещества внутри геосфер обусловлено температурной конвекцией. Такое объяснение является недостаточным и неполным, поскольку перемещение вещества обусловлено перепадом давления  (напором), которое возникает не только  из-за разницы температуры вещества внутри массива, но, главное, из-за разницы плотности вещества. А плотность может быть различной не только при разнице температур в однородном массиве, но и при различии его вещественного состава (возникающего в результате дифференциации вещества при уплотнении планеты).  Выше приведена формула Паскаля, объясняющая увеличение давления с глубиной. Это давление последовательно увеличивается до центра Земли, где достигает максимального значения. (Давление противодействует беспредельному гравитационному сжатию и образованию черной дыры). Так образуется центр поля  давления, которое назовем  барическим полем (это поле отталкивания). Очевидно, что если бы внутренность Земли была жидкой или газообразной, то на равных расстояниях от центра Земли (от барического центра) давление было бы одинаковым и геометрическое место этих одинаковых значений давления образовало бы сферическую поверхность, т.е. изобарическую сферу. Значение давления на изобарической сфере можно бы вычислить по формуле, обратной формуле Паскаля: Pв= Pо - pgв, где Pв – давление на высоте в от центра Земли, p – плотность среды, g – ускорение силы притяжения к барическому центру (силы тяжести), Pо – нижнее  давление, т.е. давление в барическом центре Земли. Давление на каждой последующей (вышележащей) барической поверхности можно вычислить по формуле:   Pdв= Pв - pgdв [2], где   Pв – значение давления на нижней изобарической сфере (в дальнейшем – это значение нижнего высокого давления, от которого будем вычислять давление в вышерасположенной точке);  Pdв – давление в вышерасположенной точке (точке верхней барической поверхности), отстоящей от нижней изобарической сферы на высоту (приращение высоты) dв. Изобарические поверхности будут иметь форму сферы на поверхности или внутри любой жидкой геосферы, будь то  жидкое внешнее ядро или поверхность и глубины мирового океана, вне зависимости от плотностной или температурной неоднородности ниже залегающих толщ. В жидкой среде, благодаря закону Паскаля, конвективное (вертикальное) перемещение вещества будет заменяться адвективным, т.е. горизонтальным (латеральным). Жидкое вещество или пластичное с малой вязкостью, т.е. текучее, будет расползаться, растекаться как вода под влиянием собственного веса и давления вышележащей толщи.   Жидко-аморфная или пластично-аморфная, полужидкая астеносфера занимает промежуточное положение, и в ней будет иметь место как конвективный, так и адвективный массоперенос вещества, но со стремлением к образованию сферической изобарической поверхности в процессе разгрузки (релаксации) напряжения и установления равновесия.

Вещество, слагающее верхнюю часть мантии и особенно земную кору, различается по своим плотностным, реологическим и прочностным характеристикам. Это приводит к возникновению «избыточного» давления на высоте (dв) над верхней изобарической поверхностью, которая в астеносфере все еще  имеет форму сферы. Так, допустим, что непосредственно над изобарической сферой в результате дифференциации вещества глубоких земных недр образовалось тело с малой плотностью pм, которое назовем «пузырем», поскольку оно может быть заполнено, в том числе, газом или водой. В точке, на высоте dв, давление в пузыре составит: Pdвм = Pв - pмgdв. В окружающей среде с более высокой плотностью Pс давление на этой высоте составит: Pdвс = Pв - pсgdв и будет меньше, чем в теле с малой плотностью на величину:
Pdвм - Pdвс = Ризб = (pс - pм)gdв [3]. Это и есть избыточное давление, которое при достаточно большом удалении вверх от астеносферы (или от подошвы пузыря, образовавшегося внутри литосферы) становится настолько значительным, что приводит к разрушению и подвижкам окружающей среды, а то и к взрыву и вулканической деятельности. Именно это давление и определяет тектонические процессы, происходящие в недрах Земли и, особенно, в земной коре (впрочем, и в атмосфере тоже).

Феномен образования избыточного давления рассмотрел Б.А. Новоселов в своей статье: «Роль давления подземных газов в формировании тектонических структур» (1975). Рассмотрел на  примере прорыва  метана (с плотностью равной 0,16 г/см3) в заполненную водой вертикальную трещину или трещинную зону. Он рассчитал, что на каждую 1000 метров такой трещины или зоны создается избыточное давление по 84 атм. По его расчету при заполнении трещины метаном из пласта песчаников с глубины 3000 м на земной поверхности создается избыточное давление 252 атм. При расчетах он пользуется неким (условным) гидростатическим давлением, которое не имеет места на больших глубинах, и неким избыточным давлением, и с их помощью пытается объяснить реальные природные процессы. При этом не рассматривает пластовое давление в подстилающем слое-коллекторе, из которого поступает газ. При расчетах желаемого избыточного давления он предполагает (вынужден предполагать) развитие трещин на большую глубину. Так, он приводит пример расчета, что для получения желаемого избыточного давления на глубине 4000 м необходимо развитие открытой трещиноватой зоны, заполненной метаном, глубже 4000 до 9050 метров. Весьма мала вероятность распространения столь протяженных открытых вертикальных трещин на таких глубинах. Тем не менее, выводами Б.А. Новоселова пользуется в своих работах А.В. Кудельский. В статье «К вопросу о влагообороте…» выполнен перерасчет избыточного давления на примере модели Б.А. Новоселова с использованием значений гидростатического, пластового и геостатического (горного) давлений на тех же глубинах 3000, 2000, и 1000 метров, полученных на основании работы того же А.В. Кудельского. Расчет выполнен как для случая заполнения трещины метаном, так и при ее заполнении водой. На глубине 3000  метров значение давления составляет: для расчетного гидростатического - 300 атм, для пластового - 480атм, и для геостатического – 760атм (плотность вышележащих пород около 2,5 г/см3).Если принять, что давление гидравлического разрыва пласта составляет 0,7-0,9 от горного, то на глубинах меньших 2000 метров в породах, вмещающих это трещинное тело (пузырь), будет образовываться вторичная трещиноватость. И образовываться она будет под воздействием высокого давления внутри трещинного пузыря, заполненного хоть водой, хоть газом. А на глубине 1000 метров давление в трещине, заполненной водой и газом из нижнего слоя, будет превосходить и горное, и пластовое, и гидростатическое и в этих условиях возможен взрыв, но никак невозможно инфильтрационное или инфлюационное нисходящее проникновение дождевых или даже артезианских вод из верхних горизонтов в нижние.

Б.А. Новоселов бездоказательно отмечает, что «свободные газы ввиду их низкой плотности и вязкости всплывают в воде и накапливаются в повышенных частях ловушек и трещинных систем, создавая в них избыточное давление». Но такое возможно только в том случае, если этот газ поступил в эту трещинную систему из нижнего  слоя – коллектора с высоким пластовым давлением и не полностью растерял это высокое давление по мере всплытия из-за релаксации. Т.е. избыточное давление «в повышенных частях ловушек и трещинных систем» возникает не потому, что там скапливается газ, а потому, что этот газ поступил в ловушку из глубин с высоким давлением. Газ (как и любое вещество с малой плотностью) является проводником давления, также как провод проводит электрический ток и напряжение. Если внутреннее давление в восходящем пузыре сохраняется, то избыточное давление по мере всплытия будет возрастать и превосходить рассчитанное по формулам [2] и [3]. Такой же эффект будет наблюдаться и при пережимах трещины или трещиноватой зоны в результате подвижек во внешней среде. Объясняется это тем, что давление в пузыре сформировано от слоя высокого давления, отстоящего на всю высоту ;в от поверхности пузыря до его подошвы, т.е. до этого слоя, а не до точки пережима. Этим можно объяснить образование очагов  землетрясений и магматических тел в земной коре без их видимой связи с астеносферой, где они зародились. (В том числе образование так называемых астеносферных линз.) Астеносферная линза, как и всякое иное магматическое тело, несет в себе избыточное давление по отношению к вмещающей среде, так как отторглась от астеносферы, имеющей высокое давление.

В статье «К вопросу о влагообороте …» рассматриваются понятия «флюиды и флюидогеология», с  их неопределенностью,  неоднозначностью. Слово «флюиды» переводится с латинского на русский как «текучие». Однако наполнение этого понятия у разных авторов различно. Зачастую, под  флюидами понимаются летучие вещества, т.е. газы и их смеси. Так, Л.И. Лобковский, А.М. Никишин, В.Е. Хаин в своей монографии «Современные проблемы геотектоники и геодинамики» (2004) к флюидам относят H2O, CO2, CO, N2, H2, CH4. А.В. Кудельский к флюидам в мантии относит ионы Н+, Н3О+, ОН-, О-. И если это верно, то оно подтверждает наличие в мантии и первородной плазмы наряду с другими веществами. А вот В.Н. Ларин эти вещества справедливо называет летучими, а к флюидам относит расплавы. Таким образом, нет единого мнения в определении и классификации так называемых флюидов: то ли это некий класс веществ по их составу, то ли это текучее, т.е. физическое состояние любого вещества, в том числе того, которое на поверхности Земли является твердым, а в условиях мантии – жидким. Т.е. нет науки флюидологии и, значит, нет основания для создания науки флюидогеологии, которую мне пришлось поддержать в своей статье «К вопросу о…». Пришлось, поскольку необходимо было объяснить осуществление массопереноса вещества в недрах Земли. Поэтому в статье и было уточнено представление о флюидах именно как о текучем, пластичном веществе, к которому были отнесены, например, соли, известняки, глины, пластичные в определенных термобарических условиях. Но А.В. Кудельский в отзыве на статью воспротивился отнесению соли и глины к флюидам. Поэтому вместо псевдонауки флюидогеологии предлагается ввести науку реогеологию, основанную на определившейся науке реологии. Реология изучает процессы, связанные с текучестью, пластичностью, ползучестью,  и решает задачи деформирования и течения твердых, жидких и иных тел под воздействием напряжений и явления их релаксации. Т.е. реогеология может ответить на вопросы перемещения вещества в геосферах (ядре, мантии, земной коре) под воздействием эндогенных давлений и объяснить тектонические явления.

А.М. Алпатьев, Г.Ю. Валуконис, А.Е. Ходьков в своих работах объясняют перемещение воды из нижних слоев при влагооборотах преимущественно процессами диффузии, т.е.  на молекулярном уровне. Однако, вероятно можно предположить, что при выдавливании вверх под воздействием глубинного давления эти  молекулы и частицы вещества (воды) объединяются в капли, пузырьки и более объемные тела. Так или иначе, но только повышением текучести (уменьшением вязкости) соли, в результате повышения давления и температуры, можно объяснить ее выдавливание из осадочных слоев при их попадании в зону метаморфизма. Соль становится пластичной уже на глубине около 300 метров и жидкой при температуре 700 град. С, т.е. на глубинах выше мантии. Соль образует многокилометровые толщи в осадочном чехле (например, девонская соль Припятской и Днепрово-Донецкой впадин), но ее нет в метаморфических породах фундамента (в том числе в перекристаллизованных осадочных), т.е. она выдавилась из этих пород (но оставила следы засолонения).

В статье дано объяснение тектонического образования соляных куполов и диапиров  на основании распределения глубинного давления. Так, в соленосном бассейне с многокилометровой толщей соли над выступом фундамента и подсолевых отложений, имеющих плотность равную 2,5-3 г/см3, т.е. большую, чем в соли (плотность 2,0г/см3), давление на вершине выступа, рассчитанное по формуле [2], будет значительно меньше, чем на том же высотном уровне во впадине, заполненной солью. (Избыточное давление во впадине, вычисленное по  формуле [3], составит: 0,5gdв, где dв – высота выступа). И соль под воздействием этого избыточного давления потечет к выступу подсолевого ложа. Потечет именно поэтому, а не потому, что ее во впадине много и она выпирает, как объясняют некоторые геологи.Именно этим объясняется образование соляных валов и куполов, например, над вершинами тектонических ступеней в Припятском прогибе.

Таким образом, массоперенос  вещества в геосферах происходит в результате его дифференциации по плотности и вязкости. Вещество с малой плотностью является проводником высокого давления с глубин Земли к ее поверхности, и оно создает очаги напряженности, преимущественно, в  земной коре и в верхней части астеносферы. Различие вязкости всплывающих веществ (т.е. менее плотных, чем окружающая среда),  обеспечивает первоочередное проникновение к месту разгрузки более текучего вещества даже по отношению к более легкому, но вязкому. (Таково объяснение проникновения в нефтяную скважину более тяжелых, но менее вязких, рассолов, а не более легкой, но вязкой нефти). Такое отличие физических свойств очагов напряженности от окружающей среды позволяет обнаруживать их геофизическими методами, например, гравиметрии и сейсмометрии.

Что касается влагооборота и расчета защиты рудников от затопления по законам гидрогеологии и геомеханики, то следует учесть, что гидрогеология изучает движение гравитационной воды, свободно заполняющей пустые поры и трещины в породах, прочность скелета которых обеспечивает сохранность этих пустот. На больших глубинах  хрупкий скелет разрушается или становится пластичным, что обеспечивает передачу давления между средами. Природа устроила так, что вода, пропитавшая образующиеся осадки, частью стекла в водоемы, а частью осталась закупоренной в этих осадках в физически и химически связанном виде. Вместе с ними она погрузилась вглубь Земли. Достигнув на глубине определенных термобарических условий, вода высвобождается из осадков, благодаря как разрушению пор, так и перекристаллизации пород, и устремляется вверх и чем выше, тем с большей силой прокладывает себе путь к поверхности земли, к началу своего последующего погружения. Так происходит нижний влагооборот, который вместе с верхним (географическим) влагооборотом образует действительно полный влагооборот на Земле.

Читать далее http://www.proza.ru/2017/10/15/1618
Читать с начала http://www.proza.ru/2015/03/19/2187