Геологические тела как системы. Иерархия геологических тел » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Геологические тела как системы. Иерархия геологических тел

27.04.2021

В общем случае, система — это совокупность любых объектов, взаимодействующих друг с другом. Любой объект, рассматриваемый как система состоит из некоторого числа меньших объектов, которые, в свою очередь, состоят из еще более мелких. Выделение подсистем можно продолжать до предела, требуемого решаемой задачей. Каждый из объектов, образующих систему, называют ее элементом. Главной особенностью системы как некоторой совокупности элементов, является то, что она обладает хотя бы одним новым свойством, которое отсутствует у слагающих его элементов. Такое обобщающее, системное свойство называется эмерджентностью. Например, коллекторские свойства рифогенного известняка не присущи ни минералу кальциту, ни отдельным порам, а только совокупности крупных сообщающихся пор, обусловленных конфигурацией минералов кальцита, которые, в свою очередь, обусловлены формой скелетов организмов, из которых был сформирован риф.

Совокупность связей и отношений между элементами называется структурой системы. Системный характер геологических тел и разнообразие их структурных связей обуславливает неоднородность геологических тел.

Каждое реальное геологическое тело можно рассматривать как разные системы. Например, линзу терригенных пород среди глин можно представить как множество минеральных зерен, связанных цементом, который обуславливает совокупность зерен как единого целого. Эмерджентные свойства такой системы - пористость и проницаемость, которыми не облапают ни минеральные зерна, ни цемент. Чтобы изучить эти эмерджентные свойства, необходимо изучать и отдельные куски (штуфы) горной породы, и саму линзу как совокупность объектов, сложенных породами разных литологических типов. Возможность рассмотрения системы с различной детальностью указывает на то, что системы являются иерархически упорядоченными объектами, а само рассмотрение - иерархическим. Совокупность элементов, принадлежащих одному масштабному размеру (уровню), называется иерархическим (структурным) уровнем (рангом).

В рассматриваемой линзе можно выделить следующие иерархические уровни:

- минерального зерна;

- штуфа горной породы;

- различающихся по литологическому составу частей линзы (в зависимости от детальности изучения этот уровень может повторяться несколько раз);

- линзы как целого.

На каждом иерархическом уровне элементы системы характеризуются каким-то набором свойств, список которых устанавливается в соответствии с целями, для которых объект рассматривается как система.

Иерархия геологических тел - это упорядоченное взаимоотношение геологических тел различных размеров. Формы залегания горных пород существуют в виде вложенных друг в друга структур разной величины. В самом грубом виде их разделяют на общекоровые и внутрикоровые. В строении некоторых структур - щиты, плиты - участвует вся толща земной коры, образуя общекоровые деформации. А в строении других, таких как соляной купол, участвуют отдельные слои, поэтому он служит примером внутрикоровой деформации, поскольку проявляется локально. Рассматривая же внутреннее строение этого диапирового купола, мы увидим «вложенные» друг в друга разнообразные складки. Если изучать структуры еще более детально, такое грубое разделение усложняется, в нем обнаруживается множество дополнительных порядков структур и вызвавших их деформаций.

Таким образом, то, что выступает как неоднородность на одном иерархическом уровне, может оказаться самостоятельным геологическим телом - на более низком. Ранги геологических тел, которыми занимается структурная геология, приведены в табл. 1. Тектонические структуры разного порядка, сформировавшиеся одновременно под действием одних и тех же сил и примерно в одном и том же месте, образуют парагенезисы, в которых родство между структурами определяется тем, что все они, несмотря на разные размеры и морфологическое многообразие, образуются в единых механических условиях.

Статистическое изучение размеров блоков, а также складчатых форм показало, что их размеры дискретны, и они имеют моды, отличающиеся друг от друга (по различным данным) в 2,7-3,5 раза.

В.И. Шкарин, обобщив обширный литературный материал по преимущественным размерам геологических тел различных районов и различного генезиса, составил график, на котором по оси X отложены размеры различных геологических тел в километрах, а по оси У - число упоминаний геологических тел данного размера в литературе (рис. 3.8). На полученном таким образом графике виден ряд пиков, минимумов и разрывов графика. Это можно рассматривать как доказательство того, что размеры геологических тел имеют определенные, наиболее часто встречающиеся значения.

Чешские ученые Р. Квет и В. Немец предлагают следующую формулу для вычисления наиболее вероятного размера структур разного порядка:

ух = 2-х * D,


где х - порядок структуры,

у - расстояние между структурами одного порядка,

D - диаметр Земли.

На причины этого явления существуют различные точки зрения и общепринятой пока не выработано.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: