ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА. 2018. T. 17, № 2. С. 111–130. DOI 10.21455/GPB2018.2-7
УДК 550.4:549.01+524.57
САМОРОДНЫЕ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
НА ЗЕМЛЕ, ЛУНЕ, В ТЕКТИТАХ И МЕТЕОРИТАХ
© 2018 г. А.В. Мананков
Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск, Россия
С целью развития формирующегося нового научного направления – астроминералогии – в статье представлены результаты изучения особенностей минерагенеза
и геохимии самородных (SE) и редкоземельных (TR) элементов во вмещающих породах внешних оболочек биосферы и космических объектах. Использован комплекс методов – современные методы астроминералогии, а также моделирования
и прикладного системного анализа. Предложены теоретические модели и гипотезы механизмов субструктурно-фазовых превращений TR и SE элементов под воздействием специфических физико-химических условий на Луне и в космических объектах по сравнению с земными. Показано важное теоретическое значение и практическая роль межгеосферных критериев и системологии. Обоснованы вещественные отличия земных и космических объектов, составляющие семь групп индикаторных критериев, комплекс которых можно использовать для объектов неясного происхождения: 1) геолого-структурные особенности. Только в геологической среде присутствуют специфические породы класса катастрофитов, залегающие всегда с угловым несогласием на породах основания и имеющие признаки похолодания и восстановительной среды, подобной космической; 2) петрохимический состав;
3) элементы-примеси; 4) количество, состав, морфология и структуры SE; 5) изотопный состав углерода 14С; 6) состав химических элементов группы TR и радионуклидов; 7) разная мощность протонного облучения в составе солнечного ветра
в условиях высокого вакуума в космосе (экзотические микросмеси самородного W и низкоплавкой Sb и т.п. в реголите) и атмосферы Земли. Новые знания применимы для развития планетологии, теории межгеосферных процессов, расширения сырьевой базы на Луне и обеспечения космической безопасности биосферы. Обсуждается связь катастрофических процессов в геоактивных зонах Земли и коллизионных зонах с диспергацией минералов и горных пород до наноразмерных взвесей и образованием электретов при выносе в атмосферу аномальных объемов пыли, оксидов C, N и S. Эти результаты положены в основу способа прогнозирования землетрясений [Патент № 2516617…, 2014]. Открыт новый класс многофункциональных стеклокристаллических материалов – сикамов [Свидетельство № 92355…, 1990], реализуемых, в том числе, и из горных пород, сопоставимых по петрогеохимическим особенностям с лунными базальтами.
Ключевые слова: сейсмотомография, физическая геохимия, когерентность, плазма, электреты, солитоны, космические объекты, межгеосферные взаимодействия, астроминералогия, саморазвитие Земли, предсказание катастроф.
Цитируйте эту статью как: Мананков А.В. Самородные и редкоземельные металлы на Земле, Луне, в тектитах и метеоритах // Геофизические процессы и биосфера. 2018. Т. 17, № 2. С. 111–130. DOI: 10.21455/gpb2018.2-7
PACS 72.15.Eb: 96.10.+i + (94.30+13.75Cs): 03.75.Hh
Литература
Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. С. 555–571.
Воробьев А.А. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. 1970. № 12. С. 3–13.
Геодинамика, магматизм и металлогения Колывань-Томской складчатой зоны / В.И. Сотников, Г.С. Федосеев, Л.В. Кунгурцев и др. Новосибирск: Изд-во СО РАН; НИЦ ОИГГМ, 1999. 227 с.
Грачев А.Ф., Корчагин О.А., Цельмович В.А. Коллманн Х.А. Космическая пыль и микрометеориты в переходном слое глин на границе мела и палеогена в разрезе Гамс (Восточные Альпы): Морфология и химический состав // Физика Земли. 2008. № 7. С. 42–57.
Добрецов Н.Л. Введение в глобальную петрологию. Новосибирск: Наука, 1980. 199 с.
Душин В.А. Магматизм и геодинамика палеоконтинентального сектора севера Урала. М.: Недра, 1997. 213 с.
Заверткин С.Д., Сальников В.Н., Арефьев К.П. Электромагнитная эмиссия при фазовых переходах в минералах и диэлектрических материалах. Томск: ТПУ, 2010. 397 с.
Зигель Ф.Ю. Вещество Вселенной. М.: Химия, 1982. 176 с.
Изох Э.П. Парадокс возраста тектитов и полей их выпадения // Метеоритика. 1985. Вып. 44. С. 127–134.
Изох Э.П. Петрохимия пород мишени, импактитов и тектитов астроблемы Жаманшин // Космическое вещество и Земля. Новосибирск: Наука, 1986. С. 159–203.
Изох Э.П., Ле Дык Ан. Тектиты Вьетнама: Гипотеза кометной транспортировки // Метеоритика. 1983. Вып. 42. С. 158–169.
Кондратьев К.Я., Матвеев Л.Т. Основные факторы формирования острова тепла в большом городе // Докл. РАН. 1999. Т. 367, № 2. С. 253–256.
Копнин С.И. Пылевые звуковые возмущения в запыленной плазме и их проявления: Автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Долгопрудный, 2008. 20 с.
Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности. М.: Наука, 1982. 104 с.
Корчагин О.А., Цельмович В.А. Космические частицы (микрометеориты) и наносферы из пограничного слоя глины между мелом и палеогеном (К/Т) разреза Стевенс-Клинт, Дания // ДАН. 2011. Т. 437, № 4. С. 520–525.
Кринов Е.Л. Основы метеоритики. М.: Гостехиздат, 1955. 392 с.
Мананков А.В. О механизме ликвации в силикатных системах // Докл. АН СССР. 1979. Т. 244, № 6. С. 1461–1464.
Мананков А.В. О механизме и кинетике кристаллизации магматических расплавов основного состава // Докл. АН СССР. 1980. Т. 251, № 6. С. 1472–1476.
Мананков А.В. Стадийность фазовых превращений в расплавах тектитов // II Междунар. конф. по природным стеклам. Прага, 1987. С. 50.
Мананков А.В. Геологическая среда и техносфера: Квантовые процессы и жизнь. Самоорганизация. Томск: ТГАСУ, 2012. 448 с.
Мананков А.В. Итоги изучения быстропротекающих геологических процессов // Развитие минерально-сырьевой базы Сибири: от В.А. Обручева, М.А. Усова, Н.Н. Урванцева до наших дней: Материалы форума. Томск: ТПУ, 2013. С. 251–260.
Мананков А.В. Астроминералогия – новая комплексная наука для решения сырьевых и экологических проблем биосферы // Петрология магматических и метаморфических комплексов: Материалы Всерос. конф. с междунар. участием. Томск, 2016. Вып. 8. С. 204–211.
Мананков А.В., Борозновская Н.Н. Дифференциация магмы в лавовых потоках и люминесценция плагиоклазов // Докл. АН СССР. 1982. Т. 263, № 3. С. 685–688.
Мананков А.В., Сальников В.Н. Исследования процессов ситаллизации в стеклах пироксенового состава методом электропроводности, ТСТ и радиоизлучения // Материалы Всесоюз. симп. «Катализированная кристаллизация стекол». М., 1978. С. 31–33.
Мананков А.В., Сальников В.Н. Электропроводность и электромагнитная эмиссия пироксеновых стекол и ситаллов при высоких температурах // Физика и химия стекла. 1996. Т. 22, № 4. С. 528–535.
Мананков А.В., Сальников В.Н. Электрофизические методы исследования минералов и композиционных материалов // Современные методы минералого-геохимических исследований как основа выявления новых типов руд и технологий их комплексного освоения. СПб: Изд-во СПбГУ, 2006. С. 196–198.
Мананков А.В., Соколова Т.А. Оптимизация технологических параметров при синтезе ситаллов // Изв. АН СССР. Сер. Неорганич. материалы. 1980. Т. 16, № 7. С. 1267–1271.
Мананков А.В., Сафонова Е.В. Геохимия и металлогения коры выветривания // Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы и предприятий ТЭК Сибири: Материалы Межрегион. науч.-практ. конф. Томск, 2007. С. 198–202.
Мананков А.В., Сафонова Е.В. История формирования региональной коры выветривания Западной Сибири под воздействием разновозрастных водоносных горизонтов и ее металлогеническое значение // Роговские чтения: Материалы Всерос. конф. с междунар. участием, посвящ.
85-летию со дня рождения проф. Г.М. Рогова. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2015. С. 116–120.
Мананков А.В., Шарапов В.Н. Механизм и кинетика обособления магнетита в базитовых расплавах // Докл. АН СССР. 1983. Т. 272, № 3. С. 670–675.
Мананков А.В., Шарапов В.Н. Кинетика фазовых переходов в базитовых расплавах и магмах. Новосибирск: Наука, 1985. 175 с.
Мананков А.В., Бычков Д.А., Страхов Б.С., Яковлев В.М., Быков Н.Е. Минералого-геохимические и экспериментальные исследования синтеза петроситаллов // Минералогия, геохимия и полезные ископаемые Азии. Томск, 2013. Вып. 2. С. 190–198.
Мартынов Ю.А., Дриль С.И., Чащин А.А. и др. Геохимия базальтов островов Кунашир и Итуруп – роль несубдукционных факторов в магмогенезисе Курильской островной дуги // Геохимия. 2005. № 4. С. 369–383.
Мейсон Б., Мелсон У. Лунные породы / Пер. с англ. М.: Мир, 1973. 167 с.
Наумов В.Б., Коваленко В.И. и др. Средние содержания петрогенных, летучих и редких элементов в магматических расплавах различных геодинамических обстановок // Геохимия. 2004. № 10. С. 1113–1124.
Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М.: Высш. шк., 1977. 448 с.
Отмахов В.И., Варламова Н.В., Мананков А.В., Лапова Т.В. Физико-химические исследования тектитов в интересах космического мониторинга // Изв. Том. политех. ун-та. 2006. Т. 309, № 5. С. 40–44.
Патент на изобретение № 518474. Стеклокристаллический материал / А.В. Мананков, В.М. Владимиров. Зарег. в Госреестре 14.01.1975 г. Опубл. 25.06.1976 г. Бюл. № 23.
Патент на изобретение № 1586082. Петроситалл / А.В. Мананков, П.В. Осипов. Зарегистр.
в Госреестре 15.04.1990 г.
Патент на изобретение № 1787965. Способ получения пористого остеклованного блока / А.В. Мананков, А.А. Локтюшин. Зарегистр. в Госреестре 14.08.1989 г. Опубл. 15.01.1993 г. Бюл. № 2
Патент на изобретение № 2516617. Способ прогнозирования землетрясений в пределах коллизионных зон континентов / А.В. Мананков, И.Д. Кара-сал, Б.К. Кара-сал. Зарегистр.
в Госреестре 24.03.2014 г. Опубл. 25.05.2014 г. Бюл. № 14.
Патент на изобретение № 2525076. Способ и устройство для изготовления пористого остеклованного блока / А.В. Мананков, С.А. Карауш. Зарегистр. в Госреестре 17.06.2013 г. Опубл. 10.08.2014 г. Бюл. № 22.
Полтавец З.И., Нечкин Г.С. Редкоземельные и рассеянные элементы в скарново-магнетитовых месторождениях Урала и Тургая // Ежегодник-2009. Тр. ИГГ УрО РАН. 2010. Вып. 157. С. 237–240.
Пущаровский Ю.М. О трех парадигмах в геологии // Геотектоника. 1995. № 1. С. 4–11.
Пущаровский Ю.М., Пущаровский Д.Ю. Геология мантии Земли. М.: ГЕОС, 2010. 138 с.
Пущаровский Д.Ю., Пущаровский Ю.М. Новый взгляд на состав и строение глубинных оболочек планет земной группы // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2016. № 1. С. 3–9.
Савченко К.Н. Космогония Канта и проблема происхождения малых тел Солнечной системы. Л.: Наука, 1975. 197 с.
Сальников В.Н., Мананков А.В. Определение температур превращений в технических и пироксеновых стеклах методом регистрации проводимости синхронно с импульсным электромагнитным излучением // Тр. Укр. ин-та стекла. Константиновка, 1994. С. 159–170.
Сальников В.Н., Арефьев К.П., Заверткин С.Д. и др. Самоорганизация физико-химических процессов в диэлектрических природно-техногенных средах. Томск: STT, 2006. 524 с.
Свидетельство № 92355 на товары и/или услуги 19 класса – камни искусственные, строительные, строительные материалы неметаллические. Зарег. в Госреестре 10.12.1990 г.
Скляров Е.В. Интерпретация геохимических данных: Учеб. пособие. М.: Интернет Инжиниринг, 2001. 288 с.
Усов М.А. Катастрофы в истории Земли // Природа. Апрель 1916. С. 438–462.
Усов М.А. Геотектоническая теория саморазвития материи Земли // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1940. № 1. С. 3–11.
Хисина Н.Р. Субсолидусные превращения твердых растворов породообразующих минералов. М.: Наука, 1987. 207 с.
Цельмович В.А. О метеоритном происхождении самородных металлов в осадочных породах // Диагностика вулканогенных продуктов в осадочных толщах. Сыктывкар, 2012. С. 190–193.
Чувашов Б.И. Полициклическая грабен-горстовая модель развития палеозойских подвижных поясов на примере Западной Сибири и Урала – альтернатива «глобальной тектонике плит» // Био- и литостратиграфические рубежи в истории Земли: Тр. Междунар. науч. конф. Тюмень, 2008. С. 3–16.
Adams J.A.S. Uranium contents and alpha particle activities of tektites // XX Intern. Geol. Congr. 1956.
Antonangeli D., Morard G., Schmerr N.C. et al. Toward a mineral physics reference model for the Moon’s core // Proc. Nation. Acad. Sci. 2015. V. 112 (13). P. 3916–3919.
Baker G. Tektites // Memor. of Nat. Museum Victoria. 1959. V. 23.
Bove L.E., Goal. R., Raza Z. et. al. Effect of salt on the H-bond symmetrization in ice // Proc. Nation. Acad. Sci. 2015. V. 112 (27). P. 8216–8220.
Chen B. Li J., Hauck S.A. Non-ideal liquidus curve in the Fe–S system and Mercury’s snowing core // J. Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. L07201.
Dauviller A. Sur l′оrigin cosmiqure des tektites // Comt. rend. Acad. sci. Paris, 1964. V. 258, N 19. URL: hpp/www/hainanWel.com/forum.ru
Irifune T., Fujino K., Ohtani E. A new high pressure form of MgAl2O4 // Nature. 1991. V. 349. P. 409–411.
Kingma K.J. Cohen R.E., Hemley R.J., Mao H.-K. Transformation of stishovite to a denser phase at lower-mantle pressure // Nature. 1995. V. 374 (6519). P. 243–245.
Mason B. Chemical composition of tektites // Nature. 1959. V. 183. P. 254–255.
McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geology. 1995. V. 120. P. 223–253.
Montagner J.P. Effect of a plume on long period surface waves computed with normal modes coupling // Phys. Earth and Planet. Inter. 2000. V. 119. Р. 57–74.
Oganov A.R., Gillan M.J., Price G.D. Structural stabiliry of silica at high pressures and temperatures // Phys. Rev. 2005. V. 71 (6). P. 64–104.
Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in oceanic basalts / Eds A.D. Saunders, M.J. Norry. 1989. P. 313–345. (Geol. Soc. Spec. Publ. N 42).
Taleno S., Hirose K., Ohishi Y., Tatsumi Y. The structure of iron in Earth’s inner core // Science. 2010. V. 330 (6002). P. 359–361.
Сведения об авторе
МАНАНКОВ Анатолий Васильевич – доктор геолого-минералогических наук, профессор, Национальный исследовательский Томский государственный университет. 634050, г. Томск, просп. Ленина, д. 36. Тел.: +7 (952) 154-46-67. E-mail: mav.39@mail.ru
NATIVE AND RARE-EARTH METALS ON THE EARTH,
THE MOON, IN TEKTITES AND METEORITES
A.V. Manankov
National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia
Abstract. In order to develop the emerging new scientific direction – astromineralogy, the article presents the results of studying the features of mineralogenesis and geochemistry of native (SE) and rare earth (TR) elements in host rock outer shells of the biosphere and space objects. A set of methods was used, namely modern methods of astromineralogy, as well as modeling and applied system analysis. Theoretical models and hypotheses of the mechanisms of substructure-phase transformations of TR and SE and of native elements under the influence of specific physico-chemical conditions on the Moon and in space objects in comparison with the terrestrial objects are proposed. The important theoretical significance and practical role of inter-geosphere criteria and systemology is shown. The material differences between terrestrial and space objects are substantiated, they constitute seven groups of indicator criteria, the complex of which can be used for objects of unknown origin: 1) geological and structural features. Only in the geological environment there are specific rocks of the catastrophite class, always lying with angular disagreement on the rocks of the base, and bearing signs of cooling and a reducing environment similar to the cosmic one; 2) petrochemical composition; 3) impurity elements; 4) the number, composition, morphology and structure of the SE; 5) isotopic composition of carbon 14C; 6) composition of chemical elements of group TR and radionuclides; 7) different proton irradiation power in the composition of the solar wind under conditions of high vacuum in space (exotic micro-mixtures of native W and low-melting Sb and the like in the regolith) and the Earth's atmosphere. New knowledge is applicable to the development of planetology, the theory of inter-geosphere processes, the expansion of the resource base on the Moon and the provision of space safety of the biosphere. The connection of catastrophic processes in geoactive zones of the Earth and collision zones with the dispersion of minerals and rocks to nanosize suspensions and the formation of electrets in the transport of anomalous amounts of dust, oxides C, N and S are discussed. These results are used as the basis for the method for predicting earthquakes (patent No. 2516617 ). A new class of multifunctional glass-crystalline materials-sikams [certificate No. 92355], which is also realized from rocks comparable to petrogeochemical features with lunar basalts, was discovered.
Keywords: seismotomography, physical geochemistry, underground thunderstorm, coherence, plasma, electrets, solitons, space objects, inter-geosphere interactions, astromineralogy, Earth self-development, catastrophe prediction.
About the author
MANANKOV Anatoly V. – Ph. D. (geol.-min.), professor, National Research Tomsk State University. Tomsk, Russia. Tel.: +7 (952) 154-46-67. E-mail: mav.39@mail.ru
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И БИОСФЕРА 2018 Т. 17 № 2