litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistrylitosphere-1109Research ArticleСтатьиArticlesФундаментальные механизмы взаимодействия в системе вода-горная порода и ее внутренняя геологическая эволюцияШварцевСтепан Львовичtomsk@igng.tsc.ruТомский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАНRussian Federation20082602201906324Copyright © Шварцев С.Л., 20192019Шварцев С.Л.Шварцев С.Л.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/1109

В работе рассматриваются природа и фундаментальные механизмы, определяющие непрерывное строго направленное, геологически длительное взаимодействие в системе вода-порода, результатом которого является формирование разнообразных гидрогенно-минеральных комплексов, понятие о которых предложено автором. Показано, что изучаемая стационарная, равновесно-неравновесная система повсеместно развивается в области, далекой от равновесия, и приводит к формированию принципиально новых минеральных образований в тесной ассоциации с определенными геохимическими типами воды. Главным фактором, контролирующим состав гидрогенно-минеральных комплексов, является время взаимодействия, которое, в свою очередь, определяется многими условиями. Установлено, что рассматриваемая система обладает рядом внутренних механизмов, которые определяют ее геологически длительную эволюцию двух типов независимо ни от каких внешних данных.

стационарная система вода-породаравновесиегидрогенно-минеральный комплексэволюциянеорганическая материяфактор времениReferencesАлексеев В.А. Кинетика и механизмы реакций полевых шпатов с водными растворами. М.: ГЕОС, 2002. 256 с.Алексеев В.А. Кинетика и механизмы реакций полевых шпатов с водными растворами. М.: ГЕОС, 2002. 256 с.Алексеев В.А., Рыженко Б.Н., Шварцев С.Л. и др. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода. Т.1. Система вода-порода в земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2005. 244 с.Алексеев В.А., Рыженко Б.Н., Шварцев С.Л. и др. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода. Т.1. Система вода-порода в земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2005. 244 с.Букаты М.Б. Равновесие подземных рассолов Тунгусского бассейна с минералами эвапоритовых и терригенных фаций. // Геология и геофизика. 1999. № 5. С. 750-763.Букаты М.Б. Равновесие подземных рассолов Тунгусского бассейна с минералами эвапоритовых и терригенных фаций. // Геология и геофизика. 1999. № 5. С. 750-763.Вернадский В.И. История природных вод. М.: Наука, 2003. 751 с.Вернадский В.И. История природных вод. М.: Наука, 2003. 751 с.Гаррелс Р., Макензи Ф. Эволюция осадочных пород. М.: Мир, 1974. 272 с.Гаррелс Р., Макензи Ф. Эволюция осадочных пород. М.: Мир, 1974. 272 с.Дроздовская А.А. Химическая эволюция океана и атмосферы в геологической истории земли. Киев: Наукова Думка, 1990. 208 с.Дроздовская А.А. Химическая эволюция океана и атмосферы в геологической истории земли. Киев: Наукова Думка, 1990. 208 с.Жарков М.А. Эволюция образования осадочных полезных ископаемых // Эволюция геологических процессов в истории Земли. М.: Наука, 1993. С. 128-134.Жарков М.А. Эволюция образования осадочных полезных ископаемых // Эволюция геологических процессов в истории Земли. М.: Наука, 1993. С. 128-134.Иванюк Г.Ю., Горяинов П.М., Егоров Д.Г. Введение в нелинейную геологию. Апатиты, 1996. 188 с.Иванюк Г.Ю., Горяинов П.М., Егоров Д.Г. Введение в нелинейную геологию. Апатиты, 1996. 188 с.Кашик А.С., Карпов И.К. Физико-химическая теория образования зональности в коре выветривания. Новосибирск: Наука, 1978. 152 с.Кашик А.С., Карпов И.К. Физико-химическая теория образования зональности в коре выветривания. Новосибирск: Наука, 1978. 152 с.Келлер У.Д. Основы геохимического выветривания // Геохимия литогенеза. М.: Мир, 1963. С. 85-195.Келлер У.Д. Основы геохимического выветривания // Геохимия литогенеза. М.: Мир, 1963. С. 85-195.Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1993. 384 с.Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1993. 384 с.Конторович А.Э. Очерки нафтидогенеза. Новосибирск: Изд.СО РАН, 2004. 545 с.Конторович А.Э. Очерки нафтидогенеза. Новосибирск: Изд.СО РАН, 2004. 545 с.Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. 677 с.Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. 677 с.Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука, 1992. 230 c.Летников Ф.А. Синергетика геологических систем. Новосибирск: Наука, 1992. 230 c.Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль, 1974. 448 с.Львович М.И. Мировые водные ресурсы и их будущее. М.: Мысль, 1974. 448 с.Назаров А.Д. Нефтегазовая гидрогеохимия юго-восточной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. М.: Идея-Пресс, 2004. 288 с.Назаров А.Д. Нефтегазовая гидрогеохимия юго-восточной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. М.: Идея-Пресс, 2004. 288 с.Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир, 1990. 342 с.Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир, 1990. 342 с.Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция / Ред. Ю.Г. Леонов и Ю.А. Волож М.: Научный мир, 2004. 526 с.Осадочные бассейны: методика изучения, строение и эволюция / Ред. Ю.Г. Леонов и Ю.А. Волож М.: Научный мир, 2004. 526 с.Подземные воды мира: ресурсы, использование, прогнозы / Ред. И.С. Зекцер. М.:Наука, 2007. 438 с.Подземные воды мира: ресурсы, использование, прогнозы / Ред. И.С. Зекцер. М.:Наука, 2007. 438 с.Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986. 431 с.Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986. 431 с.Ронов А.Б. Осадочная оболочка Земли (количественные закономерности строения, состава и эволюции) М.: Наука, 1980. 80 с.Ронов А.Б. Осадочная оболочка Земли (количественные закономерности строения, состава и эволюции) М.: Наука, 1980. 80 с.Ронов А.Б., Бреданова Н.В., Мигдисов А.А. Общие тенденции в эволюции химического состава осадочных и магматических пород земной коры континентов // Геохимия. 1988. № 2. С. 180-199.Ронов А.Б., Бреданова Н.В., Мигдисов А.А. Общие тенденции в эволюции химического состава осадочных и магматических пород земной коры континентов // Геохимия. 1988. № 2. С. 180-199.Савко А.Д., Бугельский Ю.Ю., Новиков В.А. и др. Коры выветривания и связанные с ними полезные ископаемые. Воронеж: «Истоки», 2007. 355 с.Савко А.Д., Бугельский Ю.Ю., Новиков В.А. и др. Коры выветривания и связанные с ними полезные ископаемые. Воронеж: «Истоки», 2007. 355 с.Тимофеев П.П., Холодов В.Н. Об эволюции бассейнов седиментации в истории Земли // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1983. № 4. С. 28-56.Тимофеев П.П., Холодов В.Н. Об эволюции бассейнов седиментации в истории Земли // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1983. № 4. С. 28-56.Шварцев С.Л. Взаимодействие воды с алюмосиликатными горными породами. Обзор // Геология и геофизика. 1991. № 12. С. 16-50.Шварцев С.Л. Взаимодействие воды с алюмосиликатными горными породами. Обзор // Геология и геофизика. 1991. № 12. С. 16-50.Шварцев С.Л. К проблеме самоорганизации геологической системы вода-порода // Геология и геофизика. 1995. № 4. С. 22-29.Шварцев С.Л. К проблеме самоорганизации геологической системы вода-порода // Геология и геофизика. 1995. № 4. С. 22-29.Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1996. 425 с.Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1996. 425 с.Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. Изд. 2. М.: Недра, 1998. 367 с.Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. Изд. 2. М.: Недра, 1998. 367 с.Шварцев С.Л. Механизмы и природа эволюции осадочных геологических процессов // Фундаментальные проблемы геологии и тектоники Сев. Евразии. Тез. докл. конф., посвященной 90-летию акад. А.Л. Яншина. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2001. С. 128-129.Шварцев С.Л. Механизмы и природа эволюции осадочных геологических процессов // Фундаментальные проблемы геологии и тектоники Сев. Евразии. Тез. докл. конф., посвященной 90-летию акад. А.Л. Яншина. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2001. С. 128-129.Шварцев С.Л. Связанная вода - аккумулятор солнечной энергии в глинах гипергенного генезиса // Геология и геофизика. 2003. № 3. С. 233-239.Шварцев С.Л. Связанная вода - аккумулятор солнечной энергии в глинах гипергенного генезиса // Геология и геофизика. 2003. № 3. С. 233-239.Шварцев С.Л. Абиогенные диссипативные структуры в геологическом развитии Земли // Проблемы геологии и освоения недр. Томск: Томский политехнический университет, 2005. С. 20-23Шварцев С.Л. Абиогенные диссипативные структуры в геологическом развитии Земли // Проблемы геологии и освоения недр. Томск: Томский политехнический университет, 2005. С. 20-23Шварцев С.Л. Самоорганизующиеся абиогенные диссипативные структуры в геологии // Изв. Секции наук о Земле РАЕН. Вып. 15. 2006. С. 133-145.Шварцев С.Л. Самоорганизующиеся абиогенные диссипативные структуры в геологии // Изв. Секции наук о Земле РАЕН. Вып. 15. 2006. С. 133-145.Шварцев С.Л. Прогрессивно самоорганизующиеся абиогенные диссипативные структуры в геологической истории Земли // Литосфера. 2007. № 1. С. 65-89.Шварцев С.Л. Прогрессивно самоорганизующиеся абиогенные диссипативные структуры в геологической истории Земли // Литосфера. 2007. № 1. С. 65-89.Шварцев С. Л., Рыженко Б.Н., Алексеев В.А. и др. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода. Т.2. Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2007. 389 с.Шварцев С. Л., Рыженко Б.Н., Алексеев В.А. и др. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода. Т.2. Система вода-порода в условиях зоны гипергенеза. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2007. 389 с.Шварцев С.Л., Рыженко Б.Н., Кирюхин В.А. и др. В.И. Вернадский и основные направления развития современной гидрогеохимии // Геохимия. 2006. № 6. С. 672-688.Шварцев С.Л., Рыженко Б.Н., Кирюхин В.А. и др. В.И. Вернадский и основные направления развития современной гидрогеохимии // Геохимия. 2006. № 6. С. 672-688.Эшби У.Р. Принципы самоорганизации // Принципы самоорганизации. М.: Мир, 1966. С. 314-343.Эшби У.Р. Принципы самоорганизации // Принципы самоорганизации. М.: Мир, 1966. С. 314-343.Яншин А.Л. Возникновение проблемы эволюции геологических процессов // Эволюция геологических процессов в истории земли. М.: Наука, 1993. С. 9-20.Яншин А.Л. Возникновение проблемы эволюции геологических процессов // Эволюция геологических процессов в истории земли. М.: Наука, 1993. С. 9-20.Bullen Th.D., Wang Y. Water-rock interaction // Proc. 12-th Intern. Symp. (WRI-12). London: Taylor and Francis, 2007. 1706 p.Bullen Th.D., Wang Y. Water-rock interaction // Proc. 12-th Intern. Symp. (WRI-12). London: Taylor and Francis, 2007. 1706 p.Capuano R.M., Cole D.R. Fluid-mineral equilibria in a hydrothermal system, Roosevelt Hot Springs, Utah // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. № 8. P. 1353-1364.Capuano R.M., Cole D.R. Fluid-mineral equilibria in a hydrothermal system, Roosevelt Hot Springs, Utah // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. № 8. P. 1353-1364.Cloutier V., Lefebvre R., Savard M.M. et al. Hydrogeochemistry and groundwater origin of the Basses-Laurentides sedimentary rock aquifer system, St. Lawrence Lowlands, Quebec, Canada // Hydrogeol. J. 2006. V. 14. № 4. P. 573-590.Cloutier V., Lefebvre R., Savard M.M. et al. Hydrogeochemistry and groundwater origin of the Basses-Laurentides sedimentary rock aquifer system, St. Lawrence Lowlands, Quebec, Canada // Hydrogeol. J. 2006. V. 14. № 4. P. 573-590.Gascoyne M. Hydrogeochemistry, groundwater ages and sources of salts in a granitic batholith on the Canadian Shield, southeastern Manitoba // Appl. Geochem. 2004. V. 19. № 4. P. 519-560.Gascoyne M. Hydrogeochemistry, groundwater ages and sources of salts in a granitic batholith on the Canadian Shield, southeastern Manitoba // Appl. Geochem. 2004. V. 19. № 4. P. 519-560.Gascoyne M., Davison C.C., Ross J.D., Pearson R. Saline groundwaters and brines in plutons in the Canadian Shield // Geol. Assoc. Canada Spec. Paper. 1987. № 33. P. 53-68.Gascoyne M., Davison C.C., Ross J.D., Pearson R. Saline groundwaters and brines in plutons in the Canadian Shield // Geol. Assoc. Canada Spec. Paper. 1987. № 33. P. 53-68.Gislason S.R., Arnorsson S. Dissolution primary basaltic minerals in natural waters: saturation state and kinetics // Chem. Geol.. 1993. V. 105. P. 117-135.Gislason S.R., Arnorsson S. Dissolution primary basaltic minerals in natural waters: saturation state and kinetics // Chem. Geol.. 1993. V. 105. P. 117-135.Minissale A., Magro G., Tassi F., Verrucchi C. Origin and circulation patterns of deep and shallow hydrothermal fluids in the Mt. Amiata geothermal region (central Italy) // Proc. 8-th Int. Symp. Water-Rock Inter. Rotterdam: Balkema, 1995. P. 523-528.Minissale A., Magro G., Tassi F., Verrucchi C. Origin and circulation patterns of deep and shallow hydrothermal fluids in the Mt. Amiata geothermal region (central Italy) // Proc. 8-th Int. Symp. Water-Rock Inter. Rotterdam: Balkema, 1995. P. 523-528.Nesbitt H.W. A chemical equilibrium model for the Illinois Basin formation water // Amer. J. Sci., 1985. V. 285. № 5. P. 436-458.Nesbitt H.W. A chemical equilibrium model for the Illinois Basin formation water // Amer. J. Sci., 1985. V. 285. № 5. P. 436-458.Nesbitt H.W., Wilson R.E. Recent chemical weathering of basalts // Amer. J. Sci 1992. V. 292. № 10. P. 740-777.Nesbitt H.W., Wilson R.E. Recent chemical weathering of basalts // Amer. J. Sci 1992. V. 292. № 10. P. 740-777.O'Neil J.R., Taylor H.P. The oxygen isotope and cation exchange chemistry of feldspars // Amer. Miner. 1967. V. 52. № 9-10. P. 1414-1437.O'Neil J.R., Taylor H.P. The oxygen isotope and cation exchange chemistry of feldspars // Amer. Miner. 1967. V. 52. № 9-10. P. 1414-1437.Parkhurst D.L., Christenson S., Breit G.N. Groundwater quality assessment of the Central Oklahoma aquifer, Oklahoma. Geochemical and geohydrologic investigation // U.S. Geol. Surv. Water-Supply Pap. 1996. № 2357. 101 p.Parkhurst D.L., Christenson S., Breit G.N. Groundwater quality assessment of the Central Oklahoma aquifer, Oklahoma. Geochemical and geohydrologic investigation // U.S. Geol. Surv. Water-Supply Pap. 1996. № 2357. 101 p.Pilla G., Sacchi E., Zuppi G.et al. Hydrogeochemistry and isotope geochemistry as tools for groundwater hydrodynamic investigation in multilayer aquifers: a case study from Lomellina, Po plain, South-Western Lombardy, Italy // Hydrogeol. J. 2006. V. 14. № 5. P. 795-808.Pilla G., Sacchi E., Zuppi G.et al. Hydrogeochemistry and isotope geochemistry as tools for groundwater hydrodynamic investigation in multilayer aquifers: a case study from Lomellina, Po plain, South-Western Lombardy, Italy // Hydrogeol. J. 2006. V. 14. № 5. P. 795-808.Reed M., Spycher N. Calculation of pH and mineral equilibria in hydrothermal waters with application to geothemometry and studies of boiling and dilution // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. № 7. P. 1479-1492.Reed M., Spycher N. Calculation of pH and mineral equilibria in hydrothermal waters with application to geothemometry and studies of boiling and dilution // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. № 7. P. 1479-1492.Shvartsev S.L. Equilibrium-nonequilibrium state of the water rock system // Proc.of the 8-th Inter. Symp. on Water-Rock Inter. Rotterdam: Balkema. 1995. P. 751-754.Shvartsev S.L. Equilibrium-nonequilibrium state of the water rock system // Proc.of the 8-th Inter. Symp. on Water-Rock Inter. Rotterdam: Balkema. 1995. P. 751-754.Tarcan G., Gemicu U. Hydrogeochemistry of the Gumuskoy and Salikoy geothermal fields, Aydin, Turkey // Proc. 10-th Inter. Symp. on Water-Rock Inter. Lisse: Balkema, 2001. P. 931-934.Tarcan G., Gemicu U. Hydrogeochemistry of the Gumuskoy and Salikoy geothermal fields, Aydin, Turkey // Proc. 10-th Inter. Symp. on Water-Rock Inter. Lisse: Balkema, 2001. P. 931-934.Wigginton N.S., Haus K.L., Hochella M.F. Aquatic environmental nanoparticles // J. Environ. Monitoring 2007. v. 9. № 12. P. 1306-1316.Wigginton N.S., Haus K.L., Hochella M.F. Aquatic environmental nanoparticles // J. Environ. Monitoring 2007. v. 9. № 12. P. 1306-1316.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.