По страницам каменных летописей - Сергей Шер

Советский геолог академик Александр Николаевич Заварицкий первым высказал научную догадку о связи залежей колчеданов с деятельностью древних вулканов. Заварицкий видел, как выделяются в наши дни при вулканических извержениях сернистые газы, выносятся из недр Земли соединения металлов. Он тщательно изучил многие залежи колчеданов, исследовал геологическое строение Уральских месторождений.

С 1936 года геологи начали проверку научных догадок Заварицкого. Для этого им пришлось произвести сотни химических анализов колчеданов и тех горных пород, среди которых расположены залежи, изучить под микроскопом тысячи тонких пластинок из камня — шлифов. Колчеданные руды состоят из больших красивых кристаллов, совсем не похожих на выделения этих минералов, которые осаждаются из современных вулканических газов. Но геологи, протравливая колчеданы разными химическими веществами и изучая их под микроскопом, нашли следы их первоначального строения.

А пока одни ученые исследовали колчеданы под микроскопом, в других лабораториях создавали модели рудных залежей. Ученые производили опыты и определяли, как могла изменяться форма залежей в недрах Земли за много миллионов лет.

Большие возможности для находок месторождений меди открываются перед разведчиками недр. Всюду, где расположены отложения древних вулканов, ищут геологи медные залежи, и среди зеленых Уральских гор возникают новые и новые рудники.

В старину на Руси считали: «благородный камень яспис от болезней исцеляет». Ясписом называли горную породу — яшму. Хотя ни от каких болезней эта порода не вылечивает, но не случайно привлекала она внимание людей с очень давнего времени. Нет больше на Земле такой разнообразной по окраске и строению горной породы, как яшма. Некоторые образцы ее, когда они отполированы, похожи на чудесные сказочные картины: узоры камня напоминают то бурное море с сине-зелеными волнами, то бушующее красное пламя, над которым стоит густой черный дым, то дремучий зеленый лес с изогнувшимися под порывами ветра деревьями.

Много красивых изделий делают из яшмы: чернильные приборы, настольные часы, маленькие изящные столики. Яшма украшает станции Московского метро. Изготовляют из нее также прочные ступки для химических лабораторий, опоры для подшипников, потому что это не только одна из самых красивых, но и одна из самых прочных горных пород.

Крупнейшие в мире месторождения яшмы находятся на Урале.

Как они образовались? Яшма — это не древняя застывшая лава, не слежавшийся вулканический пепел и не отложения вулканических газов. На первый взгляд даже трудно установить связь яшмы с вулканическими извержениями. И только то, что слои ее всегда располагаются рядом со слоями застывшей лавы или туфов, позволило геологам разгадать загадку ее сложного происхождения.

Когда геологи изучили образцы яшмы под микроскопом, то они выяснили, что эта красивая горная порода состоит из изящных скелетов простейших морских животных — радиолярий. Каждая раковинка радиолярии имеет не больше одной — двух десятых миллиметра в поперечнике. Можно подсчитать, что в кубическом метре яшмы заключено более 150 миллиардов раковинок. Если бы все их вытянуть в одну цепочку, то эта цепочка протянулась бы от западной границы нашей Родины до Владивостока и обратно. А ведь слои яшмы имеют толщину в десятки метров и тянутся на многие километры.

В яшме под микроскопом видны многочисленные изящные скелеты радиолярий.

Миллиарды миллиардов радиолярий обитали в водах древнего Уральского моря.

Может показаться странным, что появление радиолярий было связано с деятельностью вулканов, но это так. Ажурные скелеты радиолярий построены из кремния. А геологи пришли к выводу, что кремний приносили из земных недр горячие воды при вулканических извержениях.

В наши дни во время вулканических извержений из земных глубин также выносится очень много кремния. И неудивительно поэтому, что для поисков новых месторождений красивой яшмы, так же как и для поисков медных руд, геологи отправляются в места древних извержений, туда, где выходят на поверхность земли застывшая лава и окаменевший вулканический пепел.

Веселый зеленый лес. Приветливо шумят молодые березки, шелестят своей дрожащей листвой осины, темнеют небольшие елочки. Под ногами густая трава, среди которой краснеют спелые ягоды земляники. Но вот лес немного раздвинулся, и перед нами нагромождения камня. Огромные, плоские, похожие на гигантские матрацы глыбы как будто положены одна на другую сказочным великаном. Между камнями в трещинах лепятся небольшие зеленые кустики. Это выход на земную поверхность гранитов.

Кто не знает, не слышал о гранитах?

Это твердая серая, розовая или красная горная порода, в которой хорошо видны отдельные зерна слагающих ее минералов. Иногда зерна мелкие, меньше миллиметра в поперечнике, иногда более крупные. Бывают граниты, у которых все зерна одинаковые по размерам, а бывают и такие, где наряду с мелкими зернами встречаются большие кристаллы размером до 2–3 сантиметров.

Состав гранитов довольно простой. Три минерала, очень распространенных на земле, являются обычными его составными частями: слюда, кварц и полевой шпат.

Граниты в нашей стране встречаются в очень многих местах: в краю голубых озер и порожистых рек Карелии, среди скалистых вершин Кавказа, в горах Урала и Алтая.

Но, чтобы увидеть образцы гранитов, не обязательно даже ехать далеко в горы. Это можно сделать почти в любом большом городе. Издавна украшают и укрепляют люди плитами из гранита дома, мосты, набережные.

Это не сказочный великан положил одну на другую большие глыбы камня. Так разрушаются граниты, застывшие когда-то из огненножидкого расплава — магмы.

Помните эти строки:

Люблю тебя, Петра творенье,Люблю твой строгий, стройный вид,Невы державное теченье,Береговой ее гранит.

Гранит, воспетый Пушкиным, добыт на Севере, в Карелии. Оттуда родом и та гранитная глыба, на которой стоит «медный всадник» — памятник Петру в Ленинграде.

В Москве отшлифованными плитами из красного гранита украшено здание гостиницы «Москва» в Охотном ряду и еще много других домов.

Как же образовался гранит?

Может быть, он родился, так же как известняк, в холодных морских глубинах или застыл из жидкой лавы на склоне древнего вулкана? Нет, гранит — это порода, образовавшаяся из магмы, которая не смогла прорвать налегающих на нее слоев горных пород, застыла, не достигнув поверхности земли. Только там, где размыты лежащие сверху слои, можно сейчас увидеть граниты.

Никто из людей не наблюдал рождения гранитов. Но геологи многое уже узнали о том, как они образовались.

При температуре свыше 1000 градусов поднимается магма после своего образования из глубин к поверхности земли. Земные слои плотно давят на нее, сжимают со всех сторон. Но слои не неподвижны. Мы видели уже, что они часто приходят в движение, изгибаются в складки, разбиваются трещинами, дробятся. И как только возникают трещины, туда сразу же устремляется магма.

Постепенно, по мере того как понижается ее температура, магма застывает: в жидком расплаве выделяются кристаллы разных минералов. Так начинается образование не только гранитов, но и многих других изверженных горных пород. Мир камня очень разнообразен: изверженные породы насчитывают более семисот разновидностей.

Сначала из магмы выделяются те минералы, которые плавятся при наиболее высокой температуре. Они тяжелее оставшегося расплава и опускаются вниз. Состав магмы изменяется. Поэтому новые порции застывающего расплава образуют свои горные породы.

Огромное влияние на состав горных пород оказывают и те слои, сквозь которые проходит, переплавляя их, магма. Многие необычные горные породы возникают при сложном химическом взаимодействии ее с окружающими породами.

Мне вспоминаются сложные гранитные массивы Урала и Сибири. Сколько загадок ставили они перед нами! На разных участках состав слагающих эти массивы горных пород был различным. В одном месте граниты сменились горными породами, которые геологи называют диоритами. Увеличилось содержание в камне химических элементов магния и кальция, и сразу же иным стал весь его облик. Гранит был светло-розовым, с крупными красивыми зернами кварца, а диорит — темно-зеленый, переполненный длинными, вытянутыми в разных направлениях кристаллами.

Почему изменился состав камня?

Потому что магма извлекла кальций и магний из окружавших ее в этом месте слоев мрамора.

А в другом месте гранит превратился в горную породу — сиенит. Всего на несколько процентов увеличилось в составе камня присутствие калия, уменьшилось количество кремния, и опять иной стала горная порода. Как красивы были включенные в нее крупные кристаллы темно-красного, почти черного граната! Их было так много и формы их так необычны, что я долго не мог узнать этот минерал в отбитом обломке. А причина появления горных пород, содержащих гранат, так и осталась неясной. Она еще ждет, как и много других сложных вопросов образования горных пород, своей разгадки.