Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №11 за 1971 год
Проблема мирового дунита
В жизни великого химика Д. И. Менделеева был такой случай: он смог разгадать один тщательно охраняемый секрет производства, анализируя, какие грузы поступают на завод.
«Завод», где «производятся» месторождения полезных ископаемых, пока недоступен взгляду человека, — как правило, процессы шли и идут в глубинах земной коры и в еще большей мере, видимо, в мантии.
— Понимаете, мантию не видел никто, — суммирую я то, что рассказали мне уральские геологи. — Поэтому трудно сказать, что мы ищем. Самую древнюю породу? Пожалуй, Субстрат, из которого рождается большинство полезных ископаемых? Разумеется, это наша главная цель. Ответ даст глубинное бурение на мантию, оно уже ведется на континентах и в океане. Образцов подлинной мантии мы, строго говоря, еще не имеем. Мы довольствуемся образцами из глубочайших океанических впадин и их «родичами», которые на Урале, хотя и не только на Урале, выходят прямо на поверхность. Их называют дунитами.
Мне вспомнился инженер Гарин, который своим гиперболоидом пробил путь в оливиновый пояс Земли, под которым кипел океан золота. Гарина, как и нас, манило таинственное вещество мантии. (Дунит, кстати, состоит в основном из оливина.)
— Образцы, доставленные «Витязем», и уральские дуниты — отторженцы мантии. Судить по ним о глубинном субстрате нужно с такой же осторожностью, с какой по трупам разорванных давлением глубоководных рыб мы делаем выводы об образе жизни этих рыб. И все-таки дуниты — это уже синица в руках.
Исследуя платиноносные массивы, геологи убедились, что дуниты выходят из глубин в виде труб. К тому же эти материковые породы и те, что найдены на дне океана, безусловно, родственны. Так, может быть, мы и в самом деле держим в руках кусочек пирога из той адской кухни, где природа «варит» полезные ископаемые?
В одном инженер Гарин был прав (недаром автор романа советовался с самим Ферсманом): глубинные мантийные породы сказочно богаты. Вместе с теми же дунитами залегают платина, железо, медь, хром...
Близящаяся революция в геологии — это не только пересмотр положения о незыблемости континентов. Еще недавно, казалось, не было никаких сомнений, что дуниты порождены огненным расплавом Земли — магмой (еще бы: такие глубинные породы — как им не быть детищем магмы!). Выяснилось, однако, что дуниты никогда жидкими и горячими не были.
«Было совершенно непонятно, — пишет директор Института геологии Уральского научного центра член-корреспондент АН СССР С. Н. Иванов, — как такие тяжелые и тугоплавкие породы могли подниматься в расплавленном виде из недр Земли и при этом не оказывать заметного термического воздействия на окружающие их толщи. Сейчас мы можем предполагать, что перед нами не застывшая магма, а фрагменты верхней мантии Земли, залегавшие некогда под океаном, а затем надвинутые в виде гигантских чешуи на более молодые осадки, сминаемые в горные сооружения».
Так вот зачем сухопутным геологам наука об океане! Зная тектоническую историю края, они могли бы руководствоваться компасом, который указал бы кратчайший путь к пока неведомым богатствам недр.
«Кухня металлов», а может быть, лаборатория алхимиков
Когда думали, что под слоями земли залегает океан магмы, то и рождение металлических руд рассматривали по аналогии с процессами металлургии. Но даже под вулканами нет никакого жидкого и горячего океана — так, небольшие озерца. Путь к истине оказался более длинным, сложным и запутанным, чем думалось.
Залежи ископаемых — итог очень длительных превращений. Казалось бы, вот «живые» трещины земли, выходы вулканов, по которым поднимаются флюиды — насыщенные газами растворы руд. Увы, до поверхности они не доходят, и о процессах, которые вершатся в глубине, геолог вынужден судить, как повар о пище, обоняя ее запах.
И все-таки, предположительно объяснив устройство «земного котла», легче понять, как в нем «варится пища». Так, С. Н. Иванов считает, что руда возникает из глубинного флюида, но это происходит по-разному под океанами и под материками. В первом случае участвует возникающая местами ювенильная, девственная магма, а часто и породы мантии. Процесс идет под гнетом мощного водяного пресса. Рудоносный флюид сбрасывает свою ношу там, где напор давления ослабевает. Чаще это случается не в главных разломах земной коры, а в боковых оперяющих трещинах, где давление несколько меньше. Может быть, в океанах при этих условиях часть флюида попадает непосредственно в воду и ложе океана за счет этого беднеет залежами? Не потому ли так много солей растворено в морской воде? И не значит ли это, что континенты богаче «твердыми рудами»?
Д. И. Менделеев говорил, что лучше пользоваться гипотезой, которая впоследствии может оказаться неверной, чем вообще не иметь никакой.
Исследуя недра, свердловский ученый профессор Н. Д. Буданов особенный интерес проявил к «живым» швам, рифтам, разломам, кратерам — всем тем ходам, которые ведут в глубину. Некоторые данные уральской и мировой геологии привели его к предположению: не могут ли пересечения глубинных трещин быть теми «выходами из преисподней», по которым на белый свет выбираются руды и минералы?
Еще недавно любой студент мог возразить профессору, что если даже эта гипотеза и верна, то для Урала она неактуальна и ничем не может помочь поисковикам. Пересечение поднятий, процитировал бы он самого В. А. Обручева, признают только исследователи старой школы, а «современная геология уже не допускает, чтобы участок земной коры... подвергшейся интенсивной складчатой дислокации одного направления, мог под влиянием давления другого направления изменить свою первоначальную складчатость». Проще говоря, это означало вот что. Уральские горы — древняя складка земной коры, которая тянется по меридиану. Поперечные, широтные складки на Урале не должны иметь место.
Первыми с этим не согласились геофизики. Уже лет тридцать назад они заметили, что сейсмические волны лучше распространяются как раз поперек Урала. Провели магнитную съемку глубин. Что такое, на картах явно вырисовывался кряж, идущий от города Кирова куда-то на восток! Последнее слово в этом исследовании выпало на долю самых молчаливых свидетелей — камней. Амфиболит, вытащенный из глубин, оказался весьма почтенного возраста — 1,5 миллиарда лет. Анализ показал, что он рожден не магмой, а океаном. Тем самым древним водоемом, который был на месте Урала.
Так был открыт погребенный Биармейский хребет, или, как его еще называют, Третий Урал (второй, зауральский, кряж погребен на востоке от современного хребта). А вместе с ним обрели гражданство в науке те самые поперечные трещины и «живые» швы, которые нужны для объяснения того, как на Урале формируются месторождения.
Но каков он, этот «хорошо изученный» Урал? Кроме видимого, значит, есть еще Урал «невидимый», и не меридиональный это хребет, а широтно-меридиональный, и скорее даже не хребет, а сочетание хребтов... «Полно, есть ли сам хребет?» — вспомнились мне слова моего московского друга.
Если есть дерево, то есть и корни. Считалось, что применительно к горам это так же верно, как и к деревьям: поднятиям над поверхностью должны отвечать прогибы под поверхностью, могучие «корни» хребтов. И вот последнее открытие, верней «закрытие»: Урал не имеет никаких таких особых «горных корней». Сейсмика показала, что толща земной коры под Уралом та же самая, что в Подмосковье! Вдавленность есть, но незначительная — 3—6 километров, при толще коры, равной 38—40 километрам, фактически и равнина и Уральский хребет лежат на одном и том же основании! Это переворачивает многие «геологические устои», это противоречит... надо быть геологом, чтобы понять, какой это удар по прежним теориям.
Итак, быть может, Урал — это смятие, возникшее при стыковке двух субконтинентов; итак, «Уралов» несколько — есть привычный нам меридиональный хребет, а есть широтные, погребенные хребты; итак, у этой горной страны нет погруженного в мантию прогиба, как это горным странам положено; итак, прослеживаются черты, видимо роднящие континентальный Урал с порождениями океана...
Когда быстрое течение упирается в препятствие, то струи его в поисках выхода разбегаются веером. Точно так же ведет себя и человеческая мысль. Сколь велик «разброс» гипотез в мировой геологии вообще и на Урале в частности, могут дать представление взгляды того же Буданова на источник формирования руд и минералов.
Те минералы, которые мы находим вблизи от поверхности, — те же самые и в толще всей планеты? Нет, конечно; есть все основания думать, что ближе к ядру Земли давление столь велико, что там вообще нет привычных нам химических элементов: оболочки электронов вдавлены там в ядре атомов. Нет там ни железа, ни меди, ни золота. И все же они там есть, потому что они оттуда берутся. Парадокс, не так ли?
