Растения помогают найти полезные ископаемые. Ископаемые животные и растения

Пришельцы, оказавшиеся на значительном расстоянии от родной планеты и испытывавшие дефицит в технологическом оборудовании для разработки месторождений, поступили просто и гениально, создав рабов-шахтеров. Не вкладывая существенных инвестиций в производство и переведя людей на самообеспечение, они беспощадно эксплуатировали своих рабов, которые с помощью примитивных орудий труда «выдавали на гора» необходимые пришельцам полезные ископаемые. Особенно ценным для инопланетян было не золото и не серебро, а олово, которое шумеры называли «небесным металлом».

Среди древних племен существовала даже узкая специализация. Например, добычей олова занималось только племя кессаритов, которые ранее проживали на территории современного Ирана.

Древние шахты каменного века, в которых трудились наши предки, добывая для пришельцев полезные ископаемые, находят в различных регионах планеты – на Урале, Памире, Тибете, в Западной Сибири, Северной и Южной Америке, Африке. В более поздний период люди использовали старинные шахты уже для собственных нужд, извлекая из них руду для производства меди, олова, свинца, железа.

Чтобы добраться до меденосных слоев, необходимо было вскрыть 12 метров вязкого и очень тяжелого глинистого «чехла», надежно укрывавшего линзы и жилы медных минералов. Мы пытаемся расчистить одну из 35 тысяч подобных шахт

В сохранившемся до нашего времени иератическом тексте на новоегипетском языке (он хранится в Британском музее) говорится, что египетские фараоны еще длительное время пользовались запасами меди со складов, оставленных древними царями. Этот факт подтверждает «Завещание Рамзеса III» (1198–1166 годы до н. э.):

Послал я своих людей с поручением в пустыню Атек [на Синайском полуострове] к большим медным рудникам, которые в месте этом. И [вот] их ладьи полны ею [медью]. Другая часть меди отправлена посуху, навьючена на их ослов. Не слышали [подобного] раньше, со времен древних царей. Найдены их рудники, полные меди, которая погружена [в количестве] десятков тысяч [кусков] на их ладьи, отправляющиеся под их надзором в Египет и прибывающие целыми под защитой [бога] с поднятой рукой [бога Шина – покровителя восточной пустыни], и которая сложена в кучу под балконом [царского дворца] в виде многочисленных кусков меди [числом] в сотни тысяч, причем они цвета трехкратного железа. Дал я всем людям взирать на них, как на диковинку.

У народа, проживающего около озера Виктория и реки Замбези, сохранилась легенда о загадочных белых людях, которых называли «бачвези». Они построили каменные города и поселки, проложили каналы для орошения, вырубили в скальных породах шурфы глубиной от трех до 70 метров, траншеи длиной в несколько километров. Согласно легенде, бачвези умели летать, лечить все болезни и сообщали о событиях, происходивших в далеком прошлом. Пришельцы добывали руду и плавили металлы. Исчезли с лица Земли они столь же неожиданно, как и появились.

В 1970 году горнодобывающая корпорация «Англо-Американ корпорэйшен», чтобы уменьшить затраты на поиск новых месторождений полезных ископаемых в Южной Африке, привлекла археологов к поиску заброшенных древних рудников. По сообщениям Эдриана Бошиера и Питера Бюмонта, на территории Свазиленда и в других местах были обнаружены обширные участки с шахтами глубиной до 20 метров. Возраст обнаруженных в шахтах костей и древесного угля составляет от 25 до 50 тысяч лет. Археологи пришли к выводу, что в древности в Южной Африке применялась технология горных разработок. Артефакты, обнаруженные в рудниках, свидетельствуют о достаточно высоком уровне применяемых технологий, которые вряд ли были доступны людям каменного века. Шахтеры даже вели учет выполненной работы.

Наиболее ранние свидетельства железоделательного производства в Африке найдены в окрестностях Таруги и Самун Дикия – поселений, относящихся к культуре Нок и расположенных на плато Джос в Нигерии. Обнаруженную здесь печь для производства железа специалисты датируют 500–450 годами до н. э. Она имела цилиндрическую форму и была сделана из глины. Ямы для шлака были углублены в грунт, а трубка для мехов находилась на уровне земли.

В 1953 году горняки шахты «Лайон» в районе Уоттиса (штат Юта, США) при добыче угля на глубине 2800 метров наткнулись на сеть древних тоннелей. Подземные угольные выработки, сделанные неизвестными горняками, не имели сообщения с поверхностью и были такими старыми, что входы в шахту были уничтожены эрозией.

Профессор университета штата Юта Э. Уилсон высказался по этому поводу так:

Без всякого сомнения, эти проходы сделаны рукой человека. Несмотря на то, что снаружи не было обнаружено никаких их следов, тоннели, по-видимому, велись с поверхности до того места, где с ними пересеклись нынешние разработки… Нет никакого видимого основания для датировки тоннелей.

Профессор антропологии университета штата Юта Джесси Д. Дженнингс отрицает, что данные тоннели могли проложить североамериканские индейцы, и не знает, кем были древние шахтеры:

Во-первых, для выполнения такой работы необходима прямая потребность данной местности в угле. До прихода белого человека все грузы транспортировались носильщиками-людьми. Что касается местности, нет никаких данных о том, что аборигены в районе шахт Уоттиса жгли уголь.

В Северной Америке обнаружено несколько рудников, в которых неизвестная цивилизация добывала полезные ископаемые. Например, на острове Ройал (озеро Верхнее) из древней шахты были добыты тысячи тон медной руды, которая затем загадочным образом была вывезена с острова.

В южной части штата Огайо обнаружено несколько печей для выплавки металла из железной руды. Фермеры этого штата иногда находят металлические изделия на своих полях.

Изображения «шахтеров» с загадочными орудиями труда, похожими на отбойные молотки и другие инструменты, предназначенные для горных работ, можно встретить в различных регионах земного шара. Например, в древней столице тольтеков городе Туле существуют рельефы и барельефы с изображением богов, сжимающих в руках предметы, больше напоминающие плазменные резаки, чем орудия каменного или бронзового века.

На одной из каменных колонн города Туле имеется барельеф: божество тольтеков держит в правой руке «шахтерский» инструмент; его шлем подобен головным уборам древних ассирийских царей.

На территории государства тольтеков в Мексике обнаружено немало древних шахт, в которых ранее добывалось золото, серебро и другие цветные металлы. Александр Дель Маар в «Истории драгоценных металлов» пишет:

В отношении доисторической горнодобычи надлежит выдвинуть предпосылку о том, что ацтеки не знали железа, а потому вопрос о горнодобыче шахтным способом… практически не стоит. Но современные изыскатели обнаружили в Мексике древние шахты и свидетельства шахтных разработок, которые они сочли местами доисторической горнодобычи.

В Китае добыча меди велась с древнейших времен. К настоящему времени китайские археологи исследовали 252 вертикальные шахты, опускающиеся на глубину до 50 метров, с многочисленными горизонтальными штольнями и лазами. На дне штолен и шахт были найдены железные и бронзовые орудия, когда-то потерянные горняками. Медные залежи разрабатывались снизу вверх: как только руда в штольне иссякала, устраивалась новая, расположенная выше, в вертикальном стволе шахты. Поскольку руда доставлялась на поверхность в корзинах, пустая порода из новых штолен, чтобы не поднимать ее, просто сбрасывалась вниз, в заброшенные выработки. Штольни освещались раздвоенными палочками горящего бамбука, воткнутыми в стены.

Многочисленные древние шахты имеются в России и на территории стран бывшего Советского Союза. Старинные копи были обнаружены в предгорьях Северного Алтая, Минусинской котловине, в районе Оренбурга, озера Байкал, у реки Амур, на Южном Урале, в бассейне реки Ишим, в ряде районов Средней Азии, а также на Кавказе и Украине. Л. П. Левитский опубликовал в 1941 году брошюру «О древних рудниках», где приведена карта с указанием мест нескольких сотен горных разработок земных недр, в которых добывались в основном медь, олово, серебро и золото. В древних забоях многих копей были обнаружены каменные молотки из твердой породы, выполненные в форме многогранника или плоского цилиндра. Для откалывания руды служили бронзовые кирки, клинья и зубила. В некоторых шахтах найдены скелеты погибших людей.

В 1961 году неподалеку от Архыза (Западный Кавказ) на горе Пастуховой геологи обнаружили старые шахты. В. А. Кузнецов, исследовавший горные выработки, отмечал:

…древние горняки и рудознатцы действовали с большим знанием дела: они шли по жиле и выбирали все линзы и скопления медной руды, не останавливаясь на малозначительных вкраплениях. Осведомленность по тем временам поразительная, ведь никаких специальных научных знаний по геологии и горному делу не существовало. Уже в седой древности люди умели искусно вести своего рода геологическую разведку и с этой целью исследовали труднодоступные горные хребты.

Чудские копи (от слова «чудь») – собирательное название наиболее древних рудных выработок, следы которых обнаружены на территории Урала, Западной Сибири, Красноярского края. Книга Э. И. Эйхвальда «О чудских копях» содержит подробные сведения о них:

Рудники начали эксплуатироваться примерно в 1-й половине III тысячелетия до н. э.; наибольшая добыча приходится на XIII–XII века до н. э.; добыча прекратилась в V–VI веках н. э. в Западной Сибири и в XI–XII веках н. э. на Среднем и Северном Урале. При проходке чудских копей древние рудокопы применяли каменные молоты, клинья, песты, дробилки; роговые и костяные кирки; медные и бронзовые, а затем железные кирки, кайлы, молотки; деревянные корыта, бревна-лестницы; плетеные корзины, кожаные сумки и рукавицы; глиняные светильники и др. Разработка месторождений полезных ископаемых обычно начиналась ямами-закопушками; углубившись по падению залежи на 6–8 метров, обычно проходили воронкообразные, слегка наклонные и сужающиеся книзу шахты, иногда небольшого сечения штольни, а по прожилкам – орты. Глубина выработок в среднем была 10–14 метров; некоторые достигали значительных размеров (например, медный карьер в районе города Орска 130 метров длины и 15–20 метров ширины), так как добыча руды в них велась на протяжении сотен лет.

В 1735 году к югу от Екатеринбурга, в районе Гумешевского рудника, на поверхности земли были обнаружены значительные количества уже добытой древними шахтерами руды с большим содержанием меди («великое гнездо самой лучшей медной руды»), а также следы старинных обвалившихся шахт глубиной около 20 метров и осыпавшиеся карьеры. Возможно, что-то заставило рудокопов спешно покинуть место своей работы. В выработках Гумешевского рудника найдены брошенные медные кайлы, молоты, остатки деревянных лопат.

О древних рудниках в Забайкалье и остатках плавильных печей в районе Нерчинска было известно уже при царе Федоре Алексеевиче. В грамоте головы Нерчинского острога Самойлы Лисовского написано:

Около тех же мест от Нерчинского острогу в тринадцати днищах были городы и юрты, многие жилые, и мельниц камни жорновые, и осыпи земляные, не в одном месте; а он-де Павел [русский посланец] спрашивал многих старых людей иноземцев и тунгусов и мунгальских людей: какие люди на том месте перед сего живали и города и всякие заводы заводили; и они сказали: какие люди живали, того они не знают и ни от кого не слыхали.

Количество мелких копей и ям-закопушек на территории России исчисляется тысячами. Имеется множество древних карьеров и выработок, где медь добывалась прогрессивным вскрышным способом: над залежами руды удалялся грунт, и месторождение разрабатывалось без дополнительных затрат. На востоке Оренбургской области известны два таких рудника: Уш-Каттын (четыре древних карьера с отвалами медной руды, наиболее крупный из них имеет длину 120 метров, ширину 10–20 метров и глубину 1–3 метра) и Еленовский (размером 30 х 40 метров и глубиной 5–6 метров). Проведенные минералого-геохимические исследования позволили установить, что медно-турмалиновые руды, аналогичные еленовским, являлись одним из источников сырья для металлургического производства в древнейшем городе Аркаим.

В Челябинской области в 1994 году обнаружен открытый рудник Воровская яма, который располагается в междуречье Зингейка – Куйсак, в 5 километрах от поселка Зингейский. Древняя выработка имеет округлую форму, диаметр 30–40 метров, глубину 3–5 метров и окружена отвалами пустой породы. По заключению специалистов, на руднике было добыто около 6 тысяч тонн руды с содержанием меди 2–3 %, из которой могло быть получено около 10 тонн металла.

Следы древних горных выработок имеются в Киргизии, Таджикистане, Узбекистане и Казахстане. В районе озера Иссык-Куль на месторождениях золотых, полиметаллических и оловянных руд в 1935 году были найдены следы древних горных работ.

В 1940 году геологическая экспедиция под руководством Е. Ермакова обнаружила в труднодоступных отрогах Памира горизонтальный штрек с разветвлениями длиной около 150 метров. О его местонахождении геологам сообщили местные жители. В древней выработке добывали минерал шеелит – руду вольфрама. По длине сталагмитов и сталактитов, которые образовались в штреке, геологи установили приблизительное время горной выработки – 12–15 тысяч лет до н. э. Кому понадобился в каменном веке этот тугоплавкий металл с температурой плавления 3380 °C, неизвестно.

Очень большой по протяженности древний пещерный рудник Канигут находится в Средней Азии, его еще называют «Рудник исчезновения». Там добывали серебро и свинец. При осмотре этих выработок в 1850 году было обнаружено большое количество ходов и истлевших деревянных подпорок, которые служили для укрепления сводов искусственной пещеры. Протяженность огромного рудника, имеющего два выхода на поверхность, отстоящих друг от друга на 200 метров, составляет около 1,6 километра. Путь по этому лабиринту от одного входа до другого занимает не менее 3 часов. По местным преданиям, при Худояр-хане туда направляли преступников, приговоренных к смертной казни, и если они возвращались без серебра, их убивали.

Общий объем доставленной «на гора» и переработанной в древних рудниках породы впечатляет. Например, в Средней Азии, в районе месторождения Канджол («тропа древних рудокопов»), которое расположено в 2 километрах севернее реки Уткемсу, имеются следы старинных выработок, тянущихся полосой на протяжении 6 километров. Ранее в шахтах добывалось серебро и свинец. Общий объем рудничных отвалов – до 2 миллионов кубометров, объем видимых горных выработок – около 70 тысяч кубометров. На месторождении Джеркамар обнаружено более ста древних шахт с большими отвалами около них. Общее количество древних выработок Алмалыка – около 600. Объем вынутой породы составляет более 20 тысяч кубометров.

Джезказганские медные месторождения в Казахстане, вновь открытые в 1771 году, разрабатывались еще в доисторические времена, о чем свидетельствуют огромные отвалы пустой породы и следы горных работ. В бронзовом веке здесь было добыто около миллиона тонн медной руды. Из Успенского рудника было извлечено 200 тысяч тонн руды. В районе Джезказгана было выплавлено около 100 тысяч тонн меди. В настоящее время в Казахстане обнаружено свыше 80 месторождений медных, оловянных и золотоносных руд, которые использовались для добычи металлов в глубокой древности.

В 1816 году экспедиция под руководством горного инженера И. П. Шангина обнаружила обширные древние отвалы пустой породы в районе реки Ишим. В отчете написано:

…рудник сей составлял богатый источник промышленности для трудившихся над разработкою его…

Шангин примерно оценил пустую породу у горы Иман: вес древних отвалов около 3 миллионов пудов. Если предположить, что из добытой руды было выплавлено только 10 % меди, то полученный металл весил около 50 тысяч тонн. Существуют оценки добычи меди, основанные на анализе отвалов шахт, согласно которым объем добытой в древности меди составляет около половины мощности всего месторождения. Таким образом, в далеком прошлом было выплавлено примерно 250 тысяч тонн меди.

В 1989 году археологическая экспедиция АН России под руководством профессора Е. Н. Черныха изучала многочисленные древние поселки горняков в Каргалинской степи (Оренбургская область), датируемые IV–II тысячелетиями до н. э. Общая площадь поверхности со следами старых горных выработок составляет около 500 квадратных километров. При раскопках были обнаружены жилища шахтеров, многочисленные литейные формы, остатки руды и шлаков, каменные и медные инструменты и другие предметы, указывающие на то, что Каргалинская степь была одним из крупнейших горно-металлургических центров древности. По оценкам археологов, из старинных каргалинских шахт было извлечено от 2 до 5 миллионов тонн руды. По расчетам геолога В. Михайлова, только в оренбургских рудниках бронзового века было добыто столько медной руды, что ее хватило бы для выплавки 50 тысяч тонн металла. По неизвестным причинам во II тысячелетии до н. э. добыча меди была прекращена, хотя запасы полезных ископаемых не истощились.

Казачий офицер Ф. К. Набоков в 1816 году был направлен в казахскую степь для выявления древних заброшенных рудников и месторождений полезных ископаемых. В своем отчете («Дневном журнале майора Набокова») он приводит множество сведений о старинных рудниках:

Прииск Аннинский… был обработан древними народами по всем протяжениям. Насыпи, сими разработками произведенные, ныне покрыты густым лесом и занимают около 1000 квадратных саженей… Шурфы оных содержали в одном пуде от 1 до 10 фунтов меди, кроме серебра. По приближенному исчислению, прииск сей должен заключать руды около 8000 кубических сажен, или до 3 000 000 пудов… Барон Мейендорф находил разные признаки медной руды на Илеке и на Бердянке. Сей последний рудник, кажется, был описан Палласом. Он называет его Сайгачьим и пишет, что в нем была найдена хорошо сохранившаяся, пространная и во многих местах разработанная древняя штольня, при очищении которой отысканы лепешки сплавленной меди, плавильные горшки из белой глины и кости засыпанных землею работников. Тут же нашли множество кусков окаменелого дерева, но не заметили нигде признака плавильных печей.

Если судить по общему объему добытой в древних рудниках медной руды или олова, человечество бронзового века должно было буквально завалить себя изделиями из меди или бронзы. Медь в далеком прошлом производилась в таких количествах, что ее хватило бы на нужды многих поколений людей. Тем не менее в захоронениях знатных людей археологи находят лишь отдельные предметы из меди, которая в то время ценилась очень высоко. Куда исчезали «излишки» металла, неизвестно. Любопытно, что в районе многих древних рудников не обнаружено следов плавильных печей. Видимо, переработка руды в металл производилась в другом месте и централизованно. Нет ничего невероятного в том, что пришельцы, используя бесплатный труд рабов-шахтеров, добывали таким способом полезные ископаемые из недр Земли и вывозили их на свою планету.

Если вы катаетесь на лыжах и бываете за городом, конечно, не там, где десятки и сотни лыжников избороздили снег по всем направлениям своими следами, а подальше, где поверхность недавно выпавшего снега не тронута, обратите внимание на следы животных и попытайтесь объяснить, кто их оставил. Научитесь различать следы, оставленные зайцем, лисицей, собакой, волком, вороной, воробьями или другими мелкими птицами.

Следы птиц легко отличить по форме и по тому, что они кончаются внезапно и возле отпечатков лапок можно видеть полосы, оставленные крыльями при взлете.

Интересно наблюдать следы и на поверхности сыпучих песков в стороне от колодцев, где они не затоптаны скотом, идущим на водопой. Там можно заметить следы зайца, лисицы, суслика, ящериц, разных птиц и даже жуков и змей. Если провести несколько часов, притаившись в кустах, чтобы проверить свои догадки, можно увидеть и кой-кого из тех, кто оставляет эти следы.

На влажном песке или иле плоских берегов озер и морей, на вязкой глине такыра, освободившегося от воды, также можно наблюдать следы разных животных, которые будут долговечнее, чем следы на снегу или песке. Последние уничтожит следующий снегопад или ветер, а следы на глине высохнут вместе с глиной и сохранятся до следующего затопления, которое не уничтожит их, но покроет новым слоем глины, т. е. сделает ископаемыми (рис. 272).

Через много лет, когда море отступит или современные прибрежные отложения будут подняты выше, процессы выветривания или размыва уничтожат глину, закрывшую следы, их заметит и опишет какой-нибудь исследователь.

Такие ископаемые следы уже попадались ученым разных стран и описаны ими. Это следы крупных и мелких пресмыкающихся, бродивших по влажному берегу озера или моря (рис. 273), мягкая почва которого глубоко вдавливалась под их тяжестью, следы ползания червей и ракообразных по мокрому илу побережья. Они были перекрыты свежим осадком при затоплении и сохранились.

И вот мы случайно узнали, что бывают не только ископаемые животные и растения, но даже уцелевшие ископаемые следы, эфемерные, т. е. легко исчезающие: отпечатки ног бежавшего или тела ползазшего животного. Теперь мы не станем удивляться, что сохраняются в ископаемом виде даже отпечатки отдельных капель дождя, падавших на высохший берег озера или моря, представляющие круглые плоские впадины разного диаметра, окруженные чуть заметным валиком, которые капля выбивала на поверхности ила или глины (рис. 274).

Сохраняются следы волнового движения воды в виде так называемой волновой ряби и ряби течений, т. е. тех неровностей, которые создает на поверхности песчаного или глинистого дна легкое волнение воды озера или моря или течение реки (рис. 275). Эти следы состоят из плоских гребешков, отделенных друг от друга желобками, плоскими впадинами и похожих на ту рябь, которую ветер создает на поверхности песка, как мы уже знаем (). Их часто неправильно называют волноприбойными знаками, т. е. связывают с гребешками, образующимися на берегу; последние встречаются гораздо реже и имеют другие очертания (рис. 276).

Тщательно изучая их строение, форму гребешков и крупность зерен на гребешках и в желобках, можно определить, создана ли эта рябь ветром на суше, течением или волнами под водой, и определить направление течения, волн и ветра.

В обрыве берега реки или на склоне оврага, в стенке ямы, в которой добывают песок или кирпичную глину, можно увидеть под слоем темной растительной земли или чернозема, в желтой подпочве серые и черные круглые или неправильные пятна разной величины. Это ископаемые кротовины или норы животных, заполнившиеся материалом сверху; в них попадаются кости этих животных или остатки их пищи. На глыбах некоторых горных пород, особенно известняков, на берегу моря, выше его современного уровня, нередко попадаются в большом количестве какие-то странные глубокие ямки. Это отверстия, высверленные двустворчатыми моллюсками, которые сидели в этих ямках в то время, когда уровень воды был выше и покрывал их. В ямках даже попадаются самые створки. Они доказывают, что берег поднялся или что море отступило, что дно его опустилось.

Все эти следы представляют собой документы, по которым можно судить о далеком прошлом нашей Земли. Они подобны тем рукописям, которые хранятся в архивах и по которым историк судит о минувших событиях жизни данного государства. Историк изучает не только содержание рукописи, но также шрифт, изображение отдельных букв, которое менялось со временем; он изучает цвет и качество бумаги, цвет чернил или туши, которыми рукопись написана. Более древние документы писались не на бумаге, а на пергаменте, изготовленном из кожи, на папирусе, изготовленном из растения лотос.

Еще более древние документы писались не чернилами или тушью, а вырезались на деревянных дощечках или выдавливались на глиняных табличках, которые потом обжигались. А еще более древние, тех времен, когда человек не изобрел еще знаков для изображения слов своей речи, но уже научился рисовать животных, на которых охотился или с которыми боролся за свою жизнь, представляют рисунки, сделанные красной или черной краской на стенах пещер, на гладкой поверхности утесов или выдолбленные на них резцом (рис. 277). Все эти документы необходимы историку, археологу и антропологу для выяснения истории человека.

А рисунки древнего человека интересны и для геолога, так как дают понятие о животных, которые существовали одновременно с ним. Так, изображение мамонта (рис. 277) при всей его грубости все-таки передает правильно и общую форму тела, и положение бивней, в особенности же волосатость, что говорит о жизни его в холодном климате. В этом отношении показательно сравнение этого древнего рисунка с реконструкцией мамонта, сделанной современными учеными на основании находок целых трупов этого животного в вечно мерзлой почве на севере Сибири ().

Историю Земли также изучают по документам, по тем следам, которые мы указали, и по еще более многочисленным, которые оставляют все геологические процессы, выполняя свою работу по созданию и преобразованию лика Земли. Совокупность этих следов представляет огромный геологический архив, который геолог должен научиться разбирать и толковать, как историк разбирает и толкует рукописи государственного архива.

Геолог идет шаг за шагом по этим следам, внимательно изучая их, сравнивая друг с другом, комбинируя свои наблюдения, чтобы в результате придти к определенным выводам. Геолог в сущности - это следопыт.

Таким образом, первой задачей геолога-следопыта является изучение обнажений - естественных выходов горных пород, повсюду, где они имеются в исследуемой местности. Он должен определить, какие горные породы слагают обнажение, в каком порядке они лежат друг на друге, какой их состав и цвет, лежат ли они горизонтально или дислоцированы, согласно или несогласно. Он должен определить простирание и падение слоев, если они нарушены, а также трещин, если последние образуют правильные системы, пересекая все слои.

Если обнажение состоит из изверженной породы, задачи следопыта несколько меняются. Интрузивная порода представит или однообразную массу, в которой придется измерять трещины и расположение кристаллов, по которым можно определить направление течения магмы; или же в ней можно будет заметить включения каких-то других пород, захваченных при вторжении, или так называемые шлиры - скопления одного из минералов, входящих в состав породы (темных, например черной слюды, реже светлых - полевого шпата, кварца).

В вулканических породах может быть обнаружена слоистость - перемежаемость потоков лавы разного состава и строения или перемежаемость лавы и туфа. Тогда нужно определить их залегание.

Присутствие в одном обнажении изверженной и осадочной пород усложняет задачи следопыта. Мы нашли, например, что гранит соприкасается с толщей осадочной породы, состоящей из песчаника (рис. 281). Тщательное изучение границы между ними, так называемого контакта, покажет, что песчаник вблизи гранита не нормальный, а измененный, метаморфизован-ный, и что кое-где от гранита отделяются тонкие прожилки, врезающиеся в пласты песчаника. Этого будет достаточно, чтобы сказать, что гранит моложе песчаника, а окаменелости в последнем помогут определить и возраст гранита; например, если они верхнедевонские, то гранит будет моложе девона.

В другом обнажении той же местности мы найдем тот же гранит, соприкасающийся с толщей песчаника, на первый взгляд такого же, как и в предыдущем случае (рис. 282); но изучение контакта покажет, что прожилков гранита в песчанике нет и что песчаник не изменен, а вблизи контакта содержит мелкие обломки и отдельные зерна гранита. Это доказывает, что гранит древнее: он уже не только затвердел, но даже вследствие размыва выходил на поверхность земли, и на его размытом откосе отлагался песчаник (рис. 283).

Если в последнем найдутся окаменелости, например, нижнепермского возраста, мы сделаем вывод, что гранит древнее перми, а по совокупности обоих обнажений установим, что интрузия гранита произошла в течение каменноугольного периода и скорее в начале, чем в конце, так как для размыва интрузии необходимо отвести достаточное время.

Изучение рельефа

Второй задачей следопыта-геолога, выполняемой параллельно с первой, является изучение рельефа местности, отношение которого к составу и строению земной коры необходимо знать для выяснения истории развития этой местности. Нужно определить, представляет ли она часть горной страны, плоскогорья или равнины, или сочетание этих форм, имеет ли горная страна резкие, так называемые альпийские формы или более округленные, сглаженные, называемые горами средней высоты, или же широкие увалы, или цепи и группы холмов. Формы возвышенностей, характер склонов речных долин, ширина их, присутствие или отсутствие речных террас, особенности русла и течения рек и пр. позволят определить, в какой стадии цикла эрозии находится изучаемая местность. Возраст, состав и условия залегания горных пород, выступающих в обнажениях, в совокупности с рельефом помогут выяснить более или менее подробно, в зависимости от плохой или хорошей обнаженности, от степени детальности исследования, а также от опытности и усердия следопыта, историю развития.

Возьмем для примера почти-равнину, стадию дряхлости цикла эрозии. На ней кое-где поднимаются плоские холмы, так называемые остаточные горы или останцы; местами встретится грядка твердых камней, кое-где среди травы торчит сглаженный выход гранита или вся почва между травой усеяна его дресвой; в овражке обнажено несколько разрушенных пластов известняка, песчаника или сланца. Следопыт-геолог изучит все эти, на первый взгляд маловажные, документы, обмерит, как лежат пласты, куда тянутся, в какую сторону наклонены, определит состав всех выходов, найдет в них окаменелости, определит возраст пластов и последовательность минувших событий, нанесет свои наблюдения на карту местности и расскажет своему неученому спутнику (который помогает ему в работе) всю историю этой страны: какие горы стояли когда-то на месте этой равнины, из каких пород они состояли, куда тянулись горные складки, были ли на них вулканы или же в глубине изверженные массивы, когда образовались эти горы и когда они были уничтожены. Следопыт-геолог, изучая следы - документы прежних событий, разгадывает историю местности, по которой его спутник ходил многие годы и не знал, что он топчет последние остатки альпийских гор, проходит незаметно через прежние высокие хребты и спокойно сидит на траве на том месте, где когда-то клокотала расплавленная лава вулкана.

Третью задачу следопыта-геолога, выполняемую одновременно с двумя первыми, составляет нахождение и изучение полезных ископаемых всякого рода, которые могут встретиться среди горных пород исследуемой местности. Он должен определить их качество, условия залегания и в зависимости от этих данных выяснить, заслуживает ли найденное месторождение постановки предварительной разведки, без которой во многих случаях нельзя решить, имеется ли достаточное количество обнаруженного в отдельных выходах полезного ископаемого, т. е. имеет ли это практическое значение. При хорошей обнаженности удается решить вопрос о вероятном количестве полезного ископаемого в общих чертах по наблюдениям на месте и после изучения и анализа взятых проб ископаемого в лаборатории; анализ определит процентное содержание руды или другого минерала в жиле, залежи или в горной породе. При недостаточной обнаженности необходима разведка - углубление шурфов, проведение более или менее глубоких канав на склонах или на равнине, бурение скважин. Это и составляет задачи предварительной разведки, в которой в последние годы, благодаря изобретению точных инструментов, начали применять и методы геофизические, основанные на определении магнетизма, электропроводности, силы тяжести и распространения сейсмических волн, вызываемых взрывами, в разных горных породах и полезных ископаемых.

При поисках полезных ископаемых следует обращать внимание на остатки древних выработок руд - воронкообразные ямы, щелеобразные выемки, заваленные шахты и штольни, скопления древних шлаков и литейных форм и т. д.; вблизи таких старых рудников можно обнаружить месторождения, из которых добывалась руда в доисторические времена.

Окаменелости, их сбор и хранение

Мы уже знаем, что остатки прежде существовавших животных и растений, погребенные в пластах осадочных горных пород, имеют большое значение для определения относительного возраста толщ, их содержащих. Они указывают не только возраст, но также ту среду, в которой данные организмы существовали. Так, остатки водорослей указывают, что породы отлагались в воде, остатки наземных растений - на отложения в озерах, болотах или же в море, но вблизи берега (если пласты, содержащие их, перемежаются с пластами, содержащими морские организмы).

Кости сухопутных млекопитающих попадаются в отложениях на суше или в озерах. Раковины с толстыми створками живут в мелком море, где волнение распространяется до дна, а раковины с тонкими створками - на большой глубине. Ископаемые кораллы указывают на теплоту морской воды, а некоторые моллюски - на ее низкую температуру. Зубы акул попадаются только в морских осадках, а панцыри палеозойских рыб - в отложениях устьев рек, лагун и мелкого моря. Отпечатки насекомых известны исключительно из континентальных отложений.

Морские отложения, особенно менее глубоководные, богаче окаменелостями, чем континентальные, и фауна их наиболее разнообразна; губки, кораллы, морские лилии, звезды, ежи, разные моллюски, плеченогие, ракообразные встречаются в них в изобилии. В самых глубоководных отложениях можно найти только низшие формы - разных фораминифер, радиолярий и диатомей.

В континентальных отложениях чаще встречаются остатки растений, чем остатки животных; но местами последние обильны, и кости позвоночных слагают целые слои, например, в пермских отложениях на Северной Двине, в триасе Кировской области, в меловых и третичных отложениях Северной Америки, Монголии, Казахстана.

Из осадочных пород наиболее часто содержат окаменелости мергели, битуминозные и глинистые известняки, известковые и глауконитовые пески, но нередко также песчаники и глинистые сланцы. Кварциты и кварцевые песчаники обыкновенно очень бедны органическими остатками; в конгломератах могут находиться только крупные и твердые остатки, выдержавшие трение и удары галек и валунов в полосе прибоя или в русле потока, например кости и зубы позвоночных, толстые створки раковин, стволы растений. Органические остатки, особенно животных, часто являются причиной образования конкреций, т. е. стяжений, богатых известью и совершенно окутывающих окаменелость, которая обнаруживается при разбивании конкреций. В последних попадаются аммониты и другие моллюски, рыбы, кости позвоночных, даже целые скелеты их, вокруг которых постепенно нарастало стяжение. Поэтому конкреции в пластах осадочных пород необходимо разбивать, чтобы обнаружить, нет ли в них окаменелостей. В интрузивных породах органических остатков, конечно, нет, в вулканических они чрезвычайно редки, но в туфах, особенно тонкозернистых и яснослоистых, иногда встречаются очень хорошие отпечатки, главным образом растений.

Окаменелости попадаются в горных породах или порознь, единичными экземплярами, или же отдельные пласты богаты ими или даже сплошь состоят из них. Такие пласты образуются, например, из кораллов, водорослей, плеченогих, моллюсков, костей и их обломков; кораллы слагают целые ископаемые рифы, водоросли - толстые пласты, ракушки - раковинные банки. Растения чаще всего образуют отпечатки в тонком слое породы, который может быть богат ими по всей своей поверхности. Пласты и пропластки угля целиком состоят из растительного материала, но он превращен в сплошную массу, и отдельные формы (листья, стебли) редко различимы; зато в почве или кровле пласта угля часто попадаются хорошие отпечатки.

Остатки беспозвоночных представляют твердые части их тела - раковины моллюсков и плеченогих, стебли и руки морских лилий, панцыри и иглы ежей, скорлупки фораминифер и панцыри ракообразных; первоначальный материал замещен углекислой известью, реже кремнеземом, иногда серным колчеданом, прячем заполняется породой и место, занимавшееся мягкими частями тела.

От млекопитающих сохраняются их кости порознь или в виде целых скелетов, сохраняются также щитки панцырей рыб, пресмыкающихся, земноводных, зубы, иглы их, рога и зубы млекопитающих. Только в исключительных случаях, в вечно мерзлой почве Сибири и в асфальте, сохраняются мягкие части тела, внутренности, кожа.

Такие находки имеют особенно большое научное значение. Они позволили воссоздать с полной точностью облик волосатого носорога и мамонта, тогда как многочисленные реконструкции других высших животных, сделанные разными учеными, не так надежны; они выполнены на основании скелетов, часто очень неполных, и без данных о характере и цвете кожного покрова.

Остатки животных легче всего удается обнаружить на выветрелой поверхности горных пород в обнажениях и в осыпях у их подножия, так как они имеют другой состав, а иногда и большую твердость, чем содержащие их породы, и поэтому несколько выдаются при выветривании и освобождаются при разрушении породы. Поэтому следопыт-геолог прежде всего внимательно осматривает мелкие продукты выветривания в осыпях, поверхность глыб, лежащих у подножия, и поверхность самого обнажения. Если порода содержит фауну, последняя почти всегда будет обнаружена при таком осмотре. Только окаменелости, собранные в осыпях и отдельных глыбах, не следует смешивать с добытыми в самом обнажении, так как они могли вывалиться из разных горизонтов последнего. Каждое обнажение при геологических исследованиях получает отдельный номер в описании и на карте, а пласты разных пород, слагающие его, обозначаются отдельными буквами при том же номере. Поэтому фауна, добытая в самом обнажении, будет иметь номер с буквой, соответствующей пласту, из которого она взята, а фауна, собранная в осыпи,- только один номер.

Галька в русле ручья или речки нередко представляет окатанные окаменелости и служит указанием для поисков выхода соответствующей породы вверх по течению.

Обнаружив в обнажении органические остатки, их добывают при помощи молотка и зубила, стараясь выворотить крупный кусок, содержащий остатки, чтобы потом осторожно раскалывать его по слоям или оббивать по углам, если порода не слоиста. Бить молотком по самой окаменелости, конечно, нельзя. Кусок, богатый остатками, лучше унести целиком, чтобы на досуге тщательно обработать его дома. В мягких породах ископаемые осторожно вынимают при помощи зубила вместе с окружающей породой. При сборе нельзя смешивать друг с другом окаменелости, взятые из разных слоев одного обнажения, а тем более собранные в разных обнажениях. Нельзя полагаться на память; каждый образчик должен получить немедленно свой номер с буквой, написанной химическим карандашом на нем или на ярлычке, и должен быть завернут в бумагу.

Растительные отпечатки на плоскости напластования сланцев или песчаников большей частью состоят из тонкой пленки угля, которая легко отваливается. Поэтому для переноски и перевозки их необходимо закрыть слоем ваты и затем завернуть в бумагу. Вату применяют также для защиты хрупких раковин, мелких костей, отпечатков насекомых и пр. Мелкие ракушки и другие остатки лучше собирать в коробки или банки от консервов, перекладывая ватой и вложив этикетку с номером обнажения и слоя. Окаменелости, завернутые в бумагу, уносят домой (или на стоянку следопыта) в рюкзаке, в вещевом мешке или в плечевой сумке (или в простом мешке или в корзинке), потом пересматривают, снабжают аккуратными ярлычками с точным обозначением места сбора и хранят в коробочках. Чтобы не перепутать при просмотре и сравнении, нужно написать на каждом образчике химическим карандашом или тушью его номер и букву. Для пересылки по почте в другой город образчики, завернутые в вату и бумагу, упаковывают в ящик, укладывая их плотно один к другому.

Конкреции, в которых подозревается наличие окаменелостей, всего лучше положить в огонь небольшого костра, но не раскалять их, а только сильно нагреть и затем бросить в воду или полить водой; они разваливаются на куски, растрескиваясь вдоль поверхности окаменелости и освобождая последнюю. Кости позвоночных часто заключены в конкрециях громадной величины, которые могут быть добыты только специальными раскопками и опытными людьми. Поэтому в случае открытия таких конкреций следопыт только точно записывает и отмечает на карте место их нахождения, чтобы сообщить о нем Академии наук или университету, которые могут организовать раскопки. В других случаях такие кости бывают заключены в глине, суглинке, песке или песчанике, но в таком истлевшем виде, что при попытке добычи разрушаются; неопытному следопыту также не следует добывать их, а записать и отметить место на карте и сообщить о нем, так как добыча подобных остатков требует специальных приемов и опытности.

Снаряжение следопыта

Мы, конечно, не будем описывать здесь снаряжение специалиста-геолога, отправляющегося в экспедицию, так как об этом говорится в соответствующих руководствах. Мы можем указать только снаряжение любителя, желающего познакомиться с приемами полевой работы и с геологией окрестностей того места, где он живет.

Снаряжение следопыта-геолога состоит из молотка, зубила, горного компаса, записной книжки, лупы, сумки или сетки и небольшого запаса оберточной бумаги и ваты.

Молоток (если возможно достать) - так называемый геологический, у которого один конец головки, боек, тупой, а другой заострен клином поперек рукоятки или же заострен пирамидой, как у кайлы; последний фасон удобен для работы в рыхлых породах, первый - в твердых. Размер молотка должен быть средним, головка его должна весить около 500 граммов. Если нет геологического молотка, можно взять небольшой кузнечный или обойный; но для работы в твердых породах нужна, чтобы закалка его была не слишком мягкая, так как иначе он будет расплющиваться от ударов и скоро сделается негодным.

Зубило представляет полоску стали с круглым или прямоугольным поперечным сечением, вытянутую на одном конце в виде острого клина; железное зубило на остром конце должно быть наварено сталью. Длина зубила 12-15 сантиметров, вес от 250 до 500 граммов. Зубило нужно для выбивания минералов и окаменелостей, для откалывания кусков горной породы; во время работы его вставляют концом клина в трещину и бьют молотком по тупому концу.

Горный компас отличается от обыкновенного карманного тем, что коробка с лимбом и магнитной стрелкой прикреплена к латунной или алюминиевой квадратной или прямоугольной дощечке и что знаки В и 3 или О и W, т. е. востока и запада, переставлены один на место другого. Деления на лимбе идут от 0 до 360° против часовой стрелки. Кроме того, под стрелкой на ее оси привешен грузик с указателем, и на лимбе в обе стороны от буквы В (или О) нанесены еще деления от 0 до 90° для определения угла падения пластов. Покупая компас, нужно убедиться в том, есть ли у стрелки зажим в виде винтика вне коробки (который должен прижимать стрелку к стеклу при ношении компаса в кармане), свободно ли он действует, хорошо ли качается стрелка, постепенно уменьшая размахи. Коробка компаса должна иметь латунную или алюминиевую крышку. Хорошо, если компас имеет футляр из кожи или крепкой материи. В настоящее время существуют компасы из пластмассы.

Карманная лупа нужна для рассматривания мелкозернистых горных пород, окаменелостей и минералов; лупы бывают в металлической, роговой или костяной оправе; увеличение желательно около пяти раз.

Записная книжка с карандашом - для записи наблюдений, лучше с бумагой в клетку для зарисовки обнажений.

Сумка нужна для ношения собранных образчиков, провизии при далекой экскурсии и запаса бумаги и ваты. Вещевой мешок (рюкзак) вместителен и не мешает работе, но для вынимания и вкладывания чего-нибудь его надо снимать. Хороши и сетки, употребляемые охотниками для помещения убитой дичи, или полевые сумки на ремне.

Бумага и вата необходимы для заворачивания образцов горных пород и окаменелостей, снабженных ярлычком с номером, чтобы не перепутать их при переносе.

Для рыхлых и рассыпающихся пород нужно иметь несколько небольших мешочков, которые легко склеить из бумаги. Еще лучше заготовить себе такие мешочки из холста или бязи, шириной 10 сантиметров, длиной 15-16 сантиметров, с завязками из бечевки, штук 20-30, занумеровать их химическим карандашом по порядку и вкладывать в них собираемые образцы горных пород в порядке сбора, отмечая в записной книжке только номер мешочка, содержащего образец из данного обнажения. Это избавляет от заворачивания образца в бумагу и писания ярлычка в поле. Все эти операции делаются уже дома, при разборе собранной коллекции, а мешочки освобождаются для следующей экскурсии.

Дневник очень полезно вести, излагая в нем подробнее (чернилами в тетради) все наблюдения, сделанные во время экскурсии. В поле можно записывать их в записной книжке наскоро, сокращенно, при зарисовке обнажений. Дома, на свежую память, все подробности будут изложены и рисунок составлен аккуратно, с раскраской цветными карандашами.

Величина образчиков бывает очень различна, от 3X5 др 7X10 сантиметров (ширины и длины; толщина зависит от качества породы, но вообще не больше ширины). Молодой следопыт может ограничиться небольшими. Необходимо, чтобы с нескольких сторон образец был оббит, т. е. имел свежие изломы, а не выветрелую поверхность. Окаменелости, конечно, оббивать нельзя. Для хранения коллекций нужно завести плоские коробочки из картона по размеру образцов.

В кармане следует иметь перочинный ножик для очинки карандаша и испытания твердости минералов и пород. Не мешает иметь хотя бы маленькую рулетку с лентой длиной 1 метр для измерения мощности пластов и жил.

По возможности следует приобрести хорошую топографическую карту местности. Она будет очень полезна для ориентировки, выбора маршрутов и нанесения на ней осмотренных обнажений. Карту нужно наклеить на холст или на коленкор, разрезав на части карманного формата, так как бумажная карта, согнутая в такой формат, скоро протирается на сгибах при ношении в кармане. Карту надо очень беречь от сырости, а подмочив, осторожно высушить и разгладить.

Портативный фотоаппарат полезно иметь с собой для фотографирования рельефа местности и обнажений в дополнение к их описанию.

В заключение укажем, как определить посредством компаса условия залегания толщи осадочных пород. При ее наклонном положении каждый пласт имеет известное простирание и падение в ту или другую сторону под некоторым углом; измерения линии простирания, направления и угла падения определяют условия залегания. Нужно выбрать ровную площадку на плоскости напластования одного из пластов в обнажении и приложить к ней компас длинной стороной его дощечки в горизонтальном положении; прочертив карандашом линию вдоль края дощечки, мы получим линию простирания АБ. Опустив зажим стрелки компаса и подождав, пока она успокоится, запишем показание одного из ее концов. Положим, что один конец показывает СВ (NO) 40°, а другой ЮЗ (SW) 220°. Линия простирания имеет, следовательно, азимут СВ 40° или ЮЗ 220°; предпочитают записывать северные румбы для однообразия. Теперь повернем дощечку компаса на 90°, т. е. приставим ее узкой стороной к линии простирания, но так, чтобы северный конец дощечки, т. е. часть лимба, где стоит знак С (N), был направлен в ту сторону, в которую пласт наклонен. Запишем показание обязательно северного конца стрелки, а не южного. Пусть оно будет СЗ (NW) 310°; пласт, простираясь с юго-запада на северо-восток, падает на северо-запад. Азимут падения всегда должен отличаться на 90° от азимута простирания, так как линия падения перпендикулярна к линии простирания (рис. 285).

Теперь повернем дощечку компаса на бок и приставим ее вертикально длинной стороной к линии падения ВГ; грузик, вращающийся вокруг оси стрелки, покажет нам угол наклона, т. е. падение пласта, например 32°. Результаты измерения запишем так:

Прост. СВ (NO) 40°; пад. СЗ (NW) Z 32°.

Азимут падения мы не пишем, так как он отличается на 90° от азимута простирания. Поэтому можно ограничиться записью и одного падения, но тогда нужно писать его азимут, т. е. СЗ (NW) 310° Z 32°. Эта запись вполне определяет, что простирание будет СВ (NO) 40°.

Если следопыт имеет только обыкновенный карманный компас в круглой коробке, то простирание и падение он сможет определить только приблизительно, на глаз, сравнивая, в какую сторону отклоняется линия простирания от северо-южной линии компаса, с которой должна совпадать и стрелка, и в какую сторону наклонен пласт. Угол падения также будет определен на глаз.

Простирание и падение жил и трещин отдельности измеряются, так же как и у пластов, на ровной площадке. Если последней нет, измерение производится на глаз в воздухе и, конечно, не так точно.

Мы заканчиваем нашу книгу, в которой старались показать читателю интерес и практическое значение науки о Земле, а также объяснить, что и как можно наблюдать на обширной территории нашей родины, располагая некоторой подготовкой и самыми простыми инструментами. Природные условия СССР так разнообразны, что живущий в любой местности молодой следопыт найдет вокруг себя достаточно материала для наблюдений над составом и строением Земли и его соотношением с современным рельефом. Он может обнаружить и собрать окаменелости, описать интересные обнажения, найти признаки полезных ископаемых и сделаться знатоком ближайших окрестностей места своего жительства. Помочь ему в этой работе, познакомить с основами геологии и являлось задачей этой книги. А для дальнейшего углубления и расширения геологических знаний молодым следопытам можно рекомендовать нижеследующие руководства и пособия.

Где нависли бронзовые скалы
Над зеленей горною рекою,
Встал геолог в клетчатой рубашке
И киркой на скалы замахнулся.

В. Солоухин

Велика и богата наша планета. В недрах ее замурованы несметные сокровища - нефть и каменный уголь, золото и алмазы, медь и редкие металлы. Ценой огромных затрат времени и труда человечество за тысячи лет своего существования сумело добыть из земли лишь малую толику подземных богатств. Во всех странах мира многочисленная армия геологов-разведчиков обследует, обстукивает, ощупывает Землю, стремясь найти новые залежи полезных ископаемых. Опыт многих поколений и первоклассная техника, эрудиция больших ученых и сложные приборы - все поставлено на службу поисков земных кладов. И тем не менее поиски эти нечасто увенчиваются успехом. Природа ревниво хранит свои тайны, уступая лишь самым пытливым и настойчивым.

С давних времен из поколения в поколение передавались приметы, указывающие на выход к поверхности золотоносных жил и нефти, медных руд и каменного угля. Уже давно возникла мысль использовать для поисков полезных ископаемых растения. В старинных народных поверьях говорится о травах и деревьях, способных обнаруживать различные месторождения. Например, считалось, что рябина, крушина и лещина, растущие рядом, скрывают драгоценные камни, а переплетенные корни сосны, ели и пихты указывают на золотые россыпи под ними. Конечно, эти легенды оставались красивой мечтой, и только.

Геологи прибегли к помощи растений лишь в последние десятилетия, когда были найдены научно обоснованные связи между теми или иными растениями и месторождениями некоторых полезных ископаемых. Так, в Австралии и Китае при помощи растений, выбирающих для произрастания почвы с большим содержанием меди, были открыты залежи медной руды, а в Америке тем же способом нашли месторождения серебра.

За последние годы в нашей стране ученые провели тщательные исследования растительности, поселяющейся на участках, где находятся металлоносные руды. Выводы, к которым пришли ученые, были поистине удивительны. Связь между растением, почвой и подпочвенной породой оказалась настолько тесной, что по внешнему виду или химическому составу некоторых растений можно было судить, какие руды залегают в месте их произрастания. Ведь растению совсем небезразлично, какая порода находится под почвой, на которой оно выросло. Подземные воды постепенно в той или иной мере растворяют металлы и, просачиваясь наверх, в почву, поглощаются растениями. Поэтому травы и деревья, растущие над залежами меди, будут пить медную воду, а над залежами никеля - никелевую. Какие бы вещества ни были спрятаны в земле - бериллий или тантал, литий или ниобий, торий или молибден, воды растворят их мельчайшие частички и вынесут на поверхность земли; растения выпьют эти воды, и в каждой травинке, в каждом листочке отложатся микроскопические количества бериллия или тантала, лития или ниобия, тория или молибдена. Даже если металлы лежат глубоко под почвой, на глубине двадцати или тридцати метров, растения чутко откликнутся на их присутствие накоплением этих веществ в своих органах. Для того чтобы определить, сколько и каких металлов накопило растение, его сжигают, а золу изучают химическими методами. Бывает, что над большими залежами какой-нибудь руды этого металла накапливается в растении в сто раз больше, чем в таком же растении, произраставшем в другом районе. Большинство металлов в очень малых количествах накапливается растениями всегда. Они нужны живому организму растения, и без них растение заболевает. Однако крепкие растворы тех же металлов действуют на многие растения как яд. Поэтому в районах месторождений металлических руд почти вся растительность гибнет. Остаются только те деревья и травы, которые могут выдержать накопление в своем организме больших количеств какого-либо металла. Таким образом, в этих районах возникают заросли определенных растений, способных пить металлическую воду. Они указывают места, где нужно искать полезные ископаемые.

Например, большие количества молибдена способны накапливать в своем организме некоторые растения из семейства бобовых, такие, как софора и лядвенец. Иглы лиственницы и листья багульника легко переносят большое количество марганца у ниобия. Ни залежах стронция или бария листья ивы и березы накапливают этих металлов в тридцать-сорок раз больше нормы. Торий откладывается в листьях осины, черемухи и пихты.

В Алтайских горах, где издавна велись разработки медной руды, часто можно встретить многолетнее травянистое растение с узкими сизоватыми листьями, над которыми поднимается неясное облако многочисленных бледно-розовых цветков. Это качим Патрэна. Иногда качим образует большие заросли, которые тянутся широкими полосами на несколько десятков километров. Оказалось, что в большинстве случаев как раз под зарослями качима и залегает медная руда. Поэтому геологи, прежде чем начать подземные работы, составляют карты распространения качима и по картам определяют места предполагаемых медных месторождений. Мощный деревянистый перекрученный корень качима уходит глубоко в землю. Он насквозь пронизывает почву и по трещинам в подстилающей породе добирается до подземных вод, в которых растворена медь. Медная вода поднимается вверх, к сизым листьям и легким цветкам. С июня по август заросли качима кажутся с самолета розовым кружевом, накинутым природой на выжженные степные каменистые склоны. На аэрофотоснимках это кружево обозначится четкой полосой, указывающей места, где залегает медная руда.

На востоке нашей страны густые заросли над залежами редких металлов, в которых содержится бериллий, образует стеллера карликовая. Стеллера - весьма изящное растение с прямыми тонкими стеблями, густо одетыми прижатыми к стеблю ярко-зелеными овальными листьями. Стебель венчает яркая светло малиновая головка, состоящая из двух десятков мелких трубчатых цветков; трубка снаружи малиновая, а отгиб венчика белый. Так же как у качима, у этого чрезвычайно нарядного и нежного растения под землей развит мощный корень, проникающий своими разветвлениями глубоко в трещины твердой породы и всасывающий воду с растворенным в ней бериллием. Стеллера прекрасно выдерживает бериллиевое «меню». Широкие полосы ее сплошных зарослей указывают на аэрофотоснимках места нахождения под землей залежей редких металлов.

Всем известно, какое огромное тэомышлениое значение имеет уран. Поисками этого радиоактивного элемента заняты во многих странах мира. И здесь геологам помогают растения. Если в золе сожженных веток кустарников и деревьев содержание урана повышенное, значит, в этом районе можно надеяться найти уран. Особенно хорошо собирают уран можжевельники. Их мощные, длинные корни за две-три сотни лет жизни каждой особи успевают проникнуть на большую глубину. Даже если урановые залежи и небогаты, можжевельник накопит урана в своих ветках достаточно много. Еще лучше указывает на присутствие урана всем известный ягодный кустарник голубика. Если это растение пьет урановые воды, его продолговатые плоды приобретают самую разнообразную неправильную форму, а иногда даже из темно-синих становятся белыми или зеленоватыми. Розовый иван-чай, растущий на урановых отложениях, может дать вею гамму расцветок - от белой до ярко-пурпуровой. Например, близ урановых рудников на Аляске были собраны цветки иван-чая восьми разных оттенков.

Как правило, урану сопутствуют сера и селен. Поэтому растения, накапливающие эти вещества, тоже принимаются во внимание как указатель возможных урановых месторождений. Если геологи хорошо знают растения, они всегда отличат селеновые астрагалы от всех прочих. А где селен, там может быть и уран.

В некоторых районах пустыни Каракумы близко к поверхности выходят залежи серы. Почва настолько пропитана серой, что, кроме одного вида лишайника, там ничего не растет. Зато лишайники образуют крупные плешины, хорошо заметные с самолета.

На золотых месторождениях в пустынях не произрастает почти никакой растительности. Зато полынь и зайцегуб чувствуют себя здесь превосходно. В своем теле эти растения накапливают такие количества золота, что их по праву можно назвать золотыми.

Интересно, что некоторые растения, живущие над рудными месторождениями, так или иначе меняют свой облик. Поэтому геологи в поисках полезных ископаемых должны обращать внимание на уродливые формы деревьев и трав. К примеру, там, где было открыто большое никелевое месторождение, никелевые воды так повлияли на травянистые растения, что их «родная мама не узнает». Всем известный мохнатенький прострел с крупным цветком здесь совершенно изменился. Над залежами никеля можно собрать букет из прострелов с цветками самой разнообразной окраски - и белой, и голубой, и синей. Кроме того, можно найти здесь особи, у которых лепестки как бы разорваны на узкие ленточки или их нет совсем. Только голые, ничем не прикрытые тычинки торчат на вершине стебля.

Еще заметней преобразилась грудница мохнатая. Это многолетнее растение напоминает мелкую астру. Ее желтые некрупные корзиночки щитком поднимаются над шерстистым беловойлочным стеблем, обрамленным многочисленными продолговатыми листьями. Но никель, с начала жизни проникший во все ее органы, сделал свое черное дело - грудницу не узнать. Мельчайшие желтые цветки, которые должны были быть собраны в соцветие, разбросаны по всему стеблю и прячутся в пазухах листьев. Листья и стебли тоже потеряли свою форму и окраску. Что ни растение, то урод; одно другого необычней. Уродливые особи грудницы мохнатой настолько приурочены к залежам никелевых руд, что, встретив эти формы где-нибудь в большом количестве, геологи начинают тщательно обследовать этот район и почти всегда находят там никель.

Замечено также, что цветки шток-розы с ненормально рассеченными узкими лепестками могут указывать на месторождения меди или молибдена.

Каменистые склоны в Армении весной пламенеют огненными языками. Это цветет мак крупнокоробчатый, расцвечивая предгорья праздничным красным цветом. Лепестки мака с крупным черным пятном у основания широкие, почти почковидные. Однако мак, произрастающий в некоторых районах, не похож на своих сородичей. Его лепестки рассечены на лопасти так, что наблюдается у большинства растущих в этих районах особей. В чем же дело? Дело в том, что в земле здесь скрыты залежи свинца и цинка. Эти металлы, постоянно впитываемые растением, изменили весь ход его развития, а в результате изменилась и форма лепестков.

А лепестки мака, растущего на медно-молибденовых залежах, могут быть совсем черными, с красной узкой каймой - так у них разрастается черное пятно. У других особей пятна на лепестках становятся длинными и узкими, образуя своеобразный черный крест в центре цветка, или, наоборот, сдвигаются к внешнему краю лепестка. В общем, эти маки настолько необычно выглядят, что сразу бросаются в глаза даже ненаблюдательному человеку. А для геологов они - находка!

Иногда при повышенном содержании в почве металлов растения принимают несвойственную им карликовую форму. Если полынь холодная растет над месторождением лития, она кажется недоростком со своим искривленным стеблем и мелкими, ненормально сизыми листьями. Растения, поглощающие большие количества бора, тоже не растут вверх, а приобретают распластанную по земле форму, резко отличающуюся от обычного облика этого растения. Смолевка, пьющая свинцовую воду, тоже вырастает маленькой и коренастой, а ее листья и стебли становятся темно-красными, цветки же - мелкими и невзрачными.

Однако бывает и наоборот. Например, в некоторых районах нашей страны можно встретить гигантские осины. Листья у этих высоченных толстоствольных осин в несколько раз крупнее обычных. Можете себе представить осиновый листочек в тридцать сантиметров? Как флаги трепещут гигантские листья на таких же гигантских черешках. Может быть, эти необыкновенные деревья пьют «живую» воду? В некотором роде, да. Они пьют воду, насыщенную торием,- здесь под почвой залегает месторождение редких металлов.

По холодным землям Якутии, среди топких болот и лиственничных редколесий бегут неширокие речки, впадающие в полноводные реки.

Коротко и бурно лето в Заполярье. Еще льдины, сталкиваясь, плывут по весенним водам рек, а уже на их берегах покрываются фиолетово-розовой пеной мелких цветков низкие заросли рододендронов, распускает нежные листочки голубика, дурманяще пахнет багульник. Над всем этим весенним великолепием от зари до зари стоит нудный комариный звон. Где-то здесь, среди лиственниц, под плотным лишайниковым ковром, глубоко в земле залегают богатейшие месторождения алмазов. Алмазы мелкими изюминками вкраплены в породу, содержащую каменный уголь. Называется такая порода с алмазами кимберлитовой трубкой. Как искать ее, эту кимберлитовую трубку, если спрятана она природой под семью замками? Лишь только случайные выходы кимберлита на поверхность помогают геологам обнаруживать залежи алмазов. То ли мощный оползень обнажит древние слои земли, то ли давнее землетрясение или извержение вулкана. Правда, за последние годы на помощь геологам пришли новые умные приборы, позволяющие «видеть» под землей, но и они не могут безошибочно указывать места природных кладовых драгоценностей. А нельзя ли привлечь в помощники растительность, задумались ученые. Оказалось, можно. Было замечено, что непосредственно над кимберлитовыми трубками и деревья, и кустарники выглядят гораздо лучше, чем их собратья, растущие на известняках. Это и понятно. В породах, включающих алмазы, кроме каменного угля, найдены и апатиты, содержащие фосфор, и слюда, содержащая калий, и различные редкие металлы, необходимые организму растения. Все эти элементы в больших или меньших количествах растворяются подземными водами, затем проникающими в почву. Поэтому растения, которым посчастливилось вырасти над залежами алмазов, питаются гораздо лучше, чем деревья и кустарники, прозябающие на тощих известняках. Вот почему над залежами алмазов выше и толще лиственницы, кудрявей ольха, гуще заросли голубики. Там, где на известняках или болоте выросло сто хилых лиственниц, на кимберлитовых трубках - двести здоровых. Если подняться над этими местами на самолете, то можно видеть среди лиственничных лесов более густые и пышные заросли - как раз в тех местах, где залегают кимберлитовые трубки. Но в таком важном деле, как поиски алмазов, человеческому глазу не доверяют. Гораздо объективней глаз фотоаппарата, бесстрастно обращенный вниз, на землю. На пленке фотоаппарат аккуратно отмечает темными пятнами на сером фоне редколесий участки более густого и высокого леса, а значит, места, где нужно искать алмазы.

Нет, нелегкая это задача - поиски полезных ископаемых. И, конечно, одним только показаниям деревьев и трав совершенно довериться нельзя. Однако растения, как настоящие разведчики, не раз уже помогали геологам в поисках подземных кладов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как ищут месторождения полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых.

Прежде чем разрабатывать месторождения полезных ископаемых, их нужно найти, выявить, оценить. Это увлекательная, но не легкая задача. Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же - на больших глубинах, под толщей "пустой" породы. Искать скрытые месторождения особенно трудно, даже опытный геолог может пройти над ними, ничего не заметив. И здесь на помощь приходит наука. Геолог, приступая к поискам, должен ясно представлять себе, что и где он будет искать. Наука теоретически обосновывает общее направление поисков месторождений: она указывает, в каких районах, среди каких горных пород и по каким признакам следует искать скопления ископаемых. При поисках месторождений в конкретном районе большую помощь геологу-поисковику оказывает геологическая карта. Ученые разработали различные прямые и косвенные методы поиска и разведки полезных ископаемых. О них и пойдет речь ниже.

Геологическая карта.

Геологическая карта дает общие представления о геологическом строении того района, где ищут то или иное полезное ископаемое. Она составляется по материалам обследования обнажений, т. е. выходов коренных пород (например, в оврагах, ущельях и по горным склонам), а также опорных скважин, из которых получают образцы горных пород с глубины в десятки, сотни и даже тысячи метров.

На геологической карте показано, какие горные породы и какого возраста находятся в том или ином месте, в каком направлении они простираются и погружаются на глубину. На карте видно, что одни породы встречаются редко, а другие тянутся на десятки и сотни километров. Например, на карте указано, что в центральной части Главного Кавказского хребта залегают граниты. Много гранитов и на Урале, и в Тянь-Шане. О чем это говорит геологу-разведчику? Мы уже знаем, что в самих гранитах и в изверженных породах, похожих на граниты, можно встретить месторождения слюды, горного хрусталя, свинца, цинка, олова, вольфрама, золота, серебра, мышьяка, сурьмы и ртути. А в темноокрашенных изверженных породах - дунитах и перидотитах - могут концентрироваться хром, никель, платина, асбест. Совсем другие полезные ископаемые связаны с осадочными горными породами разного происхождения и возраста.

Геологические карты разных масштабов составлены на всю территорию Советского Союза. Кроме районов распространения различных горных пород на них выделяют складки, трещины и другие участки, в которых могут залегать руды, а также места находок рудных минералов. По этим данным намечают рудные районы и более крупные площади - металлогенические провинции, в которых установлены признаки определенных руд и могут быть найдены их месторождения. Кроме основных карт составляют специальные прогнозные геологические карты. На них наносят все, даже самые мелкие находки полезных ископаемых, а также различные косвенные данные, которые могут подсказать места скопления рудных богатств.

Анализируя прогнозную карту, геологи намечают наиболее перспективные для поисков руд районы, в которые направляются экспедиции. Геологическая карта - верный и надежный помощник геолога-поисковика. С геологической картой в руках он уверенно идет по маршруту, потому что знает, где можно встретить не только интересующие его породы, но и полезные ископаемые. Вот, например, как геологическая карта помогла в поисках алмазных месторождений в Сибири. Геологам было известно, что в Якутии встречаются такие же изверженные горные породы, как и алмазоносные породы Южной Африки - кимберлиты. Разведчики недр сделали вывод, что и в Якутии можно найти алмазы. Но где искать крохотные алмазы в непроходимой тайге? Задача казалась фантастической. И тут на помощь пришла геологическая карта. По ней установили, в каких районах тайги находятся породы, в которых или возле которых могут быть найдены алмазы. Геологи настойчиво искали алмазы в этих районах - и наконец, нашли их. Полезные ископаемые трудно искать не только в тайге, нелегки их поиски и в степи, где видны лишь ковыль да распаханная целина. А что под ними? Кто знает? Так выглядит степь и в Западном Казахстане, в районе г. Актюбинска. Теперь геологам известно, что здесь под степными землями залегает огромный массив ультраосновных пород. По редким балкам и логам, немногочисленным естественным обнажениям они выяснили, где находятся дуниты - разновидности ультраосновных пород, в которых обычно залегают месторождения хромитовых руд, установили и нанесли на карту границы и форму их массивов.

По карте геолог определяет, в каком месте вероятнее всего находится руда. Но и с картой в руках геологу-поисковику бывает трудно искать месторождения, если они полностью закрыты почвенным слоем, скрыты под таежной чащобой или толщей вод. Кроме того, далеко не в каждом обнаруженном массиве известняков залегают свинцово-цинковые руды или в ультраосновных породах - хромиты. На помощь приходят поисковые признаки, накопленные многими поколениями разведчиков недр или установленные наукой.

Поисковые признаки.

Отправляясь на поиск, геолог обращает внимание на все: на формы рельефа, на характер растительности, на изменение цвета почвы и на многое другое. Он должен хорошо знать признаки, помогающие отыскивать конкретное полезное ископаемое, которое, судя по геологической карте, должно быть в данном районе. Иногда одни минералы помогают найти месторождения других, более ценных, как это было в Якутии, где алмазы искали по сопутствующим им ярко-красным пиропам или гранатам. В районах многих рудных месторождений нередко изменяется окраска горных пород под воздействием горячих минерализованных растворов, которые циркулируют по трещинам в земной коре. Эти растворы одни минералы растворяют, а другие отлагают, и цвет породы изменяется. Многие рудные тела при выветривании также изменяют свои обычные серые, коричневые и другие малоприметные окраски. Так, сернистые руды железа, меди, свинца, цинка, мышьяка становятся ярко-желтого, красного, зеленого, синего цвета. Нередко химические соединения различных элементов приобретают один и тот же цвет. Поэтому для точного определения минерала геологи прибегают к химическому анализу. Например, найден кусок рыхлой породы, в которой виден какой-то красный порошок. Что это - минерал ртути, киноварь или окисленное железо? Они могут быть похожи по цвету. Определяя на глаз, можно ошибиться; правильный ответ дает химический анализ.

Поисковик знает, как важны даже незначительные находки рудных минералов. Ведь они указывают на возможную близость месторождений и могут подсказать, где нужно тщательнее проводить поиск. С особым вниманием поисковик относится к древним выработкам, в которых наши предки несколько столетий назад добывали руду. Здесь на глубине, куда они не могли проникнуть, или поблизости от старых штолен можно встретить новые месторождения руд. О местах их залегания порой говорят старые названия поселений, речек, логов, гор. В Средней Азии, например, в названия многих гор, логов и перевалов входит слово "кан", что значит руда. Бывали случаи, когда геологи в таких местах начинали поиски руд и находили их.

В поисках месторождений помогают даже животные. Первые якутские алмазы "помогла" найти лиса. Роя нору, она выбрасывала вместе с землей мелкие камешки. Среди них и оказался ярко-красный пироп, который образуется и залегает вместе с алмазом. Поэтому в местах, закрытых слоем почвы, геологи внимательно осматривают камешки, которые выбрасывают из своих нор суслики, лисы и другие животные. Выявлять поисковые признаки помогают различные геологические либо применяемые все в больших масштабах специальные геохимические и геофизические методы. Они основаны на изучении магнитных свойств горных пород, скорости прохождения сейсмических волн, электропроводности и других физических свойств, а также на знании структур, в которых скапливаются полезные ископаемые. Геофизические поисковые работы проводятся с помощью сложных приборов. На практике обычно сочетают все методы поисков, изменяя эти сочетания для различных пород и полезных ископаемых, а также в зависимости от географических условий района поисков.

Геологические методы поисков.

Представьте себе, что геологи ведут поиск в глухой, дремучей тайге Восточной Сибири. Здесь горные породы закрыты почвенным слоем и густой растительностью. Но дождь, снег, ветер и солнце постоянно и неутомимо разрушают горные породы, даже такие крепкие, как гранит. Вместе с горными породами разрушаются и залегающие в них руды. Кусочки руды сносятся в реку и перемещаются по ее дну на большие расстояния. Поэтому геолог при поисках руд просматривает камешки, которые лежат в русле или на берегу горной речки. Если он находит рудные обломки, то идет вверх по руслу реки - туда, откуда они принесены. Если эти обломки уже не встречаются в русле речки, то геолог продолжает маршрут по ее притокам, выясняя, в каком из них есть кусочки руды. Наконец, и в русле притока рудные обломки уже не попадаются. Значит, дальше надо искать на склонах гор, поднимающихся над руслом речки, на участке, где найдены последние рудные обломки.

Так по обломкам руды, встречающимся в руслах рек и ее притоках, геолог находит месторождение; этот метод поисков называют обломочно-речным. Он применяется в том случае, когда в русле речки и на склонах гор попадаются обломки в виде более или менее крупных кусочков. Если же зернышки руды, перемещаясь в русле речек, истираются и становятся не больше булавочной головки, то геолог использует шлиховой метод. Он берет пробу рыхлой породы из русла речки и в похожем на маленькое корыто лотке промывает ее водой до тех пор, пока все легкие минералы не будут смыты и на дне останутся только крупинки самых тяжелых минералов. Среди них могут быть золото, платина, минералы олова, вольфрама и других элементов. Такая работа называется промывкой шлихов.

Продвигаясь вверх по руслу речки и промывая шлихи, геолог постепенно приближается к месторождению полезных ископаемых. Оно иногда выходит на поверхность на небольшой площади, окруженной кустарниками и другой растительностью, и его можно не заметить. Однако рассеянные на большом расстоянии рудные обломки помогают геологу найти руду. По территории северных стран, таких, как Канада, Швеция, Норвегия, Финляндия, а также некоторых районов Советского Союза в ледниковый период с севера на юг передвигались большие массы льдов - ледники. Они надробили и переместили много обломков горных пород, окутали их и отложили на всем пути своего движения. В обломках этих пород - валунах - находят и включения руд, но искать месторождения по валунам нелегко.

Кто ездил поездом от Ленинграда до Мурманска и далее на запад, до самой границы, тот видел, что на всем пути разбросано огромное количество окатанных валунов. Все их осматривать невозможно, да нет и смысла. Но попутно обращать внимание на них следует. Может быть, в одном из валунов блеснет ярко-желтое зернышко золота или засверкают антрацитовым блеском минералы хрома, титана или других минералов. Геологи изучают пути движения древних, давно растаявших ледников, идут туда, откуда перемещались валуны с рудой, и находят рудные месторождения. Так, в Карелии геологи обнаружили серноколчеданные и молибденовое месторождения.

Тысячелетия бьются волны морского прибоя о каменные берега, разрушая их. Куски пород перетираются до мельчайших частичек и уносятся в море, а если в породе находятся крепкие тяжелые руды, то они дробятся, но оседают у берега и, накапливаясь, образуют месторождения. В морских россыпях могут быть минералы хрома, титана, олова, циркония и др. Иногда встречаются алмазные россыпи. Алмаз - самый твердый минерал, он мало истирается и разрушается в зоне прибоя. Чтобы обнаружить россыпь, геологи берут в прибрежной зоне через определенные расстояния пробы грунта. После лабораторных исследований они выясняют, в каких пробах есть ценные минералы и сколько их. Методы поисков, о которых здесь было рассказано, можно применять, если руда химически устойчива, имеет значительную прочность или если она заключена в кусках крепких пород. А что делать, если минералы мягкие и, как только попадают в бурную горную речку, сразу же растираются в порошок? Таких, например, длинных путешествий, какие проделывает золото, не выдерживают минералы меди, свинца, цинка, ртути, сурьмы. Они не только превращаются в порошок, но и частично окисляются и растворяются в воде. Понятно, что геологу тут поможет не шлиховой, а другой метод.

Геохимические и биогеохимические методы поисков.

После дождей и таяния снега часть воды проникает в глубь Земли. Если на своем пути вода проходит по трещинам рудного тела, она частично растворяет химические соединения меди, цинка, никеля, молибдена и других металлов, нередко вынося их на поверхность. Если сделать химический анализ такой воды, можно определить присутствие в ней тех или иных металлов и их концентрацию. Высокая концентрация вещества в растворе может означать, что источник находится вблизи месторождения полезного ископаемого.

Геохимический метод поиска помогает и в тех случаях, когда, кажется, что найти месторождение невозможно. Представьте себе безводные равнины Казахстана, где на поверхности нет никаких признаков руды. Здесь геологи проходят параллельными маршрутами и берут через 50, 100 или 200 м куски пород. Набирают образцов очень много и затем делают их химический анализ. Состав образцов определяют также более быстрым, но менее точным методом спектрального анализа, при этом исследуемый минерал растирают в порошок и сжигают в пламени вольтовой дуги особого прибора - спектрографа. Свет от пламени вольтовой дуги проходит через стеклянную призму и разлагается, образуя спектр. Далее световые лучи попадают на стеклянную пластинку и фотографируются на ней. В зависимости от того, в каком месте и какой ширины на пластинке получаются линии спектра, определяют, какие химические элементы и сколько их находится в исследуемой пробе. Так узнают, в каком месте в породах содержится больше металлов.

Геохимический метод поможет и в том случае, когда на глаз и даже в микроскоп рудные частицы не видны. Содержатся они в породе в очень малых количествах - обычно в тысячных долях процента. Ученые установили, что вокруг рудных месторождений в горных породах рассеяно рудное вещество, количество которого уменьшается по мере удаления от месторождений. Такое распределение рудного вещества вокруг месторождения называется ореолом рассеяния. Допустим, с помощью анализов удалось установить, что в породах всюду содержится 0,001% металла, а на одном каком-то участке его 0,002%. Естественно, руду нужно искать на участке с повышенным содержанием металла.

От глубоко залегающих месторождений угля, нефти и природных газов по трещинам к поверхности Земли поднимаются углеводородные газовые соединения, которые накапливаются в почвенном слое. Газы образуются и над месторождениями некоторых металлов. Например, над ртутными минералами концентрируются ртутные газы, а над урановыми рудами - газ радон. Месторождения как бы дышат, и следы их дыхания - газы - собираются в почве. Геологи специальными приборами откачивают воздух из почв и производят анализ пробы, определяя, есть ли здесь газы, каковы их состав и концентрация. Затем геологи наносят на карту места, где взяты пробы, содержание в них газов и выясняют, на какой территории в почвенном слое содержится газ. Это метод газовой съемки.

Корни многих трав и особенно корни деревьев глубоко проникают в почву, откуда высасывают воду. Растения впитывают воду вместе с растворенными в ней минеральными веществами. Поэтому геологи собирают травы, листья, кору деревьев, высушивают собранный материал, а потом сжигают его. Получается зола, в которой содержатся минеральные вещества. С помощью химических или других анализов узнают, какие вещества содержатся в золе и сколько их. Когда сделают все анализы (а их нужно очень много!), то выяснится, в каких местах растения получают с водой больше минеральных веществ и где под слоем почвы нужно искать руду.

Кроме того, некоторые растения предпочитают почву с определенными химическими элементами. Так, на Алтае и в Казахстане встречается растение качим патреца. Оказывается, оно растет на почвах, обогащенных медью. Для обогащенных цинком почв характерны растения "цинковые" фиалки. Два вида астрагала (травы и кустарники из семейства бобовых) и один вид лебеды растут на почвах, содержащих уран. И наоборот, определенные виды растений над месторождениями не растут, хотя в этом районе они и распространены. Например, в дубравах Заволжья над месторождениями серы нет деревьев. В Трансваале (Южная Африка) над платиноносными перидотитами растительность вообще отсутствует или встречаются только малорослые, как говорят ботаники, угнетенные, формы. Растения, по которым можно судить о повышенной концентрации каких-то веществ, называют индикаторами. Их изучением занимается индикационная геоботаника.

Геофизические методы поисков.

Кажется, что физика и геология довольно далекие друг от друга науки. Но если бы геологам не помогала физика, то не были бы открыты многие месторождения железа, нефти, меди и других полезных ископаемых. Молодая наука - геофизика - изучает физические свойства Земли и физические процессы, происходящие в ней. С помощью геофизических приборов невидимое становится видимым. Например, сердце человека нельзя увидеть простым глазом, а с помощью рентгеновского аппарата это сделать очень просто. Так же и в геологии: то, что под землей не увидит глаз, "увидят" сложные геофизические приборы. Эти приборы отмечают различие в магнитных, электрических и других свойствах горных пород и руд. Магнитометрический метод поисков. Вы знаете, что вокруг магнита всегда есть невидимое магнитное поле. Если стрелка компаса отклоняется от обычного положения, то можно предположить, что здесь в глубине Земли есть залежи железных руд, которые ее притягивают. И с какой бы стороны мы ни подходили с компасом, стрелка будет направляться на рудную залежь. Так же ведет себя и магнитная стрелка аэромагнитометра, установленного на самолете, пролетающем вблизи залежи.

Интересна история открытия магнитных железных руд в Казахстане летчиком М. Сургутановым. В один из рейсов он обнаружил, что компас перестал правильно показывать направление: магнитная стрелка начала "плясать". Сургутанов предположил, что это связано с магнитной аномалией. В следующие рейсы, пролетая над районом аномалии, он отмечал на карте места максимальных отклонений стрелки компаса. О своих наблюдениях летчик сообщил в местное геологическое управление, экспедиция которого заложила скважины и вскрыла на глубине нескольких десятков метров мощную залежь железных руд - Соколовское месторождение. Затем была вскрыта вторая залежь - Сарбайская.

По отклонению магнитной стрелки от обычного положения были найдены крупнейшие запасы железных руд в районе Курска и некоторых других местах. Если руды немного или она залегает на большой глубине, то обычная магнитная стрелка ее не "почувствует"; в таких случаях применяют другие, более тонкие и сложные физические приборы. Но сильными магнитными свойствами обладают только железные руды. Многочисленные полезные ископаемые немагнитны, и для их поисков метод магниторазведки непригоден.

Гравиметрический метод поисков. Этот метод получил название от латинского слова "гравитас" - тяжесть. Гравиметрия - наука, изучающая изменение ускорения силы тяжести в различных точках Земли. Сила тяготения действует на Земле всюду, но величина ее неодинакова. Чем тяжелее предмет, тем сильнее он к себе притягивает. В глубине Земли и в горах находятся породы и руды, которые сильно различаются по своей плотности. Например, кусок свинцовой руды в полтора-два раза тяжелее, чем вес такого же по объему куска гранита или мрамора. Следовательно, руда притягивает к себе сильнее, чем залегающая рядом с ней порода. А соль или гипс имеют значительно меньшую плотность, поэтому над залежами солей величина силы притяжения будет меньше. Можно искать месторождения по изменению величины силы притяжения. Для этого создан специальный прибор, который определяет силу тяготения. Его называют гравитационным вариометром. Он состоит из коромысла, подвешенного на тонкой кварцевой нити. На концах коромысла находятся два шарика - один закрепляется непосредственно на одном конце коромысла, а другой - на длинной нити. Когда прибор находится вблизи тяжелой массы, например рудной залежи, то шарик, подвешенный на нити, притягивается к залежи, поворачивает коромысло, а вместе с ним и кварцевую нить, на которой подвешено коромысло. Зная, в каком направлении и насколько повернется коромысло, можно определить, в каком месте находится залежь и велика ли она.

Следует заметить, что подобным путем измеряется не абсолютная величина ускорения силы тяжести, а только относительная - выясняется, насколько изменяются показания гравитационного вариометра в двух соседних пунктах. Перемещая прибор по поверхности земли и производя измерения в различных участках, можно с достаточной точностью определить положение и форму рудной залежи. Подземные залежи тяжелых руд и горных пород, обладающих повышенной плотностью, могут быть найдены и с помощью специального, очень чувствительного маятника, который вблизи тяжелых масс начинает качаться быстрее. Гравитационные вариометры, идею устройства которых предложил 200 лет назад М. В. Ломоносов, в наше время широко применяются при поисках руд. Гравиметрическим способом открыто уже много рудных залежей.

А что делать, если полезные ископаемые не тяжелее горных пород или руды так мало, что ее не может обнаружить гравитационный вариометр, и если руда немагнитная? Тогда геологи ищут месторождения с помощью электрического тока. Электрометрический метод поисков. Многие руды хорошо проводят электричество. Это их свойство используется при поисках месторождений. Там, где по соображениям геологов на глубине находится рудное тело, проводят разведку электрическим током. Для этого в землю забивают два железных кола, расположенных один от другого на расстоянии 30-50 м. От них идут провода к измерительному прибору. Электрический ток течет от батареи к одному из кольев, далее проходит через землю и доходит до другого колышка, а от него по проводу возвращается к прибору. Из физики мы знаем, что чем больше сопротивление вещества, тем меньше сила тока. Проводя исследования в разных местах и отмечая показания прибора, можно определить, что на одном из участков сила тока меньше, следовательно, здесь залегают граниты, мраморы, глины, пески, т. е. породы с большим сопротивлением, а на другом участке сила тока оказалась большей, поэтому возможно, что ток прошел через руду, сопротивление которой меньше. В этих местах можно вести поиски руды.

Если грунтовые воды с растворенными в них слабыми кислотами соприкасаются с рудой, то возникают естественные электрические токи. Измеряя силу этих токов в горных породах, окружающих рудную залежь, определяют положение залежи. Но есть руды, которые не проводят электричество, не обладают и магнитными свойствами. Как искать эти руды? И в этом случае геофизики помогают геологам. Сейсмометрический метод поисков. Солнечные лучи просвечивают воду насквозь. А можно ли "просветить" насквозь землю и получить отражение от пород, находящихся на различных глубинах? Оказывается, можно с помощью искусственных землетрясений. Этот способ основан на том, что сейсмические волны с разной скоростью проходят через породы различной плотности.

От места взрыва сейсмические волны идут через горные породы вглубь до тех пор, пока не встретят более плотные породы иного состава, при этом часть волн, преломившись, пойдет дальше вглубь, а часть отразится от границы этих пород и придет на поверхность земли. Возвратившиеся волны улавливаются приборами - сейсмографами. Геофизики определяют, сколько времени шли эти волны, а затем вычисляют, на какой глубине и от пород какой плотности они отразились. Позже на поверхность возвращаются волны, отразившиеся от более глубоких слоев. Определяют и глубину их проникновения. Так получают сейсмограмму - запись показаний сейсмографов. По ней узнают, на какой глубине залегают какие породы и лежат они горизонтально или образуют складки.

Сейсмометрический метод - практически основной метод поисковой геофизики. С его помощью открыты почти все новые месторождения нефти и некоторые месторождения других полезных ископаемых.

Радиометрический метод поисков. Для поисков радиоактивных руд применяют особый метод, потому что у этих руд есть присущие только им свойства: они постоянно излучают очень активные гамма-лучи. Ученые создали сложные приборы - радиометры, которые "чувствуют" удары этих частиц и дают о них сигналы: на приборах зажигаются лампочки, отклоняется стрелка или раздается звуковой сигнал.

Радиоактивные элементы, такие, как радий, торий, калий, могут присутствовать в рассеянном состоянии в некоторых породах, содержащих руду. Геологи с помощью приборов выявляют площади с повышенной радиоактивностью и места, где она не наблюдается; эти данные наносят на карту и определяют местоположение различных радиоактивных пород. Геологи, пролетая на самолете над районами поисков, с помощью приборов определили участки повышенной радиоактивности и находящиеся вместе с ними оловорудные месторождения.

Разведка месторождений.

В районах, где геологи-поисковики обнаружили существенные признаки полезных ископаемых, проводят поисково-разведочные работы. Сеть маршрутов сгущается, роют канавы, закладываются шурфы и другие разведочные горные выработки. Если поисково-разведочные работы подтвердили наличие в районе больших скоплений полезных ископаемых, начинается следующий этап работы - разведка. Поиски и разведка тесно связаны между собой, и один вид работ является по существу продолжением и дополнением другого.

Разведка необходима, чтобы выяснить, достаточно ли велики залежи полезного ископаемого для организации добычи. Нужно установить форму и размеры рудных тел, содержание в них полезных ископаемых и на какой глубине залегает то или иное рудное тело. Разведочные работы позволяют получить в большом количестве образцы руд или пробы из различных частей рудного тела. По ним геолог определяет, из каких полезных ископаемых состоит руда, имеются ли нежелательные примеси. Зная объем рудной залежи и содержание в ней металла, выявленного путем химического анализа, определяют запасы месторождений. Разведочные работы начинаются с составления подробной геологической карты месторождения. Затем проводятся горные работы и бурение разведочных скважин.

Если рудные тела находятся вблизи поверхности и закрыты лишь почвенным слоем, то роют на определенном расстоянии одна от другой канавы глубиной 1-2 м, но если рудная залежь закрыта наносами, мощность которых 5-10 и более метров, то копают похожие на колодцы шурфы. Стенки их укрепляют деревянными брусьями и досками, чтобы рыхлые породы не завалили выработку и людей. Шурфы располагаются в строгом порядке на определенном расстоянии один от другого, таким образом, чтобы все рудное тело было вскрыто.

Если рудные скопления расположены в горном хребте или в горе с крутыми склонами, то месторождение вскрывают горизонтальной горной выработкой - штольней (похожей на тоннель), которая проходит внутрь горы со стороны ее крутого склона до тех пор, пока не пересечет рудное тело. Затем из штольни через равные промежутки в рудном теле поперек его от одного конца до другого пробиваются другие выработки. В результате все месторождение оказывается пересеченным насквозь сетью подземных горных выработок. Благодаря этому выясняется форма рудного тела. В равнинной местности рудные тела могут залегать на глубине 100-200 и более метров. В этих случаях для добычи полезных ископаемых пробивают шахты. В них для спуска людей и подъема руды устраивают специальные лифты - клети. В шахтах на разных уровнях через определенные расстояния пробивают горизонтальные горные выработки в сторону рудного тела. От них, как и от штолен, примерно через равные промежутки проходят мелкие выработки, пересекающие насквозь рудное тело.

Для разведки рудных залежей широко применяется бурение скважин. Производится оно специальной трубой с алмазной коронкой, которая, вращаясь, высверливает твердую породу. В трубе остается столбик породы - керн. По нему узнают, какие породы залегают в глубине и где расположено рудное тело. Бурение колонковой трубой обычно производится на глубины в сотни, а иногда свыше 1000 м. При разведке нефтяных залежей приходится иногда бурить скважины глубиной свыше 3 км.

С помощью бурения можно быстро разведать рудную залежь. Но не всегда бывает достаточно тонкого рудного столбика (керна), чтобы уверенно судить о распространении и качестве руды. Горные работы дают значительно более полные сведения о месторождении. Часто скважины бурят возле известных месторождений, чтобы найти новые рудные тела. Как правило, на одном участке группируются несколько рудных тел. Не напрасно еще древние рудокопы говорили: "Ищи руду возле руды", т. е. новое рудное тело ищи возле уже найденного.

геологический ископаемое месторождение

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.

презентация , добавлен 19.12.2013


Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.

презентация , добавлен 11.02.2015


Процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Метасоматический процесс и условия залегания скарнов. Морфология, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.

реферат , добавлен 25.03.2015


Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

курс лекций , добавлен 01.06.2010


Характеристика месторождений (Таштагольского железорудного, Пуштулимского мраморного) и Кузнецкого угольного бассейна. Условия образования осадочных месторождений, их виды, форма тел, минеральный состав. Общие сведения о твердых горючих ископаемых.

контрольная работа , добавлен 15.03.2010


История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа , добавлен 24.11.2012


Общая геологическая характеристика, возраст и генезис образования Ковдорского месторождения. Минеральный состав руд: главные и второстепенные минералы. Полезные и вредные примеси. Влияние структурных и текстурных особенностей на обогатимость руды.

реферат , добавлен 23.10.2011


Определение балансовых запасов месторождения полезного ископаемого, производственной мощности и срока существования рудника. Выбор рационального варианта вскрытия и подготовки месторождения. Расчет технологического комплекса отбойки и доставки руды.

курсовая работа , добавлен 26.11.2011


Влияние добычи полезных ископаемых на природу. Современные способы добычи полезных ископаемых: поиск и разработка месторождений. Охрана природы при разработке полезных ископаемых. Обработка поверхности отвалов после прекращения открытой выработки.

реферат , добавлен 10.09.2014


Отложения каменноугольной системы и нефтяные месторождения на территории Республики Беларусь. Суммарные запасы калийных солей и нерудных полезных ископаемых страны. Мощность полезных пластов железных руд. Характеристика месторождений минеральных вод.