Текст
                    М. П. П01ЕМКИН п В. В. МАЛИНКО
*
МИНЕРАЛОГИЯ
И
ГЕОЛОГИЯ
УЧЕБНИК ДЛЯ 10-го КЛАССА СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
Под редакцией
проф. А. А. ЧЕРНОВА
Утверждено Нарпомпросом РСФСР
ИЗДАНИЕ ШЕСТОЕ,
ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧЕБНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО НАРКОМПРОСА РСФСР
МОСКВА *	1939


it аоС. 549 11« I М. П, Потемкин и В. В. Малинко. Минералогия и геология. ила * Государственное учебно-педагогическое издательство Наркомпроса ниФ^-г, 1 уо» г. Издание шестое. Отв. редактор М. В.'И *ярбакояа. Уполномоченный Глаалнта A-20Q3. Техн. редактор « и Иванов. Корректор Л. М. Коган. - Подписано к печати с матриц Д> IV 1<Ш года. Индекс У-2. Учпедгиз Л 1212Н Тчоа/К 150 Издательских листов 11. Учетно-авт. листов 1393. Фоомаг бумаги 60 * 92*/,,. Пуча'К|'ы* ,ис 0 Тип. знаков в 1 бумажном листе lUu UoO. Заказ .** 378. Бумага >4 2 Камской ф-к« Отпечатано с матриц • 17-й тип. нац. книги Огиза РСФСР треста .Полиграфкнига Москва, Шлюзовая наб, д. ю. * ОГЛАВЛЕНИЕ. Стр. Оглавление ** От редакции 1* Введение Задачи геологии и минералогии 5 Краткий очерк развития геологических знаний • • • ' I. Основы минералогии. 1. Общая характеристика минералов 11 2. Характеристика кристаллического состояния 12 3. Симметрия в кристаллах 16 4. Физические свой» тва минералов 20 5. Химические своГвтна минералов 22 0. Химическое не/ ледование минералов 23 7 Образование (генезис) минералов 25 8. Классификация минералов 32 9. Элементы 33 10. Окислы и водные окислы кремния 36 11. Окислы н водны*1 окислы же.кза (железные руды) 38 12. Двуокись марганца (марганцевая руда) 40 13 Силикаты (соли кремневых кислот) 40 14. Прочие соли кислородных кислот 43 15. Галоидные соединения 48 16. Сернистые соединения (сульфиды) 49 II. Основы учения о геологических процессах и о породах, ими образуемых 1. Факторы образования горных пород и классификация последних . 51 2. Вулканизм н магматические горные породы 51 3. Описание магматических горных пород 61 4- Процессы, обусловливающие образование осадочных горных пород 68 Выветривание 68 Перенос продуктов разрушения Отложение осадочных пород 85 5. Описание осадочных горных пород . . 89 Элювиальные отложения 90 Обломочные породы 90 Органогенные горные породы 93 Отложения химического происхождения У8 6. Движении земной коры 98 1. Метаморфизм горных пород 114 III. О с и о в ы истории земной коры. 1. Происхождение Земли 117 2. Во< / танонлеппе истории земной коры и геохронология 120 3. Архейская н аозойскан ары 127 4. Палеозойская ара (ара древней жизни) 131 5. Мезозойская ара (средняя ара жизни) 146 6. Кайнозойская ара 154 7. Абсолютная длительность истории Земли 161 8. Гипотезы об основных причинах историко-геологического процесса 165 ‘J. Геологические карты и профили 173
ОТ РЕДАКЦИИ. Питое издание учебника М. П. Потемкина п В. В. Малптшо «Ушюралипш п геология» не подверглось коренной переработке с !"ь.\ мат в (тлт лн;:;ь о самыми необходимыми исправлениями, 1:а‘мк>:цл>,11ся явно угтарелых .мест и небольшого числа чисто Esv4irus п.правок. Кроме того, в ряде мест паменено расиоло- Ж'чае ма"ернпла в несколько иной последовательности.а соответ¬ ственно с этим переставлено несколько рисунков, а также уточнены П поправлены подписи под рядом других рисунков. Особенно тщательному редактированию подверглись все карты, ля которых часть исправлена, а часть заменена другими, более нозымд и более точными. Кроме того, во многих местах учебника введен ряд аптпре- лнгсн ячух дополнений, органически увязанных по ходу текста с осносны i .материалом учебника. Вместе с тем некоторые разделы учрбнттка в настоящем издании набраны петитом с той целью, чтобы учитель в случае необхо- длио--7л пря том ограниченном времени, которое отводится для прохождения курса < Минералогии и геологии» в X классе, мог бы без ущерба их опустить. ВВЕДЕНИЕ. Задачи геологии и минералогии. Геологи я—слово греческое н в переводе на русский язык значит паука о земле, точнее—о тон твердой коре, которой покрыта наша планета. Земля имеет три оболочки: атмосферу, гидросферу и литосферу (твердую кору). Последняя и составляет предмет изучения геолога. Геолог изучает строение литосферы—состав горных пород, из кото¬ рых она построена, а также процессы, происходящие в недрах земли и на ее поверхности. Кроме того, геолог по различным признакам геологических отложении, а также по находимым в слоях земли ока¬ менелым остаткам жив тяых п растений восстанавливает прошлое Земли, а вместе с тем и ее органического мира. Ддя разрешения своих задач геология опирается на различные вспомогательные дисциплины. Hi них мы назовем палеонтоло- г и ю, изучающую вымерший органический мир, минерале- г и ю, исследующую природные зл'менты и химические соединения, входящие в состав литосферы, и пет р о г р а ф и ю—пауку о гор¬ ных породах, которые состоят из сочетания минералов и в земной коре слагают мощные толиш. Настоящий учебник представляет собой объединение двух важней¬ ших геологических дисциплин: минералогии и собственно геологии. Что касается петрографии, то элементарные сведения этой науки доны в учебнике в непосредственной <*вязн с теми геологическими процессами, которые образуют те или и|ше горные породы. Элементы палеонтологии содержатся в третьей части курса, которая посвя¬ щена истории земной коры (исторической геологии). Геология представляет огромный, как практический, так и теоре¬ тический, интерес. На производственные задачи теперь направили свое внимание как геология в целом, так и ее отдельные отрасли. Геологические знания помогают нам отыскивать в недрах земли всевозможные виды минерального сырья: металлы, топливо, мате¬ риалы химической промышленности, минеральные удобрения, строи¬ тельные материалы и пр. Хозяйственная жизнь всякой страны неразрывно связана с недрами земли как сырьевой оазой. Практический интерес геологии исключительно велик в нашей стране победившего социализма. Наше социалистическое хозяйство особенно много требует и потребует в дальнейшем всевозможных видов минерального сырья. Отношение пашей партии и советского правительства к геологии было высказало нашими вождями в 1937 г. на XVII Международном геологическо.м конгрессе в СССР. 5
На атом конгрессе товарищ Молотов сказал: «Правительство и широкие массы трудящихся Советской страны выдано ценят... геологию, как великую науку, особенно тесно связан¬ ную с жизненными интересами народа. ' В наших условиях, в стране социализма, где недра земли принад- лежат самому народу, а не богачам-капиталистам, неисчислимые богатства земли познаются работниками науки в интересах трудя¬ щихся и полностью находятся в их распоряжении. Понятно, что к работам вашего Конгресса был живой интерес гсто-п <утаны. Поэтому же в нашей Понятно, ЧТО п. — шх слоях трудящихся нашей страны, пи<п-ш«у ^ благоприятные условия для развития наук, в част- как геология. И могу вас заверить, — ^ АГТ1ЛУ)./Л,, в широких отраве созданы было высказано акаде- Oipiiiit ностл для развития такой науки, как „ что в дальнейшем эти условия для развития геологии в Советском Союзе будут еще более благоприятны» Ч Каковы были результаты этой заботы в отношении геологии, выявления запасов полезных ископаемых, б миком Губкиным на том же конгрессе: «До революции запасы железа в царской России исчислялись в 0 миллиарда тонн. Теперь запасы высоких категорий исчисляются а е0ЛЕ учесть и запасы курской магнитной в 10 миллиардов тонн, а если - аномалии, то они исчисляются в 200 миллиардов тонн. Это состав¬ ляет свыше 50°о мировых богатств железа. В 1913 г. на междуна- ; родном конгрессе в Канаде запасы угля в царской России исчисля¬ лись в 230 миллиардов тонн; в настоящее время запасы угля в нашем Советском Союзе исчисляются в 1600 миллиардов тонн. Нефтевла- : дельцы царской России сидели на четырех нефтяных площадях, не : вели никакой разведывательной работы в стране и на деле не знали 1 о нефтяных богатствах страны. В настоящее время нефтяные богат- етва Советского Союза составляют 6800 миллионов тонн, то-есть, ; больше половины мировых богатств нефти. Это означает, что по запасам нефти СССР стоит на первом месте в мире. | — Кому мы обязаны этими огромными достижениями?—спра- \ шивает т. Губкин и отвечает под аплодисменты всего зала: | — Нашему мудрому советскому правительству, руководству , великой коммунистической партии! Вот кто организовал науку, 1 кто обеспечил развитие науки до того уровня, который дает нам право \ сказать: мы гордимся нашими достижениями»2. • И эти достижения сделала советская наука, порвавшая до конца с идеализмом, с религией, с поповщиной, которые способны лишь тормозить прогресс науки и закабалять трудящихся. Наряду с этим государственные организации не раз обращались с призывом к краеведам, туристам, в частности же к молодежи, с целью поднять широкое общественное движение, направленное на открытие новых месторождений полезных ископаемых. Этот при¬ зыв дал свои результаты—советская исследовательская обществен¬ ность внесла свою лепту в познание нашей страны. Участие советской школы в этом движении должно быть исклю¬ чительно велико, что обусловливает необходимость придать нашему предмету определенную практическую установку. Этот курс, давая основы геологии и минералогии, должен помочь учащимся овладеть на летних экскурсиях азбукой поисков. Такое прохождение курса будет крупным шагом на пути борьбы школы по реализации лозунга товарища Сталина «за овладение техникой». Теоретическое значение геологических дисциплин также огромно. Оно заключается в том, что, изучая земную кору п сохранившиеся в ней остатки вымерших организмов, упомянутые науки позволяют нам понять историю развития как органической, так и неоргани¬ ческой природы, установить их взаимосвязь. Таким образом, геология дает огромный материал для построения действительно научного диалектико-материалистического мировоз¬ зрения. Совершенно очевидно, что каждый культурный гражда шн нашей страны должен хотя бы в общих чертах знать историю планеты, обитателем которой он сам является. Все факты из области геологии находятся в коренном противо¬ речии с так называемым «священным писанием» и вообще религиоз¬ ным миросозерцанием. Во всех геологических явлениях, будут ли то процессы, происходящие в жизни минерального мира, или про¬ явление сил, скрытых в глубинах земли, или же факты, установлен¬ ные на основании изучения окаменелостей, мы на каждом шагу будем убеждаться, что все и всюду находится в движении и разви¬ тии, в появлении и унпчтожении, в противовес религиозным догмам о неизменности Земли и сотворении ее единым творческим актом. Совершенно естественно, что в нашей социалистической стране, веду¬ щей борьбу против религиозных предрассудков, за действительно научное мировоззрение, идеологическое значение геологических знаний чрезвычайно велико. В соответствии с задачами геологии ставятся и задачи современ¬ ной минералогии. Устанавливая те закономерности, знание которых дает нити к отысканию нужных минералов, минералогия перестала быть наукой только описательной и поставила себе более широкие и важные задачи: изучить химизм минералов и их происхождение. В последнее время из минералогии выделена новая наука—гео¬ химия. Геохимия изучает процессы перемещения и взаимодействия химических элементов в связи с распределением их в земной коре, I а также с условиями температуры и давления в ее толще. Встав на I такой путь, геохимия уже делает интересные попытки предсказать ; распространение химических элементов и их соединений в том или ином участке земной коры. Краткий очерк развития геологических знаний. Все науки родились из практики жизни, и геология своим возникновением обязана горному делу. Нужда в металлах и другом минеральном сырье заста¬ вила человека углубиться в недра земли и заняться их изучением. Однако прошли века, прежде чем знание жизни земной коры стало на научное основание. В течение всего древнего исторического времени и средних чеков в челове¬ ческом обществе господствуют самые ложные, фантастические и часто нелепые представления о земле и ее жизни. Формы земной поверхности считаются неиз¬ менными, не допускается мысль о том, что моря в течение многих тысячеле¬ тий могут перемещаться из одних стран в другие, а находимые в земле окаме- 1 «Правда», за 20 июня 1937 г. 2 Там же. б
„й и других ископаемых объясняются самым , тковины, отпечатки рыб и Щ>У «первые неудачные попытка , нелепым образом. Так. ''^ости поепика,от под дейстннем ’ творениил, другие тю морского ветра на горные породы. . звезд, третьи прн1П10Ыва10т их вд рПК Геродот (V в. до н. э.) и известный Правда, наряду с зтим сии гре ecu Р , ^ ^ ц #<) выс1!03Ывали мысль философ и ученый *LlllI# CVIU„ и уровня моря, но эти приближаю. О существовании с 'фантастичных и произвольных дояуще- щиеся к истине выскьывани , „ 0 вет1Ле. Это научное невежество ш,„х„ не заложили научных , христ„а„скоП церкип. поддер. “ наы.то осооснно Тверью »' W ^ 4еодалов. Естественно, что ученые средне- живавшей его в интерес . - 0ТКпытпп приспособпть к вымыслам религии вековья на п>р« пытаются объяснить , бог когда-то терроризированные за свои на- 0^—ь их, а тем более делать аизюды. а которые всегда неизбежно оказывались в противоречии с религиозными сказ- . камп о «мпротворенина. Такое положение дел надолго задержало развитие^ геологических знаний. В Отдельные верные мысли о Земле, иногда высказывавшиеся в древние £ передние века, вновь появляются в XVI в„ на заре капитализма, когда молодая| буржуазия для разрешения своих хозяйственных и политических задач по-| чувствовала нужду в научных представлениях о природе. Так, разносторон-2 ннй гений и величайший художник Леонардо да Винчи правильно обт.ясняетЦ природу окаменелостей и говорит о возможности восстановления истории Земли^ на основании изучения горных пород и ископаемых животных и растений.^ Но все же подавляющее большинство ученых, совершенно пренебрегая иссле-'| дованием природы, продолжает создавать спекулятивные теории на основа-;® нии своих кабинетных размышлений, приспособляя их к учению церкви. | С XVIII в. наука о земле вступает в новый этан развития. Появляются сочи-4 нения Еюффона, который впервые питается порвать с вековыми предрассуд-Ц нами в области геологии п развивает мысль об изменении физико-географическихЦ условий жизни Земли; в нашей стране Ломоносов пишет «О слоях земных», где^ высказывает совершенно правильные взгляды как на происхождение окаме-J нелостей, так и на геологические явления. Он указывает, что на основании чзу-Ц чения современных геологических процессов можно познать прошлое Земли, it т. е. высказывает те идеи, которые в дальнейшем были выдвинуты Гготтоном,^ а еще позже прочно утверждены английским геологом Ляйэллем, о чем мы ска-'* жем ниже. „ В конце XVIII в. в геологии наметились два резко разграниченных течеЛ впя вулканитов (англичанин Гюттон и др.) и нептунистов1, вдохновителем которых был немецкий ученый Вернер. Первые главную роль в жизни Земли ? и в образовании горных пород приписывали вулканическим процессам, вторые— ! воде. И если вулкакисты доходили до такой крайности, что самые обыкновенные ^ осадочные породы считали за остывшую лаву вулканов, то нептунисты впали-*: в другую крайность, утверждая, что почти все горные породы осели из водных ;, растворов. Между этими группами ученых шла долгая н ожесточенная борьба/; т. ^ л к а й бог огня, Н е п т у н—бог моря в древненталийской мнфо- В начале XIX и. огромный толчок развитию геологии дали работы выдаю- щегося французского ученого Кювье. Собрав огромное число окаменелостей, изучив и систематизировав их, он положил начало палеонтологии и доказал, "Г0 в Руинных слоях земли паходятсп и различные формы ископаемых орга- низмов, развив и прочно установив мысль, которая еще в 1799 г. была выска¬ зана Вильямом Смитом. Отсюда был сделан тот вывод, что по окаменелостям можно сравнивать между собой различные пласты земли по времени их образования. Причину различия фаун в слоях земли Кювье объяснял геологическими катастрофами, которые в известные периоды земной истории целиком уничтожали животный и растительный мир. Эти идеи, определенно тяготевшие к библейской легенде о всемирном потопе, впоследствии были развиты некоторыми учени¬ ками Кювье, утверждавшими, что после каждой катастрофы органический мпр должен был вновь возникать на Земле благодаря вмешательству сверхъестествен¬ ной творческой силы.* Этот идеалистический, антинаучный взгляд на причину смены фаун в слоях земли был опровергнут в дальнейшем благодаря крупным успехам науч¬ ного знания эпохи расцвета капитализма. Быстро развивающийся в Европе капитализм предъявил громадные требования к различным научным дисциплинам, которые должны были обеспечить буржуазии разлитие промышлен¬ ности н сельского хозяйства. Благодаря этому в XIX в. мы наблюдаем расцвет буржуазной науки. На базе промышленности, требующей развития горного дела, новый толчок получает н геология. В 1830 г. появляется известная ра¬ бота Ляйэллп «Основные начала геологии), в которой автор раскрывает, «насколько дрогшие изменения земной поверхности могут быть отне¬ сены на счет причин, действующих в настоящее время», подводя под геологию научный, мате¬ риалистический фундамент. Труд Ляйэлля (рис. 1) вызвал целую революцию в геологической науке, доказав, что на основании изучения современных геологических явлений можно исследовать прошлое Земли, а также и то, что многие геологические процессы совершаются чрезвычайно медленно. Из учения Ляйэлля вытекало, что Земля насчитывает многие миллионы лет существования, а это в корне подрывало библейскую и вообще религиозную хронологию. Erne более сокрушительный удар церковному мировоззрению наносит появившаяся в 1859 г. теория Дарвина, прочно установившая эволюцию животного и растительного мира. Обе упомянутые работы дали мощный толчок к развитию исторического взгляда на природу вообще, а в отношении ископаемых они оконча¬ тельно установили тот взгляд, что именно эволюционное развитие орга¬ нического мира, связанное с изменениями окружающей среды, обусловливало смену фаун в течение всей истории Земли, поэтому теперь в слоях различной древности мы и обнаруживаем различные окаменелости. Влияние трудов Ляйэлля и Дарвина на развитие геологической мысли было колоссально. Однако следует отмстить, что односторонность взглядов Ляйэлля, сказавшаяся в упрощенном приравнивании всех событий минув»; шего к совершающимся в наше время, геологическим процессам а также— Рис. 1. Чарльз Ляйэлль.
постоянной медлительности всех геологических явлений, уЖе О признании П(* гео,к)ГО». Что же касается современной геологии, То от лнйзллёвскнх представлений. Если огромное время, в течение котодлилась история Земли, не подлежит никакому сомнению, то мы теперь «наем, что Земля переживала не только медлительные периоды эволюции, но' что эволюционные периоды перемежались с более энергично протекавшими, так называемыми революционными. Бо второй половине XIX в. был собран н обобщен Зюссом, Огом и другими учеными колоссальный геологический материал. В разрешении многих проблем геологии, изучении строения, истории и распространения ископаемых богатств нашей великой родины принимали участие п многие ученые нашей страны, среди них советские академики: Карпинский, А. П. Павлов, Левинсон-Лессинг, Обручев, Губкин, Архангельский, Борисяк, Вернадский, Ферсман и др. Особенно большие достижения в области изучения геологии СССР и вы¬ явления богатств его недр были сделаны после Великой Октябрьской социа¬ листической революции. В результате всех этих работ «лик Земли» предстал перед нами в своей беспредельной динамике, т. е. в нескончаемой цепи все¬ возможных изменений, где строение литосферы, формы земной поверхности, а также различные представители минерального мира постоянно сменяются качественно иными. На основе установленных современной геологией закономерностей жизни земной коры геолог по слоям горных пород и ископаемым ныне читает «великий дневник Земли», так же как грамотный человек читает полную захватывающего интереса иллюстрированную книгу, написанную на его родном языке. Эго он делает несмотря на то, что многие каменные страницы летописи Земли сильно истерты рукой времени, а из некоторых ее глав они вырваны и вовсе уничтожены. Такое чтение геологической летописи природы немыслимо без знания свойств и происхождения минералов и образуемых ими горных пород. С дру¬ гой стороны, мы можем направить по верному пути поиски минералов и гор¬ ных пород, полезных для человеческого общества, лишь тогда, когда их проис¬ хождение мы сумеем связать с историей земной коры, с определенными наслое¬ ниями, возникшими в процессе ее развития. Иначе говоря, знание геологии пред¬ полагает знание минералогии, и обратно. Настоящий курс мы начинаем с изучения основ минералогии. 1. Общая характеристика минералов. # Доступная нашему изучению часть твердой оболочки минерал?0 :земл“? или литосферы, имеет весьма сложный состав. В ней мы находим каменные породы, образующие горы и нередко выходящие на поверхность равнин—граниты, известняки, песчаники; почти всюду на поверхности земли залегают рыхлые породы—пески ы глины. На любой экскурсии можно собрать целую коллекцию материалов, из которых слагается земная кора. Более внимательное изучение состава этих материалов знако¬ мит нас с рядом природных тел, из которых они слагаются. Рас¬ сматривая, например, мрамор, мы убеждаемся, что он состоит из массы мелких блестящих зернышек, которые при ближайшем иссле¬ довании оказываются кристалликами, имеющими определенный химический состав, именно представляющими собой углекислый кальций, или кальцит. Гораздо более сложный состав имеет гранит. В нем мы можем различить неправильной формы прозрачные зерна кварца, имеющие сероватый или дымчатый цвет, розовые, желтова¬ тые или серые .зерна полевого шпата; между ними вкраплены бле¬ стящие пластинки слюды—бесцветной или черного цвета. Эти вещества возникли в природе в результате физико-химиче¬ ских процессов, совершающихся в земной коре. Всякий продукт природных реакций более или менее опреде- ленного химического состава и однородного строения называется мине¬ ралом . Большинство минералов существует в природе в виде твердых тел, образующихся в литосфере. К таким минералам относятся уже упомянутые нами кварц, полевой шпат, слюда, кальцит. Однако под данное выше определение подходят и жидкие природные тела, например вода, а также и изредка встречающаяся в природе само¬ родная ртуть. Наконец, минералом можно назвать и всякий природ¬ ный газ, например выделяющиеся из трещин земной коры в вулка¬ нических областях углекислый или сернистый газы и пр. Минералы возникают не ’только в результате физико-химических процессов неживой природы, но, как мы увидим далее, нередко в их образо¬ вании принимают участие и живые существа. В естественных условиях минералы обыкновенно Что такое образуют скопления. Значительные минеральные скоп- ороая порода. ления^ аз которых слагается литосфера, образовав¬ шиеся под влиянием одинаковых условий и поэтому по своему строению и составу имеюгцче более или менее однородный характер, называ¬ ются горными породами. \\
"Ч К горным породам относятся и мрамор, и гранит, и ииюк, и нпк Если горная порода состоит из однородных минералов как, например мрамор, она называется простой горной породой. Наобо¬ рот, горная порода, как гранит, состоящая из нескольких минералов, называется сложной горной породой. Человек широко использует в своей хозяйственной деятельности горные породы и минералы. Горные породы и минералы, исполь¬ зуемые человеком, называются полезными ископаемыми. Для того чтобы овладеть полезными ископаемыми, необходимо узнать «жизнь» земной коры и слагающих ее горных пород, законы возникновения и «жизни» минералов, наконец, свойства, их характеризующие. Минералы встречаются в природе в двух состояниях. Кристаллппе- Нередко они имеют более или менее ясно выражен- екие и аморф- г . ныеминералы. НУЮ Ф°РМУ многогранников, так называемых кри¬ сталлов. Например, горный хрусталь образует хо- ' рошо выраженные шестигранные призмы, увенчанные па основа¬ ниях пирамидами; каменная соль образует кристаллы кубической’ формы (рис. 2) и т. д. Рис. 2. Кристаллы горного хрустали и каменной соли. ш«йругие мин®Ралы» например бурый железняк (водная окись же- 3vmJ(водная окись кремния), никогда кристаллов не обра¬ зуют и поэтому называются аморфными (бесформенными) минералами. 2. Характеристика кристаллического состояния. Общая харак- ЫЦ Т°’ ЧТ° пРиР0Д1ше кристаллы при иер- теристика кри- с ЛЫ10М знакомстве с ними производят впечат- стааллчоского леяие прихотливой игры природы, в их свойствах состояния. KOHm!^0L*eCCaX UX °^^аз0ва,,иЯ открыты СТрОГИС ЗД- циальная наука—-кпп fII0CTfr’ изучением которых занимается сие- лическое состояние ивмепя0*^0' ?Я’ ^адо °™стнть, что кристал- ралов характеризуется по только тем, что 12 г.'!-; пгчпл ы минерал прниирстнет фирму многогранника. форма многогранника отнюдь не являет'-я кристаллического тела. Минерал может утратить характерные для него внешние формы кристалла, не теряя своих кристаллических свойств. Самое характерное для кристалла за¬ ключается не в его наружной форме, а в его внутренних свойствах. Познакомимся же с внутрен¬ ними свойствами кристаллических тел. Возьмем две пластинки—одну из стекла, тела некри¬ сталлического, и другую пз гипса, вырезанную по длинной осп кристалла, Покроем плаетшшн тонким слоем воска и прикоснемся к их поверхности нагре¬ той стеклянной палочкой. Теплота, распространяясь по пластинкам, растопит воск на некотором расстоянии во все стороны от палочки. Отношение кристаллов к теплоте. Рис. 3. Опыт с теплопроводностью кристаллических тел стекло, направо—гипс. налево- 11а стекле расплавленный воск будет иметь правильную форму круга, на гипсе же—форму эллипса (рис. о). «1начнт, в (-теклииной пластинке теплота распространяется совершенно равномерно во^все стороны, в то время как в пине распространение теплоты идет быстрее вдоль кристалла, чем п поперечном направлении. Таким образом, в к р и- с т а л л и'ч е с к и х т е л а х теп л о п р о в о д н ость м е- II я о т с я с II з м е II е II и о м н а и р а в л е п и я р а с и р о- с т р а н е и и я те ri л о т ы. При изучении степени расширения кристаллических тел от нагре¬ вания обнаружено, что у них в зависимости от направления м е- н н о т с я и к о о ф и И и ент те и л о в о го рас ш п р е и и я. Это изменение свойств кристаллов в различных Спайность. направлениях обнаруживается и в отношении сцепления их частиц. Многие кристаллические минералы легко раскалываются лишь по совершенно определенным плоско¬ стям. Свойство это называется спайностью кристаллических тел. Так кубические кристаллы каменной соли хорошо раскалываются на кубики (рис. 4). Спайность можно также хорошо наолюдлть на кристаллах слюды, очень легко распадающихся на тонкие листочки при слабом надавливании. У разных минералов спайность выражена в различных commix совершенства. В то врсми как кристаллические минералы с совер¬ шенной спайностью при расколах и направлении спайности оора-
например «ракоапстьнЬ. излом кристаллических минера- ^"^Гпх'Сойиое лучепреломлепие,^которое Двойное луче иреломлепке. наблюдать особенно хорошо у разновпд- можно 1шил^с;;° ;;;_аемого исландского шпата, ности ИЗВРСТКОПОГО шпата ; ч ^ ^ рттЯЙНОСТП, ПОЛОЖИТЬ Рис./,. Плоскости спайности каменной со¬ ли, пересекающиеся под прямым углом. состояние на печатный текст, то сквозь кристалл мы увидим двояще¬ еся изображение печати (ри¬ сунок 5). Это объясняется неодинаковой скоростью рас¬ пространения в кристаллах в двух различных направле¬ ниях световых колебании, что п обусловливает различ¬ ную степень преломления света в этих направлениях. Таким образом, и све¬ товые свойства кри¬ сталлов меняются в зависимости от направления. Все вышеизложенное при¬ водит к заключению, что характеризуется векториальностью1 кристаллическое его свойств. Вещества, свой- Анпзотроппые сТва которых и изотропные 1 тела. векториальиы, называются анизотропными (неравносвоп- ствеяными) в отличие от изо¬ тропных (равносвойственных) некристаллических веществ. У изотропных тел свойства во всех направлениях без всякого перерыва сохраняют одно и то же значение, в то время как у анизотропных тел распределение свойств в про¬ странстве носит прерывистый характер. Какую бы часть кристалла мы ни подвергли испытанию, обладать свойствами целого кристалла, причем свой- тдо 1 части кристалла будут распределяться так же, как Рис. Двойное лучепреломление исланд¬ ского шпата. ~.’.rcj”r.\rs=.r=rr. 14 не только определенным направлением. в целом кристалле. Следовательно, каждый кристалл можно рассмат¬ ривать как совокупность частей, совершенно'однородных и законо¬ мерно ориентированных в пространстве. Иначе говоря, прп своей анизотропности кристаллическое тело однородно. Отсюда можно сделать вывод, что если в разных направлениях свойства кристалла различны, то в направлениях п а р а л л е л ь и ы х о н и сохраняют одно и то же значение. Как н в каждом многограннике, в многограннике кристаллическом плоскости, ограничивающие его, называются гранями. Линии пересечения граней называются ребрами. Пространство, заключенное между двумя пересекающимися гранями кристаллического много¬ гранника, будет его двугранным углом. Пространство же, заклю¬ чающееся между сходящимися в одной точке гранями, будет телес¬ ными углами многогранника. Грани, ребра и углы кристалла полу- Закон посто¬ янства трап¬ ных углов. Рис. 0. Постоянство гранпых углов квасцов: слева—сросток кристаллов квасцов; справа—отдельные кристаллы, стониство грашшх углов. сохраняющие по- чили наименование элементов ограничения кристаллического много¬ гранника. При изучении свойств кристаллических многогранников выяснилось, что далеко не все элементы ограничения для них оди¬ наково характерны. Чтобы выяснить относительное значение элемен¬ тов ограничения для характеристики кристаллического многогран¬ ника, остановимся на образовании кристаллов, например на кристал¬ лизации попаренной соли. Кристаллизации поваренной соли происходит из ее водного раствора при перенасыщении последнего. При этих условиях поваренная соль выделяется в форме кубических кристалликов. Рост кристаллов происходит путем осаждения частиц соли по граням куба. Этот рост будет равномерным лишь тогда, когда внешние условия по всем направлениям роста кристалла будут одина¬ ковы, а следовательно, будет одинаков и приток вещества ко всем гра¬ ням. Б природе это бывает далеко не всегда. Допустим, что наиболь¬ ший приток материала будет к одной грани растущего кристалла соли. Тогда кристалл будет быстрее расти в одном направлении, и вместо куба образуется призма, боковые стороны которой будут уже не квад¬ ратами, а прямоугольниками. То же самое легко можно наблюдать в отношении квасцов, образующих кристаллы с гранями различной формы; однако и у них граниые углы всегда неизменны (рис. 6). Таким образом, величина и форма граней в кристалле одного и того же вещества могут меняться, еднако гранные углы кристалла при этом 15
Понятие о кри¬ сталлической симметрии. (V кристаллов поваренной соли они всегда остаются нетленными (у_хр' ключается один из основных сохраняются прямыми;, о законов кристаллообразова¬ ния—закон постоянства вран¬ ных углов. Отсюда ясно, ка¬ кое большое значение имеет измерение двугранных углов кристаллов различных мине¬ ралов для их определения. Измерение двугранных углов кристаллов производится при по¬ мощи приборов, называемых го¬ ниометрами. Самый простой го¬ ниометр, употребляемый только для приблизительных измерений,1 состоит из полукруга, разделен¬ ного на градусы (рис. 7). К его диаметру прикреплена линейка, вращающаяся около оси, проходящей через центр полукруга. Измеряемый двугранный угол кристалла ущемляется между линейкой и диаметром по¬ лукруга. Отсчет делений на последнем и даст величину измеряемого угла. 3. Симметрия в кристаллах. Изучение кристаллических форм минералов обнаружило, что в громадном большинстве случаев в кристаллах существует правильная повторяемость свойств внекоторых направлениях. Это касается не только углов, граней и ребер кристаллических многогранников, но и остальных их свойств. Эту правильную повторяемость можно обнаружить, например, в распределении плоскостей спай¬ ности в кубических кристаллах каменной соли, в очертаниях эллипсиса тепло¬ проводности на пластинке гипса и т. п. Правильная повторяемость элементов ограничения, а также других свойств кристаллов в определенных направлениях называется кристаллической симметрией. Ьаиоолее отчетливо симметрия кристаллов выявляется в их геометри¬ ческой форме. 1 Плоскость Одинаковые грани и одинаковые углы кристалла могут по- ешшетрии. вторяться с двух противоположных сторон какой-либо плос¬ кости, мысленно про¬ веденной через многогранник. Плоскость, по ту и другую сторону которой повторяются одинаковые эле¬ менты ограничения, и другие свойства кристалла, называется плоскостью сим¬ метрии. Плоскость симметрии имеет свой¬ ство зеркальности: каждая из частей рас¬ сеченного плоскостью симметрии кри¬ сталла вполне совмещается с зеркаль¬ ным изображением другой, т. е. являет- са_».ак бы ее зеркальным изображением, da рисунке 8 видно, что в кристал- ’ ИоеЮЩИХ Ф°РМУ кУба’ можно про¬ вести 9 плоскостей симметрии. Впишем Тны|РЬ8ВпУб ин°™Ранн«к, ограничен¬ ие *» !йВ"ЛЬнЮ1и ^Угольниками — \рис. у), так называемый сжтяягт Рлг»л V. полиж«1иемСаННЬ!^ В октаэдр с"рас- РИС‘ Плоскости симметрии куба. октаэдр ими тэкж^'расгДет^я^Гк^^'Д?' МЫ кожем ле™° убедиться, что октаэдр имеет те жеР9 „ло^те1 Таким об^30№' 15 ж Б шестигранной (гексагональной) призме (рис. 10) 3 плоскости симметрии проходят через противоположные ребра, 3—через середины противоположных граней И 3. ПЛОСКОСТЬ под прямым углом пепесекает nnnm.ni.Hvm пси к п котя л л а. //;\\! t f —У ч,|//Г 4/ f , - — существует 7 плоскостей симметрии. <г± Рир. 9. Октаэдр, вписанный в куб. Рис. 10. Оси симметрии в гексагональ¬ ной призме. Плоскость симметрии обозначается буквой Р. Коэфициент, поставленный перед этой буквой, показывает число плоскостей симметрии в кристаллическом многограннике. У куба и октаэдоа мы имеем 9Р, у гексагональной призмы—7Р. Линия, вокруг которой правил,ъно повторяются элементы Ось симметрии, ограничения кристаллического многогранника и его другие свойства, называется осью симметрии. Ось симметрии характеризуется тем, что при повороте вокруг нее на некоторый угол кристаллического многогран¬ ника он вполне совмещается во всех своих свой¬ ствах со своим начальным положением. Если на протяжении полного оборота (на 360°) многогранник совмещается со своим исходным положением 2 раза (т. е. при повороте на 180°), мы будем иметь ось симметрии второго порядка; при совмещении 3 раза (поворот на 120°)—■ ось симметрии третьего порядка и т. д. Оси симметрии обозначаются следующим Рис. 11. Оси симметрии в кубе. образом: £2, L8, £4, Xе. На основании однородности кристаллического состояния а также исходя из того, что материальные частицы в кристалле не могут сбли¬ жаться на бесконечно малые расстояния, в кристаллографии доказывается, что в кристаллическом многограннике могут быть только перечисленные выше 4 оси симметрии. В кубе через противоположные вершины трехгранных углов можно про¬ вести 4£3, через середины противоположных квадратных граней 3L4, нако¬ нец, через середины шести пар противоположных ребер 6£2 (рис. 11). То же самое количество соответствующих осей симметрии имеет октаэдр. Что касается гексагональной призмы, то в ней имеется одна L8, проходя¬ щая вдоль кристаллического многогранник?; кроме того, в ней можно провести 6Z2—через три пары противоположных ребер и через середины трех пар противо¬ положных граней (рис. 11). Кроме плоскостей и осей симметрии, в кристаллических многогранниках могут существовать еще центры симметрии. Центром симметрии кристаллического многранпика назы¬ вается точка, в диаметрально-противоположных направле¬ ниях от которой располагаются одинаковые элементы ограничения и другие свойства многогранника. 2 Минералогия и геология ^ Центр симметрии.
Кристаллогра¬ фические клас¬ сы л системы. я млптт Симметрии в кристаллическом много. Внешним выражением наличи 11Г)'рЛЛЛельпьтх граней п ребер. П кристал. граншше является (щисупаш <\ и £ольше одного центра симметрии. об0- * лическом многограннике пс молет -е и в октаэдре, и в гексагональной j значаетсяоноуквоП6.Ьп>.1инс переСочения осей и плоскостей симметрии ! призме, так как он находит*.н « кристаллов- члекость ось и центр симметрии называются элементами симметрии кристаллических многогранников. В кристалле они находятся во взаимной связи. В гексагональной призме не может сыты»! Польше, ни меньше \ шести осей симметрии второго порядка, так как они связаны | между собой осью симметрии шестого порядка. Три оси симметрии четвертого ' порядка в Kvoe связаны между совой осями симметрш1треп,его порядка/ тг"д • Последних же может иьпь только 4, У так как большее или меньшее их количе- ство шло бы вразрез с существованием » осей симметрии четвертого порядка. Благодаря зависимости одних эле- : ментов симметрии от других сочетания J их весьма ограничены. Оказывается, что 3 возможны только 32 комбинации раз- -i личных их группировок, или, как ГОВО- с рят, 32 кристаллографических класса. Эти ь-лассы условно разбиваются но сте- 4 пени сложности на 0 «систем» (сипго- ■ \ пий). Приводим наименования этих1 си- -J стем с наиболее типичным для них наличием элементов симметрии: d „ -й! С — триклиническая, ЬгСР — моноклиническая, ЗЬгСЗР— ромбическ я, Le6L2C7P — гексагональная L4L2C5P — квадрттная, 3L4LZ6L2C9P — пр< сильная. Ознакомимся на рисунке с харак¬ терными представителями каждой си- ^ _ стемы (рис. 12). И ли правильная система имеет наиболее сложную комбинацию элементов и симметрии, триклиническая имеет только центр симметрии, в простейшем же у случае сивсем не имеет-симметрии. Рассмотренные нами кристаллические много- .) Jd" °тносятся к ВЬ1СШИМ системам: куб и октаэдр—к правильной, а шести- ! гранная призма—к гексагональной. о Ипямпи--нГГ^иС^°Й таблице для каждой системы показано наиболее полное ■ -< ание элементов симметрии. Такое сочетание элементов симме- д Рис. 12. Образцы многогранников шести кристаллических систем. Слева направо—верхний ряд: правиль¬ ная, гексагональная, квадратная; нижний ряд: ромбическая, моиоклшшческал, триклиническая. трип, называемое —или голоэорическим, обусловливает образо¬ вание наиболее симметричных кристаллических форм, например в правильной системе куба, октаэдра и пр. Однако в природе встречаются кристаллические многогранники, в которых некоторые элементы симметрии, характерные для голоэдрии, исчезают. Так, если в правильной системе исчезнет центр симметрий, то вместо октаэдра (вось- *8 мигранн*-;ДРлУ1??4МИ0Г0Граниик- в К0Т°Р™ нет параллельных про¬ тивоположных граней (рис. 13), именно четырехгранник—тетраэдр, ограничен¬ ный четырьмя правильными треугольниками. Рассматривая тетраэдр, легко убедиться, что выпадение центра симметрии повлекло за собой и исчезание осей симметрии четвертого порядка, количество осей симметрии второго порядка сократилось до трех, количество плоскостей симметрии—до шести. Такие формы называю гея неполноплоскостными, или гемиэорическими, (Ьормами. При кристаллизации минералов в простейшем случае все гра- Нростыо формы ни ребра и углы образующегося кристалла неразрывно свя- ц комбинации, заны между собой элементами симметрии. Получается про¬ стая кристаллическая форма, примером которой могут служить кубические кристаллы каменной соли. Но иногда кристаллы послед¬ ней имеют^форму кубов, у которых трехгранные углы срезаны треугольными Рис. 14. Образцы комбинаций (травильной системы. Комбинация куба и октаэдра с преобладанием куба. Октаодр, вписанный в куб, объясня¬ ющий образование комбинации. Комбинация октаэдра и куба с преобладанием октаэдра. гранями (рис. 14). Эти грани ^связаны между собой по законам симметрии, но мея,ду ними и элементами куба никакой связи не существует. Из рисунка 14 ясно вид¬ но, что эти поверхности явля¬ ются гранями недоразвившего¬ ся октаэдра. В случае их боль¬ шего развития кристалл соли может обратиться в октаэдр с телесными углами, срезан¬ ными квадратными гранями недоразвившегося куба. Такое сочетание различных много¬ гранников, обычное у минера¬ лов, в отличие от простых кри¬ сталлических форм носит наз¬ вание комбинаций. Иногда эти комбинации весьма сложны, представляя сочетания чегы- рех, даже шести кристалличе¬ ских форм (рис. 15). Иногда кри- Двошшкн. сталлы сра¬ стаются меж¬ ду собой по-дное, гю-трое и более. Такое срастание не¬ редко происходит по опреде¬ ленным законам между неде¬ лимыми одинаковой формы и одинаковой величины: срос¬ шиеся кристаллы располага¬ ются по отношению друг к дру¬ гу под совершенно определен¬ ными углами (00°, 120°, !Я0°). Такие сросшиеся кристаллы называются двойниками. Прп- 2* Рис. 15. Сложные кристаллические комбинации. Слова—комбинация шести кристаллических много¬ гранников с господствующей кубической формой. Справа—комбинация трех кристаллических много¬ гранников с господствующим октаэдром. Рис. 16. Двойники гипса. Слева—простой кристалл гипса, следующие—его двойншш. 19 тг
, Конечно, при точных определениях должен по его УДепь™”^щеч*взвешивания на отношение к свету, бда применен пртем^ дда мпнералое^их ^ ^ в Отпошен»® Поверхность минер Некоторые минералы имеют Тс7Х“ изи “НЬШмТто№0 поверхность; другие, наоборот, ь свст> тусклую, матов)^различают блеск металлический и имеют блестящую повВРд” - перламутровый и пр. неметаллический стеклянный Р м1шералов. Есть минералы Кроме олеока Р^*ют ®”ер чистый горный хрусталь. Другие совершенно бесцветные, »пр . ■состаммющему, например зеле- . имеют цвет, присущий веще }, ения\ Наконец, есть ми- ный малахит (воооще металд1*имт ПТ)1шесями. Так, дымчатый кварц нералы, окрашенные nocTopoHHHMH^npmffiCHMi^^^j^ вещеяв, , М°*4ередко порошок минерала имеет характерную окраску, отлич- п“аВер“ы™Лы4« Е, uiepOEEEETOit, ЯР ЕОВрЫТО» Рлррурь» цорррх- ностп фарфора. Например, в сплошных кусках подчас трудно отличить 4 друг от друга красный, бурый и магнитный железняки; по черте же они легко распознаются: у красного железняка черта вишнево-крас¬ ная, у бурого—бурая или желтая, а у магнитного—черная. ^‘ 5. Химические свойства минералов. Каждый минерал характеризуется определенным хи- Минеральные мическим составом. Однако в природе почти нет смеси совершенно химически чистых минералов. При своем образовании минералы захватывают частицы посторон¬ них веществ из окружающей среды, которые оказываются как бы взвешенными в веществе минерала. Иногда эта примесь так значи¬ тельна, что количественно даже преобладает над веществом минерала. Обычно эти примеси различимы только в микроскоп. Однако иногда они имеют характер крупных, видимых простым глазом включений. Так, в каменной соли невооруженным глазом часто можно различить различной формы полости, содержащие болотный газ, воду и другие жидкие и твердые включения. ^ Окраска многих минералов, например рубина, аметиста и т. д., ооусловливается тем, что в основной массе минерала примешаны окрашивающие вещества. пые SSrnZ1S, S "5евьШ1ЭЮИ'»е °.‘ I*. У»® не различимы в самые снль- ПРИ 8Т0М пРедставляет собой соединение метую дисперсии вешест,'а, mwemBffT" ““ Т™ “-РеД С°б°Й Характерной особенностью колдоим чьных Р ноллои^льныи раствор, ренное вещество никогда не растворов является то, что раство¬ рял же равномерно^рассеяннь^ГГ. Я И3 PaCTB0P™w«* в виде кристаллов, соединяться, они иногда образуют я *°™оиг1альном растворе частицы начинают в промежутках которого удерживается^верителе нечто вроде скелета (или губки), коллоидальный раствор—^ал РасггвоРите,ль- Тогда типичный так называемый гель, часто ичеютиий » В НОВое коллоидальное состояние— ралы, например бурый железкяк п1.! ?Д СТуД1Ш' Все ампп*— п' 1л mfhi е ^т'епмопы *3 прг ^ енвРассеяния вещества представляют так называемые истинные растворы. Здесь рассеяние вещества дает уже так называемую мот»- ''“ЕяГГГ! *1* молекулярной дисперсии происходи?радение до молекул и ионов, взаимное проникновение молекул смешивающихся веществ. Это смешение не переходит все же в химическое соединение В отличие от хими¬ ческих соединений в твердом растворе смешивающиеся вещества входят в смесь в неопределенных весовых отношениях, причем свойства смеси обычно представ¬ ляют среднее между свойствами входящих в смесь веществ. Изоморфизм. Кроме того, в природе встречаются так называемые ‘ * изоморфные смеси. Есть минералы, имеющие неодинаковый химический состав и кристаллизующиеся в одинаковых строениях. Это явление называется изоморфизмом. Ярким примером изоморфных минералов являются разности по¬ левого шпата: альбит (NaAlSi3Og) и анортит (CaAl2Si208). Они могут образовать часто встречающиеся в природе разнообразные изоморф¬ ные смеси, так называемые плагиоклазы. - В природе существует и обратное изоморфизму олю рф .. явление, когда два минерала, обладающие совершенно одним и тем же химическим составом, резко отличаются дрз^гот друга своими кристаллическими, физическими и химическими свойствами. Такое явление называется полиморфизмом. Примером полиморфизма могут служить алмаз и графит. Оба эти минерала состоят из углерода, и тем не менее между ними суще¬ ствуют резкие различия. Алмаз кристаллизуется в октаэдрах пли дру¬ гих формах правильной системы, графит же—в гексагональных пла¬ стинках. Алмаз имеет наивысшую твердость (10), а графит наиниз- шую (1). Удельный вес алмаза 3,5, графита 2,2. Алмаз прозрачен, графит же непрозрачен. Алмаз легче сгорает в кислороде, чем графит, и т. д. В настоящее время чисто опытным путем доказано, что разли¬ чие свойств этих минералов теснейшим образом связано с различным расположением их атомов в пространстве. 6. Химическое исследование минералов. Знание химического состава минералов имеет громадное Сухой п мок- практическое и теоретическое значение. Изучая химический рый анализ. состав минералов, мы не только раскрываем возможности его практического применения, но и устанавливаем закономерные связгЫмежду его составом и различными его свойствами. Приемы химического анализа минералов те же, что в химии вообше. Обычно минерал измельчается в порошок и переводится в раствор действием на него воды или кислот. Затем в полученном* растворе при помощи химических реактивов определяются составляющие его элементы. Таким образом, этот анализ ведется «мокрым путем». Но в минералогии особенно широко употребляется «сухой путь», сравнительно редко практикуемый в химии. Сущность его заключается в том, что испытуемый минерал подвергают действию сильного жара, окислительным и восстанови¬ тельным процессам в пламени, и по различным, получающимся при э^ом явле¬ ниям судят о присутствии в минерале тех или других элементов. Этот спо¬ соб дает возможность производить опыты с ничтожными количествами ис- пытуемиго вещества. Для получения сильного жара при анализе минералов упо- Паялъная треоляется паяльная трубка (рис. 19). В качестве паяльной трубка. - трубки может служить обыкновенная стеклянная трубка, ч если один конец ее, изогнув под углом, ваплавнть так, чтобы осталось узкое отверстие. Специально’приготовленная паяльная трубка сделана 23
из n^pnnvap где воздух при продувании сгущается металла н в колепе имеет ре. р 1^ ^ки равномерный ток. и дает из узкого бокового 'на пламени газовой горелки, так и на С паяльной труокой работают р ^ что в ПЛамени свечи можно пламени простой свечи Лр«этом и л рветящийся горячий слой благодаря различить три «оя. Вшш.1’1к ; п‘тел1)ИШШ свойствами, наоборот, внутренние, избытку кислорода обладает оь кПся средний и внутренний темный) менее горячие слон пламени (Я1 блада1ОТ воССтаиовительным свойством, благодаря недостотку и . Р недостаточно высокую температуру. Однако Вообще говоря, пла^^ег можно поднять во внешнем слое до 1000°. при помощи паяльной трсввчи и паяльной трубкП Пропзво- Методы дится испытанпе на плавкость. Легко плавящийся минерал Гн1тнза оплавляется уже при внесении щипчиками его осколка во внешний горячий слой пламени, но на тугоплавкие минералы приходится действовать паялыюй трубкой. Присутствие тех или иных элементов в минерале .можно определить благо¬ даря тому что, введенные в пламя, они окрашивают его в определенный цвет. * Так, например, натрий (входящий в состав ка¬ менной соли) окрашивает пламя в желтый цвет, соединения меди, смоченные соляной кислотой,— в зеленый цвет и т. д. При испытании минерала широко применяет¬ ся проба на угле. Для этого в куске древесного угля делается углубление (рис. 20), в него поме¬ щают небольшой обломок испытуемого минерала. Если на этот кусочек минерала направить пламя паялыюй трубки, на угле получаются налеты. Например, висмутовый блеск дает на угле оки¬ си висмута сначала оранжевого цвета, а при ^vwwa UWitim** ItCAdlvi , .„^^Гтащие в ceoe тяжелые металлы, дают металлические шарик так называемые корольки. Для определения состава минерала производится также «проба на окраш ие стекла». Для этого берется тонкая платиновая проволока, на когте которс ибается \шко. В него наПиппотоа п.. - — алн этого берется тонкая платиьио«ш проволока, на конце котор* загибается лито. В него набирается порошок буры или фосфорной соли, сила ляюшиПся в прозрачное стеклышко. Затем, покрыв стеклышко порошка минерала, вновь вводят его в пламя. Тогда стекло окрашивается в определенна цвет, дает перл, служащий характерным признаком для присутствия в мин рале тех или иных элементов. Так, медь с фосфорной солыо в окислптельш пламени дает зеленый перл в горячем состоянии и синий—в ох лаж денно железо в восстановительном пламени дает бутылочно-зеленый перл и т. Д. Наконец, испытание минералов может производиться путем нагревания i в открытых или запаянных с одного конца стеклянных трубках, при этом i теинах трубки образуются возгоны, характерные для испытуемых веще01 24 Минералы, имеющие в своем составе серу и мышьяк, при накаливании в закры¬ той трубке (т. е. с малым доступом возпухЮ штт лиш^т... /.опип. тоЙ труоке( стого мышьяка, лического. штилем^, при накаливании а аакрм- г доступом воздуха) дают сначала красный возгон серни- переходпщий в черный блестящий возгон мышьяка метал- 7. Минерал как звено в хими¬ ческих процес¬ сах земной воры. Образование (генезис) минералов. Мы уже знаем, что минералы являются продуктами природных процессов, происходящих, главным обра¬ зом, в литосфере. В зависимости от различных есте¬ ственных условий различных областей земной коры возникают п различные минералы. Изменение этих естественных условий влечет за собой и изменение возникших уже минералов. Таким образом, минерал не представляет собой чего-то совершенно постоянного, неизменного. Наоборот, каждый минерал есть лишь временно существующее звено в тех сложных и много¬ образных процессах, которые беспрерывно совершаются в земной коре. Поэтому понять происхождение минералов мы можем лишь в связи с темп условиями, в которых они возникают, существуют и уничтожаются. Химические превращения, совершающиеся в земной Температур- коре, находятся в непосредственной зависимости замыойТорьГ. от температуры ее различных областей. В поверхностном слое земной коры температура колеблется во времени на несколько десятков градусов в ту и другую сторону отточки замерзания боды, в зависимости от смены дня и ночи, теплого и холодного времени года. Эти колебания по мере углубления затухают, прекращаясь совершенно на глубине 30—40 м. Ниже этих пределов температура литосферы, оставаясь неизменной во времени увеличивается по мере углубления и недра земли. Число метров, на которое надо опуститься внутрь земли, чтобы температура поднялась на 1°, показывает величину так называемой геотермической сту¬ пени. В среднем она равна 33 м. Однако ыаолюдаются довольно значительные колебания около этого значения геотермической сту¬ пени в ту и другую сторону. В прилагаемой табличке показаны чис¬ ловые значения ступени для наиболее глубоких шахт Европы и Америки. К upon ;* Показатели Шзванип.шахты Попт Муасон Чухов .... Глтонна н м 1556 2240 Ступень 31,2 31,8 А м о р и и а Показатели Название шахты Глубина В .VI Ступень Бридж Пикнет 2198 2286 38 35,7 Эти данные приводят нас к заключению, что на глубине, примерно 40 км существуют такие температуры, при которых все известные горные породы должны перейти в расплавленное состояние. Извер¬ жение вулканами расплавленных лав, температура которых достигает 1000—4500°, с несомненностью подтверждает существование на неко¬ торой глубине температур, достаточных для плавления горных по-
имения состоянии ьиутренних Однако дая "“"““„евть и ДРУ»в условие, иие10, давление с*й литосферы i.a№ дая характера его хиМИЧе. в литосфере- щее громадное ™ увеличение давления по - ЯГ „ . Например, я3 ^ 10 ООО am. температуры и давления с глубиной ока. * ве-тиченпс тс. i J ие на химические свойства «К?"»» ^ГтваРа” едовательпо, и на характер и ход физ„. , даиеим ьес«ета, а происходящих в глубоких ” Джадах под литосферой. Так, несмотря ■дат "^"атуры, царящие в этих облает^ 1 п„-,«тттт материя не может переити в типич- благодаря гРома_^^д находится там в состоянии, среднем между аналогично (но, конечно не ™ще4ешо) с состоянпем железа при белокалильном жаре. Оно потглто название схрытопластичгского состояния. В этом состоянии матёрая ттрл медленно действующем механическом воздействии оола- чзет свойством пластичности п текучести, а следовательно, может передавать гпдростатическое давление во все стороны с одинаковой силой; при быстрых же воздействиях, например при сотрясениях, вызываемых землетрясениями, такая масса реагирует как твердое тело. Это раскаленное пластическое и текучее вещество называется магмой. Наряду с этим вода под громадными давлениями глубин лито¬ сферы может сохранить жидкое состояние даже при температурах, достигающих 350—370°. В таком состоянии она приобретает свойства сильнейшей кислоты и способна растворять почти все вещества до золота включительно. Когда такой раствор передвигается по тре¬ щинам литосферы, он вызывает глубочайшие химические изменения в составе горных пород, через кот зрые проходит. х ск Совершенно ясно, что наряду с температурой и дав- соетав Чземиой лением на Х°Д геохимических процессов громадное воры. влияние оказывает и химический состав литосферы. Химический состав земной коры представляет собой комопнацию 92 известных нам химических элементов. Сделанные рПр°™'-ЫВаЮТ ТИне неРавномеРное содержание этих эле¬ ментов в земной коре. Мы можем все элементы разбить на группы, или декады, по их распространенности в земной коре i/первой декаде относятся элементы, процент кптопит ™ Р первой выражается десятками, во вторТй-иот noon^f °У “ К°Р» едияппзмп втпет-ртд процент выражается уже одиннадцатой—декаде этот процент*^ едишцы’13 последней же¬ ной (0.0050001). меньше одной десятимиллион- относительное зн?теииеМэдедаих0^1'ЕП°КаЗЬШает нам приблизительно гидросферой и атмосферой (по Клаш^?0**™ литосФеРы вместе И? этой диаграммы видно, что 97 85°/ зего из 13 элементов, пош'й-гй'л-ог земной коры составлено ’ 1 “Лавд к первым! четырем декадам: всего Л кз [ик:лородэ (0)1,рсмщ1,'1 (Si), составляющих первую декаду; алю- тт^ \^Т ( К КЯЛЬЦИЯ (С°)’ натР™ (Na), калия (К), Маг¬ ния (Ш.составляющих вторую декаду; водорода (Н), хлора (С1), титана (Ti), фосфора (Р), составляющих третью декаду, и относяще- гося к четвертой декаде углерода (С). Большинство тяжелых эле¬ ментов (металлов), имеющих такое большое значение в жизни и тех- никб человека, присутствует в литосфере в количествах порядка 0,01 % и ниже. Ознакомимся подробнее с ролью главнейших элементов, слагаю¬ щих земную кору, а также с химическими процессами, протекаю¬ щими в различных уело- ' ' ' виях, существующих в ней. Кислород Кислород п его /qj /атом_ главнейшие v 4 соединения. у вес 16) явля¬ ется самым распростра¬ ненным элементом земной коры, составляя почти 50% ее массы. При обычных тем¬ пературе и давлении ки¬ слород, как известно, явля¬ ется довольно устойчивым элементом, в больших мас¬ сах встречающимся в сво¬ бодном и химически несвя¬ занном виде. В соединении с водоро¬ дом (Н) и углеродом (С) он образует в поверхностной зоне весьма распростра¬ ненные соединения: воду и углекислый газ; оба эти соединения являются весь¬ ма деятельными агентами МП1№ образования и разруше¬ ния минералов. По мере углубления в литосферу с повышением температуры и давления кислород становится все более и более деятельным. В глубоких слоях литосферы с кислородом не может сравниться по химической энергии ни один элемент. Поэтому, нес¬ мотря на меньшее его содержание в глубоких зонах литосферы, он играет на этих глубинах громадную роль. Благодаря своей актив¬ ности он находится в магме, вероятно, только в соединении с други¬ ми элементами. Почти все минералы, входящие в состав горных по¬ род, образующихся при остывании магмы, являются кислородными соединениями натрия (Na), магния (Mg), кремния (Si) и алюми¬ ния (А1). Расплавленная магма содержит в себе большое количество кисло¬ рода и водорода. При остывании магмы из нее выделяются в громад¬ ной! количестве эти газы, немедленно вступающие в соединение и об¬ разующие воду. Вода же, как уже было выяснено, в глубине лито- 27 r'ci 0,588% -н 0,580% 'р 0,88% OJ2o% Рпс. 21. Диаграмма'распространенности эле¬ ментов в литосфере, гидросфере и атмосфере. i
резвычайно деятельным агентом, растворяющие ов. Эти выделившиеся из магмы «девственные поднимаясь кверху сферы является чре« в себе массу металлов. Эти выделившиеся из магмы «девственные —пггимя^сь кверху по трещинам, постепенно пьс v liuuieneHHO ~{т,еи.ильные) выделяют из раствора тяжелые ме. У^" “ГтрешС! эти рудные минералы образуют так навы- васмне жильные ““™ро^“ер*'ности земли и заполнившая океани- Вода, выделившаяся р круговороте дает холодные ЧПГпы тек;с™Т“РиоХ«х и другие солей. Эти растворен- яые соли целуют на минеральный состав верхних слоев литосферы. Поверхностные воды-растворители, пропитывающие верхние гори- зошт^ литосферы, нашиваются вадозными, или метеорными, во- ДаМИ‘ Кремний (Si) (атомный вес 28,06)^ составляет около Кремний н его 26% земной коры. При обычной температуре это главнейшие химичеСки инертное твердое тело. Однако при вы- соединения. температурах магматической среды в присут¬ ствии кислорода и паров воды кремний образует ряд минералов, ко¬ торые входят в состав наиболее распространенных пород земной ко¬ ры. Соединения кремния с кислородом, водородом, алюминием, щелочными и щелочно-земельными металлами—калием (К), нат¬ рием (Na), кальцием (Са) (так называемые силикаты)—составляют 2/3 массы земной коры. Наиболее химически устойчивое соединение кремния—двуокись кремния (Si02), или кремнезем; при разло¬ жении сложных горных пород, содержащих кремнезем, последний образует пески и песчаники, играющие громадную роль в строении верхних горизонтов литосферы. В верхних слоях литосферы кремний играет очень активную роль в виде малоустойчивого растворимого кремнезема (Si04H4). Скопляясь в морях, он усваивается морскими растениями и животными, главным образом простейшими; они превращают его в водную окись кремния, идущую на построение их раковинок и скелетов. Эти раковинки и скелеты образуют большие скопления кремнезема на дне океанов. Алюминий (А1) (атомный вес 27) составляет 7,5% Алюминий массы литосферы. При обыкновенной температуре это главнейшие серебристый, очень устойчивый металл. Но при высо- еоединения, ких температурах глубинных областей литосферы он жадно притягивает кислород и образует окись алюминия (А1203) в виде твердого минерала корунда, а также вместе с кремнием входит в состав полевых шпатов, слюд и других сили¬ катов (сложных соединений кремневых кислот). В верхних горизои- ПРИ Разло*ении силикатов алюминий принимает ™ненныт°ггап^1НИИ ГЛИН’ ЯШ1ЯЮПДЗХСЯ одной из наиболее распро¬ страненных горных пород. Общие Проследив роль главнейших элементов в образова- выводы. нии литосферы, мы можем сделать вывод, что между условиями их o6r>a«mfaKHM11 С08динениями земной коры и внешними осшвГнГ расс™а?Гоов1ЩеСТВуеТ Те°НеЙШая “язь- дающа* 3 и к о-х и м и с" Д?У“°СТЬ тех и фи- своим в н у т п р р и и « мы, подчиняющиеся Утренним закономерностям. 2ь турГ^давдатаё, сос4ТиЮХаднтю™ИоТ'МЫ’ являютоя теюгеРа- ВГ как Ш:ТГ ЯюяетсяР«”енГо™Уста„ие^ ИЛИ, как говорят, фазой, в развитии системы Каждая фаза минералообразования может существовать лишь в определена» рамках температуры, давления и концентрации компонентов. Как только система выходит за эти рамки, ее устой¬ чивость нарушается, возникает новая фаза, образуется новый мине¬ рал. Примером возникновения неустойчивости системы минерало¬ образования в зависимости от изменения температуры может слу¬ жить охлаждение вод горячих источников, содержащих в себе в растворенном виде окись кремния, которая выделяется в виде натеков кремнистого туфа, состоящего из опала (Si02.rcH20). Другим примером той же неустойчивости может служить выделение из мор¬ ских вод (например в заливе Каспийского моря Кара-Богаз-Гол) глауберовой соли (Na2SO4.10H2O) при охлаждении воды ниже +5° и обратное ее растворение при повышении температуры. Возникновение новой фазы в зависимости от изменения давле¬ ния происходит, например, при переходе аморфных известняков под влиянием больших давлений (а также температур) в кристал¬ лическую форму мрамора. Каолин под большим давлением может обратиться в полевой шпат (ортоклаз). Роль концентрации компонентов с полной отчетливостью выяв¬ ляется в разрушении полевых шпатов в верхних слоях литосферы под влиянием воды и углекислоты. Реакция разрушения полевого шпата (ортоклаза) идет по следующей схеме: K2Al2Si6Oie -{- С02 -Ь 2Н20 = H2Al2Si208\H20 -f- K2C03 -f- 4Si02 полевой шпат каолин поташ кремнезем Таким образом, (фаза полевого шпата переходит здесь в фазы каолина, поташа и кремнезема. Состав компонентов играет громад¬ ную роль вообще в процессах разрушения минералов (химического выветривания) в верхних зонах земной коры. .. - Из изложенного ясно, что существование системы Золы минера- ' \ минералообразования связано с определенными го- Л(ш«ной°корыГ ризонтами литосферы. На этом основании мы можем разделить последнюю на следующие зоны (по Ван Хейсу), характеризующиеся своеобразием геохимических процес¬ сов, протекающих в них, и им присущими закономерностями (рис. 22). На глубине 30—40 км под поверхностью земли располагается магматическая зона высоких температур (порядка 1000 ) и высоких давлений (порядка 10 000 am). Соединения этой зоны нам неизвестны. Несомненно, они совершенно иной природы, чем соединения, обра¬ зующиеся в поверхностных горизонтах литосферы. Даже наиболее инертные элементы, как азот (N) и кремнии (Si), обнаруживают здесь большую химическую активность. С другой стороны, в этой зоне не может существовать большинство химических соединений поверх¬ ностных горизонтов литосферы. Попадая сюда в связи с перемеще¬ ниями земной коры, они здесь распадаются. 29
ОБЛАСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ СЛАН UES И ГНЕЙСОВ , „,„тагается так называемая зона анаморфизма. Над этой зоной располатае 0 на 10 км глуопнм. Эта Верхняя ее гРан"«а д Ю1С0!!1™ давлением (свыше 2500 am) зона находится^^ (выше 300°). Здесь-царство кремнИа и имеет высоь} ю темпер процессов окисления в этой зоне sss^gMtaraass Точно так же здесь недостаточно воды. ™Юда) ^бТзводны! Здесь происходит массовое уплотнение пород, образо¬ вавшихся в верхних горизон¬ тах литосферы, что сопрово¬ ждается уменьшением их объема, изменением состава при значительном выделении теплоты. Это область обра¬ зования кристаллических сланцев. Выше располагается так называемая зона катамор- физма, пояс умеренных тем¬ ператур и давлений. В ниж¬ нем горизонте этой зоны глу¬ бинные растворы выделяют растворенные в них вещества, которые цементируют рыхлые породы; здесь образование карбонатов и гидратов прео¬ бладает над окислением. Под^ дном океанов находится зона диагенеза—зона преобразо¬ вания рыхлых осадков мор¬ ского дна в более или менее связные горные породы. В верхних же горизонтах зоны катаморфизма преобладают про¬ цессы окисления и разрушения горных пород с выделением тепла. Здесь ооразуются минералы с большим молекулярным объемом. Благодаря изоытку кислорода и воды здесь происходит окисление и образование гидратов; углекислота вытесняет из соединений кремнекис^оту. Это зона энергичного выветривания. Заканчивая оощую характеристику процессов ми- нязмоввмяяе- неРалообРазованкя, надо остановиться на громадной ралообразова- Роли в этом процессе организмов. Их роль в жизни нии. земного шара настолько велика, что нередко в совре- с aT-vmpffmrw- „агеНН0? наУке животный и растительный мир наряду тельный^ Й И литосферой выделяется как самостзя- " Мы знаем как 1’е(?Ггогический Фактор под названием биосферы- в кругововоте уг71йпл°ЛЬШ°е участие принимают зеленые растения елород. Разлагая Углекислый газ и выделяя ки- 30 ЗОНА МАГМЫ Рис. 22, Схема зон минералообразоваиия по Ван Хейсу. Круговорот азота в природе совершается также при участии пая¬ ний. Перевод азотистых органических соединений в азотнокислые соли, с одной стороны: перевод свободного азота в органические соеди¬ нения—с другой. происходит, главным образом, при участии бактер-.ц. Бактерии принимают участие в круговороте серы и железа и т. д. I ромалное значение в процессе минералообразоваиия принимают также животные. Они не только производят в результате обмена вешеств громадные массы углекислого газа. Мор сшнГ животные, как и морские водоросли, принимают участие в образовании известковых и кремнистых отложений, слагающихся из раковин и скелетов отмер¬ ших организмов. Многие животные, как, например, земляные черви, разрыхляют поверхностные слои литосферы, усиливая тем самым в ней процессы распада минеральных веществ и т. п. Особо надо выде¬ лить роль человека, в результате своей хозяйственной деятельности при сжигании топлива производящего массы углекислого газа, вос¬ станавливающего из руд металлы, вводящего в почву различные ми¬ неральные соли, одним словом, совершенно изменяющего лик земли. Таким образом, без учета деятельности организмов нельзя составить себе полную картину процессов минералообразоваиия. Разделив земную кору на зоны, было бы неправильно рас- Цикличность сматривать их" -совершенно изолированно друг от друга, процессов Процессы, созидающие и разрушающие минералы, бла- минералообра- годаря неразрывной связи между ними, а также благодаря зования. движениям зедшой коры приводят к круговороту веществ, образующих земную кору. Один из основателей геохимии советский академик Вернадский так говорит об этом круговороте: «Все хими¬ ческие реакции земной коры, насколько их можно проследить, до сих пор пред¬ ставляют определенные циклы, определенные круговые системы химических изменений, которые постоянно в ней повторяются». Однако не надо эту цикличность понимать как замкнутый круг, в пределах которого, вечно возвращаясь к исходному положению, происходят физико¬ химические процессы земной коры. Земная кора вместе с земным шаром в целом находится в процессе непрерывного развития, проходя в нем все новые и новые этапы. Цикличность минералообразоваиия не есть простое возвращение к ста¬ рому исходному положению, а поступательное движение, как бы по спирали приводящее к "изменению форм существования земной коры и слагающих ее минералов, к новым взаимоотношениям между минеральными образованиями на каждом новом этапе развития земной коры. Процессы минералообразоваиия могут быть раз- Карагенс» гаданы только путем изучения совместного суще- миисралов. ствования различных минералов, находящихся в ге¬ нетической связи менаду собой. Так, превращение пирита (FeS2) в верхних горизонтах литосферы в лимонит (2Fe203.3H20) находит свое подтверждение в том, что нередко в лимоните находятся неразру¬ шенные остатки пирита. С другой стороны, ряд минералов, возникая при одинаковых условиях в пределах одной физико-химической си¬ стемы, обычно сопутствует друг другу. Это совместное нахождение минералов, связанных общностью условий возникновения или гене¬ тической последовательностью их возникновения, получило назва¬ ние парагенеза. Явление парагенеза не только помогает разгадать происхождение минералов, до широко используется и при поисках полезных ископаемых. Так, коренное месторождение золота шцут обыкновенно в жилах, заполненных кварцем (нередко золото сопро¬ вождается пиритом). Одним из опознавательных признаков корен- 31
wv руд является так называемая юКе ш месторождений мпоги.^^ представляет собой скоплейв' зеавая шляпа» ^елeJHaa овавшегося путем разрушения пира лимонита (2tesO,-*'«a Ь £ g ) в верхних частях рудоносщц (FeSj.) и медного колчедана ^u„ j «ч “такт, образом, явление парагенеза имеет громадное и теоретик СКОТт^нтукГ^зуча™азГоПномерности явлений природы, помогает человеческом; обществу в его трудном деле-борьбе за недра. В средние’ века, если нужно было искать полезные ископаемые, прибегали не к научным наблюдениям и исследованиям, а к «цро. пчцанням» колдунов. Различные колдуны при помощи «волшебного жезла» указывали, где надо искать металлы, драгоценные камни, воду. Так религиозный туман веками тормозил науку и напрасно отнимал у человека его труд и время. 8. Классификация минералов. Количество Из 92 известных нам элементов искусственным путем минералог, п их в лабораторных условиях можно создать практически ванн и горных" неизмеримое количество химических соединений. Го- пород. раздо более ограничены возможности образования из этого же количества элементов минералов в естествен¬ ных условиях литосферы. Мы уже знаем, что земная кора может быть разделена на несколько зон, характеризующихся сравнительным однообразием факторов минералообразования,—температуры, давле¬ ния, состава и концентрации химических компонентов. Этим объяс¬ няется то, что в природных условиях обнаружено в настоящее время всего до 3000 минералов. Из этого количества минералов до 2500 встречаются очень редко. Однако из 500 более или менее часто встре¬ чающихся минералов лишь немногие принимают участие в образо¬ вании горных пород, слагающих земную кору. До 99,9% всей массы горных^ пород земного шара сложено приблизительно из 20 или 25 наиболее часто встречающихся так называемых породообразую- щах минералов. Однако надо иметь в виду, что в жизни человека большое значение имеют не только эти весьма распространенные минералы, но и минералы редкие, которые в наше время приобре¬ тают чрезвычайно важное значение в производстве. Основы клас- ^ 0СН0ВУ классификации минералов был положен их снфшсацнимп- химический состав. В рудном деле, вызвавшем к жиз- нерадив. ни минералогию как науку, именно химический со- СТав noj*e3HbIX ископаемых имеет особенное значение. *” - -12 агенты-золото (Аи), серебро (А*) и т. д. и Т. Д “ (сернистые “единения)—киноварь (HgS), пирит (FeS2) Окислы—вода (Н20), кремний (SiO.,) и т. д ' Водные ОКИСЛЫ—бурый Жртгрчыстп. * сятся: \с«Шия ооширная группа). К ним отяо- 32 (№0Ги т!Т К№еВ0Й КИ0Л0ТЫ>’ ортоклаз (CaCOjfn т/д! *С°ЛИ уГОЛЬНОИ кислоты), например кальцит и т СУльФаты (соли серной кислоты), например гипс (CaSO,.2H 20) литрЯа7^03)(СОЛИ а3°ТН0Й КИСЛ0ТЫ)’ напР™еР йатр°ва* Фосфаты (соли фосфорной кислоты), например апатит [(СаЮ. .Са3(Р04)2] и т. д. Галоидные соединения (соли соляной фтористо-водородной и дру¬ гих галоидных кислот), например каменная соль (NaCl) и т. д. Минералы органического происхождения—нефть, каменный уголь 'и другие. л , Серьезным недостатком такой классификации минералов является то, что она совершенно не отражает способа происхождения мине¬ ралов и не отвечает представлению о минералах как об отдельных звеньях минералообразования, происходящего в земной коре. Мы, например, соединяем в одну группу «элементов» (самородных мине¬ ралов) и алмаз, возникший в недрах литосферы в условиях очень больших температур п давлений, и самородную серу, главная масса которой образуется в совершенно иных условиях, путем распада сернокислых соединений, главным образом гипса, в самых верхних горизонтах литосферы. Химическая классификация минералов, та¬ ким образом, не отражает природных связей и путей возникновения минералов. Следовательно, она не соответствует и той системе пред¬ ставлений, которая должна быть положена в основу поисков полез¬ ных для человека минералов. Вот почему в настоящее время де¬ лаются попытки классифицировать минералы по условиям их обра¬ зования (генетическая классификация). При ознакомлении с представителями различных минеральных классов мы в дальнейшем не ограничимся только их физико-химиче¬ ской характеристикой, но должны будем выяснить и их генезис. 9. Элементы. В настоящее время в природе известно в свободном состоянии до 35 «самородных» элементов. Они относятся как к металлам, так и к металлоидам. Самородными металлами являются, например, золото и платина, а металлоидами—алмаз и графит, представляю¬ щие полиморфные разности самородного углерода. Самородное золото редко встречается в совершенно Золото. беспримесном виде. Обычной примесью его является серебро содержание которого в золоте доходит до 50%. Золото, богатое примесью серебра, получило название электрума. Являясь очень устойчивым элементом, золото во всех зонах земной коры существует как самородный минерал. Оно имеет яркожелтый цвет, очень мягко (твердость 2,5) и ковко. Удельный вес его весьма значителен (19,5). В кристаллическом виде золото встречается редко. Кристалли¬ зуется оно в правильной системе в виде куоов, октаэдров и пр. . 33 • Минералогия и геология.
.fxnn^fv чепСН, IFJIil CTIIIIOK НЛП ПО fBIfci ti,, обрчзоваипй наподобие'^дереса > проволочные сплетений. Келл зерВа самородного золота достигают более или менее значительных раз. “еров они называются самородкам. Наиболее крупный русскай самородок, найденный на "Урале, весил оолее 36 кг. Первпчной формой образования золота является выделение его' в глубинных областях литосферы из магмы в^ форме мельчайшие вкраплений в магматические горные породы. 3 акой способ образо, ванн я минералов получил пазвание магматического. Отсюда золото выносится ювенильными водами в виде раствора вместе со значи¬ тельным количеством кремнезема и сернистых соединений других металлов в средние горизонты литосферы. Здесь оно выделяется вместе с кремнеземом по трещинам земной коры. Так образуются золотоносные кварцевые жилы. Такой способ мннералообразования ЗОЛОТОНОС- РАЗРУШЕН¬ НАЯ ЖИЛА ИАЯ ЖИЛА Рис. 23. Схема образования золотоносных песков из золотоносной жилы. Рис. 24. Кристалл алмаза. называется гидротермальным. При разрушении жил путем вывет¬ ривания крупинки золота уносятся текучими водами и благодаря своему значительному удельному весу скопляются в русле потоков, образуя таким образом вторичные месторождения золота—россыпи (рис. 23). Промышленное значение имеют лишь тс россыпи, в кото¬ рых золото содержится в количестве не менее 5 г на 1 т породы. Наиболее богатые россыпи на тонну содержат до 15 а золотого песка. В СССР многочисленные месторождения золота находятся на Урале п в горных областях Сибири. \ Золото употребляется в виде монет, всевозможных украшений, при приготовлении точных приборов, в фотографии; золоченье предохраняет металлические предметы от ржавления; наконец, золото находит применение в зубоврачебной практике. Группа Самородный углерод известен в природе в виде ми* углерода. нералов алмаза п графита. Алмаз встречается в вид® небольших кристаллов правильной системы с окрУг‘ лепными ребрами (рис. 24). Это самый твердый минерал: в шкале ^мг^пн°мм8агН^аеТ ВЫСШеб МеСТ° (10)* Чистый алыаз прозрачен. ^омчениГ Pn.vn ТВ0М аЛМЭЗа ЯШ1яет«я его сильное лучепре¬ ломление. Вступающие в него лучи света мыогокоатно испыт*»- ЮТ П°лаое “ТО*** пРеломление от поверхностей^ его 34 тельную игру ярких чистых цветов „ w i цжлив. ы отраженном свете минерал дает сильный «алмазный» блеск. Иногда алмаз окрашивается при¬ месями в синий, зеленый, красный н другие цвета. Иногда и(е он Рис. 25. Образны крупнейших бриллиантов мира. Слева направо: «Орлов»— 192*/, карата (советский алмазный фонд), «Ко-и-Пур* (пло¬ ски! алмаз)—106 каратов, «Звевда Юга*—125 каратов. темного и даже черного цвета. Черные алмазы называются кар~ бопадо. Главная масса алмазов добывается из россыпей. Первичное же их месторо/кденио—магматические породы. Для выкрпсталлн- зовывапня алмаза необходимы очень высокие температура и давление. В СССР мелкие алмазы иногда попадаются па среднем Урале и по Кипсею. Главные иге его месторождения находятся в Южной Африке, близ г. Кпмберлея, а также в Ин¬ дии и Г> разил ни. Благодаря своей красоте алмаз употре¬ бляется в качестве украшения. Из-за своей редкости алмазы являются самыми, драго¬ ценными камнями. Граненый алмаз назы¬ вается бриллиантом. Ценность алмаза ра¬ стет гораздо быстрее его размеров и веса. Вес алмаза определяется в каратах (’Д г). Бла¬ годаря редкости крупных алмазов они обы¬ кновенно получают собственные имена. Са¬ мый крупный бриллиант алмазного фонда СССР «Орлов» имеет вес в 192:,Д карат.) (рис. 25), но известны бриллианты более 3000 каратов. Благодаря своей твердости алмазы применяются также в технике в ка¬ честве режущего и сверлящего материала, например в алмазных бурах (рис. 26). Другой разновидностью самородного углерода является графит. В графите обыч¬ но имеется довольно много посторонних примесей (до 13%). Он образует обыкно¬ венно листовидные плотные массы с весьма совершенной спайно¬ стью. Графит имеет черный или серый цвет и металлических! блеск. Рис. 2G. Коронка ал¬ мазного бура со вста¬ вленными в него алма¬ зами. 85
,,m nit „„„мост низшее место (1), он пачкает руки и По твеРд0С™,? aa"„ft „о его 2,2. Способы образования его раз 0Ш5ТЫЬ ХГость^Г?ш™ы он подчас осаждается большими личны. При ост*. углеродистых соединении, которые, Раа лагач сь Ы да ют жп л ьн ые заложи графита. Такой процесс называется “^олшттеским. Кроме того, большие залежи графита м0г образоваться путем перекристаллизации каменного угля под влИя. нпем высоких температур и давлении, например, при соприкоснове¬ нии залежей каменного угля с излившимися лавами. Этот способ минералообразоваиия носит название контактового метаморфизм ' СССР весьма богат месторождениями графита. Особенно значц! тельные его месторождения найдены на реке Курейке в Турухан. ском районе (север Сибири), в Саянских горах (Алиберовское место¬ рождение), а также на Дальнем Востоке по реке Амуру. Лучшие сорта графита идут на выделку электродов, гальваниче¬ ских элементов п карандашей. Низшие сорта употребляются для обмазки форм чугунного литья, а вместе с маслом—иа смазку машин Кварц. При характеристике элементарного состава земной коры мы уже выяснили громадную роль двуокиси ь*рлмния (Si02), или кремнезема. Являясь самым распространенным соединением земной коры, кремнезем составляет 60% ее массы. Наиболее часто встречающейся минеральной формой кремнезема является кристаллический кремнезем, или кварц. Твердость кварца 7, удельный вес 2,6. Кристаллы кварца в хорошо развитом виде встре¬ чаются, главным образом, в друзах (рис. 17) в комбинации призмы и пирамиды гексагональной системы. Отдельные кристаллические экземпляры кварца достигают иногда более метра в длину. Чистый кристаллический кварц называется горным хрусталем. Однако весьма часто в нем находятся примеси, придающие ему различную окраску. Аметистом называется кварц, окра¬ шенный в фиолетовый цвет (видимо, соединениями марганца). Месторождения этого драгоценного камня находятся в СССР на Урале. Непрозрачные и только просвечивающие кристаллы, а татке сплошные зернистые агрегаты кварца называются обыкновенным кварцем. Пески состоят, главным образом, из окатанных зернышек обыкновенного кварца. Из скрытокрпсталлических разновидностей кварца отметим яшму> Она представляет собой плотный кварц со значительной примесью глп 1ы и железа. Яшма имеет разнообразную красивую окраску? -^полируется и поэтому употребляется для различных поделок* Kw/ ®ога,гые залежи яшмы встречаются на южном Урале (в гора* мзновп™^ Д1К) И на АлТае- Другой скрытокристаллической “ кварца является халцедон, образующий обыкно- Полосатой Разновидностью халцедона воды и опала (см нпжрТ ^ечистый халцедон с примесью глик61' кварц включает в своп хорошо известный кремень. Нередко р талды другие минералы, например зол° 36 Рис. 27. Агат. тистые чешуйки слюды (аванттш^л ему зеленоватый цвет с шелковистым ottctooW асбеста.> придающие Все эти разности идут на поделку и огпан™»К^ачии и т- «• ценных камней. У огранку в качестве полудраго- Генезис кварца различен. В зоне остывания магмы он явля¬ ется породообразующим мине¬ ралом гранита, кварцевого пор¬ фира и пр. В вышележащих зонах он выделяется из горячих водных растворов в сопровождении руд. При выветривании горных по¬ род, содержащих кварц, он яв¬ ляется наиболее прочным их остатком. Применение кварца весьма разнообразно. Стекло, выпла¬ вленное из кварца, обладает большой прозрачностью для ультрафиолетовых лучей, по¬ чему широко применяется в медицине. Сосуды, выплавленные из кварца, обладают весьма со¬ вершенной кислотоупорностью и огнеупорностью, а также устойчи¬ востью по отношению к резким изменениям температуры. Цветные разности кварца идут в качестве полудрагоценных камней. На¬ конец, пески получили широкое применение в строительном, до¬ рожном деле и при варке обыкновенного стекла. Минерал, представляющий водную окись кремния {Si02- Опал. , «пЯдО), называется опалом. Опал является типичным кол¬ лоидальным студнем (гелем). Он аморфен и изотропен. Он может удерживать в себе весьма колеблющиеся количества воды, которая иногда составляет до 13% состава минерала. Опал—довольно твердый минерал (6,5), имеющий небольшой удельный вес (2). Он имеет жирный перламутровый блеск и обладает типичной для про¬ зрачных коллоидальных растворов «опалесценцией», т. е. способностью давать радужный отлив. Особенно резко это свойство выражено у молочнобелого «благородного опала». Опал может быть окрашен примесями, например окисью железа, в различные цвета. Встречается опал по преимуществу в осадочных породах, отлагаясь из вод¬ ных растворов растворимой кремнекислоты и щелочных кремневых солей. Многие современные горячие источники, например гейзеры Исландии, выделяют из себя опаловые натеки на омываемых ими предметах. Нередко опал цементирует глинистые и кремнистые отложения. Наконец, кремневые раковинв1 морских организмов состоят из опала: из них образовалась горная порода—трепел. Опал встречается во многих местах СССР: среди гранитов Украины, на Урале (трепел и пр.). Красивые разности опала употребляются как полудрагоценные камни. Трепел же идет в качестве строительного материала, для полировки металлов, как впитывающее начало для приготовления взрьшчатых веществ, как упако¬ вочный материал и пр. Г
U. Окислы и водные окислы железа (железные руды). Ознакомимся теперь с железными рудами, представляющими безводные или водные окислы железа. Железо очень легко вступает в химическое соединение. Одним из таких устойчивых соединений является! бурый железняк. Бурый железняк, пш лимонит, представляет собой Бурый водную окись железа (соединение окиси железа железняк. с водОЙ: 2Fe203- ЗН20). Минерал этот нигде не был встречен в кристаллах. Лимонит обычно встречается в виде плот¬ ных или землистых масс, нередко состоящих из разной величины ^еренскорлуиоватого строения. Это минерал матовый, иногда имеет полуметалличё'бкШХлеск".'Цвет его изменяется от желтовато-бурого до черного. Обычно он содержит в себе значительные примеси глины п песка. Если его нагревать в пробирке, то он выделяет воду. Бурый железняк происходит из других соединений железа, глав¬ ным образом, находящихся в изверженных горных породах. Благо¬ даря действию воды п содержащейся в ней углекислоты железо обра¬ зует растворимые соединения и выносится на поверхность земли, в моря и материковые водоемы, где и превращается в лимонит, отла¬ гаясь здесь землистыми пластами. В этом процессе принимают участие особые железо-бактерии. В пустотах и трещинах горных пород он отлагается в форме натеков. Содержание железа в буром железняке 30—40%. Бурый железняк является весьма распространенной рудой, имеющей громадное хозяйственное значение. Большая часть ураль¬ ского железа выплавлялась до сего времени из бурых железняков. Громадные запасы керченской руды являются бурыми железняками зернистого строения. Встречаются они и в центре СССР. Озерные железные руды широко распространены среди озер северо-запада, особенно в Карельской республике. Запасы их в одном Выгозере исчисляются в 11 500 ООО т. Красный кРоме водной окиси железа встречается и безводная железняк. его окись'(Ее20з)- Это соединение образует так назы¬ ваемые красные железные руды, в которых содер¬ жание железа доходит до 70%; к ним относятся красный -мсслезняк, железный блеск и др. Красная железная руда может встречаться как в виде хорошо развитых кристаллов железного блеска, так и в скрытокристал- лическои форме в виде гематита (от слова «гема», что по-гречески значит «кровь»). Как показывает самое название, эта руда отличается кровавокрасным цветом; впрочем, цвет ее меняется до темномали¬ нового, а иногда даже до железочерного. Твердость гематита 5,5; удельный вес от 4 до 5 3 нт.,:Г,На.фарф0РОВОЙ Ш1астинке> которую оставляет гематит,- чяет пе™ “°бурая (илп желта*)> как У лимонита, что позво¬ ляет легко отличить эти две руды друг от друга 38 може^Гб^зоватьсТГнепог1133 машитного железняка (Fe304). Он может ооразоваться и непосредственно путем химически* выделений из застывающей магмы или воздействие; ее на окружающие^” породы, о чем оудет сказано ниже. Магнитный железняк. Еще более богатой железной рудой является маг¬ нитный железняк. Магнитный железняк, или маг¬ нетит, тоже представляет собой соединение железа с кислородом (Fe304, или FeO'Fe203), но здесь Fe больше, чем в любой пз красных железных руд (до 75%). В этой руде часто содер¬ жится элемент титан (Ti).. Удельный вес маг¬ нитного железняка до 5,2. Цвет его черный. Не¬ редко он образует прекрасные кристаллы в форме октаэдров, как бы впаянных в ту или иную гор¬ ную породу. Магнитный железняк, как показывает его название, обладает резко выраженными маг¬ нитными свойствами (рис. 28). Что касается про¬ исхождения магнетита, то оно связано с про¬ цессами остывания магмы. Таково происхожде¬ ние его на Урале в горе Благодать. Выходя из глубины земной коры, он выделяется вместе с принесшей его магмой, образуя то вкрапления, то мощные массы в виде отдельных гнезд. Магнитный железняк может быть обязан сво¬ им происхождением п воздействию расплавлен¬ ной магмы на соприкасающиеся с ней породы, имея, таким образом, контактовое происхожде¬ ние . Таково происхождение руд горы Магнитной, эксплоатацпя которой лежит в основе Урало- Кузбасского комбината. Чистое железо хотя и применяется в промышленности, но, глав¬ ным образом, оно употребляется в сплавах с другими элементами. Многочисленные отрасли народного хозяйства используют самые различные сплавы железа с углеродом, а также другими примесями. Из железных руд, как известно, сначала получается чугун, в кото¬ ром содержится до 5% углерода. При удалении углерода из чугуна получается железо, содержащее менее 0,5% углерода. При содержа¬ нии в железе от 2,3 до 0,5% углерода получается сталь. Получение высококачественных сталей требует добавления к сплаву различных элементов: хрома, марганца и др. С другой стороны, примесь к же¬ лезу серы и фосфора, встречающихся в железных рудах, весьма понижает качество металла, что требует особых технических приемов для их удаления. Применение железа и стали в современной жизни общеизвестно, и мы на этом останавливаться не будем. Современная техника вообще, а у нас в период социалистического строительства особенно требует колоссального количества железа и стали для возведения гигантов индустрии, машин и сельскохозяйственных орудий. -17 Железные оуды встречаются во всех странах земного шара. У нас на среднем Урале магнитные железняки добываются в горах Благо- дать и Высокая, а на южном Урале-D горе Магнитной, где ныне Рис. 28. Магнит¬ ный железняк, притянувший же¬ лезные гвозди.
етпоитечьство. Магнитный железняки рас- раявернуто гРан^?“^4 а также в Сибири. На Урале распростра- пространены и на Ьавка* , Но последними особенно „ены также и красныес красной железной р°доТй встре™ютс? наряду с магнетитом. Железные руды, хотя н не столГбогатые, как уральские и криворожские, но все же широко эксшгоатируемые. распространены в Московской области, а также и во многих других местах СССР. Запасы железных руд в нашей стпане ПОЧТИ неистощимы. ~ - * К крупнейшим месторождениям Урала, УССР и др. недавно при¬ бавилось еще одно огромное новое—район Курской магнитной ано¬ малии. Открытие его есть величайшая победа теоретической науки. Работы, начатые учеными (Смирновым, а затем Лейстом^ с наблюде¬ ний над отклонением магнитной стрелки в Курском районе, благо¬ даря энергичным мероприятиям советской власти доведены до бле¬ стящего конца. Здесь обнаружены кварциты с богатым содержанием магнитного п красного железняка. Ныне в районе аномалии запроек¬ тирован крупнейший металлургический производственный гигант. 12. Двуокись марганца (марганцевая руда). Лвуокисъ марганца, или пиролюзит,—минерал, представляющий собой марганцевую руду, которая встречается то в виде землистых масс, то более твердых стяжений, или желваков. Твердость пиро¬ люзита незначительна—от 1 до 1,5; удельный вес 4,5—5. Цвет чер¬ ный. Кристаллизуется пиролюзит в ромбической системе. Химиче¬ ский состав Мп02. Первоисточником пиролюзита являются магматические породы. Известно нахождение Мп02 и среди осадочных пород. Пиролюзит в виде желваков встречается в некоторых областях на дне современ¬ ных морей, где он образуется, главным образом, в прибрежной колосе аз принесенных сюда марганцевых соединений при участии бактерий. Кавказ славится марганцевыми рудами. Здесь особенно богато Чиатурское месторождение, где пиролюзит распространен по той границе, где проходил берег моря в минувшую (третичную) геолопшескую эпоху. Кроме Кавказа пиролюзитом богаты Урал и ■> -а-г. В ЬССР известно крупное месторождение близ Ни¬ кополя. Пиролюзит служит для добывания марганца. Употребляется он при приготовлении стали, а также находит применение и в хими- ческой промышленности. г-5, силикаты (соли кремневых кислот). Среди минералов, относящихся к классу кислорс ных кислот, ^совершенно особое место по свое: литлгГЛ!0* В обРазовании горных пород, слагающ силикати’ с-о/ИМаЮТ соли кРемневых кислот, и образом зона анаморфизма мсют** 86МН0Й К0РЬЧ главным J ных минералов относится к згой груиТе™™™*' 3°% В°0Х ^ 40 ОГ.шая Характери¬ стика силикатов. Полевые шпаты. Рис. 29. Кристаллы полевого шпата. Последний—двойник (схема). (по Ш Иа ВХ0ДЙТ сРавнительно небольшое число эле- М^ттте чрптт,т о лгт Д° иметв в ВНДУ, ЧТ0 кремний имеет некоторые 0 Р У леродом, большое разнообразие соединений кото¬ рого точно так же с незначительным количеством элементов даже привело к выделению химии углеродистых соединений в особую науку органическую химию. Дело в том, что углерод и кремний находятся в одной группе периодической системы элементов. Среди силикатов по значению в образовании лито¬ сферы главную роль играют полевые шпаты (слож¬ ные соли кремневых кислот). Эти минералы соста¬ вляют 50% всей земной коры. По своему химическому составу они представляют собой алюмокремневые соли щелочных и щелочнозе¬ мельных металлов—ортоклаз (KAlSi3H8), альбит (NaAlSi308) и анор¬ тит (CaAl2Si208), а также их изоморфные минеральные смеси. Кристаллизуются полевые шпаты в формах моноклинической и три¬ клинической системы, нередко об¬ разуя двойники (рис.29). Являясь существенной составной частью магматических пород, полевые шпаты имеют, как мы увидим ни¬ же, весьма большое значение при определении последних. Самым важным представителем полевых шпатов является ортоклаз, поро¬ дообразующий минерал гранитов. Твердость ортоклаза 6; удельный вес 2,5. Ортоклаз имеет стеклян¬ ный блеск, едва просвечивая на краях. Цвет его обычно розовый, желтоватый, серый или белый. Среди полевых шпатов большое разнообразие представляют так называемые плагиоклазы—изоморфные смеси альбита и анортита. Полевые шпаты обычно магматического происхождения. Таково, например, происхождение ортоклаза в граните. В последней стадии затвердевания магмы остатки еще нераскристаллизовавшегося рас¬ плава, богатые летучими веществами, проникают в застывшие части или в прилегающие породы; так образуются пегматитовые жилы. Эти жилы состоят, главным образом, из хорошо выкристалли¬ зовавшихся полевых шпатов, кварца и небольшого количества слюды. Отдельные кристаллы ортоклаза иногда достигают в таких жилах громадной величины. Для промышленных целей полевые шпаты добываются по преимуществу из таких жил. Кроме того, полевые шпаты образуются и в глубинных горизонтах литосферы в зоне анаморфизма, где происходит перекристаллизация горных пород под действием высоких температур и давления. Главная масса полевых ш патов применяется в производстве для приготовленияфарфо- ра и фаянса, эмали и глазури. Важнейшие месторождения полевого шпата в СССР—Беломорское побережье, Урал, Украина и Сибирь. Алюмосиликаты в верхних' горизонтах литосферы подпер- Каолип. гаются химическому разрушению. Факторами их разруше¬ ния являются вода и углекислый газ. Реакция разрушения алюмосиликатов (полевых шпатов) идет по схеме, приведенной на странице 29. 4J
„■шот™ водный алюмосилшгат-кмлшг, „ли Ргаулт.татом «того процесса “Л"^" _ ; состоящая из скоплсивд фарфоровая глина. Это аморфная каолин очень мягов (твердость микроскопически малых Ч™Д^'' и,"'опш, белого ивета. ко нередко примесями U; удельный вес его 2,6. Чжшп ьжь 0ТТСТ1ь-„. Каолин употребляется окрашивается в желтоватое и миьне „ ка0тшп имеются в запад- •Л^ППРГв Св&рп и Казахстане. К водным алюмосиликатам относятся также слюды. Слюды. Это весьма распространенные породообразующие минералы, входящие в состав магматических пород и кристалличе¬ ских сланцев, например слюдяных сланцев. Они составляют при¬ мерно около 4% ПО весу земно if коры. Химический состав их очень сложен и изменчив. Наибольшее распространение имеют калийная слюда, или мусковит (KHaAlsSiaO„), и магнезиально-железистая слюда, или биотит [(К, Н2) (Mg, fe)2 (Al, Fe)3 Si3012] • Эти разности слюды образуют кристаллические агрегаты моно- клшшческой системы чешуйчатой формы с весьма совершенной спайностью. Твердость их невелика, всего 3. Мусковит, или калий¬ ная слюда, обыкновенно бесцветен, реже бывает окрашен в желто¬ ватые п зеленоватые тона. Биотит, или магнезиальная слюда, харак¬ теризуется черной окраской. Распространен он больше, чем мусковит. Слюды образуются либо из магмы при ее застывании, либо являются результатом перекристаллизации горных пород в зоне анаморфизма. Слюды нередко примешиваются в виде блестящих пластинок к глинам и пескам, являющимся продуктами выветри¬ вания слюдосодержащих горных пород. Главные месторождения слюды в СССР—Карелия, Мурман, Урал и Сибирь. Слюда нашла широкое применение в электротехнике как изоли¬ рующий материал. Благодаря своей огнеупорности она заменяет стекло в аппаратах, работающих при высокой температуре; приме¬ няется она также при изготовлении резиновых изделий, в бумаж¬ ном производстве и пр. Кроме сложных алюмосиликатов значительную роль в строе- Метаевливаты нии зе.мной коры играют также породообразующие мине- и ортосилн- ралы, относящиеся к группе лтпасиликатов—солей мета- ваты. кремневой кислоты (H2si03). Метасиликаты также очень широко распространены в природе в качестве породообразую¬ щих минералов. Общая их масса по весу достигает 17% всех магматических аород.^ К метасиликатам относятся авгиты {пироксены), роговые обманки {амриоолы) силикаты, содержащие кальций, магний и железо. Состав тех и дру* ги$ весьма непостоянен, так как они представляют собой сложные изоморфные смеси. К рис; ал лигу готе я они в моно- и триклинической и ромбической системах, представителем этой группы может служить собственно роговая обманка, полу¬ чившая свое название за полу металлический блеск. Цвет ее—темнозеленый, строение волокнистое, твердость 6, удельный вес 3,5. Она входит в состав роговообманковых гранитов, в некоторых же изверженных значения не^пмеют состава' Метасиликаты большого экономического отугокп^гТ^,?13уЮЩИ^ силикатам относятся также ортосиликаты-соли является Оливии Йьг Й-г1аиоолее распространенным ортосиликатом стеклянный бпео-1^ ^0Т минерал имеет оливково-зеленый цвет, стеклянный олесь, твердость его 6,5, удельный вес 3,4. Иногда он целиком сла- ки показывает межд^ обозначениями элементов, взятыми в скоб- изоморфизма. ’ элементы могут замещать др^г друга в минерале путем 1 гает горную породу (дуншп). Обычно же является составной частью каг ttv- бинных магматических пород, так и лав. Прозрачный с зотттгьш о'пенуш МШ16РаЛа П0Д ^На88ан“ - «ДУТ н К отиосится также асбест, получивший за свое волокнистое строение название горного льна. Асбест имеет широкое применение в технике как огнестойкий нетеплопроводный материал. Богатые залежи асбеста встре¬ чаются на Урале и Восточной Сибири. 14. Прочие солк кислородных кислот. Кальцит. Кальцит, или известковый гипат, принадлежит ' к числу углекислых соединений, т. е. карбонатов. Карбонаты широко распространены в поверхностной части зем¬ ной коры и потому имеют для нас особое значение. Это прежде всего следует сказать о группе кальцита, встречающегося в разнообраз¬ нейших формах. Кальцит представляет собой углекислый кальций; такой хими¬ ческий состав имеют и обыкновенный известняк и мел, которые и относятся к группе кальцита. Собственно же кальцитом обычно называют кристаллические разности, отличающиеся стеклянным блеском. В химически чистом виде кальцит встречается очень редко. Обычно к нему бывают примешаны железо, магний, марганец, а также крем- - незем и глинозем. Твердость кальцита 3, удельный вес его 2,7, спайность совершенная, а форма кристаллов гексагональной си¬ стемы. Кальцит образует прекрасные кристаллы, отличаясь чрезвы¬ чайным богатством и разнообразием кристаллических форм. Известно более 400 простых его форм и около 1000 комбинаций. Большим разнообразием отличается также цвет кальцита. Самой обычной окраской кальцита является белая. Он бывает также бесцветным или же мутнобелым. Однако многие разновидности его бывают окрашены в желтый, серый, красноватый, зеленоватый или фиоле¬ товый цвета. Цвет кальцита зависит от различных минеральных примесей, находящихся в нем. !:• Исключительной прозрачности и чистоты кристаллы кальцита образуют богатые месторождения на восточном берегу Исландии, • почему эта разность кальцита получила название исландского Ь шпата. Мы уже знаем, что исландский шпат обладает резко выра- $ женным свойством двойного лучепреломления света, доцему и нашел | широкое применение в оптике. Несмотря на разнообразие форм, в которых встречаются каль- ; циты, а также всевозможную их'окраску, их нетрудно отличить J в природе от других горных пород. Дело в том, что все карбонаты > бурно реагируют на действие кислоты. Если капнуть соляной кисло- той (НСГ) на’кусочек известняка или на кристаллы кальцита, то они будут разлагаться с шипением, так как из них станет выделяться углекислый газ (С02). Этот опыт можно проделать и с куском мела, мрамора и любого известняка. Среди трещин и пустот известняков можно найти большое разно¬ образие минералов, принадлежащих к группе кальцита и образую¬ щихся путем осаждения из воды. Сущность процесса кристаллизации кальцита сводится здесь к следующему. В присутствии СОа кальцит 43
«таяяагяует.да5яг чем в растворе, 'двууглекислый кальций распадается я выделяет С02 п СаСОз по следующей схеме: Са(НС03)2=Н30 +С02 +СаС03. В трещинах известняков постоянно циркулирует вода, обога¬ щенная Са(НС03)„; разлагаясь, двууглекислый кальций образует отложения СаС03 на стенках трещин, почему здесь возникают натеч¬ ные образования то в виде корок, то в форме щеток кристаллов. В значительных пустотах и пещерах эти натечные образования имеют удлиненные формы, напоминающие ледяные сосульки. Эти натечные образования назы¬ ваются сталактитами, пли капельниками. Навстречу сталактитам с пола пещеры растут столбо¬ образные сталагмиты, кото¬ рые образуются также из из¬ вести, долгие годы наращи¬ ваясь на тех местах, куда капают капли богатой из¬ вестью воды. Грунтовые воды часто со- Рис. 30. Галька с прослойками кальцита, держат большое количество Са(НС03)2. Выходя на поверх¬ ность земли в виде ключей или источников, воды осаждают рас¬ творенную известь, нередко откладывая ее на водорослях, мхах, травах и сучьях растений. Так образуются губчатые пористые массы, которые носят название известковых туфов. Часто на берегах морей можно видеть гальку, которая пересечена в одном или нескольких направлениях белыми прослойками каль¬ цита. Это явление—результат заполнения кальцитом весьма много¬ численных мелких трещин в горных породах, последние же распались на обломки и были окатаны морскими волнами (рис. 30). Наиболее распространенной разновидностью кальцита являются различные известняки, которые образуют в земной коре мощные толщи. Известняки представляют собой осадочную, преимущественно органического происхождения горную породу, образующуюся, глав¬ ным образом, из скоплении различных морских раковин, которые, однако, не во всех разновидностях известняка различимы. Иногда известняки образуют скопление округлых зерен. Это так называемые оолитовые известняки (рис. 31). Они имеют уже не органическое, а химическое происхождение, образуясь из воды озер и морских заливов, содержащей в своем растворе карбонаты кальция; последние осаждаются на песчинках, обломках раковин, окатываются движением воды и затем цементируются в твердые породы. Такой процесс можно в настоящее время наблюдать в прибрежной зоне некоторых пустынных озер и морей жаркого климата. 44 Применение известняков очень ш,.™ г, на фундаменты зданий, кладку стен X *1лотвые С0Рта их идут язводство ступеней и подоконников’ к™40BK-V их> а также на про- гаемые в печах, служат ».!; Кроме того> известняки, обжи- извести», на которой производится стен и т. п. Известняки служат и лтя mm™w, штУкатурка цемента причем к чистым* изГп глина. Некоторые сорта известняков идут на приготовление силп катного кирпича. Они употребляются и в металлургии в качестве 1Фп!Хп'РЦ Выплаш\е а *акжв в химической, стекольной, фарфоровой, резиновой промышленности и в медицине (главным образом, в качестве дезинфектора). Широко распространен в деле полиграфического производства литографский камень, также представляющий собой не что иное как известняк, но весьма плотного, тонкого мелкозернистого строе¬ ния. Известняки, наконец, идут п на производство удоб¬ рений (известкование почв). Зернистый, или кристал¬ лический, известняк назы¬ вается мрамором. Мраморы бывают различ¬ ных цветов: белого, серого, желтого, розового и др. Они образуются из обыкновенных известняков в тех случаях, когда последние подвергают¬ ся действию сильного давле¬ ния и высокой температуры. Общеизвестно, что облада¬ ющий исключительной красо¬ той и прекрасно принимающий полировку мрамор широко приме¬ няется для скульптурных целей, а таюке для- облицовки граждан¬ ских сооружений. Мрамор находит применение в электротехнике, употребляясь для приготовления распределительных щитов. Мз заграничных мраморов особенно славится итальянский каррарский У нас в СССР мрамор распространен на Урале (близ Свердловска, у Златоуста и в Уфалейских горах), на Кавказе, в Карелии, в Сибири и в Крыму; мраморовпдные известняки есть и под Москвой (подольский мрамор). К группе кальцита относится также доломит, доло- Доломпт. Ш1Т представляет собой карбонат кальция и магния ГСаМебСОз),]. Кристаллизуется он в гексагональной системе. Твер¬ дость его 3,5: удельный вес 2,8. Доломиты часто встречаются наряду с известняками и образуют значительные по мощности слои чаще всего морского происхождения. Образовались они при воздействии солей магния на СаС03. В разбавленной НС1 доломит не раство¬ ряется и «не шипит», но при нагревании в этой кислоте он раство РЯцТет°доШч"может быть самый различный: белый, серый, жел¬ тый, бурый, зеленоватый, красноватый, черный. Рис. 31. Оолитовый известняк.
В производстве доломиты обычно идут на те же нужды, чт0 и пзгестнякп. Кроме того, доломит применяется и в металлургии как огнеупорный материал. К группе фосфатов, или солей фосфорной кислоты I Апатит. (Няр64), относится апатит. Этот минерал пред¬ ставляет собой фосфорнокислую соль кальция с хлором или фтором— (СаС1)Са4(Р04)д или (CaF) Са4(Р04)3. ]> зависимости от химического состава различают: хлорапатиты п фторапатиты. Содер?кание фосфора в апатитах различно и доходит ' . ■» Г) f до 42°о т'негюсть апатита 5; удельный вас 3,2. Кристаллизуется он и гексагональной системе. Форма его кристаллов приаматичесная, таблитчатая, игольчатая. Блеск кристаллов апатита стеклянный. \чатпты бывают различных цветов, но все же оольшеи частью окраска их зеленоватая или голубоватая. Реже встречаются апатиты белые, бесцветные, фиолетовые, серые или бурые. Некоторые апатиты представляют собой мелкозернистые массы, напоминающие более кварцевый песчаник с немного зеленоватым оттенком. Таковы, например, наши апатиты из Хибин на Кольском полуострове. Апатиты мало распространены на земной поверхности, и нам известно сравнительно небольшое число месторождений, которые выгодны для эксплоатации. Встречаются они, главным образом, сррди горных пород, образовавшихся из застывшей магмы, залегая более или менее значительными скоплениями. Кроме того, они могут быть и гидротермального происхождения, т. е. связаны с горячими водными растворами. Чаще всего встречаются апатиты в виде одиночных мельчайших кристаллов в магматических горных породах. Месторождения апатитов, кроме упомянутых Хибин, известны у нас- во многих местах на Урале, в Ильменских горах, а также и на Байкале (близ реки Слюдянки). Из других стран значитель¬ ными месторождениями известны: Норвегия, США и Германия. Социалистическое земледелие требует подъема урожайности, для чего нужно огромное количество минеральных удобрений. Апатиты п являются «агрономическими рудами», так как содержат в себе соли фосфорной кислоты, столь необходимой для питания растений. Огромную экономическую роль играют наши хибинские месторожде¬ ния апатитов. Сравнительно недавно открытые, они вызвали уже постройку за полярным кругом нового социалистического промыш¬ ленного центра, приготовляющего фосфорные удобрения. Супер¬ фосфатные заводы СССР снабжаются апатитами из Хибин. Расположенные недалеко от нашего незамерзающего порта Мур¬ манска хибинские апатиты имеют и экспортное значение. Однако апатиты, кроме своего сельскохозяйственного значения играют в хозяйстве и другую роль. В последнее время они все чаще употреоляются для добывания фосфора и фосфорной кислоты. Фосфориты. Другим представителем фосфатов, встречающихся мяческомт состаВву^Ри?ки^ЯЮТСЯ Фосфориты по хи- обгщчо®ачтем r wr г—/ апатитам. Они являются минеральным ‘ ’ р зераа кварца ц различных силикатов сце- 4Л квитированы фосфорнокислым кальцием. В слоях земли фосфориты более часты, чем апатиты. Они представляют землистые или плотные массы скрытокристаллического строения. Встречаются фосфориты либо в виде круглых ооразований с лучистым строением в изломе, лиоо в виде желваков самой различной формы. Попадаются фосфо¬ риты и в виде целых глыб, состоящих из сцементированных остатков организмов, превращенных в фосфорит. Цвет их коричневый, светло¬ серый, бурый—до черного. Фосфориты нетрудно отличить от других минералов по особому характерному запаху, который они издают при трении друг о друга. Этот запах обусловливается присутствием битуминозных веществ, т.-е. веществ, представляющих смесь углеводородов. Фосфориты больше всего распространены среди горных пород, образовавшихся на дне древних морей. В этих слоях и находят либо их одиночные конкреции, либо целые их залежи. Нередко в разбитой фосфоритовой конкреции можно найти остатки или только отпечатки, раковин морских животных. В черных песчанистых глинах, оставленных древним морем под Москвой, пластами залегают два слоя фосфоритов, почти сплошь состоящих из остатков морских животных. Подобные скопления, по видимому, обязаны своим происхождением массо¬ вой гибели морских животных, произошедшей вследствие каких-то катастрофических моментов, пережитых данной морской фауной. Таким образом, фосфориты образуются за счет фосфора, нахо¬ дящегося в телах живых существ, которые в свою очередь заим¬ ствуют фосфор в морских водах, В моря он доставляется мате¬ риковыми водами из разрушенных горных пород, содержащих апатиты. Фосфориты в СССР распространены довольно широко, главным образом, в Европейской части Союза, но не везде они достаточно богаты фосфорной кислотой и выгодны для производства фосфорных удобрений. Месторождения их известны в Московской и Ленинград- ской областях, в Поволжье, в Казахстане и др. В Европейской части СССР лучшими фосфоритами являются подольские. За границей мировое значение имеют залежи в Северной Америке и в Африке. Фосфориты, так же как и апатиты, представляют собой «агрономи¬ ческие руды». Их размалывают на заводах, превращая в фосфори¬ товую муку, которая является хорошим удобрением. Обработанная серной кислотой фосфоритовая мука дает прекрасное минеральное удобрение—суперфосфат. Фосфорные удобрения повышают плодоно¬ шение растений. . . К представителям%ернокислых солей, или еульфа- тов, относится гипс. Гипс чрезвычайно широко рас¬ пространен в природе. В химическом отношении он представляет собой водный сернокислый кальций (CaS04 . 2Н20). Гипс отличается малой твердостью—около 2 и удельным весом 2,2—2,4. Спайность его совершенная. Кристаллы моноклинической системы обычно прекрасно образованы и имеют таблитчатую форму (рис. 16). Блеск гипса стеклянный, у некоторых разностей шелко¬ вистый. Цвет: прозрачный, белый, серый, желтый, розовый, редко голубой. Иногда кристаллы гипса бывают прозрачны. Встречаются
гипсы, состоящие из тонких шелковистых волокон, расположенных параллельно друг другу. Это так называемый селенит. В земной коре гипс встречается то в виде отдельных кристаллов, то образует целые залежи иногда значительной мощности в толщах осадочных горных пород. Уже давно подмечено то обстоятельство, что спутником таких залежей обыкновенно является каменная соль. Это не случайность. И действительно, залежи гипса (как и каменной соли), главным обра¬ зом, распространены среди геологических отложений тех периодов земной истории, которые отличались весьма сухим климатом, когда благодаря быстрому испарению воды в мелководных морских бас¬ сейнах на дне последних осаждались соли, содержащиеся в морской воде. В толще таких отложений расположены гипсы и у нас в Союзе, например в Приуралье, среди глин, известняков, мергелей и песча¬ ников, образовавшихся на дне древних морских лагун и озер. Мелкозернистый гипс получил название алебастра, хотя нередко алебастром называют обожженный гипс, идущий на лепные работы. Безводный сернокислый кальций носит название ангидрита (CaS04). Применение гипса, главным образом, основано на том его свойстве,' что, будучи обожжен и превращен в порошок, он при смешении с водой образует быстро твердеющее тесто. Благодаря этому свойству гипс нашел себе широкое применение в строительном деле, где упо¬ требляется на штукатурку и лепные работы. Из гипса изготовляют, как известно, и всевозможные скульптурные произведения. Волокни¬ стый гипс, обладая шелковистым блеском, идет на производство украшений. Гипс применяется также и для удобрения почвы под клевер. Кроме того, путем химической переработки из гипса добы¬ вается серная кислота. Гипс, как уже сказано, широко распространен у нас в Приуралье (Кунгур, Оса). Кроме того, большие залежи его известны в Горьков¬ ской области, на Кавказе, в Туркмении и Сибири. 15. Галоидные соединения. Каменная соль, или галит, относится к галоидным соединениям. Химический состав ее NaCl. В прак¬ тическом обиходе—это поваренная соль. В природе она встречается или в виде самосадочной соли, т. е. такой, которая отлагается на дне современных озер, или в виде залежей в тол¬ щах горных пород, образовавшихся в прошлые периоды земной истории. Кристаллизуется каменная соль в кубической системе. Твердость соли 2; удельный вес 2,2. Каменная соль обладает легкой раствори¬ мостью. Спайность у нее совершенная. Блеск стеклянный. Чистые кристаллы прозрачны. Но очень часто соль имеет белый цвет или же бывает окрашена различными примесями в цвета: желтый, серый, розовый, бурый, реже голубой и зеленый. Каменная соль часто обра¬ зует прекрасно развитые кристаллы, сравнительно быстро нарастаю¬ щие. Так, у нас в Крыму, на Сиваше, где в пересыхающих морских лиманах осаждается поваренная соль, ветви растений, пролежавщИе 4* в соленой воде в течение не own крупными кристаллами соли- льких дней> сплошь покрываются дочш^го^проистшждвния^^алвгабт^он^в^л^ °реДИ ГОрНЫ* пород оса‘ Условия, ЯрК2 выра,жены в так называемый пермский период. В дерм окий период по оерегам морей происходили явления, которые теперь можно наблюдать на берегах Каспия. В атот период образовывались мелководные заливы, которые отделялись от моря песчаными косами; в них благодаря сухому климату шло интенсивное испарение и кон¬ центрировались морские соли; заливы превращались в соленые озера, а затем осадившиеся в них соли погребались под континентальными отложениями. Таково происхождение, например, знаменитой залежи соли в Илецкой Защите. - Главные запасы соли содержатся в водах океанов и морей. Кон¬ центрация солей в морской воде равна в среднем 3,5%, среди них более 70% приходится на соль поваренную. Но добывается соль, главным образом, из соленых озер (самоса¬ дочная) и из слоев земли (каменная). Главнейшими месторождениями каменной соли у нас в СССР являются: Илецкая Защита, Артемовен в Донбассе, озера Эльтон и Баскунчак. Соль добывается также у нас в Крыму, на Кавказе и во многих местах Сибири. Из европейских соляных копей наиболь¬ шей известностью пользуются Стассфуртские (Германия) и Величкин- ские (Польша). Последние представляют собой целый подземный город, общая длина соляных коридоров которого превосходит 100 км. В соляных копях вблизи Артемовска в Донбассе слоистая соля¬ ная толща залегает на сотни метров глубины. Применение поваренной соли очень широко: для пищи, для добы¬ вания соляной кислоты, для лечебных целей и пр. Подобно хлористому натрию в природе встречается Калийные и хлористый калий KCL Этот минерал получил соли* название сильвина. Его твердость равна 2; удель¬ ный вес 1,8. Цвет белый, желтый или красноватый. Кристаллизуется сильвин в комбинациях куба и октаэдра. Сильвин редко бывает химически чистым. Он почти всегда со¬ держит NaCl, с которой он представляет много общего. В сопрово¬ ждении NaCl сильвин встречается более часто и в этом случае назы¬ вается сильвинитом. Сильвинит у нас в СССР в особенно большом количестве встречается в Соликамских месторождениях. Очевидно, что сильвинит образуется при тех же условия^, как и каменная .соль. Сильвинит употребляется, главным образом, для удобрений, а так¬ же в промышленности—химической, парфюмерной, в металлургии. 16. Сернистые соединения (сульфидъ*). Серный (а также железный) колчедан, представляет Серный собой двусернистое соединение железа (FeS2), отно- жодчедан. ^ r rpJynne так называемых сульфидов. Твердость еШ (верный1 колчедан то°образует хорошо, развитые кристаллы пра¬ вильной системь" с золотым блеском (так называемый иприт), то 4 Минерлдопш в геология.
встречается в виде отдельные желваков (или их скоплений),- образуя TESTS' wWh колчедан обытео 1,0 имеет яркого блежа, присущего его кристаллам, и отличается столько- серым цветом с желтоватым оттенком. На фарфоровой пластинке он оставляет черную черту. Серный колчедан—самый распространенный в земной коре сер¬ нистый минерал. При остывании магмы он выделяется отдельными кристаллами и скоплениями последних в магматических горныу породах. Ювенильные (глубинные) воды и газовые выделения магмы выносят его в трещины горных пород, где он осаждается вместе с рудными минералами, часто сопровождая золото. Он образуется также в зоне анаморфизма в результате контакта изверженных пород с осадочными известняками и мергелями, а также со сланцами. Что же касается месторождений колчедана, связанных с осадоч¬ ными породами, то здесь он обычно имеет органическое происхожде¬ ние, образуясь в результате процессов разложения остатков живот¬ ных и растений. Выделяемый при их разложении сероводород H2S, действуя на железистые растворы, дает с железом серный колчедан. Нередко среди осадочных толщ приходится находить окаменелые остатки древних деревьев, красиво покрытых блестящими кристал¬ лами серного колчедана или сплошь состоящих из него, т. е. обра¬ зующих так называемую псевдоморфозу. Такие образования часто приходится находить, например, в черных (юрских) глинах иод Москвой, отложившихся на дне морей минувших геологических эпох. Серные колчеданы являются сырьем, главным образом, для добы¬ вания серной кислоты, которая, как известно, является чрезвычайно важным материалом в химической промышленности. Кроме того. FeS2 служит для изготовления особой бурой железной краски, а также применяется в радиотехнике. Примесь этого колчедана к строительным камням считается вредной, так как образующаяся при его выветривании серная кислота разрушительно действует на породу. Серные колчеданы добываются у нас, главным образом, на Урале, где залегают в сланцевых породах, протянувшись с севера на юг на 300 км, и на Кавказе в районе г. Ганджи. Их месторо?кденпя суще¬ ствуют также я в Подмосковном бассейне, где они, однако, служат предметом лишь побочной добычи (часто вместе с углем), так как месторождения эти небогаты. Полпметалли- ®есьма частым спутником пирита является мсд- ческие руды. 11Ы^ колче^ан1 или так называемый халькопирит (CuFeSo), который известен как хорошая медная руда а также свинцовый блеск (PbS) и цинковая обманка (ZnS), имею¬ щие большое значение при добывании свинца и цинка. Это сочета¬ ние руд цветных металлов получило название полиметаллических рудных месторождений. При значительной потребности СССР в цвет¬ ных металлах они имеют громадное значение в промышленной жизни нашей страны. 1 лашшм районом полиметаллических рудных место- ваетсГдо 200ЯеТСЯ в0сточиая часть Казахстана, где "их насчиты- II. ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ и о породах,ими образуемых. 1. Факторы образования горных пород и классификация последних. Мы уже знаем, что определенные сочетания минералов, которые слагают мощные толщи литосферы, называются горными породами. Образование их происходит под действием самых различных геоло¬ гических факторов. Одни из этих факторов коренятся в глубинах земли и носят название внутренних, или эндогенных, другие назы¬ ваются внешними, или экзогенными, и действуют в верхних слоях литосферы, причем главным источником их является солнечная энер¬ гия. К эндогенным силам относятся, например, вулканические явле¬ ния, силы, обусловливающие горообразование, и т. д., а к экзоген¬ ным—ветер, вода и пр. Эндогенные факторы создают породы, образующиеся в резуль¬ тате остывания магмы, например, граниты, порфиры и пр. Так как их образование связано с магмой и процессами, в ней происходя¬ щими, они получили название магматических, или изверженных, пород. Магматические породы являются исходным материалом для образования всех других пород. Под влиянием экзогенных факторов горные породы подвергаются разрушению, изменению своего состава и строения, в результате чего образуются так называемые осадочные породы—пески, песча¬ ники, глины, известняки и пр. Наконец, породы от соприкоснове¬ ния с раскаленной магмой, а также при перемещении их в глубинные области литосферы под влиянием высоких давлений и температур частично или целиком изменяются и в своем строении и в составе. Это может происходить как под влиянием проникающих в них хими¬ ческих веществ, так и, главным образом, благодаря внутренней пере¬ группировке составляющих их элементов. Такие породы получили название метаморфических горных пород. К ним относятся гнейсы, слюдяные сланцы и т. п. Понять характерные особенности всех трех групп горных пород можно, только ознакомившись с действием тех факторов, которые их образуют. Поэтому в дальнейшем описанию горных пород мы будем предпосылать характеристику факторов, их образующих. Изучение геологических факторов составляет задачу так называе¬ мой динамической геологии. 2. Вулканизм и магматические горные породы. Вообще говоря, вулканическими явлениями назы- Современпые ваются процессы поднятия из земных глубин горя- вулканы и их ЧИХ веществ, которые могут находиться в газообраз- тнпы. H0Mj в* ид ком или твердом состоянии. На месте извержения из недр земли расплавленных масс, так 4* 51
называемых лав, а также твердых и газоооразних продуктов извержения возникают образования, получившие название вулканов. Ознакомимся с двумя основными типами вулканов. Тип Везувия (Италия). Этот тип вулканов представляет собой конические массивные горы, сложенные из чередующихся слоев продуктов извержения—лавы, вулканического пепла, кам¬ ней. В центре вулкана проходит канал, заполненный (в период покоя) застывшей магмой. На вершине находится воронкообразное расширение канала—кратер. Эти горы достигают значительной высоты, иногда поднимаясь в область вечных снегов. Таков наш камчатский вулкан—Ключев¬ ская сопка, поднимающаяся над уровнем моря на 4886 м (рис. 32). Площадь, занимаемая такими вулканами, иногда громадна. Так, Арарат, находящийся в Турции, недалеко от южных границ СССР, занимает 970 кв. км. Такого типа большинство современных вулканов. V Тип Гавайский. Этот тип получил название от вулканов Гавайских островов. i Гавайского типа вулканы представляют собой большие, весьма отлогие куполообразные возвышенности, сложенные из застывших лав; на плоских вершинах этих вулканов располагаются округлые озероподобные углубления, наполненные (в период деятельности вулкана) огненно-жидкой лавой (рис. 33). Таким образом, настоя¬ щей вулканической горы (конуса), которую мы видим, например у Везувия, у Гавайских вулканов нет, что объясняется их чрезвы¬ чайно жидкой лавой, быстро растекающейся в стороны, а также п отсутствием твердых продуктов извержения (пепла, камней), которые принимают участие в построении вулканических гор типа Везувии. Вулканы обычно делят на деятельные и потухшие. Деятельность Однако деление это совершенно условно, так как Вт Л Б« П О В« «потухшие» вулканы нередко после длительного пе¬ риода покоя начинают обнаруживать деятельность. Примером может служить вулкан Арарат, считавшийся потухшим: в 1840 г. он неожи¬ данно обнаружил кратковременный, но энергичный пароксизм вул¬ канической деятельности. У различных вулканов процесс извержения проходит по-разному. И если деятельность одних вулканов представляет собой относи¬ тельно спокойный процесс, то с другими вулканами связаны бур¬ ные и нередко катастрофические извержения. Самым распространенным типом вулканических извержений является извержение Везувия. Лава этого вулкана очень вязкая и тугоплавкая. Она течет медленно и скоро застывает, образуя бугристые поверхности из губчатой массы, напоминающей печные шлаки. Сам процесс извержения вулканов этого типа происходит бурно и нередко сопровождается взрывами вулканических газов, с трудом выделяющихся из вязкой лавы. Извержение начинается обычно выделением вулканических газов. Затем в огромном количестве начинает выделяться водяной пар; в воздух выбрасываются столбы вулканического пепла, и нередко выкидываются целые тучи угловатых камней размерами несколько Гас 32. Камчатский действующий вулкан—Ключевская сопка. Рис. 33. Вулкан Килауэа. 53
более ореха-так называемых латллей и крупные куекш-вул- панические бомбы (рис. 34). Вулканический пепел и лапилли представляют собой частицы лавы, подхватываемые бурно выделяющимися из нее парамп и газами и застывающие в воздухе. Таково же происхождение большей части вулканических бомб; последние могут быть также обломками кра¬ тера вулкана, увлекае¬ мыми вулканическими взрывами. Над вулканом об¬ разуется огромное об¬ лако; грозовые тучи нависают над окрест¬ ностями вулкана. Эти тучи грандиозными ливнями изливаются на близлежащие мест-' ностп. Вода их, оме-' шиваясь с массой пеп¬ ла, образует потоки жидкой грязи, которые устремляются по скло¬ нам вулкана и заливают его подножие. Такие потоки представ¬ ляют грозную опасность для окрестного населения. Отвердевшие потоки вулканической грязи дают вулканический туф, в обра-. Рис. 34. Различные формы вулканических бомб. Рис. 35. Вулканический туф. зованин которого также принимают участие другие обломочные про¬ дукты вулканической деятельности (рис. 35). В 79 г. н. э. долго не проявлявший деятельности вулкан Везу¬ вий, который да?ке не признавался за вулкан, вдруг, после грозного землетрясения, разрушившего города, лежащие у подножия вулкана, Геркуланум, Помпею и Стабию, залил их развалины потоками жид¬ кой грязи, лавой и засыпал пеплом так, что совершенно сравнял с поверхностью земли. При извержении типа Везувия лава появляется лишь после того, как вышеописанные явления достигнут наивысшего напряжения. В этот момент наступившего кризиса лава обычно прорывает край кратера и стекает по склонам вулкана (рис. 36). 54 В некоторых случаях извержения имеют характер сильнейших взрывов, результате которых может раздробиться значительная часть самой вулканической горы. Так, в 1883 г. вулкан Крака-тау, расположенный посреди Зондского архипелага на острове того же наименования, после напряженнейшего извержеппя был взорван си¬ лой вулканических газов и паров. Грохот этой катастрофы был слы¬ шен даже в Австралии. Большая часть острова опустилась под воду до глубины в 300 м. Несколько прибрежных городов п много селений на островах Яве и Суматре было разрушено чудовищно огромной волной, хлынувшей на берега и погубившей более 40 ООО человек. Пепел, образовавшийся при извержении, покрыл толстым слоем соседние острова. Выброшенный в верхние слои Рис. 36. Застывшие потоки дави. атмосферы, он, в течение ряда лет отражая от себя лучи солнца, вызывал явление красных, необычайно ярких зорь на всем зем¬ ном шаре. Катастрофические извержения бывают и несколько иного типа. Так, 8 мая 1902 г. вулкан Мон-Пеле на острове Мартиника выбросил грандиозное облако раскаленных газов, которое со страшной быстро¬ той скатилось по склонам горы и сожгло цветущий город Сен-Пьер со всем его населением. Такое на первый взгляд странное движение этой горячей тучп объясняется тем, что она заключала в себе огром¬ ное количество вулканического пепла, частички которого увлекли с собой изверженные газы (рис. 37). Менее бурный характер носит деятельность вулкана Стром- боли, расположенного в Средиземном море в группе Лннарских островов близ Италии. Его извержения повторяются с поразитель¬ ной правильностью в течение долгих лет.
rssr-srs SSSK.^»- w "*'• ” "“*■ Сь ш своеобразно происходит извержение вулканов гавай¬ ского Za. До извержения дно вулкана представляет сооон ровную твердую поверхность. Извержение начинается с того, что дно кратера постепенно приходит в расплавленное состояние По временам на расплавленной массы поднимаются раскаленные фонтаны (рис. Зо). Легкоплавкая и жидкая лава этих вулканов то вспенивается и под¬ нимается, то снова опускается. Как только она находит себе выход сквозь пониженные края кратера, она быстро устремляется по его склонам, заливая нередко обширные пространства. Таким образом, извержения гавай¬ ских вулканов проходят без взрывов и выбрасывания вулканических бомб, песка и пепла, что наблюдается у дру¬ гих вулканов. Это объясняется тем, что более жидкая, чем у Везувия, лава позволяет газам и парам, заклю¬ чающимся в пей,свободно выделяться из нее. В тех случаях, когда происходят взрывы вулканических газов, содер¬ жащихся в магме, которым затруднен свободный выход на поверхность, воз¬ никают иногда сильные и разруши¬ тельные землетрясения. Однако вул¬ канические землетрясения не распро¬ страняются на больших площадях— они носят местный характер. Вулканическая деятельность про¬ является не только на суше, но и под водой, на дне морей. Подводные извержения происходят в об¬ щих чертах так же, как и вулканические явления на суше, при¬ чем в море над вулканическим очагом вздымаются столбы воды, выделяются пары и твердые продукты (рис. 38). Легкие, тонкопори¬ стые, «пенистые», стекловатые изверженные продукты (так* назы¬ ваемые пемзы) при подводных извержениях всплывают на поверх¬ ность моря. Подводные извержения на дне морей образуют конусы, которые при достаточной их высоте могут подниматься над поверхностью моря в виде вулканических островов. Ужас, который вызывали катастрофические извержения, с дав¬ них времен породил сказку о «преисподней» и «геенне огненной». Древние римляне так объясняли деятельность вулканов. Внутри еемли живет особый бог, которого называют Вулканом. Это бог огня и подземного мира. Когда этот бог кует стрелы в своей подземной ’ Т° П3 30шш вьглетает огонь и пепел и вытекает лава. Хри- сvme^T^voт т>Л «ом И Д° СПХ П°Р УтвеРждает» что «огонь преисподней» уществует в наказание грешному человечеству, 50 Рпс. 37. Горячая туча вулкана Мон-Пеле. «И пролил господь бог^СодоГи ГпКОи рассказ 0 1,аказании: 0Т господа с неба и ниспроверГорода Г'** СвРУ " °Г0Ш” п всех жителей городов Z и'все^ю^аГяТе.ЛГ™^ ^ Нет ничего постепеннее, как представлять себе что какой-то оог за грехи, за ошиоки людей заливает раскаленной серой живых ни в чем невинных детей и даже истребляет растительность. ' Стадии vraea- Д0СТИГНУВ наибольшего напряжения, энергия вул- m „улкаиов. кана «очиняет ослабевать. Этот процесс затухания может длиться многие сотни лет, причем деятельность угасающего вулкана будет отличаться целым рядом характерных явлений. Прежде всего потоки застывшей лавы, которая под своей пористой коркой целые годы может хранить благодаря своей малой теплопроводности рас¬ каленную массу, покры¬ ваются трещинами, из которых с большой си¬ лой вырываются струн горячего пара и газов. Это так называемые фу- мароллы. Кроме паров воды, фумароллы могут состоять из хлористых соединений металлов, сернистого ангидрида и пр. Надо иметь в виду, что химически]! состав фумаролл зависит но только от состава лавы, но л от температуры, с изменением которой происходят изменения и их химического соста¬ ва. Температура же фу¬ маролл зависит, в свою очередь, не только от длительности остывания лав, но и от расстоя¬ ния этих струй паров и газов от кратера вул¬ кана. Продуктами возгона фумаролл являются, главным образом, хлористые железо и медь. Напряжение пара и температура (около 500°) фумаролл так высоки, что в некоторых странах энергия этих вулканиче¬ ских явлений утилизирована для промышленных целей. Так, в Лордерелло (Италия) близ источников, содержащих борную кислоту, работает борный завод, используя тепловую энергию Рис. 38. Извержение подводного вулкана.
Стадия фумаролл ибреход^ затем в следующий этап жизни угд. Дающего вулкана, который носит название стадии сольфатары. Это название происходит от одного из древних итальянских вулканов (Сольфатара в Флегрейских полях), находящегося в наще время на упомянутой ступени затухания вулканических процессов. В стадии сольфатары вулканы выделяют водяные пары, серово¬ дород, углекислоту и некоторые другие газы. В период угасающей деятельности вулкана в окружающей мест¬ ности часто развивается большое число горячих, термальных источ¬ ников, особенно серных, а также можно наблюдать выход газов из горных трещин. В некоторых областях наблюдаются периоди¬ чески действующие фонтаны горячей воды—гейзеры, извержения которых происходят благодаря перегреванию воды и бурному раз- ~ витию паров, с силой выталкивающих воду. Случается, что за стадией сольфатары вновь следует пробужде¬ ние вулканов. Сам кратер Сольфатара испытал некоторое оживление в 1930 г. Однако, обычно этого не наблюдается, и следующей ступенью по пути угасания вулканической деятельности является стадия называемая стадией мофетты. В этой стадии происходят выделения главным образом, углекислоты и углеводородов. Некоторые явления стадий угасания вулканической деятельности можно наблюдать у нас на группах Кавказских минеральных вод. В окрестностях курортов Кисловодска, Ессентуков, Пятигорска, Железноводска и др. находятся выходы многочисленных горячих и холодных минеральных источников, отличающихся исключитель¬ ными целебными свойствами. В районе Пятигорска выходит, глав¬ ным образом, теплые серные источники, в Железноводске щелочные и железистые источники, а в Кисловодске углекислые источники (Нарзан). Большинство этих источников является отдаленным отзвуком давно минувшей вулканической деятельности, связанной <■ подня¬ тием Кавказского хребта, памятниками которой являются величай¬ шие вершины Кавказа—Эльбрус, Казбек—погасшие вулканы. Рассматривая географическую карту расиростра- Связь пзвер- нения вулканов, мы легко обнаружим то обстоя- ЖСПИИ С ЛИНН- J е 1 J ями разлома. тсльство, что большинство вулканов находится в со¬ седстве с морем. Это—не случайное совпадение; оно связано с новейшей, так называемой альпийской зоной склад¬ чатости (рис. 80). Далее мы увидим, что нередко берега морей пред¬ ставляют собой линии опускания земной коры, где проявляются растягивающие силы и где поэтому возникают разрывы, или расколы, литосферы. Линии разломов земной коры и представляют собой те места, которые изобилуют вулканическими явлениями. Вполне естественно, что именно здесь и устанавливается сообщение посред¬ ством трещин или каналов между очагом магмы и земной поверх¬ ностью. По этим каналам насыщенная парами и газами и находя¬ щаяся под большим давлением магма поднимается, стремясь выйти на поверхность .литосферы. Совершенно естественно, что в распределении вулканов на поверх¬ ности земли можно подметить указанную выше закономерность, Батолиты и лакколиты. которая не могла бы иметь места ео-т к вулканических явлений не было сказкой Ы религиозное толкование шст?0предГт^ляетИ с“бой "про"'пр“ ™Ь' „ость; пpoпcxoоттГ^в^^»^ю^, стного извержения. Однако земная кора далеко не ве*пл ““ТР™ можность магме подойти " ' к поверхности земли п из- ’ 1— литься наружу. Нередко магма проплавляет в глу¬ боких частях земную кору или, иначе говоря, внед¬ ряясь в глубинные толщи литосферы, образует ги¬ гантские скопления за¬ стывшей массы большой мощности в виде так назы¬ ваемых и am ол и т ое (р и с. 391. Последние состоят нз хорошо выкристаллизован¬ ных горных пород, зале¬ гают обычно глубоко и на поверхность земли выхо¬ дят иногда в горных стра¬ нах там, где прнкрывавшпе их слои горных пород удалены про¬ цессами разрушения. Иногда магма, подойдя близко к поверхно¬ сти земли, уже не имеет силы прорвать последние слои, а может лишь приподнять их и своей массой заполнить образующееся про¬ странство. Такая проникшая между слоями и застывшая^ магма обычно приподнимает куполообразно верхние слон и образует скопления в форме каравая. Эта форма внутренних магматических вторжений получила назва- ' НПО Л:1ККОЛШ?10в (рис. 10). Та- кнмн обнаженными от покры¬ вающих их слоев лакколитами являются,например, гора Лю- Даг (Медв“дь) в Крыму, близ Гурзуфа, мыс Плана и др. Целая группа прекрасных лакколитов самой ралиооб- р юной формы р ас положена ас на Северном Кавказе в районе Минеральных вод близ Желел- таека. Пятигорска. Ессентуков и Кисловодска. Гаковы 'Кр-ю^ная. Развалка и др. По» I’m P.Mpcj иаГ'.лнгз. Рис. '«о. Схема лакколита. горы: У Н(И1 Mil UX и- у яоподска. Пятигорска. Ессентуков и пислиии,^.»». ..... Бештау. Машук, Эмеинан. Железная. Развалка и др. Последняя представлена на рисунке 11. Эта гори сильно разрушена деятель¬ ностью воды и атмосферы. Упомянем, наконец, что поднимающаяся из недр земли магма нередко заполняет трещины земной коры, образуя плитообразные так- называемые магматические U44I.UA.
,л„ магмт вторгнувшуюся в литосферу и обр». о представляет собою * Над магмой располагаются оса: вующую еще ыеостывшке^ ая в сКладки; Б—менее нарущен, дочные толщи: А сильно Рис. 41. Обнажившийся лакколит—гора Развалка п район*» Минеральных род. ная и В—верхняя новейшая группа (или свита) пластов; буквой Г обозначено то место, где магма проплавляет кровлю батолита. Далее мы видим и отдельные глыбы осадочных пород (к), опустившихся Рис. 42. Схема вулканических явлений. в расплавленную магму. Последняя по трещинам проникает в ли¬ тосферу, образуя жилы, лакколиты и вызывая извержение вул¬ канов. В местах соприкосновения магмы с осадочными поро¬ дами последние сильно оплавлены (е). Г—действующий вулкан; П—потухшие вулканы, 60 h 0писаш,е магматических горпых пород.;-, Интрузивные nv ‘ШДГли, что магма, внедряясь в литосфе- и эффузивные Р?’ ожет либо остановиться на известной глубине, породы. ооразуя батолиты, лакколиты и т. п., либо может выити на земную поверхность, т. е. излиться в виде потоков лавы, ь первом случае говорят об интрузии магмы (внедре¬ нии), а во втором об ее эффузии (излнянии). Во всех этих случаях из застывшей магмы образуются различные горные породы, которые известны под общим названием пород маг¬ матических. Магматические горные породы разделяются на две большие ка¬ тегории. Горные породы, образовавшиеся из магмы, застывшей на глубине (в интрузиях), носят название пород интрузивных, пли глубинных, а породы, образовавшиеся из вышедшей на поверх¬ ность лавы, называются породами излившимися или эффузивными. Застывшие магмы, образующие жилы, могут носить либо характер интрузивных пород, если трещины, в которых они образовались, не сообщались с поверхностью земли, либо эффузивных пород, при условии заполнения магмой открытых трещин (зияющих). В зависимости от условий образования стоит п характер магма¬ тических пород. Магматические породы нетрудно отличить от оса¬ дочных горных пород: последние обычно залегают пластами на боль¬ шом протяжении и нередко содержат большое количество окамене-' лых органических остатков. Магматические породы, в отличие от осадочных, образуют сплошные покро¬ вы, массивы п жилы. Они неслоисты, ор¬ ганических остатков не содержат, масса их обычно представляет собой либо зер¬ нистую, либо стекловидную структуру. Такова в общих чертах разница между двумя упомянутыми группами горных по¬ род. Однако надо оговориться, что слои¬ стость может проявляться в вулканических туфах, в которых случалось находить и отпечатки погребенных в них остатков организмов. Структура магматических пород стоит в прямой за¬ висимости от условий их образования. Мы уже знаем, что магма, поднявшая¬ ся на поверхность земли, выливается на нее в виде лавы, быстро остывает, пре¬ вращаясь либо в темную спекшуюся пористую массу, щую печные шлаки, либо в стекловидную массу, так называемое вулканическое стекло, или обсидиан (рис. 43). Обсидиан представляет собой чистое вулканическое стекло, которое образуется довольно редко. Обычно же полившиеся породы состоят из массы чрезвычайно мелких кристалликов, погруженных в вулканическое стекло, причем количественное соотношение стекла и минералов бывает различно. Структура магматических цород. Ри< 43. Оосидиан(вулкани¬ ческое стекло). напоминаю- 61
Рис. 44. Строение (структура) гранита. птом в излившейся остывающей лаве Крупных кристаллов ПР” 3 .асплавлениа(1 масса остывает очень обычно не образуется, так м ^ сскпх индивидуумов необходимо быстро, а для роста кристс- • ^ некоторых случаях в излив- значительно больше времени. * _ щнхея породах удается различать видимые про- стым глазом (или в лу¬ пу) те мельчайшие кри¬ сталлики, которые толь- ко и могут успеть обра¬ зоваться при быстром застывания огненно¬ жидкой массы. Совершенно иное происходит в случаях застывания магмы на больших глубинах в зем¬ ной коре. Это застыва¬ ние совершается чрез¬ вычайно медленно. Кро¬ ме того, на большой глубине процесс проис¬ ходит под огромным дав¬ лением. В этих условиях образуются крупные кристаллы, и воз¬ никшая таким образом горная порода будет представлять собой сплошную массу как бы сросшихся кристаллов, или кристалличе¬ ский агрегат. Такая порода более или менее равномерно-серниста, пли, как говорят, полно- |[Г кристаллическая. Классн- чеекдм примером подобной породы может служить гра¬ нит (рис. 44) (гранит—от латинского слова «гранум», что означает зерно). Таким образом, каж¬ дая глубинная порода со¬ стоит из зерен большей пли меньшей величины. Но бывают случаи, когда маг¬ матическая горная порода приобретает переходные черты от интрузивной к эф¬ фузивной породе. Подобное явление имеет место в тех ™™Гполш™а!ГЫВа1Ше магмы пРопсх°Дит, так сказать, я ; той глХвд П ней ?„еТН°’ Магма может задержаться на изве затем произойдет вторично" пп Вырасти *РУп“ые кристаллы. Е( нос™, выльется на нее то остальнт10 ‘“ГМЫ “ °На' лойдя »* ваши. превратится в стекловат™ 1?СТЬ МаГМЫ ПрИ быстР0М ос вцаяпы ранее образовавшиеся болеем,1<отор>'10 бУдУт каК g2 олес 11ли менее крупные криста л. Такая структура в отличие от равномерно-зернистой, называется порфировой (рис. чэ). Примером породы порфировой структуры может служить кварцевый порфир, у которого в общую плотную стекловатую массу заключены округлые зерна кварца. Мы уже знаем, что при различных условиях из остывшей Химический магмы образуются различные горные породы. Условия состав горных образования магматических пород влияют и на их химиче- пород. ский состав. Магма представляет собой сложные растворы различных окислов. Главнейшие иб них: Si02, A!sOs, MgO, Na20, K20, FeO, GaO. Пока магма сохраняет высокую температуру, все эти окислы химически не связаны между собой. Но по мере того как магма, устремившаяся по трещинам земной коры, поднимается ближе к земной поверхности и там охлаждается, между этими окислами начинает проявляться химическое сродство, происходят хими¬ ческие соединения, начинается процесс растепления магмы, сопровождающийся выделением минеральных агрегатов. Большую роль при этом играют пары и газы (хлор, фтор, борная кислота и пр.), заключенные в магме. Они выпол¬ няют роль как бы химических ката л и заторов, направляя и ускоряя химические реакции, однако не входя в состав образующихся веществ. Эти летучие вещества уменьшают вяз¬ кость магмы и понижают точки плавле¬ ния входящих в ее состав соединений: кроме того, они с этими соединениями образуют летучие смеси и переносят их в направлении уменьшающегося давле^ ния, т. е. днференцируют с о- _ став магм ы. Эти вещества получи¬ ли название, минерализаторов. В заклю¬ чительной стадии остывания магмы при участии минерализаторов образуются пегматитовые жилы; структура этих жил, так называемая пегматитовая, характеризуется весьма крупными кри¬ сталлами нолевого шпата, проросшими кварцем в виде клинообразных включе¬ ний (рис. 46). Из магмы, вылившейся на поверхность и утратившей минерализа¬ торы, процесс образования минералов происходит в иных условиях, нежели в глубинах. Все это обусловливает большое разнообразие магматических горных пород. В основу современной классификации магматиче¬ ских горных пород положен минералогический их состав, а также; структура. Так как кремнезем (SiСВ) играет существенную роль п образовании всех интересующих нас горных пород, то обычно они разделяются на три группы: породы кислые, средние и основные, в зависимости от содержания в них Si02. Некоторые ученые углубляют упомянутое подразделение, давая не три, а пять групп (в зависимости от содержания Si02): Группа породы Процент SiO, Ультракислые Более 75 Кислые 75—65 Средние 65—52 Основные 52—45 Ультраосновние Менее 45. В общем можно сказать, что кислые горные породы отличаются -«„..л .4 „.тт. г.г ж V ГТ/Ч Г5 I" Рис. 46. Пегматитовая структура. Классифика¬ ция магмати¬ ческих горных пород. 63
П отличаются богатством калия и натрия, того они тугоплавки и будучи бедны железом, магиие ■ наках противоположны кис- - Основные породы в уьазанн - совершенно черной окра- лым. Они отличаются оолее*.. ’ гк0ПлавкИ) менее вязки и в рас¬ овой, большм уделышм весо-,^ быстротекучие Лавы. плавленном состо”™" "р соответствует определенная излившаяся. Каждой глубинной пор д ше и эффузивные породы могут -™. - — ■ — —— ных магматических пород: Интрузивные Эффузивные (глубинные) (излившиеся) Гранит Липарит Сиенит Трахит Диорит Андезит Габбро Базальт Сопоставим попарно характерные особенности вышеприведенных интрузивных и эффузивных пород. Гранит нам у?ке известен; он представляет зернисто-кристалли¬ ческую массу и состоит из кристаллов полевого шпата, кварца и ли¬ сточков слюды. ' — • l--1 'А { Из полевых шпатов здесь обязательно присутствует ортоклаз, а плагиоклаз может присутствовать или отсутствовать. Встречается также и роговая обманка. Слюда может быть светлая (мусковит) или черная "(биотит). Цвет гранита зависит, главным образом, от его полевого шпата, который может быть красным, розовым, серым, бе¬ лым и желтоватым. Липарит (получил название от Лппарских островов в Средизем¬ ном море) обычно светлосерого цвета, имеет порфировую структуру. В его пористой тонкозернистой массе содержатся кристаллы поле¬ вого шпата, кварца, биотита или роговой обманки. Возьмем теперь следующие дары. .jCuf num представляет собой глубинную кристаллическую породу, но от гранита он отличается отсутствием кварца, т. е. состоит из кри¬ сталлов полевого шпата (ортоклаза) и роговой обманки (или слюды). Трахит (в переводе значит шероховатый)—излившаяся порода, обычно светлосерой окраски. Состоит из полевого шпата (ортоклаза) и роговой ооманкп (или слюды). Диорит представляет собой глубинную кристаллическую по¬ роду, ооычно черновато-зеленоватого или зеленовато-серого" цвета. ^ обМа„ки. порфирГоТо ТтГоешГа^сХДиа0бк„Гт ТеМ“°Г0 ЦВвТа’ Ш,0ГДЭ плагиоклаза и роговой обманки („ли авгота)П°Ле°ð габбро и базальтСМ°ТРИМ последиие две породы- нашей таблицы: породойРчерного!Тзмотоватого\-шУгопЙ зеРнист°-кристаллической ш сер о во цвета, богатой темными 64 минералами (иногда чбрнйм б синим отливом полевым шпатом— лабрадором). Состоит он из полевого шпата, а также авгита и оливина. В габоро встречается также и магнитный железняк, имеющий, однако, второ¬ степенное значение, Базальт представляет собой темную, очень тяжелую, излившуюся горную породу плотного или очень мелкозернистого строения, широко распространенную на земной поверхности. В состав базальта входят: полевой шпат (плагиоклаз), авгит и оливин. В базальтах встречается также и магнитный железняк. Рассмотрев ряд интрузивных и эффузивных пород, мы могли убедиться в том, что одна группа является аналогом другой в отно¬ шении ее минералогического состава. Э* ' ‘ ' - Из рассмотренных нами горных пород к кислым относятся гра¬ нит и липарит, к средним—сиенит, трахит, диорит и андезит, к ос¬ новным—габбро и базальт. При навыке многие из наиболее распространенных магма- Опредсление тическнх пород могут быть определены приблизительно магматических и по внешним признакам, или, как говорят, м а к р о с к о- горных пород. п и ч е с к и. Но определить по макроскопическим признакам («на-глаз») точно любую горную породу без ошибки не сможет и самый опытный петрограф. Поэтому для изучения горных пород в петрографии существуют методы, которые позволяют сболыпой точностью определить как струк¬ туру, так и минералогический состав той или иной породы. Достигается такое определение путем м и тс р о с к о п и ч е с к о г о исследова¬ ния шлифов. Они приготовляются следую¬ щим образом: от породы отщепляют неболь¬ шой тоненький кусочек и, прикрепив его канадским бальзамом к стеклу, шлифуют сначала с одной стороны, а затем, пере¬ вернув, шлифуют и другую сторону. В ре¬ зультате такой обработки получается то¬ ненькая, прозрачная пластинка—шлиф, ко¬ торую можно рассматривать в специальном (поляризационном) микроскопе (рис. 47). Петрограф может таким способом оп¬ ределить не только структуру породы, но и входящие в нее минералы, а следовательно, решить точно, с какой породой он имеет дело. Магматические горные породы распространены на земле очень широко. Они выходят на поверхность земли, главным образом, в горных странах, па ме¬ стах же равнинных они часто являются (фундамен¬ тами разрушенных горных систем. На Русской рав¬ нине, как ^установлено по наблюдениям в буровых скважинах, они лежат глубоко прикрытые позднейшими осадочными толщами. На Урале же, в Средней Азии, на Кавказе магматические породы выходят па больших площадях. Подобные породы известны и в При¬ днепровье, и если в наше время там горы отсутствуют, то в минувшие времена истории земли там поднимались, вероятно, высокие хребты. Широко распространены они и в Финляндии, представляющей ны- 5 Рис. 47. Образец шлифа (андезит). Распростране¬ ние и исполь¬ зование магма¬ тических гор- пых пород. Минералогия и геология 65
Лх^ rTrtanv Здесь ente й /фебнейпше времека *а„ йС лишь КОторые в дальнейшем были сильно разру UOm поднимали^ гор , представляющий собой как б'ы „липовый минералогический муаей. сплошь состоит из различ,,^ магматических, а также и метаморфических пород. Чго касается Из- лишшхся магматических пород, то они часто ооразуют обШИрНЬ1е покоовы или потоки, среди которыхшироьо распространены базальты Магматические горные породы используются в народном хозяйстве для самых различных целей. Они уже сами по себе представляют полезные ископаемые, не говоря о том, что с ними связаны также п месторождения металлов, редких минералов и драгоценных камней. Большинство магматических пород отличается огромной проч¬ ностью. Эти качества позволяют дать им самое разнообразное приме¬ нение. Так, различные сорта гранита широко применяются дЛя строительных и технических целей: на устои мостов, на устройство набережных, тротуаров и т. п. '■ Гранит привлекает не только своей прочностью, но и красотой. Он обрабатывается трудно, но прекрасно принимает полировку. Вот почему он идет на обдпцовку п внутреннюю отделку зданий, на цо¬ коли памятников и пр.^~" Габбро также отличается огромной прочностью и большой кра¬ сотой. поэтому он применяется для тех же целей, как п гранит. t В Ленинграде, недалеко от которого широко распространены кагматнческне горные породы, граниты нашли значительное при¬ менение: из них построены набережная реки Невы, мосты через нее, многие монументальные здания. Еще большей прочностью отличается базальт. Базальт значи¬ тельно лучше сопротивляется, чем гранит, разрушительному дей- стагю атмосферных агентов. Базальт применяется для устройства фунлам-ат.-з здачий. для мост- вых устоев, тротуар в и пр. Негодно базальт применяется для устройства мостовых в виде так Н'^ываем- й брусчатки. — Базальт отличается меньшей тугоплавкостью, чем гранит. Все же пл*вжтея он при очень высоких темлератх-рах. Поэт му он употреб¬ ляется для литья тугоплавких сосуд в. Базальтовое литье кислото¬ упорно. Оно* также неэгек'р проводно, поэтому употребляется в ка- че-.-sjEre электрических изоляторов (вместо фарфоровых). Д *уга*г магматические породы: диориты, порфпры. диабазы и т. п., шяр ко применяются в етр«:*п-ельном деле. Для строительных целей применяют* я также и нек.тогые вулканические туфы. Среди этих ту|»»в окачествами отличается так называемый трасс, ко- торый. смешан с песком и известью (в размолотом виде), да-т аысок .сортный цемент. Что касается пемзы, то она применяется, главным ооразом, для полировочных работ. Мягм*т1ч»*гкв# с *Э’~мзтичггКими породами связаны месторождения редни* породы, грдые *1!< £рз.тов и руд. минералы Lof3 г-л'*г>м pij'fa понимают такие минеральные ofiP?3°'. * р'Дiibi^ ме- *а.ния. ив Komoprjx добывают путем предварительной ог>ра еторижд^ная. &u/r/JC,/ * * 7 - г ........^м- «Изверженные породы,—говорит академик Обручев,—являются перво¬ источникам всех руд тяжелых металлов, а извержения в той или иной форме непременно связаны с горообразованием, с дислокациями—складчатыми или сбросовыми». И действительно, вспомним, например, наши районы, прославив¬ шиеся своими рудными богатствами: Урал, Кавказ, Алтай, Забайкалье, Фер¬ гану и др.; все это—горные области. Рудные месторождения и место рождения редких минералов не рассеяны в земной коре «как попало». Как всюду в природе, и здесь существуют известные закономерности. Знание этих закономерностей и позволяет нам ориентироваться в толшах земной коры при их поисках, указывая нам, куда и зачем мы должны направлять свою разведку. Иначе дело поисков, идя всдрпую, представляло бы собой весьма непродуктивный труд. Важнейшими путеводными признаками в дело интересующих нас изысканий являются генезис и парагенезис минералов, с которыми мы познакомились в курсе минералогии. Изучая вулканический процесс, мы видели, что раскаленная магма содержит в себе огромное количество паров и газов, которые выделяются из нее как в период извержения вулкана, так и в стадиях его угасания. Сама по себе магма, застывая, раскристаллизовываясь, может образовать самые различные выделения химических элементов и соединений, которые осаждаются из магмы в известной последовательности, в зависимости от условий остыплмпп, температуры их плавления, концентрации и пр. Эта диференциация магмы дает .минеральные скопления—рудные и нерудные. Так образуются место¬ рождения плагины, пирита, слюды и пр. К интрузивным месторождениям принадлежат и жилы пегматитов, богатые весьма ценными полезными ископаемыми. Как мы уже знаем, так называются горные породы, образующиеся из остывающей магмы последними и состоящие на* чрезвычайно крупных кристаллов полевого шпата, проросших кгэрцсм. Существенную роль в процессе рудообразования здесь играют находящиеся в магме летучие вещества: они способствуют обогащению жил пегматитов целым рядом полезных ископаемых: бором, Фтором, фосфором, а также и редкими эле¬ ментами: вольфрамом, теллуром, висмутом, ванадием и др. Точно так же жилы пегматитов весьма богаты и различными драгоценными камнями, среди которых встречаются: изумруд, аквамарин, топаз, гранат и др. В последнее время большое внимание уделяется исследованиям пегматито¬ вых жил. так как наша промышленность нуждается в редких элементах и дру¬ гих минералах, часто связанных с пегматитами. Но кроме вышеописанных магматических процессов образования ценных ископаемых, последние возникают и другими способами. При застывании в интрузиях, как мы уже знаем, выделяются газы н пары, вынобяшие с собой из магмы различные химические элементы и их соединения. Остывая, эти пары п газы' осаждаются на стенках грещин и в различных пусто¬ тах земтй коры, заполняя их п образуя ж»пы (а также скопления неправильной формы—гнездо, uiTOKH и т. п.) или "покрывая их стенки корками и щетками кристаллов. В этих случаях образуются очень часто богатые месторождения ценных полезных ископаемых. Этот процесс получил название, как мы уже знаем, пневматолнтического, т. е связанного с газами и парами. Сюда относятся многие месторождения олова, вольфрама, молибдена и пр. К таким пнеьматолнтическим месторождениям принадлежат вольфрамовые руды на Урале, а в Забайкалье подобное же происхождение имеют и месторождения оловянного камня. Но руды образуются не только из самой магмы или выделяющихся из нее газообразных и парообразных продуктов. Они образуются также и в самых толщах тех горных пород, через которые проходит раскаленная магма или внедряется в них. Дело в том, что воздействие раскаленной массы на соприкасаю- " щиеся с магмой породы не исчерпывается тем, что эти породы о плав л потея магмой или расплавляются воцсе, глыбами опускаясь в магматпчесьне мае ы, как бы растаивая в них и превращаясь в магму. Наряду с этим соприкасающиеся с магмой толщи земной коры пропитываются парами и газами, выходящими из магмы; они, изменяясь химически, превращаются в совершенно новы? мине¬ ральные образования, давая начало особому типу рудных месторождений, которые носят название контактовых (стр. 36). Так образуются железные, медные руды и др. Путем контактового метаморфизма возникли железные руды гор Магнит¬ ной, Высокой и Благодати, а также и некоторые медные руды Урала (Богослов¬ ское, Меднорудянск и др.).
.. ювенильных вод в процессах «ииералоовря*,^. - ,.%• наконец, рол» ют*»™ ппеТсн чрезвычайно ангинным na0Th^ нжнТвонах^1И^Ф^;“^ыЯ. 01на осанщаег в эп.х ,р^ Поднимаясь по TPew,J?^ecTBa, отлагая их либо на стенках трещин ntewtax растворенные в ней <I { oG аауЮТОя месторождения по.т,еаНЫх н пус^т. л^иелиномзеиюлн^» образова111|Я носят нааиание пщ£. ископаемых, которые но -х< ^ г. термальных поли ■КОИ««•'И1,1г рмальных. Ntll,VlW.-pHHO имеют вольфрамовые руды в Забайкалье, а также Подобное про.. X ^винновые и цинковые) Алтай. Птжапш, ”“е ТТе^ьн^к;^'^!^. циркулирующих в трещинах горных т*£ ; <bottnU ЯН’ЮНПЯ .W."/M<ICO.W< 1ШОЗ<1. пкдегавл'явт собой химический пропссс, при котором происхо- В,ГГ 2SST«W минерального обрааован.ш другим путем двойного обмена меж“ готюй пщч.дой и нрнтекаюишм раствором, причем строение горной по- ^дат*1ь1^У^та^^'м«то»а нередко сульфиды серебра и меди замещаются сулыЬндами свинца, цинка, железа и т. п. 4. Процессы, обусловливающие образование осадочных горных пород. „ Выветривание. В образовании осадочных пород громадную роль Что такое играют процессы разрыхления п распада горных выветривание. пород> которые происходят в зоне катаморфнзма, обладающей умеренными, колеблющимися температурами п невы¬ соким давлением. Процессы эти объединяются общим термином выветривание. Разрушение горных пород прежде всего может птти Физическое путем механического разрыхления и распада каме- выветривание. Ш1СТЫХ твердых пород без изменения их минераль¬ ного состава. Такое выветривание называется физическим вывет¬ риванием. Главным агентом физического выветривания горных пород явля¬ ются суточные и годовые температурные колебания на поверхности земли. Особенно сильно проявляется действие этого агента в пусты¬ нях и на горах с их резкими температурными колебаниями. Ампли¬ туда этих колебаний в пустынях достигает местами 70—80°. ,Бы¬ строе п сильное нагревание лучами солнца поверхности каменистой горной породы, охлажденной за ночь, вызывает столь же быстрое и сильное расширение ее поверхно.стных слоев; благодаря этому связность между нагретым слоем и слоем, не успевшим прогреться, нарушается, образуются горизонтальные трещинки, благодаря чему поверхность породы отслаивается в форме чешуек (дескваммация)-д В то же время ночное охлаждение, неравномерное в разных частях породы, вызывает образование глубоких трещин. Поэтому в пустынях можно наблюдать громадные валуны и даже целые скалы, раско¬ лотые глубокими трещинами. Нередко большие каменные глыоы, сохранившие свою первоначальную форму, но е действительности разрушенные проникающими их многочисленными трещинами, раС' падаются в щебень от одного удара молотком. Процессу выветривания подвергаются как породы однородного состава, так и разнородного. Однако последние выветриваются оыетрее. ели горная порода состоит из разнородных зерен, обла- Ы ' дающих различными теплоемкостью и коэфицпентами расширения, при этом неодинаково поглощающих солнечные лучи благодаря различной окраске, то при нагревании и охлаждении связность между се отдельными зернами также нарушается—порода разрых¬ ляется. Поэтому гранит, состоящий из отдельных зерен кварца, долевого шпата и слюды, несмотря на свою твердость, может под¬ вергнуться весьма глубокому разрушению под влиянием физиче¬ ского выветривания. К разрушительному действию резких температурных колебаний в странах с зимами, имеющими температуру ниже 0°, присоединяется разрушительное действие замерзающей воды. Вода при замерзании Рис. 48. Фингалова пещера на острове Стаффа. увеличивается в объеме с такой силой, которая способна разрушить даже очень твердые породы. Проникая в трещины горной породы, при замерзании она расширяет йх, производит новые разрывы и в ре¬ зультате приводит к полному разрушению породы. Более всего за¬ мерзающая вода разрушает те горные породы, которые легко ею про¬ питываются, например богатые глиной (мергелистые) известняки, которые поэтому и называются рухляками. Впрочем, некоторые по¬ ристые породы, например грубые песчаники, менее подвержены разрушению, так как вода при замерзании имеет достаточно места для расширения и поэтому не нарушает в такой степени, как у рух¬ ляков, связности породы. Выветривание под действием замерзаю¬ щей воды называется морозным выветриванием. Явления морозного выветривания хорошо можно наблюдать на Урале, в сибирских горах и вообще в горных областях северных широт. Разрушение связности у горных пород вулканического проис¬ хождения обнаруживается- в так называемой их отдельности. Не-
„„ ппя вастнваяия образуют правильно переовкаи. редко эти породы.пр> выветрИванию эти трещина углубляются щиеся трещины, бл Д Расмдаетоя на более или менее правильные расширяются и шении дает так называемую призма. глыбы. 1ак, оаз как бы шестигранные призмы. При- ТИТм Ской призматической отдельности может служить знаменитая ^ингалсва пещера на острове Сгаффа близ Шотландии, образовав- шаяся в базальтовых массах (рис. -±о). Наряду с физическим выветриванием происходят Химическое ивменение и разрушение горных пород химическими выветривание. агентами. Главными деятелями такого химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода, пропитывая горные породы и двигаясь по их порам и тре¬ щинам, может растворять породообразующие минералы. К легко растворимым в воде минералам относятся каменная соль и гипс. Присутствие в воде углекислого газа чрезвычайно повышает ее дей¬ ствие как растворителя. Такая вода растворяет в себе значительное количество углекислого кальция, разъедая известковые породы. Деятельность воды не ограничивается только растворением по¬ родообразующих минералов. При участии кислорода и углекислого газа она вызывает глубокие химические изменения в горных породах. Особенное значение в процессах химического выветривания имеет разложение силикатов—полевых шпатов, роговых обманок, слюд и пр. Их распадение приводит к выветриванию гранитов, гнейсов и пр. Гранит на 65—70% состоит из полевого шпата к на 25—30% из кварца. Распадение полевых шпатов, входящих в состав гранита, прослежено нами в схеме на странице 29. В результате этого процесса силикаты каолинизируются и образуют глину. Щелочные и щелочно¬ земельные металлы при этом переходят в углекислые соли (карбо¬ наты), двуокись кремния, содержащаяся в силикатах, в большей своей части переходит в растворимую кремневую кислоту, которая вместе с карбонатами уносится водой. Зерна кварца с остатками слюды образуют пески. . Точно так же под действием воды и кислорода пирит (FeS2) пере¬ ходит в сульфаты, в том числе в сернокислые соли железа (FeSC^), в лимонит (2Fe203. ЗН20), дающий в жильных рудах «железную шля¬ пу», а также и свободную, самородную серу. До 9% объема химиче¬ ски разрушающихся изверженных горных пород переходит в раст¬ воры и уносится водами. Эти растворы выносятся в море, где и всту¬ пают^ в следующие стадии минералообразования. Подсчитано, что оощее количество этих растворенных веществ, скопившихся за геологическую историю в океанах и морях, таково, что при осаж¬ дении из воды они могли бы покрыть дно слоем мощностью в 100 м- Оргапичеепоо ^аРяДУ с физическим ы химическим выветривания- выветривание. происходит процесс органического выветривания- Древесная растительность в районах выхода ва'нит ппрВеР*ХИ°СТЬ твеРдых каменистых пород может действовать наподобие к™ всего чисто механически, раздвигая своими корням*> « ’ ИХ тРещиьы. Одновременно корни растений выДе на минера“ТщеКИм^етвГпонКаЗЫ ^ЮЩИе Раств0Ряющее £*%*** г щества почвы. 1ак же действует выделяе 93 растениями и животными углекислота. При гниении организмов в условиях слабого доступа воздуха возникает ряд органических кислот, действующих на минеральный состав почвы, а также серо¬ водород (HZS); действие последнего на соли железа приводит к обра¬ зованию сернистого железа, пирита (FeS2). Припомним, наконец, минералообразующую деятельность нитрифицирующих и азоту сваи- вающих бактерий, а также разрыхляющую деятельность живот¬ ных—земляных червей, личинок насекомых, кротов и пр., увели¬ чивающих доступ в почву С02 и Н20. Перенос продуктов разрушения. Перемещение Продукты разрушения горных пород редко остаются продуктов на месте их образования. Для этого необходимы выветривания особо благоприятные условия: прежде всего отсут- под влиянием ствие уклона и наличие растительности, препят- сплы тяжести. СТвуЮ£цей действию агентов переноса. Обычно же продукты разрушения уносятся с места их образования. Это удаление продуктов выветривания происходит, во-первых, под непосредственным влиянием силы тяжести. Угловатые обломки скал и щебень обрушиваются по крутым склонам, скопляясь у их подножий в виде конусов осыпи; сливаясь, конусы осыпи образуют у подножия гор так называемые шлейфы. Разрушение горных пород, особенно прн насыщении их водой, уменьшающей трение, нередко ведет в горах к громадным обвалам. Наиболее грозные обвалы происходят при землетрясениях. Остат¬ ками горных обвалов являются нередко встречающиеся в Крыму «хаосы». Во время известного землетрясения в Алма-Ате (Верном), пронспюдшего в 1837 г., в горах обрушились громадные скалы. Пло¬ щадь обвала по реке Ак-Джар заняла х/4 кв. км, мощность же его равнялась 300 лг, громадные обломки гранитных, диоритовых и слан¬ цевых скал, достигавшие 50 т веса, совершенно .заполнили всю долину реки. Осыпп и обвалы не могут на далекое расстояние Агенты перс- унести продукты выветривания. Гораздо более зна- поеа и род' ктои J ^ г выветривания. чительную раооту в этом отношении производят вода, лед и ветер. Эти агенты переноса уносят про¬ дукты разрушения горных пород иногда на тысячи километров, чрезвычайно глубоко изменяя лик земли. Но, являясь агентами переноса, они совершают и другую геологическую работу—разру¬ шительную и созидательную. Поэтому, рассматривая их по преимуществу как геологических деятелей переноса, мы недолжны упускать из вида и их роли в разрушительных и созидатель¬ ных процессах поверхности земли. Дождевые и снеговые воды, унося продукты Раоота погерх- выветривания, начиная с наиболее мелких, пылеоб- НОСТНЫХ LO- токов и рек. разных частиц, тем самым обнажают поверхность горных пород для дальнейшего действия агентов выветривания. Размывающая работа поверхностного водного потока подчи¬ няется следующим закономерностям.
)tn?nr,f (')'U i‘"'b О U.V. Двпжеппс пыгшчг’гл кз ,nv.. начинается сетью неОолыиих (.труГ;, которые .могут <’о.!д;п;;гг/, даря сиоей размывающей деятельности весьма прихотливо г|,''1цг°' поверхности {рис. 49). Благодаря слиянию струй увелцч рЛ1Ы масса движущейся воды, увеличивается и быстрота ее лн ПаетСя Обрааовавпгайс-я таким образом поверхностный поток нот», 1?Кеайя. Шает РыТь Fuc. 49. Меловые столбы (Кавказ). себе русло; так образуется рытвина. Движение волы потока прекра¬ щается у подошвы склона, по которому он стремится. Следовательно, здесь прекращается размывающая деятельность воды, или, как говорят, эрозия, и образуется конус выноса из нане¬ сенных водой материалов. Подошва склона, по которому стремится поток, называется ос¬ нованием, или базисом эрозии. Размывание потоком склона идет от базиса эрозии к его верховью или регрессивно, примем наиболее энер- - гичная эрозионная дея¬ тельность потока проис¬ ходит в верхней части его, где склон наиболее крут, в средней части идет по преимуществу перенос материала, ко¬ торый отлагается у ба¬ зиса эрозии. Профиль русла на том этапе его развития, когда все три отдела его ™ вытлняют свойствен- ™>пут 1огн^я И0ЖН0 „пз®6Разить (рис. 50) кривой, обращенной гооизонтатьн™ ”°Р°Н0Й- ’ нижней части эта кривая переходит в но Пип таком -‘Г5’ В BePXHei*—поднимается почти вертикаль¬ нанамавив *1»*™ рамовес:^ ложа и берегов потока. наименыпее сопротивление со стороны иейВихЫтастиИп^исходаеаС-а^Ь“°^ Развивают0я овраги. В вер*- в нижней части—намыв mix матеРиала» ь средней части—передо > мытый текучими волами есенн°г° сюда материала. Материал, ва“ У ми водами, получил название аллшия. J 2 Рис. 50. Схема профиля равновесия потока: A. A,, A,. At> А, — конус рынок а, В—первоначаль¬ ная поверхность склона, В,— базис эрозии, С—исток. Развитие крупных ппнорхнпгтных потоков, или рех?, подчи¬ няется в основном тем же закономерностям развития. Реки также производят энергичную эрозионную работу, причем верхнее их течение является, главным образом, областью размыва, среднее—областью переноса, нижнее—областью отложения, особенно значительного у базиса эрозии, у впадения реки в море. Здесь реки Рис. 51. Дельта 13илгц. образуют дельту—группу наносных островов, разделенную реч¬ ными рукавами. Дельты больших рек могут занимать тысячи квад¬ ратных километров (рис. 51). У нас громадные дельты образовались при устьях Волги, Лены, Аму-Дарьи. Значительная часть Ленин¬ града стоит на дельте Невы. Дельты растут буквально на глазах жителей. Так, на карте местоположения старого Петербурга (1698 г.) не показаны некоторые острова (например, Вольный) и отмели, ко¬ торые выросли за время существования города. Если устье реки расположено на побережье, испытывающем постепенное опускание, то море затопляет долину реки при ее впадении, благодаря чему река образует широкое устье, или эстуарий. Близкая к профилю равновесия река в среднем течении уже не Е состоянии преодолеть препятствия, оказываемого ее течению мате- 73
У про'шииии..^, Благодаря этому происходят Рис. 52. Схема образовании меандров и лла- нацни речного русла. „ тя№- она перестает углубл.чть русло л, 05ад. риалами, обраауюшпмп ®»^ er0i образу!1 шлуч,шы [меандр*) д„ препятствия, «оикает удл ^ вода подмывает- их берег (рис. 52). Ударяясь в пзгп Mo6bIMтечением откладывая аллювий! у противоположного оере уждоиие, или пмнацня, реки в го- I Г. ппоисходит олу д ризонтальном направле- нии. Извилины при плана- ции реки все более и более увеличиваются, прометку?, ки же между ними сунщ- ваются; в конце концов они прорываются и русло - реки выпрямляется, остав¬ ленные же излучины обра¬ щаются в так называемые старицы (рис. 53). В описанной стадии раз¬ вития река уже почти не углубляет своего русла, проводя лишь боковую эрозию, приводящую к расширению ее долины; при этом отложения аллювия захватывают и среднее течение, переносимый же рекой материал доставляется по преимуществу дождевыми л снеговыми потоками, которые сглаживают окружаю¬ щие равнины, придавая им мягкие очертания так называемой пре¬ дельной равнины, или почти рав¬ нины (пенеплена). В этой стадии река как геологический фактор «стареет». Большинство равнинных рек нашего Союза находится имен¬ но в этой стадии развития. Однак> состояние равновесия реки может быть нарушено. Изме¬ нение климата, сопровождающее¬ ся у вел и чением о садко в, понижение баз ica эрозии или поднятие обла¬ сти верхнего течения реки в связи с медленными колебаниями земпой коры .могут открыть новый цикл эр.>зии: р.'ка как геологический деятель «омолаживается». Свидете¬ лями этой циклической истории ре¬ ки являются террасы речных до¬ лин, наблюдаемые и на наших ре¬ ках—Волге, Лене и пр. (рис. 54). Рис. 53. Меандры и старицы реки. торого река в^работа^б^лее'ш„ 0ДП0МУ ПШ{ЛУ эрозпи, по время ко- отл дкав Свой алтювий Кя* менее свой профиль равновесия, ветствует обновлению печн,^Д°в*НОВОе УглУбление долины соот- эрозип, речного бассейна и начале левого цикла 7* Рис. 54. Речные террасы. Если река на своем протяжении прокладывает себе русло по гор¬ ным породам, оказывающим различные сопротивления ее эрозион¬ ной деятельности, происходит нарушение установленной выше за¬ кономерности в ее развитии. Гека в любой части своего течения мо¬ жет образовать пороги со стремительным течением. Примером может Рис. 55. Водопад на реке Ольховке близ Кисловодска. 7S
, лплпнбм течении пересекающий гранитщ^л служить Днепр, в моем р ‘ рытые подпором вод Днепро^? ГЖ- S" своего образования. Ещ/бо^ Здесь долна ре .и > иормального профиля реки М0[^ ярким примером н | энергия падающей Во^т служить «Р“СЛ медленно приближает русло ^ водопада, р 1 ‘ ия так, Ниагарский водопад (рис. 147ч низвергающийся' мощным потоком с высоты около 50 м, ежегод^ низ вер га ющи смывает свои каменистый устуц на 0,3 .м. За время своего суще. ствования он уже уСпел промыть русло реки Ниагары на цр0. тяженпи 11 км. То же можно констатировать п по отношению к Нарвскому во¬ допаду (Эстония), ниспадающему с высоты 7 м. Раковины живущих в нем мягкотелых (слизняков) находятся ниже водопада в го¬ ризонтах, расположенных зна¬ чительно выше современного русла реки Нарвы. Наоборот, если мощный вод¬ ный поток протекает по высокой равнине, сложенной пз легко размываемых горных пород, он может чрезвычайно углубить свое русло, образуя узкие ущелья с вертикальными края¬ ми. Особенно интересны в этом отношении тесппны североаме¬ риканских рек на западе США. Река Колорадо протекает здесь по дну глубочайшей пропасти, вертикальные стены которой поднимаются над уровнем реки местами на 2000 м (рис. 56). Такие ущелья называются каньонами. Ледники. Вода производит большую работу разрушения и переноса также в твердом виде. Даже в жарких странах на высоких горах снежный покров держится крзтглый год. Нижняя граница постоянного снежного покрова называется сне¬ говой линией. В экваториальных областях она находится на вы¬ соте 5 о,о тыс. м. Понижение этой границы зависит не только от температуры, но и от влажности климата. Например, в восточной ®вказских с их сухим климатом снеговая линия про- где М Над уровнем моря, в западной же части, Однако пажрЗНпЧИТ0ЛЬН° больше’ она опускается до высоты 3570 -и. до самого vnoRW5Tn0J1HpHbIX стРанах снеговая линия не спускается летом. Напоимеп*10^’птСНеГ-ВЬ1павший 3^есь 83 зиму, стаивает высоте 400 м, Э ^иш*бергене снеговая линия держится на 76 Рпс. 56. Схема каньона реки (Колорадо). Снег, скопляющийся выше снеговой линия, в горных областях, частично уносится из них путем снежных обвалов, или лавин. Обру¬ шивающиеся с крутых склонов лавины увлекают с собой подчас значительные глыбы камней, несомненно являясь фактором сноса в горных областях. Однако основные массы уносятся пз обла¬ стей вечного снега, главным образом, в виде ледников, или глет- черов. Среди ледников различают несколько видов: а) Ледниковые покровы мощным слоем льда охватывают целые страны, например, Рис. 57. Долина, склоны и дно которой выпахапы ледником. Антарктиду, Гренландию и пр. Ледник Антарктиды занимает пло¬ щадь примерно 14 млн. кв. км. Толщина этих ледников достигает 2000м и более, б) Горные (альпийские) ледники образуются в высоко¬ горных циркоподобных котловинах и сползают языками в соседние долины. Размеры их колеблются в значительных пределах. Самый мощный ледник Кавказа Бизинги имеет длину 19 км, ширину до 1 км. Некоторые ледники Тянь-Шаня достигают 30 и более кило¬ метров. Мощность горных ледников выражается величинами порядка 300—500 м. Кроме этих двух основных типов ледников, различают также смешанный скандинавский тип ледников, образующихся в виде ледяного покрова на плоскогорьях, питающего собой ледники гор¬ ных склонов. Процесс образования ледников лучше всего изучен в отношении ледников альпийского типа. Снег, выпадающий в течение целого года в высокогорных обла* стях, скопляясь там, под влиянием своей тяжести уплотняется 77
•• .„тп-оачный фирновый лсд, или фирн, шитючаюпод I ■1СРШГ^ичес?воСзырько/воздуха. Затем благодаря дцвлени(0 большое №Я“:Рьки удаляются через трещины, и лед вышележащих елоев У прозрачным, голубым глетчерным льдом. становится однородным^ Р I н0 6олее или менее округ: ^ зорон различных размеров, представляющих собой деф0р. мивовапные кристаллы; в шииннх горизонтах ледника эти зерна дшрованныс щ достигают величины голубиного яйца. Ледниковый лед слоист. Эта слоистость объясняется чередованием периодов обильного и малого выпадения снега, что обусловливает чередование слоев, отно- сительно богатых и бедных пузырьками воздуха и, следовательно, неодинаково прозрачных. Существенной особенностью- льда вообще, а следовательно, и глет¬ черного, объясняющей его движение, является пластичность; благодаря пла¬ стичности лед под влиянием собствен¬ ного давления может растекаться, гю те¬ ряя связности частей. Движение ледни¬ ка следует законам истечения жидкостей: посредине ледникового потока, приблизительно по его оси, происходит самая быстрая пе¬ редвижка льда. Ледник движется при одинаковом наклоне по срав¬ нению с водяным потоком в 10 ООО раз медленное последт.го, прохо¬ дя от 1,25 до 25 мм в час. При движении ледника в его массе образуются как продольные, так и поперечные трещины. В леднике но мере его движения идет подтаивание льда как на поверхности, так и в глубине. Благодаря Рис. 58. Ледниковые шрамы на камне. Рис, 59. Схема продольного разреза через ледник. этому на поверхности ледника, а также внутри его по ледниковому ложу устремляются воды; последние нередко вырываются пя-под ледника на его конце через ледяной грот—так называемые ледни¬ ковые ворота. При своем движении ледник оказывает разрушающее действие на свое ложе, выпахивая его (рис. 57), выламывая и унося с собой выдающиеся края скал и истирая обломки, поддающиеся механи¬ ческому измельчению. Стирая острые выступы своего русла, ледник 'га Рис. 60. Схема поперечного разреза через ледник. как оы шлифует их, придавая пм «курчавый» вид {курчавые скат) разрушительную работу ледника увеличивают обломки горных пород, вмерзающие в ледник и при его движении истирающие ложе я берега глетчера. Образующиеся при зтом так называемые ледни¬ ковые шрамы (рис. 58), полировка ложа ледника и ледниковых валунов указывают на прежнее прохождение ледника по местам, откуда он позже отступил, нередко окончательно растаяв. Впрочем, унос материала ледником лишь отчасти обусловливается разрушительной работой самого ледника: главную роль в этом отно¬ шении играют атмосферные агенты, разрушающие скалы, обломки которых скопляют¬ ся на леднике. Материал, уносимый ледником п откла¬ дываемый им, называется мо¬ реной. Скопления обломоч¬ ного материала их по бокам ледника называются'боковы¬ ми моренами. При падении на ледник камней с возвы¬ шающихся скал образуются срединные морены; средин¬ ная морена может образоваться также из боковых путем слияния двух ледников. Материал, попадающий на дно ледника, образует донную морену. Когда ледник достигает области таяния, он нагромождает на своем конце вынесенные им обломки в неподвижную так называемую конечную морену, образующую на его конце высокий вал (рис. 59 и 60). Еще более грандиозную работу разрушения и переноса материала производят материковые ледниковые покровы. Характерным для них образованием является скопление впереди конечных морен песков. Обильные воды, вытекающие из-под таких ледников, от¬ лагают впереди конечных морен массы слоистого, так называе¬ мого флювио-гляциального, иначе ледшшово-ручейкового, песка, устилающего расположенные впереди ледника равнины. Примерно от у3 до уа воды, выпадающей из атмосфе¬ ры на поверхность суши, проникает внутрь земли. Вода, выпадающая на землю в впде атмосферных осадков, может, во-первых, просачиваться в слон земли (инфиль¬ трация); во-вторых, она перегоняется по порам горных пород в виде паров, осаждающихся {конденсирующихся) при благоприятных для их осаждения условиях; в-третьих, она может передвигаться по тре¬ щинам пород. Наконец, она может двигаться ио значительным ка¬ налам, образовавшимся в земной коре. Этот способ передвижения подземных вод {инфлюацни) встречается сравнительно редко, глав¬ ным образом в слоях горных пород, легко растворимых в воде. Бода, пропитывающая верхние зоны литосферы и передвигающаяся в них, по преимуществу поверхностного происхождения (вадозная вода). Сравнительно с ней роль ювенильных вод в этих горизонтах совер¬ шенно ничтожна. Работа подзем i иых вод. 79
Вод ы. просачивающиеся под влиянием силы тяжести в порхцце слои земли, называются грунтовыми; задерживаясь нодонепроннцае- мымн слоями земли, грунтовая вода образует над ними водоносный ( фреатический, т. е. колодезный) горизонт Рис. 61. Схема артезианского колодца. А, С—водонепроницаемые, слон, К—водоносный слон (вер- шиальаые каналы—буровые скиалншы). «чьи . Верхняя поверхность такого водоносного горизонта называется их зеркалом. Зеркало грунтовых вод испы¬ тывает периодические А п непериодические ко- К лебания в зависимо¬ го сти от атмосферных условий. Грунтовые воды, пыходящие на поверхность земли, например на склоне оврага, горы или реч¬ ной долины, образу¬ ют источники. Дви¬ жение воды таких ис- точнпков происходит иод влиянием силы тяжести. Такие источники называются нисходящими. Они вы¬ ходят в нижней части водоносного слоя. ' Однако, если вода скопляется между двумя водонепроницаемыми слоями, образующими впадину, в нижних частях впадины в воде развивается гидростатическое давление под влиянием вышерасполо- женных масс воды. Давление ото может достигать значительной силы; поотому, если один из склонов такой впадины обнажается (например по склону оврага), вода с силой выбрасывается но нему. В таких случаях вода движется уже не под влиянием силы тяжести, а под влиянием гидростатического давления, почему такие источники называются восходящими. Искусственные восходящие источники называются ар¬ тезианскими колодцами (рис. 61). Значитель¬ ную роль грунтовые воды могут играть при образовании оползней. Под оползнем понимается медленное дви¬ жение поверхностных зе¬ мляных масс, происходя¬ щее по склонам гор, хол¬ мов, речных долин, бере¬ гов морей и озер. Образуются они благодаря тому,'что между р^3" личными слоями земли нарушается естественное сцепление. Причи¬ ной оползней может быть искусственная нагрузка на грунт: в внде насыпей, достроек и т. п. Если вес грунта увеличивается благодаря насыщению его водой во время изобильных дцждей или снеготаяния ? 80 Оползпо. Рис. 62. Схема оползня. могут также возникнуть обширные оползни. Умепьшснпе трения между слоями земли благодаря смачиванию поверхности их со¬ прикосновения, например поверхности глины, также содействует оползням (рис. 62). Один из наиболее крупных оползней в нашей стране произо¬ шел на берегу Волги в Саратове в 1884 г. по склону Соко¬ ловой горы (рис. 63). Площадь оползня измерялась 0,5 км в длину и 40 л в ширину. В 1915 г. большой оползень у нынешнего Уль- Рис. 03. Оползень. яновска разрушил строившийся железнодорожный мост. Значитель¬ ные оползни происходят также по ю?кному берегу Крыма, у Одессы н т. д. ^ Обильный приток вод к поверхностным слоям земли может привести к такому пропитыванию их водой, что они обращаются в грязевую массу. Если образование такой грязи приурочено к склонам, грязь может выйти из равновесия н бурно устремиться в соседнюю долину. Такие грязевые потоки, получив¬ шие название мур, или оплывин, передки в горах, например в Аль¬ пах, в горах Средней Азин, представляя серьезную опасность для местного населения. 4 Подземные воды оказывают значительное раство¬ ряющее действие на омываемые ими пласты горных пород. Благодаря атому в областях залегания гипса, а также из¬ вестняков могут образоваться обширные подземные пустоты. Неко¬ торые из этих пустот представляют собой пещеры, тянущиеся на десятки п даже сотни километров. Наибольшей известностью поль¬ зуется так называемая Мамонтова пещера в США, подземные кори¬ доры которой тянутся в общей сложности на 250 км. В СССР наиболее известна заповедная Кунгурокая пещера в за¬ падных предгорьях Урала, а также пещера Бимбаш-Коба в Крыму на горе Чатыр-Даг. Все оти большие пещеры образованы в извест¬ няках. Для подобного рода пещер весьма характерно образование кристаллических агрегатов кальцита в виде натеков на потолке, полу и на степах, знакомых уже нам из курса минералогии ста- § Минералогия и геологпц
лшаптоп (шш капель,,.,коп) п оталапштоп. Иногда натони зд, имеют форму кружевообразных занавесок. имеют форм} ве»;ра можно наблюдать на берегах рек, где Работа петра. отсутстВует растительность. Еще более крупную ра¬ боту ведет ветер в пустынях. Эта работа заключается в том, что ве¬ тер: подхватывая песок, ударяет его в скалы и камни. > дары песча¬ нок стирают и сглаживают поверхность горных пород. Па ней обра- ^ зуются борозды, углубле¬ ния и даже сквозные пу¬ стоты. При постоянстве направления ветра эта обтачивающая работа пес¬ чинок приводит к тому, что каменистые обломки превращаются в много¬ гранные камни нередко ха ра кто р но и п и рампдал ь- нон формы (рис. 6-4). Ветер также произво¬ дит работу но переносу продуктов разрушения горных пород. Ветер вымотает не только горизонтальные поверхности: он прони¬ кает в мельчайшие углу¬ бления, выдувая оттуда продукты выветривания горных пород. .Чшиь бла¬ годаря ОТОИ <)(•(/).1.4пип в пустынях разрушение горных пород развивается в полной мере. Если бы не было этого выдувания, продукты выветривания нако¬ плялись бы на месте и предохраняли горные породы от дальней¬ шего действия агентов разрушения. На далекое расстояние ветром уносится только пыль, песок же гонится им по поверхности на сравнительно недалекие расстояния, образуя холмы, так называемые дюны. Полное развитие* дюны полу¬ чают лишь в пустынях (полулунные барханы пустынь) и на мор¬ ских берегах; некоторое развитие они получают также по берегам больших рек. Для образования дюн необходимо преобладание ветра одного направления. В развитом виде дюны носят характер песча¬ ных валов, достигающих иногда 120—130 м высоты, расположенных перпендикулярно к направлению господствующего ветра. Навет¬ ренный склон дюн, по которому ветер накатывает песчинки, по- ЛооИГол?—12°^’ подветРе,шый склон, наоборот, довольно крутой (28—30 ). Ветер сдувает песок с вершины дгопы и перебрасывает его на подветренный склон (рис. 65). Благодаря этому дюна перемещается по направлению ветра. Скорость этого перемещения в приморьэ достигает 30 м в год. Под Ленинградом, в Сестрорецке, можно наблю¬ дать это передвижение дюд. Они уже засыпали водяной резервуар, S3 Рис. 64. Камни пустыня, обработанные ветром. служивший когда-то источником энергии для местного завода, надви¬ нулись на лес, засыпав деревья 45 м высотой, и засыпают постройки. Борьба с дюнами ведется путем посадки на них леса, а также посевов некоторых трав, хорошо удерживающих песок от раздувания. Относительно значительного развития речные дюны достигают по берегам крупнейших наших рек—Волги, Днепра и пр. Цюру- пинские (Алепп инские^ пески с дюнами 30—40.» высоты в низовьях В А а Рис. 65. Схема движения дюны: А—правильное дг.яженпо. когда масса песка „стаепн Леа каменеют; В—замедляющееся движение пни \велнчинаюшемсн количестве иска и уиелич-пин вы очы пюны; О—уско¬ ряющееся движение яри умеиьшеиии вычли дюии в иосчсиеяиом уменьшении массы песка. Днепра захватывают площадь 150 км лллпы и 30 км ширины. Они значительно расширились в XIX в. благодаря выпасу скота, выто¬ птавшему растительность, закрепляющую эти пески. В настоящее время здесь ведется успешная борьба*за их хозяйственное исполь¬ зование иод различные расте¬ ния. Громадного развития дюны достигают в пустынях. Барха¬ ны, имеющие полулунную фор- ^ му. являются их первичной ста- дней (рис. 66). В своем даль- ^ нейшем развитии барханы сли¬ ваются в длинные валы с поло¬ гими склонами. Дюны прибре¬ жий, передвигаясь внутрь стра¬ ны, скоро останавливаются за¬ крепляющей их раститель¬ ностью. Наоборот, дюны пу¬ стынь, захватывая обширные пространства за пределами пу¬ стыни , распространяются далеко от ..ко та, где образовался весок. Вначнтельна работа ветра также по переносу пылевидных про¬ дуктов выветривания. Воздух пустынь почти всегда наполнен мель¬ чайшей пылыо. Эта пыль может уноситься на большие расстоя¬ ния. При постоянстве ветров, дующих из пустынь в относительно увлажненные области, пыль может осаждаться мощными слоями. Таково происхождение (ветровое, пля эоловое) отложений лёсса,состоя- А А А Рис. 66. Схема расположения барханов в окрестностях Бухары. 0* S3
^ г vnoenoif пз кварцевых глинистых, известковых пылевидны, щего г ovповпом urf I си железа. х частшт с пР,1Ме2’дт1Л1 из самыХ мощных геологических Геологическая факторов является море. Оно ведет и грандиозную деятельность разрушительную работу и переносит продукты раз- UtlO , 1 - ‘ •}" мор51, рушения, и принимает участие в созидании горных Г* пород, отлагая на своем дне осадки. Морские волны обладают значительной живой силой ра волн прибоя обычно колеблется от 3000 до 10 ООО кг Дне. R7. Разрушение морских берегов прибоем: Д. С, В—ПчСлелоБате.тьЕгые етадпп разрушения мор¬ ских берега? вриооем; Г, Д, £— слои прибрежных наносов, образовавшихся в результате разрушения берега. Сила уда. на 1 кв. в самые же сильные бу¬ ри она вырастает до 30 000 кг. Отлогое дно благодаря трению об не¬ го волн смягчает силу удара, при глубоком же дне волны действуют, как таран, разрушая при¬ брежные скалы. Камени¬ стые обломки, подхвачен¬ ные волной, еще более увеличивают ее разруши¬ тельную силу. Подтачи¬ вая подпоите скалистого берега, морские волны образуют в них ниши. В конце концов, навес обрушивается, и морские волны начинают измельчать порушившийся материал, пока не подойдут вновь к скале (рис. 07). Этот процесс механического разрушения усиливается химическим действием мор¬ ской воды, содержащей в себе в растворенном виде .хлористый натрий, хлористый магний и другие соли. Моллюски-камнеточны (рис. 68), морские ежи, сверлящие ка¬ мень морские черви и пр. так- г же принимают участие в раз¬ рушении морских берегов. Во¬ доросли. подхватываемые вол¬ нами, в свою очередь, расша¬ тывают камни, к которым они прикрепились. Этот процесс разрушения при медленном ве¬ ковом опускании суши может привести к размыванию об¬ ширных участков материков. £ьще в недавнее геологическсе время значительная часть Ниж¬ него Поволжья подвергалась такому пзотупатпго Каспий¬ ского моря (морской трансгрессии), ровнявшего при своем насту пашш прибойной волной бывшие на нем неровности и устлав шего выровненную им поверхность своими осадками. В дальне!' шем море опять отступило, обнажив свое дно. Иногда этот процесс vnilm?1'3 ИЛеТ Так °ЫСТР°» что текучие воды суши не успевав своих долин до уровня моря. Образуются так называем Рис. 68. Моллгоски-камнеточцы. бисячае долины, пз которых в море нередко низвергаются водопады (рпс. 69). Совершенно обратное происходит у берегов, переходящих в поло¬ гое дно. Здесь волны подхватывают донный песок и выбрасывают его на берег. Таким образом, на пологих берегах происходит не размыва¬ ние, а накопление рыхлого материала. Волны, набегая на берег, перекатывают по прибрежной платформе мелкие обломки скал. От взаимного трения они стачивают свои острые края и образуют окатан¬ ные гальку и песок. Если волны набегают на берег под углом, то Рис. 60. Висячие долины в меловых берегах (Франция). обломочный материал постепенно уносится вдоль берега, к этому присоединяется перенос материала морскими течениями, которые подхватывают песчинки. Если такое береговое течение встречает выдающийся выступ берега, оно откладывает здесь песок, благо¬ даря чему образуется песчаный пляж. Наоборот, если море вдается в сушу бухтой, то песок осаждается в месте соприкосновения тече¬ ния со спокойными водами бухты, образуя песчаную косу. Ознакомившись с работой морских вод в прибрежной зоне, мы в дальнейшем рассмотрим океаны и моря как главные области от¬ ложений осадочных пород. Отложспно осадочных пород. Материковые воды, лед, ветер и море являются от^ожешй! мощными агентами разрушения горных пород и их переноса. Рано или поздно переносимый ими мате¬ риал отлагается. Это отложение происходит, главным образом, в областях понижений земной коры. Области земной поверхности, куда сносится рыхлый материал, подхваченный агентами переноса, называются областями отложений {аккумуляции). Такие области отложений существуют и на материках, но главной областью отложе¬ ний является морское дно, куда сносятся в конечном результате про¬ дукты разрушения поднимающейся над водами океана суши. Однако 85
не pa ны все воды су пи стекают в океаны и несут туда рыхлые продуКтЬ1 зпушения горных пород. Есть так называемые бессточные впади- „ы. Самой большой бессточной областью на земном шаре является область, охватывающая юго-восток Европы и центральную часть Азин. Круннейи паи водными бассейнами, аккумулирующими про¬ дукты речного сноса в этой ооластл, являются^озера. Каспийское, Аральское, Балхаш, Иссык-Куль, Лоб-Нор и Куку-Нор. Такие jkq Со: точные впадины есть и иа других континентах. Характер морских отложений стоит в большой зави- Гл’тъеф симостп от рельефа морского дна. В основном по¬ морского дна. СТр0ен;1е УТОго рельефа таково. Дно прибрежных морей и морей, вдающихся в материки, характеризуется медленно увеличивающейся глубиной, которая не превышает 200 м. Такие мелководные части моря—континентальные платформы—зани¬ мают до 7,5% всей поверхности мирового океана. Изменения в отно¬ сительном положении суши и моря в прошлые геологические эпохи ре ч • всего сказывались в области этих континентальных платформ. От континентальных платформ морское дно опускается до глубины 1 тыс. м крутым материковым склоном, иногда имеющим наклон, приближающийся к 35°. Подошва материкового шелона предста¬ вляет собой основание материковых массивов, поднимающихся из океанических под. Склон этот охватывает до 10,5% всей площади дна океанов. Остальное пространство занимают глуошшые области. Глубина 3000—4000 м является средней глубиной океанов. Биономпчсскне В образовании морских отложений принимают гро- фааторы мадное участие населяющие морские поды орга- в фации. иизмы. Поэтому для понимания происхождения мор¬ ских осадков необходимо знать законы расселения в морях орга¬ низмов, т. е. необходимо принимать во внимание условия, опреде¬ ляющие их существование. К этим условиям, как говорят, бионо- мическим факторам, относятся: присутствие и ш отсутствие твердой опоры для прикрепления организмов (есть организмы, прикрепленные к подводным предметам и свободно плавающие), соленость воды, темпе¬ ратура, свет, давление, разнообразные движения морской воды их. д. Изменение того пли иного из этих биоиомпчеоких факторов ведет к изменению и состава органического мира или вследствие вымирания организмов, или благодаря постепенному их приспособлению. В морях мы можем выделить такие участки, которые на всем своем протяжении характеризуются одинаковыми физико-географическими условиями и одной и той же фауной и флорой. Такие участки иолу* чили название морских фаций. Изучение биономических факторов и фаций проливает спет не только на современное образование морских осадков. Оно дает воз¬ можность, зная состав древних отложений и окаменевших остатков живых существ, сохранившихся в них, восстановить физико-геогра¬ фические условия прошлого: определить, имеем ли мы дело с отло¬ жениями открытого моря, прибрежными, лагунными и т. д. Осадки иор- распределении осадков морского дна отмечается ского дна. следующая закономерность, выми нянпм», ^ij10 ]?Рпбрежиых частей моря устилается материко- ами. Наиболее крупные обломочные материалы наконля- 86 ются ближе к берегу, далее отлагается более мелкий материал. Так, у берегов скопляются окатанные обломки каменистых пород— галечник, далее от берега—песчаные отложения с некоторым коли¬ чеством раковин. Впрочем, иногда количество раковин здесь бывает весьма значительным (так называемый ракушник), далее следуют иловатые глинистые отложения уже обычно с большей или меньшей примесью раковин и скелетов морских животных. Крутые «матери¬ ковые» склоны покрыты иловатыми осадками также материкового происхождения, к которым в более значительном количестве приме¬ шиваются твердые остатки морских животных. В прибрежной зоне теплых морей широкое распространение полу¬ чили известковые постройки кораллов. Кораллы принимают заметное Рис. 70. Атолл. участие в образовании отложений морского дна, образуя сидячие колонии на дне мелкого мори у берегов и на подводных возвышенностях в открытом море. На известковых постройках отмерших особей раз¬ виваются следующие поколения, благодаря чему коралловые коло¬ нии быстро растут, образуя большие подводные валы, так называемые барьерные ра.фы, а также кольцеобразные низменные острова—атоллы с расположенным внутри них круглым озером—лагуной (рис. 70). Наи¬ более вероятное (теория М е р р е я) происхождение последних та¬ ково. Покрыв как бы шапкой своих построек подводные горы или отмели, кораллы усиленно разрастаются не с внутренней стороны, а со стороны, обращенной к морю, в полосе морского прибоя. Силой воли последнего обломки коралловых рифов выбрасываются на по¬ верхность, которая, в конце концов, поднимается невысоко над уров¬ нем моря в виде кольца атолла. Коралловые рифы прежних геологиче¬ ских эпох во многих местах принимают участие в образовании земной коры. Кроме обломочных и органических отложений, на дне прибреж¬ ного мелководного моря отлагаются и химические осадки. Они вы¬ падают в замкнутых, быстро испаряющих воду морских эаливах благодаря сгущению (концентрации) раствора морских солей. Так -87
„бпазстим отложения каменной, глауберовой соли и гипса, играю- г, «n-п п хозяйственной жизни человека. ШИIIpinieooM такого замкнутого бассейна может служить мелковод- ный залив Каспийского мори Кара-Богаз-Гол, сообщающийся нып с последним узким Пролп. вом (рис. 71). Сильное испарение воды с поверх- ности залива вызывав? увеличение концентрации морской воды и выпаде¬ ние из нее растворенных в ней солей. В глубоководных об¬ ластях моря грунт меня¬ ется в зависимости от глу¬ бины и населяющих тол¬ щу океанических вод ор¬ ганизмов. На глубинах, не пре¬ вышающих 3000 .я, обыч¬ но лежит так называемый глобигериновий ил. Он представляет собой жел¬ тую или белую массу. На воздухе он образует белое мелообразное вещество; состоит он из скопления раковинок микро¬ скопически малых простейших животных—глобпгерин. На глубинах от 1000 до 2000 .и среди составных частей ила местами преобладают раковины крылоногих мягкотелых, или птеропод. По¬ этому этот белый ил называется птероподов’лм. Встречается он во- Рис. 71. Залив Каспийского моря Кара-Богаз- Гол. Рис. 72. Образцы окс-аиичсеього »ла при рассмотрении в микроскоп: диатомовый, гаоОигоршюиий, радиолнрнсвьш (слева направо). обще редко, наиболее же распространен на подводном плато южн части Атлантического океана. Более значительные глубины не имеют уже известковых отлоя нпй, так как известковые раковины и скелеты морских жпвотнь медленно опускаясь ко дну, растворяются в морской воде. По это. на глубинах, превышающих 3000 в теплых океанах скопляет так называемый радиоляриевый ил, состоящий из мельчайших крем¬ невых лучистых скелетов простейших животных—радиолярий. В хо¬ лодных же областях океанов даже на меньшей глубине отлагается так называемый диатомовый ил, состоящий из кремневых раковинок диатомовых или кремневых водорослей, в массах размножающихся в верхних горизонтах холодных океанов (рис. 72). На самых значительных глубинах, превышающих 5000 м, крем¬ невые скелеты и раковины также растворяются в морской воде, и отлагается красная глубоководная глина, составные части которой маскируются на меньших глубинах органическими осадками; состоит она почти исключительно пз вулканического пепла, кусочков пемзы и красной пыли, содержащей железо метеорного происхождения. В озерах в гораздо меньших масштабах, чем в морях, Оеадкн озер. происходит тот же процесс образованпя осадков. В отношении механических примесей, приносимых в них реками, озера играют роль естественных отстойников, постепенно заполняю¬ щихся осадками. Примером может служить обширный и глубоковод¬ ный Байкал, принимающий в себя мутные воды Селенги и многих горных рек и выпускающий совершенно прозрачную Ангару. На дне озер лежит ил, богатый органическими примесями, являющимися остатками заселяющих озерный бассейн организмов. Химические осадки, отлагающиеся и в проточных озерах, осо¬ бенно обильны в озерах, не имеющих стока. Воды, питающие такие озера, приносят с собой растворенные в них соли, которые они извле¬ кают из омываемых ими горных пород. Скопляясь в озерном бессточ¬ ном бассейне, они засолоняют его воды. Когда их концентрация, осо¬ бенно при сильном летнем испарении воды, достигает перенасыщения, они выпадают на дно в виде твердого осадка. Такое происхождение имеют слои самосадочной соли в соляных озёрах Европейской части нашего Союза, в Западной Сибири. Наконец, в умеренных широтах озера нередко зарастают растительностью, главным образом торфя¬ ным мхом, остатки которого сплошь заполняют озерный бассейн, образуя так называемые торфяники. С осадками рек—речным аллювием—мы познакомились уже при изучении геологической деятельности рек. 5. Оппсаиие осадочных горных пород. В зависимости от способа образования осадочные цм осадочных Г0Р1Ше П0Р°ДЬТ делятся на несколько групп. К пер- пород. в0^> сравнительно незначительной группе относятся породы, оставшиеся на месте разрушения пород, подвергавшихся химическому выветриванию. Они получили назва¬ ние остаточных отложений, или эллювиалышх пород. Гораздо значительнее группа обломочных горных пород, механи¬ чески перенесенных различными геологическими деятелями с места их первоначального образования (ветром, водой и т. п.). Широкое распространение имеют органогенные образования, возникшие в ре¬ зультате деятельности организмов. Кроме того, в природе обра¬ зуются химические осадочные горные породы, осевшие из водных рас¬ творов. 89
' Эллгопплльныо отложения. 0Т.ЮЖСПШ1 представляют собой нерастворп. М«» трас- мыс „роду,;™ шютТР““- тепнетика портируюингин агентами и оставшиеся на меле, ГДе элтвиальиых они низошли. Это либо неразлож.шшиеся минералы, „а. ottoSuhIL пример зерна кварца, слюды н пр.. либо нерастворимые продукты разложенип-глины. Эти отложения не имеют ^ *]-;• типичным аллювиальным отложениям откоси гея кзолин, Бокситы образующийся в результате процесса разложения полевых и латериты. шпатоо (стр. J9). Этот процесс может, не оспанап шпансь на каолиновой фазе пойти дальше, вплоть до пират »вания гидрата окиси алюминия, или боксита. Протекает ои в щелочной среде, извле¬ кающей из каолина кремний. По внешнему виду боксит легко принять за глину. Внешним его отличием ярлястся то, что он не дает с водой пластической массы. Впрочем, етнчетвенным надежным средством определить боксит является химический анализ. Бокситы являются минеральным сырьем для получения алюминия. В СССР наиболее известные залежи боксита находятся в Тихвинском районе Ленинградской области и на Урале. Обогащение поверхностного слоя литосферы глиноземом особенно энергично идет в тропическом климате, где образуются так называемые лчт^рчты—крас¬ ные почры, состоящие из боксита с большим содержанием окрашивающих его окислов железа. Обломочные породы. Мы уже знаем, что результатом разрушения скал Щебень в Горных местностях являются осыпи щебня, со- н галька. г 1 стоящие из ооломкоз, скопившихся недалеко от места своего образования. Щебень не обработан текучей водой, не отсор¬ тирован, не слоист и не окатан. По своему петрографическому составу он может быть весьма .разнообразен, в зависимости от той г< р юй породы, из которой образован. Громадные скопления щебня образу¬ ются у подножия склонов гор сухих пустынных п полярных стран, где особенно энергично идет процесс выветривания. Обломки, подвергнутые обработке водой, т. е. окатанные и отшли¬ фованные, если их размеры не менее 10мм в поперечнике, называются галькой. Петрографический состав гальки точно так же зависит от породы, продуктом разрушения которой она является. Образуется галька в зоне морского прибоя у скалистых берегов крупных озер и в быстротекущих реках. Морская галька отличается от речной пло¬ ской лепешкообразной формой. Когда размер зерен обломочной породы колеблется и пмок. в пРелелах ()Т До М мм, такая горяая порода называется гравием. Это уже отсортированный ма¬ териал, располагающийся слоями. Гравий может образоваться под действием ледниковых потоков (флювиогляцнальное происхождение) в реках, озерах и морях. Гра¬ вий ледникового происхождения в большом количестве встречается на северо-западе СССР; речные же отложения гравия широко распро¬ странены на Урале, Кавказе, и Сибири и Средней Азии. ледующей стадией измельчения породы являются пески. Пески» как и гравий, обычно состоят по преимуществу из зерен кварца с большей или меньшей примесью зерен полевого шпата, слюды» окислов железа, глины и т. п. «б Так как песок представляет собой легко переносимую обломочную породу, то отложения песка могут иметь весьма различное происхождение (аллювиаль¬ ное, валунное, эоловое ч пр.). Наиболее обычной примесью к песку, определяющей его качество, является глина. По этому признаку пески можно разбить на три группы. Сыпучие, нлп рыхлые, пески. Они в сухом состоянии не пылят и не обнару¬ живают никакой связности в смоченном виде. При рассмотрении под л\гшй пес¬ чинки не окутаны пылеватым налетом или окутаны очень слабо. Примесей глины в них не более 3%. Они легко копаются и в сухом гиде сыплются с лопаты. Глинистые пески под лупой оСшаружцгают примесь мелкозема. Б сухом состоянии немного пылят и обнаруживают при смачивании некоторую связ¬ ность. Высушенные комочки такого песка легко распадаются под пальцами. Примесь глины к ним от 3 до 10%. Копаются они легко. Супеси в сухом состоянии пылят, иод лупой же песчинки представляются сплошь окутанными мелкоземом. В смоченном состоянии связны и чуть-чуть прилипают к пальцам. При смачивании их можно сделать шарик с шероховатой поверхностью, колбаску же скагагь но удастся. Высученные комочки раздав¬ ливаются между пальцами с некоторым усилием. К лопате песок- не прили шет, но копается с некоторым трудом, причем выбрасываемые комья сохраняют более пли менее следы среза лопатой. Примесь глины в них 10—13%. Песок с примесью соединений железа обладает окраской от светложелтой до красней. Примесь к песку органических веществ придает ему темную окраску. Цемептиро- Уже знаем, что ннжнне горизонты зоны катамор- ванпые фнзма, а также зона диагенеза, расположенная под обломочные морским дном, являются по преимуществу областями породы. цементации, где пз рыхлых сыпучих пород обра¬ зуются связные каменистые горные породы. Растворенные в верхних горизонтах вещества выделяют здесь пз растворов п цементируют рыхлый материал. Обло¬ мочные породы, начиная от щебня, кончая песком, попадая в эту область, превращаются в камени¬ стые горные породы. Б ре¬ зультате этого процесса щебень дает так называе¬ мую брекчию, скопления гальки и гравия—конгло¬ мераты, а пески—песча¬ ника (рис. 73). Но хар;- ктеру цемента эти горные породы могут быть глини¬ стые, известковые, желе¬ зистые, кремнистые. Ill а .тическое примене¬ ние некоторых из описан¬ ных обломочных пород очень велико. Так, щебень в сортиро¬ ванном виде при величине обломков от 25 до 60 мм применяется для покрытия шоссейных дорог. Гравий обычно также употребляется в дорожном деле в качестве баласта на полотне желез¬ ных и грунтовых дорог. Кроме того, он входит в состав бетона, имею¬ щего, как известно, большое значение в строительном деле. 91 Рис. 73. Песчаник (шлиф). Образец породы с нераономерноа аериистоетыо.
Чистые нГдмёТпр.ИЙ8 сцементированных пород большое хозяйстценное значение имеет песчаник. Это хороший строительны,, камень; пес. чаник, кроме того, употребляется в качестве материала для жерно¬ вов, а также в качестве точильного камня. К обломочным породам относятся также глины. Гли- Глниы. нами называются землистые минеральные массы, со¬ стоящие из мельчайших частиц, имеющих преимущественно ф0рму чешуек (диаметром не свыше 0,002 мм), обладающие способностью в широких размерах пропитываться водой (от 3 до 60%). При высы¬ хании глины уменьшаются в ооъеме и дают трещины. Глины водо¬ непроницаемы. По петрографическому составу это обыкновенные водные алюмо¬ силикаты с примесью водных окислов железа и других минералов. Вообще состав глин весьма колеблющийся. В зависимости от состава они либо лишены пластичности, либо обладают ею в высокой степени. Происхождение гллн различно. Валунные (ледниковые) глины входят в состав ледниковых морен. Это обычно неслонстый, несортированный материал, богатый щебнем и валунами. Наоборот, глины, выносимые ледниковыми потоками (флюклогляциальные), хорошо отсортированы н слоисты. Аллювиаль¬ ные глины (речные и озерные) слоисты, хорошо отсортированы обычно окрашены в темный цвет благодаря органическим примесям! Наиболее мощные глинистые отложения—морского происхожде¬ ния. Широкое распространение имеет морская синяя глина, окра¬ шенная органическим веществом и сернистым железом. Морские глины, приуроченные к устьям рек, выносящих вместе с глинистыми частицами водную окись железа, имеют красную окраску. Нередки также зелеиые морские глины, окрашенные минералом глауконитом (водный силикат железа н калия). Наконец, как мы уже знаем, очень широкое распространение на дне океанов имеют так называемые глубоководные красные глины. В народном хозяйстве глины играют весьма важную роль. Наи¬ более широкое применение они находят в строительном деле, где они употреоляются в качестве сырья для изготовления кирпича, кро¬ вельной черепицы, канализационных труб, настилки для мостовой лределенныесорта глин идут на изготовление огнеупор¬ ных (шамотных) изделии. Помимо этого глина имеет весьма широкое оГГГя?иГМЬГШЛе,ШОСТИ-Вот ее природных качеств идет на изготовление кислотоустойчивых сосудов АтЛоровых гГЕГГГГ""- » «г-ЭДЖУГ* мер ’очищающие крпП!СТЬ глпны* обесцвечивающие жидкости, напри- ваю’щие глины), пртсняк^ош та*‘1КЬ1Х ° (',тбслп" честве обезжиривающей лшссы п т. ^ в Овальном деле в ка- Глипстые 5'™У"е".,1ые слоистые глины образуют г.шнистые сланцы. “3-Э™ темносерые или черные породы о резко станет. Глинистые ciauau'рааделяться иа тонкие пла¬ вать в себя воду и становиться’ шшстнетышГ СП°со3ностыо вп№ По своей структуре весьма близок к глинам лёсс. Лесе. Это ?келтоватая, чрезвычайно мелкозернистая, не¬ слоистая горная порода, представляющая в основном смесь кварца, глинистых частиц, углекислой извести, гидратов окиси железа. Кроме того, она содержит в себе стяжения (конкре¬ ции) углекислой извести, называемые жу¬ равликами. Она прорезана тончайшими вертикальными канальцами, которые пред¬ ставляют собой отпечатки корней травяни¬ стой растительности, покрывавшей лёсс во время его образования. Порода эта очень водопроницаема. При размыве во¬ дами лёсс дает весьма характерные вер¬ тикальные обрывы (рис. 74). Мощные лёс¬ совые отложения, отличающиеся боль¬ шим плодородием, покрывают обширные, области северного Китая. Лёсс является также подстилающей породой восточно¬ европейского (русского) чернозема. Лёссу приписывают прежде всего вет¬ ровое (эоловое) происхождение. Уносимая ветром пустынь легкая пыль, попадая в более увлажненные области, прибивалась к земле и в течение веков образовала мощ¬ ные толщи лёсса. Таково, видимо, про¬ исхождение китайского лёсса. Образова¬ ние толщ восточноевропейского лёсса, по всей вероятности, связано с моренными отложениями ледникового периода; лёсс представляет собой здесь, видимо, резуль¬ тат развевания ветром мелкозема флювио- гляцпальных образований. Не исключается возможность происхождения лёсса путем смыва водными струями мелкозема со склонов холмов и гор и отложения его у их подножий. Такие отложения называются делювием. Отличают еще аллювиальный озерный лёсс и лёсс речных долин. Оргапогснпыо горные породы. Горные породы органического происхождения играют громадную роль в образовании осадочных слоев литосферы. Это, главным образом, морские осадки, хотя среди органогенных пород есть также пресно¬ водные и континентальные образования. Среди морских органогенных образований иаиболь- Швсстняки. шее распространение имеют известняки, составляю¬ щие до 6% всех осадочных пород. Некоторые из них, как мы уже знаем, образуются прямо как ка¬ менистые породы; это остатки коралловых построек, дающие начало так называемому рифовому неслоистому известняку. Большинство же известняков образовалось путем уплотнения морского известкового ила. Как на дне современных морей отлагается ил из раковинок УЗ
Татежп же иогаыго ушда.Юродамп . анр .деля, Д"<тига,01ад пногпа нескольких мегров мощности, представляют ценное сЫр' полтнеши таких продуктов возгонки, как бензин, параф,ш е Гораздо дальше пошла минераушзация у ископаемых Ископаемые углей, представляющих собой смесь Углеводород0в V угли. п ^олее сложных соединений углерода. Ископаемые угли образовались из растительных остатков, как установлено в настоящее время, при участии оактерпй, вызывающих в раститель¬ ном веществе процессы брожения, которые приводят к обогащеци,0 их углеродом и значительной потере кислорода, водорода п азота. По содержанию углерода мы можем различать следующие виды ископаемых Магниты состоит из сцементированных обуглившихся обломков древесных пород, видимых простым глазом; имеют бурый или коричневый цвет.-Колиме- ство углерода п них не превышает 60 /0- Г,up,угли бурого или чернобурого цвета. Имеют плотное строение, G ко¬ тором неразличимы уже остатки растений; иногда на ^изломе имеют тусклый бтеск Количество углерода в них колеблется от /0 до лэ/0. Кам-штй уголь представляег собой плотную бесструктурную массу тем- нокорпчневого или черного цвета; иногда он матовый, но обычно имеет жирный блеск; хрупок. Количество углерода в нем колеблется от 7Г» до 95%. Антрацит представляет блестящую черную плотную массу, ломающуюся остроугольными кусками. Количество углерода колеблется в нем от 93 до 98%. Все эти упи образовались из остатков растений, итложившнхгц в болотах и водных бассейнах в прежние геологические эпохи. Они объединяются в общую группу гуиусопых углей, образование которых сопровождалось возникновением гумннопых кислот. От них отличаются угли, исходным материалом которых послужил сапропель. Эго сапропелевые угли; к мим относимся Оогтетл. В своем составе они содержат много углеводородов. Количество летучих веществ, выде¬ ляющихся при перегонке, иногда достигает у них, как, например, у подмосков¬ ных богхедон, более 80% их веса. Ископаемые угли зале! ают обычно друг над другом многочисленными пластами. Так, в Донецком бассейне насчитывается до 40 рабочих пластов, каждый мощностью выше 0,5 м. Колоссальная роль каменного угля для тяжелой индустрии, а сле¬ довательно, для социалистического строительства, побудила партию и правительство обратить особое внимание па изыскание каменно¬ угольных месторождений СССР. Большая геологоразведочная ра¬ бота, произведенная течение первой пятилетки, выяснила, что СССР по богатству каменным углем занимает одно из нерпы к мест в мире. В настоящее время учтено около 1.600 млрд. m каменного угля (Дон¬ басс, Урал, Караганда, Кузбасс и др.), причем открыт громадный но¬ вый Тунгусский бассейн между реками Енисеем и Леной, видимо, являющийся самым обширным в мире каменноугольным бассейном. . // Нефть. ^ органогенным породам должна быть отнесена л V' ^ нефть. Нефть представляет собой жидкость, имею¬ щею варьирующий цвет—желтый, зелено латожелтып или бурый' .-то смесь углеводородов предельного (метанового пли парафинового) ряда ( „ 12п+л), нафтенового ряда (СпН2л)н ароматического ряда ил0 оензолыюго с другими примесями. Различные нефти содержат эти вещества в разных пропорциях. Так, бакинская нефть принадле¬ жит к нафтеновой группе, американская к парафиновой. В связи птгптип^1 Х™ПТ^КИМ составом различны и другие свойства нефти- ь (от 0,7 до 1)? консистенция (жидкая, густая п пр*)- мик МенделеевП1?пр^м°^гаНИИ ,1еФ™ Решаетсп различно. Известный руссл;нй*и Р Д о ал, что внутри земли находятся углеродистые тяж J Ю атоллы, главным образом -железо. Вода, проникающая к этим соединениям п условиях высоких давлений и температур разлагается, и выделяющийся при атом водород соединяется с углеродом металлов. Образующиеся углеводороды, поднимаясь кверху, насыщают легко пропитывающиеся ими горные породы— ‘реки и песчаники, в которых скопляются б виде нефтяных место [южденнй. Эта неорганическая теория прнсхождения нефти встречает <-ерьпные розраже-ния. Вот почему подавляющее большинство геологов придерживается так называе¬ мой органической теории происхождении нефти. Согласно этой теории нефть образуется в результате естественного разложения в условиях высоких давлений „ трмиорятур -жировых веществ,^трупов морских животных, а также растений, продукты* аналогичные нефти, были получены лабораторным путем при пере¬ гоны* трескового жира мри давлениях до 25 а>п и температурах в 300—420°. За исходное гепкетво нефти,со¬ гласно исследованиям русского геолога академика А . Л - А р х а н- г ел ь с к <> г о, надо признать нл органического происхожде¬ ния, образующийся из дне мор¬ ских бассейнов, главным обра¬ зом. ог п опления отмирающих планктонных* организмов. Коли г,'басс(Гше существуют условия, препшегвуютш.- окиелпшю, вд оргашгел-кое вешеетно подвер¬ гаете и ори участии анаэробных бактерий гнилостному разложе¬ нию, дагэн промежуточные ве¬ щества м» жду исходным мате¬ риалом и нефтью. I1 [iBi.yiaiiieiin*' же этих н р..мг я,у точных веществ В нефть Происходило ИОД Д( й- ствис.м повышенных темшрзтур и давлении i недрах литое»! ■» ры У слшчш для анаэробного раз.тояа нгя органических ве¬ ществ на дне моря в паст» швее восмя су шествую г в Черном и Ка» нпйсьпм морях, вола кото¬ рых в глубинах содержит чна- ■нтге.п ные количества сероводо¬ рода 41.Л). Архангельским до* кала но, что такие условия су- шесп овалн ндол* северной окраины Кавказа в предшествующий геологиче¬ ский перво I (третичный). Здесь отложились богатые-органическими примесями темиоцистиые глины, местами нефтеносные. Скопления пофтп обусловлены ее незначительным удельным весом. Скопляется! она, главным образом, в приподнятых участках пластов не. л одет ни е того, что здесь имеется и вода, в которой она всплывает (рис. 77). Быделенпе из нее газо4» обусловливает высокое давление, под которым находятся залежи нефти. Как известно, при бурении нередко нефть давлением утих газов выбрасывается с громадной силон в виде фонтанов. Пыбросьг нефти, главным же образом нефтя¬ ных газов, могут происходить и в естественных условиях через тре¬ щины, при атом могут возникнуть так называемые грязевые вулканы, выталкивающие из грязевых кратеров, расположенных на вершинах грязевых сопок (до 100.и высоты), пузырящуюся от газов грязь 1 П л а н к т о и—животные и растительные организмы, пассивно плава¬ ющие в воде. Некто и—организмы, активно передвигающиеся в ней. нефть Г—ПвзДА 1 1 гдз Рис. 11. Один ид типичных случаев залега¬ ния нефкгн (схема). Вертикальные линии—Оурппые < киажины; на i ни¬ ми пышки. 4 Минералогии и i оология
и столп воспламеняющихся газов. Грязевые вулканы находятся в нефтяных районах—в Бакинском, Керченском и др. Небезынтересно вспомнить, какое суеверное отношение внуЩала людям религия к подземным газам. Выходя из трещин эти газы вос¬ пламеняются при смешении с воздухом от случайно попавцщ^ искры. Близ Саку и до сих пор существует особый «храм огнепок¬ лонников», где еще не так давно молились люди огню, который оцц считали божественным, чудесным. Твердые пластические массы углеводородов, получающиеся в есте¬ ственных условиях в результате уплотнения нефти благодаря но- тере летучих веществ, называются горным воском ^ или озокеритом. Смолообразное же вещество, образующееся в результате окисления нефти, известно под названием асфальта. Значение нефти в нашем социалистическом хозяйстве, особенно в связи с значительным применением двигателей внутреннего сгора¬ ния, автомобилизации нашего транспорта п развитием авиации, отнюдь не меньше чем значение каменного угля. Поэтому отыскание новых месторождений нефти приобретает исключительную важность в нашей стране, бурно развертывающей свое социалистическое хозяйство. Уже в настоящее время мы но нефти являемся самой богатой страной в мире. Главнейшие месторождения нефти в СССР—Кавказский район (Баку, Грозный, Майкоп), Эмба, Урал, бассейн Печоры, средняя Азия и Сахалин. / Горючие сланцы представляют собой обычно глинистую или Горючие богатую известью породу, содержащую органические ве- е.тавцы. щеетна, способные к горению. Залегают они среди отложений моря прежних геологических периодов тонкими пластами. Произошли они из ила, содержащего значительное количество остатков морских водорослей. Горючие сланцы используются как в качестве топлива, так и в ка¬ честве сырья для получения путем сухой перегонки газон и парафина. При участии организмов произошли и залежи (фосфоритов, Фосфориты. с которыми мы подробно ознакомились уже в курсе минера¬ логии- Обычно фосфориты залегают в виде желваков среди известняков, глины и глинистых сланцев, иногда же образуют ('роди них неболь¬ шие прослойки или целые пласты. Хозяйственное значение имеют только те месторождения фосфоритов, в которых Содержание фосфора не менее 15%. Отложения химического происхождения. Отложения химического происхождения представляют собой продукты выветривания, которые, растворяясь в воде, уносятся ею и затем отлагаются в виде выпадающего из нее осадка. К породам химического происхождения относятся гипс, каменная соль, калий" ные соли, бурый железняк, химические известняки и up. С харак* тером, условиями их образования и использования главнейших из них мы также ознакомились уже из курса минералогии. 6. Движения земной коры. Мы привыкли считать земную поверхность непо движной. Однако нередко происходящие землетрясе ния свидетельствуют о том, что эта неподвижность весьма относительна. Кроме колебаний, проявляю* щихся внезапно и на короткие промежутки цремеШЬ постоянно испытывает движения совершенно ин0*1 98 у Вековые колебания суши. (Эигпрогене- знс.) земная кора характера; мы имеем в виду те поднятия и опускания материков которые происходят настолько медленно, что в обыденной остаются незамеченными. Такие движения земной коры в науке известны под названием вековых колебаний суши. Самым бросающимся в глаза доказательством поднятия и опуска¬ ния суши являются террасы морских поиережий. Они представляют собой уступы, образовавшиеся в берегах благодаря разрушающей деятельности морского прибоя (рис. 78). Иногда опп напоминают огромные ступени и нередко располагаются в несколько ярусов, поднимаясь на различную высоту над уровнем моря. Присутствие террас может обозначать либо то, что в данном месте произошло поднятие берега, либо то, что произошло понижение уровня водоема. Обычно на этих терра¬ сах можно найти плоскую морскую гальку, округ¬ ленную волной, ракови¬ ны морских животных, клешни и панцырн кра¬ бов, а также кости рыб или другие остатки мор¬ ской фауны. Таким образом, не только террасы сами по себе, но и находимые на их платформах материалы прибрежной полосы моря свидетель¬ ствуют о том, что уровень последнего когда-то располагался на иной * высоте, чем и настоящее время. Уступы и платформы террас показывают, что пор поды сравнитель¬ ного покоя перемежались с периодами более интенсивных поднятий суши относительно уровня моря. Платформы соответствуют первому моменту в жизни данного участка, когда прибой волн в течение более или менее продолжительного времени работал над созданием прибреж¬ ных платформ; уступы же являются свидетельством периодов отно¬ сительно быстрого поднятия. Примеры береговых террас дает нам побережье Кавказа. Здесь найдено н разных участках берега 4—5 террас, образовавшихся в но¬ вейшие времена геологической истории. Особенно ясно видны эти террасы в окрестностях Гагр. Здесь верхняя терраса располагается на высоте около 200 м над уровнем моря. Подобные же террасы можно наблюдать и у Нового Афона (рис. 79). На площадках этих террас сохранилось большое количество мор¬ ской гальки н гравия. На некоторых черноморских террасах сохра¬ нились кое-где и остатки новейшей морской (фауны. Все это показывает, что вертикальные поднятия берегов Черного моря на значительную высоту произошли в течение новейшего геоло¬ гического времени (четвертичного периода). Вертикальные движения суши прекрасно выражены также во многих местах северных берегов Европы. Берега Норвегии имеют це¬ лый ряд террас, расположенных друг над другом и так же, как и на Черном море, образовавшихся в течение новейшего геологического времени. Установлено, что берега Скандинавии поднимаются на Рис. 78. Терраса на берегу моря.
;> с:з;-т;:\ i ер пасы псдшлии .,„ , Земле и других исхровах Полярного моря. 1 11 Наряду с этим имеются бесспорные доказательства опускЭ/{ суши относительно уровня моря. Во многих местах, напрпмер в Е °Я таил (Франция), у восточных берегов Северной Америки, обна^ жены затопленные морем остатки лесов; ло?ка многих рек, впала щих в Атлантический океан продолжаются по дну прибреящ0 Рис. 79. Террасы на Черноморском побережье Кавказ* (ГхопыЛ Афон). мир Д фОГ II яр Классическим примером опускающейся суши является Голла дня. Жители этой страны вынуждены были постоянно надстранво плотины, чтобы оградить свою страну от надвигающегося моря. Все эти колебания суши относительно уровня моря, обиаруя вакмцнеся на изменении береговой линии, происходят теперь тг как они происходили и в минувшие времена земной истории. Памятники этих минувших событий находится повсюду. Поя в любом овраге, в каменоломне или на обрывистом берегу реки можете видеть слоистые толщи горных пород, часто переполнен» остатками морских животных. Пет никаких основании сомневатъ в их морском происхождении. Подобные морские слип пикрыва обширные области земного шара, распространяясь на согни и ДЯ- тысячи кг.лэметров и. составляя мощные толщи. «Каменная книга земли» хранит ясные доказательства того, * море постоянно сменяло <<ушу, а суша—море в течение всей земн истории. Иными словами, кал в наше время, так и в отдаленном про 100 Ч дом * 11 JidC •'* ••**"* Мирь па сушу (морские транс¬ грессии), сменявшиеся его отступапием (регрессии). Земля постоянно меняла и продолжает менять свой облик. Это ге¬ ологами доказано документально: христианская п иудейская религии утверждают, что в тх.к называемый «третий день творения') море раз навсегда было отделено от суши, п по этому поводу в библии гово¬ рится*. «И сказал бог: да соберется вода, которая под небом, в одно место и да явится суша. II стало так. И назвал бог сушу землею, а собрание вод морями. И увидел бог, что это хорошо». Но геология показывает, что такого момента в жизни земли никогда не было. Географическая карта земного шара менялась постоянно, и, таким образом, так* называемое «отделение суши от моря» есть непрерывный процесс, который продолжается и сейчас. Рассмотренные памп медленные движения земной коры получили и геологии название эпейрогепичеекпх (или эпирогеиичгских). И переводе это означает движения, создающие материки «эпейрос» по- гречески «материк»). Опейрогеннческпе движения характеризуются тем, что они приурочены к обширным пространствам суши. Кроме того, эти движения почти не изменяют первоначального положения слоев земли, что так* характерно для горообразовательных процессов. Эпсйрогепнческнр движения являются движениями радиаль¬ ными. т. е. совершающимися в направлении радиуса земли. Ошчфогенпческие движения происходят, как уже говорилось, чрезвычайно медленно. Обычно величина подъема или опускания берегов измеряется сантиметрами или дециметрами в столетие. Тем не менее в некоторых случаях нам известны поднятия бере¬ гов, которые совершались значительно быстрее—по нескольку метров в столетне. V -— . Медленные опейрогеничесчпте колебания литосферы Ггр<н>(«разо- у0ГуТ привести к образованию горных кряжей. (OpoiViHMue.) Горные кряжи обязаны своим происхождением дру¬ гим движениям земной коры, это—движении горо- обралующие, пли орогеничсские. Под орогенезисом подразумевают такое возникновение гор, которое вызвано смещением слоев земли, приводящим иногда к чрезвычайно резкому нарушению нормального (горизонтального) залегания слоев. Горы (Кавказ. Алтай, Гималаи, Альпы и др.), обязанные своим происхождением горообразовательным силам, располагаются хреб¬ тами, разделенными между собой продольными долинами. Слон земли, которые были горизонтальными на равнине, на скло¬ нах таких гор выходят из горизонтального положения. В централь¬ ных частях горных хребтов положение слоев оказывается резко нарушенным. Строение гг-мной коры здесь становится чрезвычайно «хаижным, причем слои земли занимают самые прихотливые поло¬ жения; нередко они поставлены «па голову», т. е. вертикально. Отсюда неизбежен вывод, что здесь происходили весьма интеа- ‘■пвные движении земной ковы, которые и образовали горные кряжи. Как ып разнообразно расположение слоев земли в таких горах, все же можно установить, что в основе этой горной ар¬ хитектуры лежат огромные с к л а д к и, в к ото- р ы е смята земная кора. 401
Г МО пи осуществиться при условии мощных ВМр жГ« ~ земной^=Яи,, ,тоо» Н“ 11=К: в давим'времена различные исследователи находи^ «овские раковины в слоях земли на вершинах высоких, убелена** снегами С Религия всячески стремилась доказать что ракованы занесены иа зтп высоты во время всемирного потоп . лмш образом интересное и важное в геологии открытие использовалось цер«08. никами для доказательств библейской сказки. В библии говорится, что когда люди размножились на земле, бог увидел, что они злобна И развращены. Земля наполнилась неправдой и злодеяниями. Тогда бог «раскаялся, что создал человека на земле» и сказал: «Истреблю человека с лица земли и даже скотов, гадов н птиц небесных». Сорок дней якобы и сорок ночей лнл на землю дождь. Вода покрыла всю землю и все высокие горы. Спасся только праведник Пой со всей семьей и темп животными, которых он взял в ковчег (нечто в виде корабля). Путем археологических раскопок установлено, что сказка о по¬ топе вместе с другими легендами была заимствована древними евреями у их соседей—вавнлонян п родилась, поводимому, под впечатлением сильных наводнений, случавшихся в долине Тигра и Евфрата. Прпчпны нахождения морских раковин на вершинах гор нам в настоящее время совершенно понятны. Еще в XVIII в. Ломоносов писал, что «есть в сердце земном иное неизмеримое могущество, которое по временам на поверхности земли дает себя чувствовать п следы которого всюду' явствуют; где дно мор¬ ское на горах, а где на дне морском горы видим. Гила, подняв¬ шая такую тягость, ничему пному приписана быть не может, как господствующему жару в земной утробе». Именно к этому же выводу спустя полтора столетия п пршнла гео¬ логическая наука. Вода никогда не затопляла величайших гор, а внутренние силы земли поднимали морское дно, сжимая его в склад¬ ки п таким путем образуя горные цепп. Это происходило в тех пла¬ стичных, податливых участках морского дна, которые, располагаясь в прибрежных зонах, сначала прогибались под тяжестью осадков, а затем испытывали сжатие в складки, будучи разогреты к глубоких недрах, и потому пластпчны. Их называют геосинклиналями, н о них речь о}дет ниже. Отсюда же становится понятным, почему находи¬ мые на горах раковины не представляют собой беспорядочной смеси форм, как это выходит, если поверить религии, но являются строго определенными группами, жившими в известных условиях прибреж¬ ной полосы моря пли, ВО всяком случае, небольших глубин. Пп^}ЩеСТВ0ВаНИе°0ЛЬШИХ внУтРсшшх напряжений в горных мест¬ ностях подтверждается замечательными явлениями, наблюдаемыми поото~ГтГН0Лей- ° ТаК назьшаемые горные удары. Во вновь стенки' тоннеля ННеле ЕДРУГ Рзадается громкий удар или треск и °т (академик А. Па°ЛКов)ИВаЮТ ПЛПТЫ совеРше*но свежей породе ЛР1ию,Ндеейств^ще^Г^кР°И30ЙТЯ ?ИШЬ благодаРя боковому Да®' зое та лью) т е б-ттгп асательной к земной поверхности (гор®* Остальд j), т. е. благодаря тангенциальному давлению, Об одно- 302 стороннем действии этих сил говорит обычно наблюдаемое несиммет¬ ричное строение гор. Горные складки почти никогда пе образуют сим¬ метрично спадающих скатов. Асимметрия гор выражается в наклон¬ ном положении складок, иногда принимающих лежачее положение. Горообразовательные движения отличаются от эпейрогеннческих своей эпизодичностью и относительной быстротой (разумеется, в гео¬ логическом смысле слова). Эти периоды интенсивного горообразова¬ ния мы называем революционными не только благодаря сравнительной быстроте геологических процессов, но также и по- Pnc. S0. Карта распространения новейших складчатых гор. тому, что в это время происходили крупные преобразования в строе¬ нии и составе литосферы, связанные с большими перемещениями слоев земли и явлениями метаморфизма. Процессы складчатого горообразования протекают все же очень медленно. Поэтому по мере образования гор экзогенные агенты под¬ вергают их поверхности разрушению и сносу продуктов разрушения. Процессы разрушения, особенно деятельность текучей воды, в го¬ рах проявляются значительно сильнее, чем в местностях равнинных; они обнаншют перед нами, в конце концов, и самое «сердце» гор, и если мы примем во внимание, что обычно глубоко залегающие, бо¬ гатые рудными минералами кристаллические горные породы в горах приподняты, вынесены из земных недр, то нам станет понятно, по¬ чему рудные месторождения мы находим, главным образом, в гор¬ ных странах. Этим же решается вопрос и о том, почему, например, Урал богаче Кавказа полезными ископаемыми. Дело в том, что Кав¬ казские горы образовались на земле в. более поздние эпохи, нежели Урал. С Кавказа внешние агенты не успели еще сорвать поверхно¬ стные толщи в такой мере, чтобы обнажить скрытые в нем, может быть, огромные богатства. Рассматривая географическую карту, на которой изображено расположение молодых складчатых гор на земном шаре, нетрудно Ш
чп;илл:.ньр Г»''л ~ov -л;1' как укала но вы; то возвышенные . О. yr.iyo.IOHHU.... “м.- *>*>1 XJV— носят и лакание антиклинальныг «“кладок, или, над «пщо говорят геологи г '“UurTf| пио. складки (риг. 83). Ьели мы имеем ряд складов » их части, или гребни, будут чередоваться с частями пониженными. т. о. углубленными. (..кладки, направленные выру, |> ■ г 1>1 II 1' >1,11.7 77.7/7.7 7* ** клостыо вверх. А **• <r>'4»'*'J о клали!.- .ЮМИиП коры К«<ЦХ\- rtpfiv.i | , i..i.U!;;v и о п,-пт, . ♦л<-кс)ги Л.4.— i .-ePMi-in, 1.. - ’ 111И!.ч\ - Док. СС.-осогме плоскости ьяшклинХ антиклинален. Их Так’ жо называют седлами (рис. Oi). Складни погнутые т. е. направленные вы¬ пуклостью вниз, назы¬ ваются синклиналыщ. ми у пли просто сии. кл и налам и, м//льдами (рис. 84). Коновые плоскости складок тзгипютги кры- льями. Воображаемая и иду¬ щая от порошим складни к ОС основанию плоскость, перегона иинд н складки вдоль громко, косит назва¬ ние осевой плш К ■v/пи. Гссли осевая п.юсьос.-!т, наклоне¬ на, сила ц.а нпсцг на.такие кисой ск.ыдыг, а если осе¬ вая плоскость нрнблпжасг- ен к горизонтальному по¬ ложению, то мимеем ле- жачую са.-ла н.у. Самые р1, точные ком¬ бинации ВС0!>о.1МПЖ|ШХ •‘кладок тянутой в горных местностях часто на боль¬ шом расстоянии. 11а рисун¬ ке -V.» изображена целая си стома раалнчнмх складок р . _ -о ме различных складок. шены нишиiMiMH aПш,ают ™н сильно разру- П ОТ гииога требуется большой исследон^ечьшшГ °Ч0Ш> ТрУТ’ размеряться хотл Г)Ы Л(Пке n 0Г|1Птш, , 111 иавык, чтобы бывает нужно мысленно восстановит,’' v£m ** ДПСлокащп,. Часто или. иначе говоря, постпоит, ’ жженные части складок, складки показаны на рисунке %r)jm"ue c,:MldKn- Такие воздушные гтк^мГГры п^Гнапряжешп соседних уча- смещение друг относительно дпугд к ™ 0еп’ то происходят их 1акое горизонтально** c\ipn,^!rL гоРиз°нтальном направлении. <рис. А). " 1пе слоев земли называется сдвигом Ьслл ,кг> разрывы связности сдоев и друг к другу произойдут в прптш.. смощотте по отношению ннем разности вертикальных няппП-'аЛ1’Н°М Управлении под влия- перемещенне образует так называ1мыГс^0Сс°(рg6^4астко такое Сброс представляют сооой, например, Жигулевские горы на Волге. Величина перемещения слоев относительно друг друга по вертикали называется амплитудой сброса. Степы трещин, по которым произошло перемещение земной коры, обычно отличаются сильной полировкой вследствие скольжения, а нередко и глубокими шрамами. Упомянем, наконец, еще одну форму дислокаций. Когда верти¬ кальное перемещение слоев происходит без разрыва сплошности, НОРМАЛЬНАЯ ИЛИ ПРАВИЛЬНАЯ СКЛАДКА КОСАЯ СКЛАДКА ПЕРЕТЯНУТАЯ, ияи вЕЕРООЛРАЭИАЯ. СКЛАДКА Риг. 8Г>. Орип различных горных складок (схема). в этом случае возникает коленчатая складка, или флексура (рис. 84). Часто наблюдаются сбросы не по одной какой-либо линии, но целые группы сбросов, прошедших по различным сбросовым тре¬ щинам. При атом сбросы образуют самые разнообразные формы наруше¬ ний поло.конпн пластов. Среди них различают две основные формы— это горсты и грабены,. Горст образуется в том случае, если опускание произойдет по сторонам какого-либо участка земной коры, а средний, таким обра- Рнс. 86. Сброс. Рис. 87. Горст. Двум или нескольким трещинам и поверхности соседних, таким образом, окажутся расположенными выше него, то образуется гра¬ бен (рис. 88). Как горсты, так и грабены, являясь формами таких нарушений, далеко ие всегда могут быть обнаружены по рельефу местности, так как последний нередко бывает сглажен деятельностью экзогенных факторов. Итак, грабены и горсты своим происхождением обязаны появлению трещин, расколов земной коры, которые образу¬ ются, главным образом, под действием растягивающих усилий. 10/
л..ыячэт обусловлены u «.жатом, оричем Ha Однако иногда горсты (’ы 1 “ т как показано на рпсуцКе од ^“^-^глаоиии образом, горстами, называются л,Jj"V горами. Чаще всего последние являются результатом ТО-'-о^О’-'э — ляг-; n4_i.; 1 ,i 1 tr-~ ;гх;х.'ггг: гях: Гао. 88. ГраОеи. тшща Цнс. S9. Горст, uHpa:ionaaiiaiiic(i благодари сжатию. раскола складчатых гор. Если старый складчатые горы сильно раз¬ биты вертикальными расколами земной коры, то и результате опу¬ скания известных участков земной коры по трещинам соседние уча¬ стки будут возвышаться, образуя таким путем глыбовые горы. Внутренние эндогенные силы, Создающие все зтн формы дислока¬ ций, глубоко изменяют ие только внешнее, но н внутреннее строе¬ ние—те кт о п и к у ли¬ тосферы. Они получили и и з па нпе t пептон и чета cut. Наряду с тектониче¬ скими силами в про- це сса х горообразования действует п другой эн¬ догенный уже известный нам фактор — вулка¬ низм. В процессах го¬ рообразования его роль гораздо менее значи¬ тельна: вулканизм мо¬ жет создать вулканиче¬ ские конусы насыпного (и натечного) характе- .LTAT cuCgti относительно -то* „ОТОГ„S’ it ^сдоое геологическое явление. сггп^юг^Пп7Т/ЭМШУ ° ИШЗ"Ы0 ШШ!’ йзжетсл,"что торы пред- всегда застывчюе и»п°°а‘ШС’ ко^а'то появившееся и как бы на ложен ~ ’ Сдвижное. Но подобный взгляд совершенно азменений^Онп такжо нах°Дптся в процессе постоянных земли и оставляя г-°ТСЯ’ Рас1Тт п Раарущаются, исчезая с липа а "иногда л;шг от"., Ли400™ своего памятника камепные глыбы, 'v“ *^нд^монты, состоящие, главным образом, яз 108 Рис. 90. Остроконечные вершины Кавказских гор. гматических и метаморфических горных пород. На помещенных М&есь рисунках (90 и 91) изображены сравнительно молодые Кавказ- аЛ горы и древние Уральские горы. Какая огромная разница! тГтш молодой! Кавказ, поднятие которого продолжается и в наше л мя отличается высокими покрытыми снегом остроконечными Г<1? шинами, то старый Урал, поднявшийся в конце древней эры жизни i • Г Рис 9] Сглаженные, однообразные хребты Уральских гор. земли, сильно разрушен, завален грудами щебня и, не отличаясь высотой вершин, обнаруживает однообразную гребневую линию. Сейсмические явления, или землетрясения, представ- Сойемнческне ЛЯЮт собой самые большие и тяжелые стихийные бедствия. Во время сильных катастроф целые города разрушаются в несколько минут, а иногда и в несколько секунд. Случались землетрясения, когда сстни тысяч жителей находили себе смерть в своих жилищах. От землетрясения в Мессине в 1908 г. погибло около 140 тыс. человек. Во время японского землетрясения в 1923 г. было разрушено 5 городов, в том числе столица Японии— Токио, погибло около 170 тыс. жителей и ранено около полумил¬ лиона; без крова же осталось 2 млн. человек. Наукой твердо установлено, что большинство зомлетрясетгай находится в непосредственной связи с дислокациями и горообра¬ зованием, с молодыми горами, рост которых еще продолжается. Од¬ нако в некоторых случаях землетрясения бывают связаны п с более Древними горами, но в которых возобновились горообразовательные движения (Тянь-Шань, Прибайкалье). Почти все разрушительные 109
землетрясения, которые происходили на нашей памяти: в Чп0 Закавказье, в Крыму и др., относятся к числу именно этих так^’ зываемьтх тектонических -землетрясений, т. е. связанных с д> нациями земной коры, с процессами горообразования. CJ1°' Однако существуют еще и такие сейсмические явления ц0т непосредственной связи с горообразованием не имеют. Это з трясения вулканические, о которых упоминалось выше. ^Ле' Вулканические землятрясения объясняются взрывами вулк ческнх газов, когда нарушен свободный выход магмы по га ЭН1Ь вулкана на поверхность. Такие сотрясения случаются обычно НаЛ^ Л1.'' - Рис. 02. Сдюн и сброс, образовавшиеся в результате землетрясении в Ова] (Япония). рпод бурных вулканических извержений и в некоторых случая могут вызывать сильнейшие катастрофы, разрушать целые город! Эти землетрясения не охватывают столь огромных пространст) как землетрясения тектонические. Кроме у помянутых выше землетрясений происходят еще п вольные землетрясения. Провальные землетрясения происходят, главным образом, в те местах земной коры, где распространены легко растворимые горны породы. Там, как мы уже знаем, часто образуются подземные пещеры иногда весьма значительных размеров. Естественно, что при недоста точной прочности потолков этих пещер последние могут обруншться почему некоторый участок земной коры придет в движение и одУ стится. Такие землетрясения охватывают весьма незначительные пло щади. 110 Тектонические землетрясения относятся к нам.п™ г,л вашим землетрясениям. Сильных тектонических зе^трясений ^ земном «паре происходит по нескольку ежегодно, „4™ ta™“ же (иЯкросеиомпческне) колебания земной коры, которые лкТми не ощущаются, а отмечаются линь специальным,, прибор,амп-осйс- могрвФами> происходят на земном шаре, можно сказать, непре¬ рывно. Для определения силы землетрясения составлена особая шкала, g этой шкале землетрясения разной силы разделены на десять сту¬ деней. По ней можно оценить то или иное землетрясение соответ¬ ствующей цифрой, или, как еще говорят, баллом. К а л л ] ставится jj том случае, если колебания непосредственно не ощущаются чело¬ веком, а обнаружива- ются лишь спецпаль- *■.- -. ными приборами. Балл 2 — если сотрясения ощущаются только не¬ которыми людьми, на¬ ходящимися в покое, и т. д. Во время землетря¬ сения по земному ша¬ ру распространяются упругие волны — сей¬ смические. Сейсмические вол¬ ны различают трех ро¬ дов. Различные волны движутся с различными скоростями, при¬ чем каждый рол волн отличается своеобразной амплитудой и перио¬ дами колебаний. Волны сильных землетрясений, пройдя через внутренние облпетп земного шара, могут быть отмечены чувствительными приборами на его противоположной стороне. Обычно землетрясение представляет собой ряд ударов или толч¬ ков, которые расходятся из некоторого центра, расположенного на известной глубине под поверхностью земли. Эти удары при текто¬ нических землетрясениях вызываются разрывами земной коры и движениями ее вдоль сбросовых трещин, которыми сопровождаются горообразовательные процессы (рис. 92). Точка на земной поверхности, которая расположена над очагом, или гипоцентром землетрясения, носит название эпицентра. Здесь удары направлены снизу вверх, чрезвычайно разрушительны, они как бы подбрасывают предметы. Чем дальше от эпицентра, тем все под более острым к земной поверхности углом будут напр шлепы сейсмические волны. Здесь будут ощущаться боковые удары, стре¬ мящиеся повалить пре.ьметы набок. Нередко эпицентр землетрясения располагается на дне моря; 15 этом случае происходят моретрясения. Разрушительное действие сейсмических воли зависит от многих причин, среди которых важнейшее значение имеют направление волн по отношению к стенам здания, форма самого здания, свойства гор- Ш Рис. 93. Разрушенная землетрясением постройка.
ч*' л ij i к пых пород, па которых расположено здание, наличие в них грун воды, ггустот и пр. Т°: Действие волн сильно ~ изменяется также в зависимости й рельефа местности. Большое значение имеет самый тип сооружения и материал которого оно построено. Так, например, каменные постройки бодь,п , страдают, нежели по че.у п. страдают, нежели деревя,"ь ные, круглые менее, прямоугольные, и т. (рис. 93). Хорошо переносят земле- трясения специальные кар! касные постройки японцев которые часто устанавли- ваются на округлых калщях или специальных шарнирах, В последние годы в обла! стях, подверженных земле¬ трясениям, стали разраба¬ тывать различные типы стон- них в сейсмическом отно¬ шении построек. Такое ан¬ тисейсмическое строитель¬ ство развивается у нас на Кавказе, в Крыму, в Алма- Ате и в других местах. Упо¬ мянем, наконец, о влиянии землетрясений на подземные воды. После землетрясении нередко наблюдаются изменение уровня грунтовых вод, исчезно¬ вение одних источников и появление других. Приборы, регистриру¬ ющие землетрясения, как уже сказано, называются сейсмографами (рис. 94). Изображенный здесь сейсмограф представляет собой особый горизонтальный маятник, который прикреплен к подставке. Во { : ! I I ! ! I ! ! ! I „з i_ |j„X-u--L_iir|||/J—»т—■ Рис. 94. Сейсмограф, Рис. 95. Сейсмограмма. время землетрясения в сплу ииерцпп он сохраняет свою неподвиж¬ ность, тогда_как подставка колеблется, почему перо маятника чер¬ тит на оарабане зигзагообразную линию. Сейсмографы очень к самым незначительным колебаниям. 412 I Эти колебания регистрируются' механически специальным при- бором с часовым механизмом и барабаном, на который навернута закопченная бумажная лента. Так как барабан непрерывно вращается, то перо, прикреплен¬ ное к маятнику сейсмографа, чертит на ленте прямую горизонталь¬ ную линию. Однако стоит прибору получить самые незначительные колебательные движения земной коры, как перо начинает чертить зигзаги (рис. 95). По записям сейсмографа определяют время землетрясения, его продолжительность, силу и даже приблизительно определяют его место. Сейсмографы устанавливаются в подвальных помещениях на каменных столбах. Хорошие приборы находятся у нас в обсерва¬ ториях под Ленинградом (Пулково), под Москвой (Кучино), в Крыму и пр. В распространении землетрясений по земному шару Географпче- существует определенная закономерность. Уже от па и <чш е лей- Давн0 наукой было установлено, что сейсмические потрясении. явления приурочены к горным странам и берегам морей, т. е. следуюет вдоль линий новейших дислока¬ ций земной поверхности (рпс. 80). Рассматривая географическую карту распре охранения землетрясений, можно установить, что сейсми¬ ческие области расположены следующим образом: одна группа рас¬ положена вдоль гористых берегов Тихого океана (берега Северной и Южной Америки, Японии и ряд островов), а другая—вдоль бере¬ гов Средиземного моря (где особой сейсмичностью отличается Ита¬ лия), идет через Балканский полуостров, Крым, Кавказ, Закавказье, Малую Азию, Иран, Среднюю Азию, Тянь-Шань, Памир и далее на восток. У нас в Советском Союзе землетрясения наиболее часты в горах Средней Азии (район Алма-Ата) и на Кавказе (Армения). Но они случаются и в других наших горных районах. Так, совсем недавно (1927 г.) землетрясение дважды произошло в Крыму, где сейсмиче¬ ские явления на протяжении большого ряда лет себя не обнаружи¬ вали. Первое землетрясение произошло 26 и 29 июня 1927 г. Затем оно вновь повторилось в ночь с 11 на 12 сентября уже со значительно большой силой, нежели июньское. Эпицентр землетрясения распо¬ лагался на дне моря, к югу от Ялты. В Ялте было разрушено много зданий п были раненые н убитые. Большие разрушения произошли в других городах Крыма. Зем¬ летрясение сопровождалось большими обвалами и оползнями на Крымеком побе режье. Это землетрясение отозвалось далеко за пределами Крыма. Колебания чувствовались на Украине, на Черноморском побережье Кавказа и в других еще более далеких районах. Причины крымских землетрясений таковы. Южная часть Крым¬ ского полуострова представляет собой высокое плоскогорье—Яйлу. По определению академика А. Д. Архангельского, с юга Таври¬ ческие горы обрублены системой сбросов, следы которых отчетливо выступают на крутом уступе, тянущемся вдоль крымских берегов, и на дне Черного моря. ® Минералогия и геология. ИЗ '«та?
Одна из сбросовых трещин проходит на дне моря, на крут0 уступе, который является границей между мелкоморьем и облает ** средних глубин. Очаг современных землетрясений и лежит п обт™ Ь1° этой трещины. Сти Из сказанного ясно, что землетрясения представляют собой из форм проявления орогенезиса. одну Коптлктопын метаморфизм а дипа помета- морфизм. Т. Метаморфизм горных пород. Под метаморфизмом горных пород попилю ют явле¬ ния, выражающиеся в глубоких изменениях струк¬ туры, минералогического, а часто л химического состава горных пород иод влиянием высокой тем¬ пературы, давления и химических процессов. Различают контактовый метаморфизм и динамоменюморфизм. Контактовый метаморфизм происходит на. месте соприкосновения горных пород с магмой и продуктами се выделения. Мы уже знакомы с контактовым метаморфнзмом, в результате которого из из¬ вестняков получается мрамор, а из каменных углей — гра- Рис. jO. Кристаллический сланец. Рис. О/. Раздробленная давлением в слоях земля галька. фпт. Таким же образом возникает красный и магнитный желез няки и пр. Огромное распространение в земной коре получплн изменения и ипого характера. Мы имеем в виду динамомтамо/фим (пли дне- г-тгис »'ч. .i-т-—I локационный метамор¬ физм); он широко рас пространен и складна тых областях аемноЛ ша ра. Дин амометамор —«лтое»— физм является след Рис. 98. Разорванные в слоях горных пород ра- стонем давления, кото копины ископаемого моллюска-Оелемнига. рое вызывают в лнтосфе т„ ре орогенпческие движе ппя. К механическому воздействию присоединяется действие па гор ные породы высоких температур, а также п циркулирующих в вед рах земли растворов. Вот почему в результате дшимметаморфиам* возникают весьма разноооразны» как физические, так и химически* т изменения в горных породах. Давление прежде всего вызывает явле- е сланцеватостп; иначе говоря, в горных породах образуются тон¬ кие пластппки или листочки (рис. 96) подобно тому, как это наблю¬ дается у железа при сильных по нему ударах. (Сланцеватость нужно отличать от слоистости, обусловленной совершенно иными причинами, именно последовательной сменой условий отложения осадочных пород-) Действие сильного давления в литосфере часто оонаруживается в раздроблении горных пород (рис. 97) и их растяжении. Последнее явление особенно хорошо можно пронаблюдать в тех мопскнх осадочных горных породах, в которых сохранились ока- i не. 99. Слоистость и сланцеватость. Слегка паклониис глои гориых пород и почти перпенднкулнриие к ним поверхности сланцеватости и трещины (илива;к). мепелые морские раковины, ракообразные, рыбы или другие иско¬ паемые. Они оказываются изуродованными, растянутыми, а иногда и разорванными на части (рис. 98). Под влиянием давления породы могут быть разбиты многочисленными тонкими трещинами, кото¬ рые маскируют слоистость пород, причем трещины эти могут распо¬ лагаться под различными углами по отношению к слоям. Такое явление носит название кливажа (рис. 99). 1‘егионал! ный •уЖе 8паем» 410 в нижних зонах кат шорфизма метаморфизм, происходят уплотнение и цементация горных пород. Так, под действием давления и температуры выше¬ лежащих слоев и циркулирующих растворов глины превращаются здесь в глинистые сланцы, а рыхлые пески—в плотные песчаники. На больших глубинах, в зоне анаморфизма, где сильнее прояв¬ ляется действие высоких температур и давления, эти только
татготяганне породы подвергаются глубокому иетаморфиаму-вд. рекГта.™ аацип, шмснешш их структуры п состава. Здесь «бра. Кются кристаллические сланцы. Этот вид метаморфизма, рав1ро. страняющийся на большие пространства, носит название региональ¬ ного метаморфизма. ^ Глинистые сланцы, образовавшиеся из обыкновенной глины, здесь сначала превращаются благодаря их перекристаллизация с выде- ленном слюды в филлиты. Филлиты имеют применение в качестве материала для крыш и поэтому также носят название кровельных сланцев. Филлиты в свою очередь в дальнейшем перекристаллизовыва- ютоя в слюдистые сланцы. Кристаллизации подвергаются ц дру. гие горные породы. Известняки, например, подвергаются процессу мраморизацхш, т. е. становятся кристаллическими известняками или мраморами. Метаморфпзуются и граниты: слагающие их мине¬ ралы приобретают сланцеватое расположение; граниты превра¬ щаются в так называемые ортогнейсы. В некоторых случаях можно наблюдать постепенный переход между гранатами и ортогнепеами. В этом случае в верхних толщах гранитов листочки слюды мало-помалу принимают параллельное положение. Такие промежуточные иороды носят название граншпо- гнсш'ов. На значительных глубинах происходят большие преобразования минеральных масс: осадочные породы начинают не только перекри- сталлизовыватьея, но и переплавляться. Так, глины и мергели могут преобразоваться в гнейсы, т. е. горные породы гранитного состава (полевой шпат, кварц, слюда), но отличающиеся слоистым располо¬ жением минералов. 1 а к не гнейсы в отличие от ортогнейсов называются парагнейсами. Граниты, а также гнейсы и другие кристаллические сланц'1, подстилающие осадочные горные породы, выходят па поверхность земли, главным образом, в горных странах, на равнинах же—на местах древних, уже разрушенных гор. ш. ОСНОВЫ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ коры. 1. Происхождение Земли. Г ОРПИА ^ЛЯ того ЧТ0^Ы понять ЖИЗНЬ и историю Земли, ИРТбчО- >шюй димо зн:т’’ как образовалась паша планета и что пре ютап- в<-ч'ле * лил собой переход ее пз астральной (звездной) стад ш р сз- пития в качественно иную стадию—геологическую. Только тогд t мы истори¬ чески подойдем к интересующему нас пртмету и познаем объект нашего изучения—Землю—в ее непрерывной динамик». Сначала припомним, какое положение занимает Земля по вселенной. Мы внаем, что Земля является одной из планет солнечной системы, в которой вокруг центра чмюго пытала—Солнца—пращ потен 9 бо папах пла¬ нет и более тысячи маленьких астероидов. Эта огромная солне in in система представляет собой крошечную группу в грандиозной звездной системе Система ота есть тот Млечный путь, который серебристой полосой пер геи ют небесный свод. В Млечном пути насчитывается несколько мп ынар щи япец, одни по которых п миллионы раз больше нашего Солнца, тогда как другие значительно меньнг* < гл. Однако и Млечный путь представляет собой лишь «островок вселенной» в бесконечном мировом пространстве. В мощные телескопы можно рассмотреть множество звездных роев, имею¬ щих вид слабое И0ГИ1ЦНХСИ туманностей, подобных Млечному путч Таким образом, совершенно ясно, что паше Солнце —ото одна из бесчис¬ ленного множества звезд, а Земли—ото одна из небольших планет, множе¬ ство которых прощается вокр\ г своих солнц. Все ото, конечно, противоречит «мировоззрению динара», к ж еправед шпо нашил Кард Маркс религиозное понимание мира. Религии рисует Землю, как главное тело всей вселенной, единственный населенный жпаныо мир, и все остальные .миры существуют лишь па потребу Земли. Ьолее трехсот лет назад великий вдохновенный мыслитель Джордано Бруно говорил, что «в мире существует бессчетное количество видимых солнц—писал в планет—н бессчетное множество других невидимых, но суще¬ ствование которых должно п|> дполаглтьоя. £>ес( четное количество «земель» пращютсн вокруг своих солнц, как пла¬ неты вашей системы. Мы видим только солнца (звеаил), как те в» бо п.ших размеров потому, что они светятся, но их планеты ост.оогея для нас неви¬ димы, так как- они малы ц темны. Будьте ув ерены, что настанет пора, когда нее будут надеть мир таким, каким нижу я его теперь». За татю слот чернорцеые палачи «святейшей римской инкиманцип» по- • амопили «предать смерти но возможности милосердно и без пролития крови» сштльного Бруно, т. е. сжечь его живым на костра. Церковь тогда ooiynaoa так с каждым, кто осмеливался итти против «священного писанин». ^ Итак, наша солнечная система ничтожная частица мироздания. Как же Этой грандиозной вселенной возникла солнечная система и в частости j./13 спутник >в Силнца -Земля? ппщ этш нопР°с наука отвечает теориями, вскрывающими материальные Р чины возникновении солнечной системы, ипот »На,'° С0,,0Р|Пеин0 ясно, что, несмотря на то, что мы не имеем еще МИПОИ0-Г)аГ!Г,а"ОТа“11““ ',е‘Ф1ш происхождения СОЛПвЧНОЙ СИСТ.'МЫ II 3BB3UB.IX точн В °*’1аг2диРя 1 бдостаточпости наших знаний, наши знания вполне диста- Ь1’ чтооы отбросить от себя нелепые религиозные бредни о божсетион- 11о« сотворении мира.
- 4 vTnomiutaer, что весь мир бог сотворил п ЕЖ *£Я2Г£4В&? •»»«”»“ ра» -■>*. 3^,"< Бесчисленные добитые наукой факты показывают что мир в целом „и не создавался, существует вечно и что для его «управления* не нужны miKai{Jj сверхъестественные силы. о лаплас ответил: «Я ии разу не имел надобности прибегать к подобной гипотезе». Если мы не можем еще составить себе полного, и исчерпывающего ,lav„ ного представления о происхождении солнечной системы, в том числе и Зем-ц/ то все же для нас нет никакого сомнения в том, что земной шар д0 j)0;JH! ’ нокенпи твердой, умеренно нагретой оболочки иродсчавлнл собой рдсннлоиигл мировое пространств Последние ско,1лг1л „ , „ * млю сплошной твердой каменной корой, или лппикферой. С момента образования твердой земной коры Земля перешла из астрального периода развития в качественно иной утап развитии г о о л о г и ч е с к и д Первую попытку научно объяснить происхождение солнеч- Гипотезы ной системы сделали одновременно в Х\ III it. философ Кант образовании н математик Л а п л а с. Оба они выводили обра ювание сол- еознечной печной системы из единой, первичной туманности, ха ранте* системы. ризующейел чрезвычайным рассеянием в ней материи; ута туманность, по гипотезе Канта и Лапласа, находилась и дШ1. женин вокруг своей осп. Остывая вслед, тьме охлаждения в мировом пространство, мта туманность согласно ваь'онам механики, должна была увеличивай, угловую скорость своего вращении. Благодаря атому увеличивалась н центробежная шла, под действием шпорой шаровидная туманность сплющилась с потюсон и превратилась в так называемый м.-итсоиО. Дальнейшее ускорение привело is тому, что внешние ча¬ стицы зл.’шпсонда, лежащие на акваторе, потеряли связь Со всей массой туман¬ ности и отделились и виде кольца. Затем в свяли с ускорением вращения отдели¬ лось следующее кольцо н т. д.; последнее кольцо" образовалось на расстоянии орбиты ближайшей к Солнцу планеты—Меркурии. Вследствие неоднородности колец в каждом из них образовался благодаря взаимному притяжению частиц ментр сгущения; таким образом возникли пла¬ неты. Благодаря их вращению у них также образовались кольца, давшие на¬ чало их Спутникам. \ одной же планеты, именно Сатурна, в виде исключении последнее кольцо оказалось таким однородным, что дало начало не одному сп\ шику, а целому рою мелких телец, которые образовали так натыкаемые кольца Сатурна. 3,а схематическая простая теории как бы нашла свое подтверждение в опьпе II л а т о, в котором шарик масла, вращаемый в смеси воды и спирта того же удельного носи, давал кольца, последние же потом распадались на отдельные «спутники». Гипотеза Байта и Лапласа rcio сложность зполюцпи солнечной системы п«0ДГт,Н..Пр,)СГЫМ ™,;'шам механики. Однако это механистическое объяснение ,,е Cmvm "етолкокать целого ряда астрономии вяд ннче ш ™ "ИТТ1 Ка,1Та " еонершенно не согласи Jen имнй объяснит! отнппу4-!10 С1К'Гимы- Н,‘л1‘3н было С точки зрения отой гипотезы двГлю с, Г,',.? ! Л»ючоипн спутннко» различных планет, из которых одни H.v.r« . - н-чанеты с запада на постои, а другие-о востока на запад, орбит' г гп нет ^ошш'та ie>01' ” Л0И0ЛЬ1Ю значительное 'не.',окна дсп не плоскостей из кото ры х с пути и iM 11' а Пь,от1»™ движении спутников Марса, ходит на запале a aavvm 1№Г0,|Ж'Г в своем движении планету и коатому ,'оС’ ЛвГаедм^ион!юпДЛц™;^Т,’Ке- Лалее’ boim и допущение счетами. Не согласуется е-г*. , нгРа->кные тела планет не подтвердились Ра около их осей. * орней также .медленность вращения планет и Солнц3 lib КР°ме Т0Г0' как ВЫЯСПИЛОСь в последнее время, Солнце в миллионы раз anine Земли, тогда как по теории Банта и Лапласа вся еистема об, £ “З'.а*ек..е теперь аСТро„„»ю,„ Пр,1<Все это заставило астрономов отказаться от гипотезы Канта и Лапласа, Из посменных гипотез происхождения миров, и в частности, солнечной системы С нболыппм признанием пользуется гипотеза Д ж и иса-Д жефре Вс а. ма [.роенная также на механистических основаниях, детально разработанных’, rfe вдаваясь в ее подробности, что составляет предмет астрономии, установим „овньш ее положения. Целый ряд теоретических соображений и точных вы- пе[1иЙ привел Джинса к заключению, что звезда, развиваясь самостоятельно ^ч’воздййстния посторонних сил, не может образовать вокруг себя планет. По-. oMV надо «заключить, что процесс сгущения тела, из которого образовалась ^пфчиаи система, был нарушен прохождением в очень близком, по астрономи- ?°ч;им масштабам, расстоянии от нее другого мирового тела. Это вызвало, бла- ,,ес ' я взаимному прнтнжешпо, образование на нем громадных приливных ноли Г°шДС гигант ких извержений разреженной материи наподобие солнечных про- 11 -бераниев. Вероятность такого сближения небесных тел ври чрезвычайной рас- -.шностч материи в мировом пространстве весьма невелика, поэтому наша ила- сс> а), система* предстанлнег собой, очевидно, тип образований, встречающийся "т вселенной отиоснтельии редко, хотя благодаря неизмеримо большим размерам звездного мира все нее многократно повторяющийся. Протянувшись к встречному светилу, вершина «протуберанца» могла, как оказывает вычисление, оторваться от Солнца. Она путем сгущении материм около Центров тяготения и дала начало планетом. Из средней ча.тн этой массы обра¬ зовались самые мощные спутники вашего Солнца /Юпитер, Сатурн), а крайние се области дали начало более мелким планетам. Образование спутников планет, по Цжинс.у, было подобно образованию последних, причем роль возмущающего мирового тела, ни его расчетам, играло само Солнне. Возникновение снутннкоп V спутников было уже невозможно: последние быстро охладились, перейдя в жид¬ кое "и даже в твердое состояние, при котором возникновение мощных нрогуое- рапцон прои зойти уже не могло. Мат,‘магические расчеты, которые дает Джинс в своей гштоы.-.ш, совпадают' с массами планет солнечной системы. Это свидетель¬ ствует о том, что Д;ышс в своей гипотезе уловил определенные закономерности авоаюцнп солнечной системы. Все же в атом построении мы имеем лишь прибли¬ женное, весьма схематизированное разрешение проблемы, совершенно не учи¬ тывающее огромной сложности тех физико-химических процессом, которые при¬ нимали участие к зволюцни небесных тел. Рид вопросов, например обратное вращение спут ников некоторых планет, на основе этой гипотезы гак же необъяс¬ ним, как и на основании гипотезы Канта и Лапласа. Дав математически более разработанную гипотезу, нежели гипотеза Канта и Лапласа, Джчшс не ушел от механицизма последней. Сам автор этой наиоолее приемлемой гипотезы заявляет: «Время выводив в космогонии erne не пришло». Совершенно очевидно, что в течение всего звездного периода Нцонехожде- жизни Земли па ее поверхности не могла существовать орга- нпе жизни ничеекан жизнь благодари слишком высокой ее температуре, на Земле. Отсюда ясно, что к истории Земли был момент, когда орга¬ ническая жизнь на ней должна была помниться впервые. В курсе пнолюцнонпого учения вы уже ознакомились с ынЛюоом о. заро¬ ждении жизни па Земле. Современное состояние науки дает нам нее основания утверждать, что путем чрезвычайно длительного и сложного процесса анолю- цни пежиной маи рнп из псе поапнклн на Земле первичные живые сущее,на. Па этой новой ступени зволюции в материи возникают новые качества, и она подчини.'ген новым закономерностям, характеризующим органический мир. В процессе разнигпп Земли органическим мир принимал и принимает ^уча¬ стие в процессах мпнералообразоканин, образовании горных пород в ка челне самостоятельного геологического агента, накладывающего свой неизгладимый отпечаток „а весь лик Земли. „ „_л В период огнен,тожидкого состояния Земли химические эле- Строение менты ее распределялись в определенной закономерной ио- следователь,,ос. и. Более тяжелые вещества же.в зо, ни л ее ооолочки. крль и _ 1(;шш,110М ,|1ЛЫ т„жеети сгруппировались Олижо к центру Земли, а более легкие--кремний, адюмшп'й, ьальцп i, шири
1< И I Ч '■ 11 i I 11 111111' М 111>) M ‘i *i ИИЧЧЩЫ*!1 5|f Рис. 102. Пример несогласного на¬ пластования слоев. пяеполоядашю называется стратиграфическая методом *. Однако на- вяд\ с^орнзонтальныы, ненарушенным положением слоев мы 38ае в зош>ой коре существуют весьма значительные дислокащц,' Гладки? сдвиги, сброеы. Он., чрезвычайно запутывают вы,„еПрВ8е; денную последовательность. Так, в случае опрокинутой складки древ. ние гаои окажутся над более молодыми. Иногда целая группа слоев может быть надвинута на слои, образовавшиеся с ней одновременно, и т. д. Здесь пользование стратц! ■ 1 г': графическим методом значительно осложняется. При изучении последовательно¬ сти расположения (стратиграфий слоев нередко можно наблюдать не¬ согласное. их залегание, когда одна дислоцированная и более или ме¬ нее разрушенная группа слоев пе¬ рекрывается другой группой слоев, располагающихся к ней иод углом (рис. 102). В атом случае необхо¬ димо признать, что между периодом образования тех и других слоев прошел значительный промежуток времени, что непрерывность от¬ ложений здесь была нарушена: слои дислоцированы, поверхность их разрушена и затем уже покрыта новыми напластованиями. Ана¬ лизируя несогласованность залегания слоев, можно сделать некото¬ рые выводы относительно последовательности геологических собы¬ тий, например о времени образования гор. Это возможно, если у подножия складчатого хребта лежат горизонтальные слои, не прини¬ мающие участия в обра¬ зовании складок. Ясно, что слои, которые обра¬ зовали складки, более раннего происхожде¬ ния, чем отложения у их подножия. На ри¬ сунке 103 мы видим, что данное горное сооруже¬ ние, представленное в виде схемы, относится ко времени, прошедшему в промежуток между образованием слоя А и слоя В. Иногда несогласие напластований наблюдается в образующих складку слоях. Это значит, что складка образовалась в несколько приемов, разделенных периодами сп°" койного отложения осадков, и т. д. Но как быть в тех случаях, когда приходится сравнивать воз¬ раст слоев из местностей, расположенных далеко друг от друга? Стратиграфический метод здесь бессилен. Определить время об¬ разования того или иного слоя петрографическим методом, т. е- по составу горных пород, также невозможно. Дело в том, что со¬ вершенно различные горные породы могли образоваться в одну 3 ту же эпоху жизни Земли, и обратно—прежде, как и теперь, в одном Рис. 103. Схема, поясняющая сносио определения возраста гор. 1 «Стратос» но-гречески значит—слой. 122 те океана одновременно могли осаждаться глины и пески, а в Мпугом — известняки. Здесь приходит на помощь палеонтологический ме- 0алсоятологн- mod определения относительной древпостп пластов, ческии Дело в том, что в осадочных слоях как морских, метод. так ИНОГда п континентальных находятся скелеты, рпдые покровы или иные окаменелые остатки животных и расте- ТВ £ пли их отпечатки. Сохранение некоторых ископаемых оргаииз- Нов стало возможным только благодаря тому, что они подвергались М оцсссу окамененпя. Окаменение заключается в том, что органиче- Рис. 104. Палеонтологические документы. Отпсчатон крыльеп аммонита, скис остатки замещаются минерал ыцл ми веществами: кремнекпело- той, углекислой известью, окысыо железа и т. д. Для того чтобы организм подвергся окаменению и сохранился в течение долгщх геоло¬ гических периодов времени, необходимы исключительно благоприят¬ ные условия. Надо, чтобы после смерти он попал в хорошо сохраняю¬ щую среду, чтобы минеральный раствор его минерализовал, чтобы геологические процессы не разрушили в течение миллионов лет об¬ разовавшуюся окаменелость, т. е. необходимо редкое совпадение ряда благоприятных условий. Несмотря на то, что для сохранения вымерших форм нужны исключительные условия, благодаря оби¬ лию особей, населявших землю, наука располагает огромным коли¬ чеством окаменелостей, или ископаемых. На рисунке 104 представлены различные формы палеонтологи¬ ческих документов: крылья бабочки, отпечаток рыбы, морская ра-
*VT!>n '• ! . ,\ ' )-!-•" , . •; г.1’” (ТОК ДрС. СПЮГО ЛПСТП, 1!ЛС(';.;м-■ л янтаря (окаменелая смола древних деревьев). Религия объясняла тцпмшхождонпе окаменелостей самым фпцт ч-'ск v образом. П одних она видела «неудачные модели твопраСТи' дрхгпе считала аа «остатки ангелов, сброшенных с небес за тл^11^' °> что Д|М I in- I щ ....... они оелмиалпоь бога*, третьи признавала аа окаменелые кости л1о~ дей и животных, иогиГ'шпх во время потопа. По все от.» в свете совпр' м< ньых знаний настолько нелепо, что не требует особых опровор" ;ке»шн. Кроме окаменелостей в иных случаях находит только «следы -.кивни*, например, следы ползания червей, отверстия, просверленные в камнях камнеточцамц ^ К* i I’iio !ОГ». (’лоти жизни: С-гсреггн. I.i . рлокные р камнях качпеточпз- VII. i.-.f.-u ползания чертой; с доли ископаемо¬ го ссагоночного и капель дождя (слепа надрано). В или следы ног на влаж¬ ной п пластичной почве (рис. 105). Как же использовать эти палеонтологические до¬ кументы для определения времени образования отло¬ жений? Мы знаем, что в течение истории Земли ор¬ ганический мир прошел длинный путь оводюцни, что одни формы органического мира сменились другими в опре¬ деленней по ел е до в а тел ьн о стн. Вот почемх .мы можем по находимым в слоях земли окаменело¬ стям ехдить 'как об одновременности геологических отложений, так и о последовательности образования осадочных слоев во времени. В настоящее в р е м п можно с ч и т ат ь п р о ч н о установленным тот закон, что но о д 17 н а к о- в ы м и с к о и а е м ы м можно судить о б о д и о в р е- м е н и о с т и геологических отложений. Разумеется, сравнивать можно только однотипные фауны, на¬ пример прибрежные с прибрежными, глубоководные с глубоковод¬ ными и т. п., которые приурочены к определенным типам осадков, образуя определенные фации. Конечно, фация может и не содержать органических остатков, т. е. быть немой; в атом случае ока не может служить для установления хронологии. Прослеживая развитие животного мира от слоев более древних к более новым, было замечено, что тогда как одни формы, сохраняясь в печтп неизменном виде, жплп в течение долгого времени и встре¬ чаются в ^лоях различной древностп, другпе, напротив, обладали зна¬ чительной изменчивостью во времени п в различных условиях. Такие < каменелости строго приурочены к слоям определенной древности. Эти формы названы руководящими, так как позволяют геологу руко* водиться ими в деле определения последовательности образования от¬ ложений. т. е. относительного возраста пластов. Говоря о слоях геологически одновременных, необходимо уточ- это понятие. Геологически одновременными признаются слои, поразоБавшпеся в течение такого промежутка времени, за который р органическом мире не произошло значительных изменений. По¬ пить ... осадки, отложпгшноегг уже в исторп ЧГ*г КО-' Этапы гео¬ лог ичеекой истории. jf эпоху дрешшго Во пилон а, будут геолога-.,*,ш 0 „одам, отлагающимся п морях нашего време.ш, несмотря иа "о что ЧТЯ отложения разделяет промежуток в 6—7 тысяч лет * Переходя последовательно от слоя к слою и восста¬ навливая физико-географические условия и вымер¬ ший органический мир минувших периодов, наука подметила целый ряд этапов в развитии Земли и ее населения, установив, что в более древних толщах хранятся в об¬ щем 11 более примитивно организованные формы животных и расте¬ ний. Уто и понятно, так как из курса зоологии мы знаем, что эволю¬ ция и органическом мире шла по пути развития все более и Солее высокоорганизованных жпвьтх существ. Основываясь на атом, геология разделила всю земную кору на пять «этажей», или групп, которым но времени соответствует термин ара. Эти группы следующие архейская (первобытная), по таская (Эра зар I жизни), палеозойская (ара дре яюн жяз hi), мезозойская (эра средней жизни) и кайпо.зойская (новейшая). Группы делятся на си¬ стемы. Прсмя, нош ‘дшез на образование слоев той пли иной системы, называется периодом. Системы в свою очередь делятся на отделы, которым во времени соответствуют эпохи; отделы—на ярусы (см. таб¬ лицу). Названия систем: кембрийская, силурийская, девонская ГЕЫХРОП О Л О ПГI EC. К Л Я ТЛ БЛ Я ЦА. Группы (;>ры) Кайнозойская Системы (периоды) Четвертичная Отд-л:л (JH х -О Сонреиеиный Л ОДНИ НОВЫЙ Третичная Неоген Палеоген Плиоцен Мш цен Олпг.цен Ооцек Палеицсп Мсзоз 'цеиая Меловая Юрспзл Верхний Нижний Верхний СрСдНиИ Нижний Триасовая Верхний Средний Цинтий Палеозойская Пермская Верхний Птичий Каменноугольная (карбон) Девонская Силурийская Верхний Средний II ткани Верхний С ре ший Пткнпа f Кембрийская Вегхний (готландский# Ин'лшин (ордовпч. К..Й) Верхний Средний Нижний Эозойская Архейская Код разделения имеют лишь местное значение
и т. д., часто заменяются сокращенными терминами, кембрии, сплур девон, карбон, пермь, трпас, юра и т. д. Происхождение назва^ геологических систем различно. Кембрийская система получила его от названия древней английской провинции (теперь Уэльс), где вце вые были изучены слои этой системы; силурийская назвапа по имедц древнпх обитателей Уэльса (народ силуры), девонская система названа но имени английской провинции Девопшайр; камениоугод^. ная (карбон)—благодаря изобилию в ее отложениях каменного угля- пермская—по б. Пермской губернии, так как впервые данные отло¬ жения были изучены здесь геологом Мурчисоном, и т. д. На основе этого деления в следующих главах параллельно с историей земной коры мы познакомимся и с развитием животного ц растительного мира—сменой фаун и флор на протяжении земной истории. Нередко церковники пытаются примирить выводы геологии с «свя¬ щенным писанпем». Они утверждают, что библейские дни творения надо понимать в переносном смысле, что библейский «день»—это то, что в геологии называют периодом. Однако это утверждение есть «попытка с негодными средствами», так как: 1) в библии при описании каждого «акта творения» говорится: «И был вечер и было утро, день первый» и т. д.; 2) геологические периоды совершенно не равны по времени и отличаются друг от друга по продолжительности на мно¬ гие миллионы п сотни миллионов лет. Порядок творения по библии находится в полном противоречии с документальными да .иными, до¬ бытыми геологической наукой. В изучении истории органического мира громадную роль сыграло умение по отдельным частям ископаемых организмов восстанавли¬ вать их строение в целом. В основе этого умения лежит закон соот¬ ношения частей организма, установленный гениальным создателем палеонтологии и сравнительной анатомии—французским ученым Кювье. Закон этот заключается в том, что в степени своего развития и в форме строения отдельные части организма находятся в зависи¬ мости друг от друга. Таким образом, строение какой-нибудь одной кости предопределяется строением организма в целом, и наоборот. з курса эволюционного учения вы уже познакомились с этим ме¬ тодом реставрации животных. Так, анализируя часть черепной кры¬ шки, коренной зуб и бедро питекантропа, антропологи со значитель¬ ной долей вероятия восстанавливают облик этого существа близкого к звероподобным предкам человека. Точно так же могут быть по находкам отдельных частей восстановлены и другие организмы. заключение отметим, что изучение истории земной КОры пмсет не тольк» теоретический, но и большой исторической практический интерес. Дело в том, что существует геологии. известная приуроченность полезных ископаемых «„от* л К слоям определенного геологического возраста: рожденишм^игкт-Т ПерИ0ды обличаются особенно богатыми место- нефти и т л Тагима^!ого Угля> Другие—каменной соли, третьи— скипать полезные искмаемыГ™11"™0™” гео;югия1юмигастнамоть,‘ 126 3. Архейская и эозойская эры. Общая В основе всей толщи осадочных отлож°чий земной sai>aKT,,Im* коры лежит как их фундамент мощная свита кри- стика. сталличееких пород, состоящая, главным образом, йз гранитов, других магматических пород, а также кристаллич'ских ланцев- Из-за кристаллической структуры этой толщи прежде ее Читали первоначальной корой, охладившейся пз огненножидкого состояния земного шара. Однако существование такой первичной коры совершенно маловероятно, так как от нее вряд лп что-либо могло остаться благодаря многократным переплавкам, процессам ыветрпвания и метаморфизму, постоянно происходившим в тече¬ ние всей истории литосферы, длившейся, как мы увидим дальше, многие сотни миллионов лет. Все эти кристаллические породы сильно дислоцированы, сложены в складки, разбиты сбросами и нронизаны многочисленными интрузиями. Еще недавно они объединялись в одну архейскую группу. В на¬ стоящее время их делят на две большие группы, довольно резко отличающиеся друг от друга по характеру слагающих их пород. За нижними, наиболее древними горизонтами этих отложений, пред¬ ставленными, главным образом, гранитами, гнейсами и слюдяными сланцами, сохранено название архейской группы. Верхние же го¬ ризонт]»! этих отложений, сложенные, главным образом, из фил¬ литов, глинистых сланцев, кварцитов, мраморов и пр., т. е. из пород менее метаморфпзованных, нежели более древние и более измененные кристаллические сланцы, объединяются в альгонкекую, или эозой¬ скую. группу (т. е. группу зари органической жизни). В'архейской толще уже видны несомненные следы разрушитель¬ ной и созидательной работы мирового океана; обнаруженные в толще кристаллических пород конгломераты, кварциты и песчаники, иногда очень мало метаморфнзованные, отчетливо сохраияют следы своего осадочного происхождения. В эозойской группе еще отчет¬ ливее выявляется первоначально осадочный характер большей части слагающих ее пород. Выло время, когда существование окаменевших органических остатков в толщах, слагающих эти группы, совершенно отрицалось. Однако присутствие относительно богатой жизни в самом начале следующей палеозойской эры заставило предполагать, что корни этой жизни уходит в описываемую нами эру. Этот вывод подтвер¬ дился в дальнейшем целым рядом прямых доказательств палеон¬ тологических находок. В эозойских слоях найдены, правда, встре¬ чающиеся исключительно редко, окаменелые остатки, например иглы .*убок, а также отпечатки кольчатых червей и т. д. В пользу существования в оозое морской фауны говорит также найденный с толщах этой группы мрамор, который мог образоваться в резуль¬ тате метаморфизма известковых отложений, вероятно, органогенного происхождения, на дне эозойского моря. В пользу же существования в зозое растений говорит нахожде¬ ние в его толщах в Финляндии а Карелии шунгита—горной породы типа антрацита. Мы же знаем, что ископаемые угли образуются нз растительных остатков. 127
Архейские п эозойские толщи, судя по зиппптольщ^ М*т<фпкогые нарушениям горизонтальности их наплаетопант, платформы р большинство случаен предетапляют сои о и ег.кккец. ■ геогяпклп- цы0 а1чм,тами разрушения и сп >еа горные области, няля. Процессы горообрлзопанпя, еонропождашнцосл ме. таморфиамом горных пород и образованием кристаллических слан¬ цев, а также излияния лав н внедрение в земную кору бнтодцТОв и лакколитов обусловили в некоторых областях земли значитель¬ ное уплотнение литосферы и увеличение ее мощности. В ттччше всей последующей истории земной коры эти участки, ириобревшие значительную неподатливость (жесткость), реагиро¬ вали на парообразующие силы лишь слаоыми пзпшамп п расколами и не принимали уже участия в ооразовпшш складчатых гор. Лишь благод1ря опойрогенпчееким колебаниям они покрывались частично морями, отложившими на них горизонтальные пли сравнительно слабо дислоцированные в дальнейшем слон своих осадков. По возрасту и характеру залегания между этими дроннейшпмц образованиями и позднейшими отложениями существует резкая разница. Эти древние жесткие участки земной коры получили на¬ звание континентальных плит, или платформ. Те их части, которые несут на себе мал мощный покров более поздних отложений или на обширных пространствах выходят и на поверхность земли, называются кристаллическими щитами. К континентальным плитам относятся Восточно-Европейская (или Русская) плита с Балтийским п Азсвско-Подольгким щитами в Европе. Восточно-Сибирская в Азии и т. д. (рис. 106). Между этими жесткими, устойчивыми участками земной коры расположились более податливые участки, принимавшие интенсивное участие в гн-слеэозойскнх горообразовательных процессах. При изучении древних морских отложений, поднятых горооб¬ разовательными процессами и принявших участие в строении этих гор, было установлено, что мощность их нередко измеряется тысячами метров. Такие мощные морские отложении могли образоваться лишь там, где одновременно с накоплением морских отложений проис¬ ходил прогиб морского дна. Благодаря этому осадки, не заполняя морского бассейна, могли накопляться в громадных толщах. Такие прогибы морского дна получили название геосинклиналей. Оказы¬ вается, что наиболее значительные горные системы сложены именно из мощных морских отложений, скопившихся в геосппк гиналях. Отсюда необходимо сделать вывод, что прогиб морского дна в обла¬ сти геосинклиналей в следующей стадии истории земли сменялся процессом горообразования—орогенеза. Ближайшее изучение процесса горообразования выяснило, что по мере поднятия все новых и новых складок, в конце концов, ПР0' исходило полное закрытие геосинклиналей. Стадия орогенеза про* текала. как уже отмечено в главе «Движения земной коры», гораздо оыстрее. чем стадия накопления осадочных пород, т. е. стадия про* гиоэ геосинклиналей. Таким о б р а з о м, д л и т е л ь и ы о спокойные периоды в истории земной коры сменялись периодами бурного развития г о- 1*3 Щ
гшя силурийского моря состоят в Европейской части Союза чанпкоз, глинистых сланцев и, главным образом, извести ^ Пе°' В атот период происходит расцвет некоторых кембрийСК1ГХЯк°й- Так, в силурийской фауне трилобиты играют еще больщу Г^’п,г- чем в кембрии. Для геологов они п здесь являются руково° Р°Ль’ ископаемыми. Наряду с ними громадное значение приобоетаю^14^^ е '•«•чл.мшп TTiTiiiniiniiiiiua пал -тлтт!. HCl\Uij.acinm.uii. - - . днмые уже в кембрие граптолиты, позволившие геологам уста* Уа*0' в силуре до 30 отдельных зон, т. е. наиболее дробных геологч.Н°8вТь подразделений, характеризующихся одной шит песколькщгц'^01'4' " **»'лгг/^пг»т>*»Л|»11Г.ТЛ<Г» ГГОНЛЧТС/Л л чтипг ■. . . _ Иоко- представленными нередко одним пластом Илц паемымп формамии кА й МОЩНОСтп. Хитиновые скелеты пачкой слоев относительно грпптолптов (рис. 1.10) чрез- иычаГгио прихотливого рц. ОТ1ЛЦаТГ1ГДЦСП;;1. . г-З&’Ак • а- *•• Рис. 110. Хитиновые скелеты (силур). граитолшов Рис 111. Строение граптолнтов (силур). супка часто встречаются в сланцах, богатых органпчопашп приме¬ сями. раптолиты представляли собой колониальные формы гидро¬ медуз—го сидячих, то свободно плававших п поверхностных слоях ("ршРТпГ^" M0p0lt /I,UI !ГОЛ10[Ц" СП0ИХ' ВО: (душ и Г.IX колоколов ****** с Ф°р-мамн» перешедшими в силурийский период пз кем- rnvnn I!!Г 1)она())Ж1П)а(‘тея огромное количество совершенно новых покГгнаг пноТ' ^являются мшанка, своими колониями, как мхом. S Н ДВ0Д,,Ь1е предметы. Польшу» роль в морях этого оазвитир п играть К0Р(и-ш (рпс. 112), получают значительное птет-отис посте ПОЯГ.!ЛЯЮТСя гигантские ракообразные, например ДЛШШ 2 скорпионы и т. д. Но особое их форм ттш\рпп1^ОЛОвОНОгав мДллюски) У наиболее примитивных скую снипалг Var- CfI е1^° В кем°Рпе> рзкопптта ire закручена в пло- формм относятся к группа°л0В0Н0ГПХ бПЛее П03Л,1ИХ периодов,—эти крупные животные т‘ого °Р,П01^ратшпов (рис. 113). Это были самые времени. Некоторые их особи достигали 134 длину п 30 см ь поперечнике. Их раковины в большом количе- ^ *** 3 уходятся в штжцесилурппском (ортоцератптовом) известняке, °тВ° гкившем материалом для замощения ленинградских тротуаров. пос$ ^лурпйскнх отложениях встречаются лвоногне и с закрученными раковинами. г° поинадлежат к богатому во времена си- °1П\ семейству наутилид. Из них до на- лур щего времени сохранился только один ^птт наутилуса (рис. 11ч). Р Наконец, в силуре появляются своеобраз- гпениализнрованиые панцырные рыбы о И°яшевым внутренним п костным наруж- S.M скелетом. ЩШ ''Щт-г fa ГГ Рис. 1JJ. Коралл фавозитес (силур). Рис. 113. Parvoiimu.iорто- uepac (cii.'ivjt). Эти рыбы существенно отличались от рыб современных. Небес¬ полезно вспомнить, что, но библии, рыбы создаются в «пятый день творения», одновременно с пресмыкающимися и, конечно, в совре¬ менном их виде. Но наукой совершенно бесспорно установлено, что рыбы появились значительно раньше пресмыкающихся и что между атшш группами животного мира стоит еще одна большая гр\ниа—земноводные (ам¬ фибии), о которых ничего не говорится в «священном писанин», просто потому, что сочинители библии не были достаточно знакомы о ними. Растительный мир силура представлен морскими водорослями и небольшим ко¬ личеством видов простейших наземных— тайнобрачных. Народнохозяйственное значение силу¬ рийских отложении сравнительно велико. Отложения силура дают горючие сланцы на Еалтийском побережье, подольские фосфориты, 11 медь северного Урала, Пан-Хоя, Еайгача и Повои Земли, камен¬ ную соль и гипс на Сибирской платформе, кровельные сланцы, строительные известняки и т. д. Девонская система представлена самыми разнообраз¬ ными отложениями—как морскими, так и конти¬ нентальными. Девоискнй период. Рис.. 1l'f. Продольные раз¬ рез наутилус.! (современная форма). свинец, цинк Распределение материков и морей девонского периода наметилось в конце силура, когда Каледонская революция создала единый
мысо*ра«пли,ь в Шотла д а liaamlaerciI Атлантический ьоитаieiв 0[.еане Тотпс „ ото время закдады. тндой. К югу от'этого. 1 к „ иачали накопляться морские вастся новап геостшь. - следующего периода. Эта тео- отло-.иеиии, иод, отоыллся р г пской. синклиналь по^чп. характеризуется онергичпой вулканической Девонский три :; - Р TaMaHCj Тянь-Шане: здесь происходя, деятельностью на р • > значительные лавовые излияния и нагромо. ждения вулканических туфов. Глубокое море девона отступило на юг причем в области совре¬ менной Средней Европы остались мало сообщаю¬ щиеся с океаном или да¬ же замкнутые, бассейны. Здесь нередко известко¬ вые отложешш сменяют¬ ся глинистыми сланца¬ ми, песчаниками и кон¬ гломератами. ЭТО СВИ" детельствует о постоян¬ ных колебаниях очерта¬ ний моря, о постоянной борьбе суши и моря, приведшей к частой сме¬ не глубоководных, мел¬ ководных и даже коп¬ тив опта л ыпл х отложе¬ ний. Отложенная таким возможность геологам чет- Рис. Но. Палеогеографическая схема среднего девона Ьвроисиской части СССР. образом пестрая толща осадков дала возможность геологам чет ко разделить девонскую систему на горизонты последовательны) отложений. Огромное развитие в девоне получили материковые отложения особенно так называемый красный древний песчаник, которому при- пнсываетея пустынное происхождение. Строение песчаника евпдв' тельствует о том, что в отложении песков, послуживших для исгс материало.м, принимал оольшос участие ветер. Некоторые из этих песчаников носят следы озерного происхождения, другие образова¬ лись как отложения временных речных потоков, свойственных также njстыням. Наконец, местами они представляют материковые выносы В прибрежной части моря. Значительные накопления этих контпнен- тальных ооразованин, видимо, были вызваны тем что Каледонская горная система, отгородившая огромную Атлантиду от моря, создала ?па™иУдТЫННУп бессточпУю страну наподобие современной № тиды ЗИИ* шпше ^стыни сказалось и на побережье Атл 130 тТпввнпй красный песчаник имеет гиттпп^па русской платформе. С середины девона оп частично noSaer™6 "а ^„мелководными осадками с весьма бедной фа^оГи^еХ (рЯНа восток от Русской платформы в течение девонского пепнояа продолжала существовать глуоокая Урало-Тнпь Ш ZTZ финаль. На Урале девон представлен мощной толщей известняков обнажающихся, главным ооразом, ьлннкив, ла западных склонах позже подняв¬ шейся горной цепп. Па восточных Hw склонах Урала широкое распро¬ странение получили изверженные породы, излившиеся в этот период, а также вулканические туфы. В атот период море, видимо, покрывало всю Западную Сибирь пСредкюю Азшо. Ограничено оно было на востоке Сибирской и Ки¬ тайской платформами, разъединен¬ ными узкой Средне-Азиатской гео¬ синклиналью. Если силурийский период был периодам расцвета морской фазаны, то п девоне явно обнаруживается ее обеднение. В то время как в си¬ луре существовало более или ме¬ нее однообразное морское население, в девоне происходит зоо-географическая дпференцпацпя. Отчетливо выделяются две зоо-географичоекпе провинции—Американская и Европейская. По своему фауннстическому составу значительно обо¬ собляется и русское девонское море. В девонских морях создавались благоприятные условия для анаэробных процессов разложения остат¬ ков животных и растений. Об этом свидетельствуют богатейшие месторождения нефти, приуро¬ ченные к девонским горизонтам, особенно в Северной Америке. Наиболее характерные изменения, происшедшие в девонской фауне сравнительно с силурийской таковы. Отмечается заметное обеднение видами трилобитов. Совершенно исчезают так богато пред¬ ставленные в силуре граптолиты. Уменьшается число видов плече- ногих. Из мягкотелых господство попрежнему принадлежит голо¬ воногим. То новое, что особенно характерно для Девона, это большой шаг, который делают в своем развитии рыбы. В этот период появляются ганоиды (рис. 116), к которым из современных рыб относятся стерлядь, осетр, белуга п пр. Получают значительное развитие панцирные рьгбы (рис. 116), свойственные, главным образом, девонскому периоду. Выше уже отмечено, что отличительная особенность пх заключалась в том, что, не имея еще костного позвоночника, они были покрыты оплошным костным панцырем. Этот панцырь, давая хорошую защиту 137 Рис. 11G. Рыбы девона. Налево ганоигшпя — голоптпхиус, право панцырнан—птернхтис.
Te.iv рыб, I) то же время делал их малоподвпжяымп в этом отношу ” тГшая их шансы в борьбе за существование. Поэтому в шем онп уступили место другим формам. Кроме панцирных рыб в девонских отложениях встречаются мц0го. численные остатки (аубы) двоякодышащих рыб. В них мы дол*^ видеть первое приспособление позвоночных к наземным условцЯД1 ■существования. Немногочисленные современные двоякодышащие как известие живут в пустынных областях с периодически пересыхаю¬ щими водоемами. Изобилие остатков двоякодышащих в девоне является подтверждением пустынного характера материков того вре- Рис. 117. Растительность девона (ландшафт). мени. Но не двоякодышащие дали начало наземным позвоночным. Предполагается, что задача перехода от жаберного дыхания к ле¬ гочному была разрешена другим семейством рыб, точно так же впер¬ вые появляющимся в девоне, именно кистсперыми. Кистеперые имели еще не вполне окостеневший скелет, у них были зачаточные парные легкие. Строение пх парных плавников, служивших, .может быть, органами передвижения по дну, таково, что легко представить раз¬ витие из такого плавника пятипалой конечности земноводного. Кроме кистеперых в девоне появляются древние акулообразные и селахии, к которым относятся живущие в настоящее время акулы п скаты. Растительные остатки девонского периода дошли до нас в До¬ вольно значительном количестве. В это время появляются первые наземные растения папоротникообразные (папоротники, хвоидевые, плауновые) (рис. 117). Эта растительность дала начало пластам каменного угля, залегающего иногда среди девонских отложений. 138 лтло?кспия девона имеют большое ня™,»™ таК как содержат в себе много полезных ttCTDemi0R зпаче- ? тло указано, что богатейшие ссвероамеош-а™ Выше уже Порождения нефти прнурочен^Р^П^Т^,ИНС,Яв) р отложениям этого же возраста приСчыш" ГчГГ, Среди девонских отложении на Урале встречаются железные гГчар- ганцевые руды. Девонские породы пашли широкое Применение в ка¬ честве строительных материалов. 1 н е в ьа Б связи с энергичной вулканической деятельностью девона в его слоях находятся руды железа п меди контактного происхождения. Каменноугольный период был временем необыкновен- Камопио- н0 С11ЛЬН0Г0 горообразования. Герцпнокаягеосинкли- уго.тьиый не- наль, заложенная в начале девона, стала театром гп- риод (карбон). гантского горообразовательного процесса— «Герцин- ской революции». К середине каменноугольного пе¬ риода эта геосинклиналь совершенно закрывается и превращается в систему горных хребтов, смявших земную кору современных Англин, Франции, Бельгии п Германии. Герцинские горные складки простирались по двум направлекиям_(рис._118). Сдльнодш зрушенные остатки Герцпнскпх — „—1—^ , гор образуют гор¬ ные глыбы Западной и Средней Европы: Бретань (Франция;, Арденны (Бельгия), Гарц, Вогелы, Шварц¬ вальд (Германия), Богемский горный массив и др. В это же время в Северной Америке поднимают¬ ся Алегапы. В Восточной Ев¬ ропе н Азии в Ура- ло - Тянь - Шаньской геосинклинали также ло I янь - uiaiibuivu^ рИС llg Рериинск'ая складчатая система, геосинклинали также происходит процесс горообразования, давший начало Уральским горам, о большой древности которых мы упоминали, сравнивая их с Кавказом. Эти движения земной коры вызвали, значительные передвижения океана, обнажившего во многих местах дно конти¬ нентальных платформ. Здесь образовались обширные, слабо пока¬ тые низменности, покрытые озерами, болотами и лагунами и изрезанные морскими заливами. Карбон характеризуется также оживлением вулканической дея¬ тельности. Вулканические извержения выделили в атмосферу боль¬ шие количества углекислого газа. Образование каменноугольных отложений в нашей стране харак¬ теризуется следующими чертами. Мы уже знаем, что к концу девонского периода море, покрывавшее ппп-гпк Вппопы. уменьшилось в размерах и почти обособилось
И О ru n ■рОДСТПОШЮ (ЮрРХ'ОДИТ К море Камин.,,. 1 1—, -ыа\ -'шо* Это девонское мор о ипач , Зтольного периода. Прилагаемая карта (рис. 119) показывает™ тания русского каменноугольного моря. Рассматривая ее о 0<1еР‘ внмся сначала на так называемом Подмосковном бассейне im -- * Р°^ЙЛ1 заливом вдававшемся на запад. Побережья Подмосковного залива, заросшие богатой каме ргзльной растительностью, дали начало угленосным слоям r Нйо* Л * ’ игорых утзльной растительностью, _ . глинистые сланцы и песчаники чередуются со слоями камепного угля. Среди угленосных слоев Московского оассеина под г. Тихвином (Ленинградской области) обнаружены валежп бокситов и огнеупор- ' ных глии. Присутствие бокситов да от основание сделать заключение о тропическом климате господствовавшем здесь в это время. Подмосковные угли относятся как к группе бурых—гумусовых уг¬ лей, так и к группе са¬ пропелевых богхедов. Накопление гумусовой массы и сапропеля, как мы ужо анаем, проис¬ ходит в заболоченных пространствах суши. Не исключена, впрочем, возможность образова¬ ния углей в па морском дне в результате сноса туда растительных осад¬ ков. Очертания уголь¬ ных слоев Московского бассейна дают основа¬ ние заключить что он п дельтах рек. Сильное связано с повышением Рис. 419. Палеогеографическая схема верхнека- ыенаоугодьвой эпох* Европейской части СССР. нередко образовывался здесь в нпзовьях заболачивание низовьев рек может быть „„„„„„„ v - базиса речной эрозии. Это предположение находит снос подтвержде¬ ние в доследующем затоплении угленосных слоев относительно глубоким морем, отложившим на них мощные слои известняка. На карте каменноугольного моря отчетливо виден другой узкий залив, далеко вдающийся в материк южнее Подмосковного бассейна. Это Донецкий бассейн. Геологическая история его несколько иная» чем Подмосковного, одесь, несомненно, мы имеем глубокий прогиб земной коры типа геосинклинали. В ней постоянно происходило накопление осадков. Только постепенным прогибом литосферы можно ?^mnDTbo гРомаднУю^ мощность этих отложении, достнгаюшУ10 .и. В Донецком бассейне нижние горизонты карбона сложены пз известнякор. На них располагаются угленосные слои прибрежного и материкового происхождения, состоящие пз песчаников и сланце»* иногда вновь сменяющихся известняками. В насюящеэ время все 140 слон выведены пз горизонтального полг.я-^-™ j дальнейшем складкообразованием Катм,™, пР01,ода;<шнм здесь $/ало-Тянь-Шаньской геосинклинали 0ТЛ0Я““ до Средней Азии. В настоящее время толща этиГот™Х,°Л М°РЯ дислоцирована и лежит двумя полосами вдоль обоих стонов УпаТ В0 многих местах прорванная изверженными породами! Угленосные горизонты здесь, как и в Подмосковном бассейне, погребены под мощными отложениями известняков. д В Казахстане каменноугольные отложения Урало-Тянь-Шаньской геосинклинали располагаются в больших и малых котловинах, обра¬ зовавшихся между приподнятыми в складки девонскими отложе¬ ниями. Угленосная свита лежит здесь поверх отложений глубокого моря. Особое развитие она получила в большом Карагандинском бас¬ сейне. Огромные месторождения каменного угля мы находим и в Куз¬ нецком оассейне. Общая толща отложений, содержащих каменно¬ угольные пласты как каменноугольного периода, так и, главным образом, отложений последующего пермского периода, здесь дости¬ гает /ООО м. Нижние горизонты их сложены из известняков. Выше них угленосные ярусы состоят пз песчаников и сланцев, включаю¬ щих в себя слои угля. Общая мощность угленосных слоев дости¬ гает здесь 5000 .м. Среди каменноугольных отложений найдены мощные моренные образования на материках, входивших в прежнее время в состав континентальной массы Гондваны. Если соединить все пункты, в ко¬ торых отмечены следы ледниковых явлений, на юге Южной Америки, в Южной Африке, в Индии, в Австралии, то получится огромная площадь, в несколько раз превышающая ту, которая была покрыта льдами в позднейший, так называемый ледниковый период. И на¬ ряду с этим оледенением мы имеем несомненные доказательства того, что в средних шпротах Северного полушария царил жаркий, тро¬ пический климат; об этом свидетельствуют и богатое развитие камен¬ ноугольной растительности, и присутствие в отложениях карбона бокситов, и богатое развитие в морях этих широт коралловых по¬ строек, характерных для тропических морей. Последовательность образования отложений каменноугольной системы благодаря их большому хозяйственному значению изучена очень подробно. Значительную роль в определении этой последова¬ тельности играют ископаемые растительные и животные остатки, находимые в слоях карбона. Каменноугольный период, как уже было сказано, является временем богатого развития растительности. Папоротникообразные растения, представленные в иастоящое время и наших широтах лишь травянистыми формами и сохранившие дре¬ вовидный характер только в тропическом поясе в каменно} гольиый период достигали необычайной мощи. В каменноугольных слоях находятся окаменевшие остатки древовидных папоротников, гро¬ мадные плаунопые—лепидодендроны (рис. 120) и сигиллрии (рис. - ). Под названием стигмарий описаны их большие корневища, ам же найдены древовидные хвощи—каламиты (рис. 122). В каменноуголь¬ ном периоде появляются так называемые кордашпы, несшие на сго„м стволе длинные лентовидные листья. Они относятся >же к древ нейшим голосеменным растеиия.м. Достигали оии размеров очень 141
лор-ou. .ш m ’^nU'I'bv ^ ii\,v« *,v ~ f 10]"' 4 no (v. и д«.чп начало слоя», коиенпого уГлн ру*«и, Таким ооразам.мы видам, что флора, как и все на Зем шипа Bipvr.a постепенно раавпвалась а течение ряда гео^®*«« в, эпох. Л можду TOM u’®«Hi эпох библия утверждает, что «трава, сеющая семя, и дерево плодо¬ витое^ появляются вдруг в качестве го¬ товых высокооргани¬ зованных представи¬ телей флоры, даю¬ щих плоды. Идея эволюции последова¬ тельного и ^прек¬ ращающегося разви¬ тия жизни всегда отвергалась церков- ^ГСч. Кигилнрнл /камеи- пмшп система). Рис. 122. Кал (камеиноугсш систел«а). 'Г Рис. 120. Лепидодендрон Рис. 1*4 t мги» (каменноугольная сигтр . “ ' ма) систе- ноугольиая vho 1 СДЩу ^^S&TTSSSSiSS в ™аС~ — тельное разинт^Гзс^оводгшГ'1 П0ЯВЛЯЮТСЯ » получают з« прпятствовала физлко-геогпшЬ ЖПштшо- Этому особенно б.т приморских лагун а таг-го ,еская сРеД°: обилие озер, бол »даые, как- известно п ™ныП шшмм. Зе; f легшШ1г лишь’вд Р^еЮТ посто«»ной температуры кр В В,Д1ГОЙ сРеде, где яшвут ’'3р°СЛОМ с°стошпш, размножаются 7/о'>07аМеИЯ°”ТГОЛЬ1,Ые земновппМ ЛИЧШШ11> дышащие жабрами. гапрщер’ "® ст‘Щефамс (р„с 7т'з)аДНС'КаТ “ Гру1,П0 чепеп лаоиР«итодовты t.L ‘ некоторые из них, т теля этпйН0Г° И3 найДен1щх’ д стпгал11 очень больших размер 3вольный пеУЛПЫ достигал Л1еТпаа^еННОуголь1плх толщах предста -^арактй РИ°Д Растения и я-ст» ДЛ1ШУ* Таким образом, в камен карбо^Т™Ые завоевывают сушу. Р кая фауца обильна Я13ляет,Ся развитие хищных селаз 2 фостейщцми (корненожками), ь'°Р1 лвМ» (рП мшанками, иглокожими Гчавнылт руководящими ископаемыми являются из плеченогих виды ротон лТ дР^ктус (рпс. 12о) и спирпфер (рцс. 126), из корненожек (форамшп- Рис. 123. Лябнрннтодонт (каменно¬ угольная система), а—ноперечныП рззрсз ого зуба, обла¬ дающего сложной складчатостью ден¬ тина как у itiicTCiiejiux рыб. Рнс. 124. Коралл хетатаг (каменно- угольнан система). Рнс. 125. Плеченопю иродуктус гнгап- теус (ь'амепноугольнан система). фер)—роды фузулпна и швагорииа. Фузулиновые известняки сл<г,кены как бы из зорен ржи (рис. 76) н иногда достигают большой мощности. Из членистоногих беспозвоночных в это время получают развитие многопилски, tiai/кп и насекомые., достигавшие очень крупных разме¬ ров. Исполинские же ракообразные и трилобиты в карбоне находятся на пути к вымиранию. Экономическое значение каменноугольных отложений громадно. И них лежат главнейшие заносы каменного угли, являющегося до последнего времени основным энергетическим ресурсом совремеп- Рис. 120. Плеченогие—-спнриферы. ной промышленности. В них залегают ценные бокситы н огнеупорные глины: интрузии этой системы связаны с месторождением железных, марганцевых полиметаллических руд и графита. 143
Чнепгпчные горообразовательные процессы, Проп» ПсрчсшЯ «давшие в течение каменноугольного периода"^ ирим- дотжались и в сзелующем-нар.ис*о.«-пврИОде. Р0° „Тваьствмот остатки могучих складчатых систем, в o6D. гис™е отложеш:,я нр^ивуюС f„n™ZV включительно до каменноугольного. Значительно еу*^ ^Гк отомг времени Герпинская геосинклиналь в течение перископ, "епвода окончательно закрывается, и на ее месте поднимается Оддая система юрных хребтов. У ш южнлй подошвы закл щывастся новая- Альпийская геосинклиналь, в которой горообразовательные пр0Цессы с особой силой проявились в третичный период. В результате этих новых поднятий, примкну впшх к Каледон- ской и Герцинской горным системам, образуется в Северном ц0лу. шарпи обширнейший материковый массив, ire уступавший по своему протяжению с запада на восток южному материку I ондвапа, но резко отличавшийся от него необычайной вертикальной расчлененностью своей поверхности. Между этими двумя .материковыми массивами в течение пермского периода установилась в западной части совре¬ менной Европы временная связь. Океан Тетис сохранился только в восточном своой части, моря же на континентальных платформах имели ограниченное распростра¬ нение п непродолжительное существование. Урало-Тяиь-Шаньская геосинклиналь также заполняется осад¬ ками и становится ареной мощных горообразовательных процессов. Таким образом, в геологически обследо¬ ванных областях земного шара пермский период был временем чрезвычайного развития суши. Пермское море, расположенное на восточной части Русской плат¬ формы, судя по распространению его осадков, становится значи¬ тельно уже, че.м в каменноугольный период, причем к концу периода, сильно обмелев, море заполнялось лишь осадками материкового про¬ исхождения. Усыхающий Пермский бассейн оставил после себя громадные залежи каменной соли и гипса, оседавших в мелководных заливах и з отделенных от открытого моря песчаными косами лагу¬ нах. Так образовались богатейшие залежи каменной соли в Илецке, у Сольвычегодска и Соликамска. У Соликамска в замкнутых бассей¬ нах отложились калийные соли, по своему богатству превышающие знаменитые Стассфуртскне месторождения того же возраста, имею¬ щие мировое значение. В отложениях Пермской системы имеют громадное рапростра* пекие мергели, глины, песчаники и конгломераты. В Приуральв широкое распространение получили медистые песчаники с медным* рудами, происшелнто ^ „ - иу^Ы.ЧНЫИ РОНШ-VL „ блГзки Гк пбпНФНЗп-0'Ге0Графлг1еские условия пермской суши был* пермского возпаетя пЭТОМ Св“Детельствуют залежи каменного }г горизонты Кузбасса обпЧя°РСКИЙ каме,шоУголышй бассейн и верх1 У а образовались уже в течение пермского лер»^ эТОму периоду относится образование п так называемого Тунгус- „20 бассейна, занимающего громадную площщь между Е шсэем С*ТСеноЙ. Здесь совершенно неизвестны пустынные красноцзетныз Й оды. Дли Тунгусского бассейна чрезвычайно х (ракгерны также D ,я11ия основных лав, образовавшие обширные лав)вые покровы. тЗЛ где вулканические жилы и покровы пришли в соприкосновение • залежами каменного угля, последний метаморфнзован в гра- с зале фит Органический мир пермского периода сделал в своем развитии больших! шаг вперед как в отношении растений, так и в отношении животных. В то время как в Западной Европе в течение пермекого периода развивается флора, тесно связанная с фло¬ рой конца каменноугольного периода, в Азии, на мате¬ рике Гондвана, появляется новая флора, получившая название гоидч чн-чкой. или гл9ссопгпор'шоа, по одному Рис- *27. -£tZA “ Лист глпс- •ЛЛЛ ^пермь!? Рис. 128. Скелет иносгранцешш и ее реставрация (пермь). пз наиболее характерных для этой флоры папоротников глоссопте риса (рис. 127). Появление ее связано с оледенением Гондвзны. Эта флора проникает далеко на север Азии и даж" в'вар зр ’ в бассейны Печоры и Северной Двины. Во втор 1 . ппгтР,п1Я ского периода появляются типичные саговники и ППл’ Среди животных обитателей пермского моря точно так ^ про¬ исходят значительные изменения. Фузулпны, еще Цр д, < влешше в начале пермского периода, в конце его> вьшир . к головопогпе наутнлиды (кроме наутил) '' ' нашего времени). Наряду с этим появляются законченные в выр ботке своего типа аммониты со спирально свер у ^ Р* 4 цоетигшпе исключительного расцвета в юрскн п р (р Наконец, вымирают последние трилобиты. * 14S ID
Среди позвоночных и в пермский период исоиое р ганоиды п земноводные нз группы стегоцефалов. Ur, .г™ .'.г.пПогтип \'пт>пктепнп ттля nODMCKoro пег ' °лУчают ГОИДЫ П земноводные НЗ группы стегоцеушлов. ^ ‘««л Но что особенно характерно для пермского периода—эт тне первой чрезвычайно интересной группы нресмыкающ ° Разса- В озерах и лагунах верхнепермского материка отложил ХСя> рые мергели, среди которых найдено громадное скопление c°b Пест этих животныг .п„Келетов .. Л:;- Рис. 129. Скелет парейазавра и ого реста¬ врации (пермь), ъпелетов этих животных, объединяй мых в Группу звероподобна (тгроморф). ОтптапденцКак в слоях материка Гоидвацц так н у нас на Севере, в Су- хоно-Днинском районе (про- ф 1C со ром Л м а л и д к и м), Здесь в песках эрозионной впадины, видимо, предста¬ вляющей русло пермской ре. кн, найдено очень большое скопление окаменевших ко- отеи звероподобных ящеров. (Пермские роптплпн-теромор- фи носят характер «сборных Turioity. Наряду с типичными п р и з I г.а к а м я п р е с м ы к агащи х- ся они несут некоторые чер¬ ты млекопитающих. Так, у некоторых нз них, например у хищной ииостращевин -г 1 у хищной шюстращевш (рис. 128), мы находим диференцировку зубов, среди которых енль но развиваются клыки. Среди тероморф были и растительноядные так называемые парейазавры (рис. 129), достигавшие 3 м длины Из предыдущего мы можем ;т:тп»м— — , \рпс. 329), достигавшие 3 м длины. Из предыдущего мы можем заключить об очень большом народно¬ хозяйственном значении пермских отложений. 15 них находятся за¬ лежи угля, нефти, каменной соли, гипса, калийных солей, а также месторождения графита, железных и медных руд. л / б. Мезозойская эра (средняя эра ?к и з и и). Общий харак- Грандиозные дислокации карбона и перми и м тср геологи- ( зое сменяются длительным затишьем. Измене чееких процее- ’ конфигурации материков и морей, происходи» со» в мезозое. в мезозойскую эру, есть результат уиачятель эпейрогекаческих движений литосферы. Пекотс прооуждение орогенезиса наблюдается лишь с середины мезо! в конце Я\0 мезозоя начинаются орогенцческис процессы, щиеся вступлением в бурный горообразовательный период ка* зоискон эры. ^'12* 110 мощпо,'ти отложений, мезозойская эра продолжал зна-ьтельво меньше времени, чем палеозой. 140 ,„№ Мезозойская эра начинается триасовым периодом, • Трим * .„тором следует отметить значительное протолй иие вулканпческоп деятельности. 1 Эпеярогеипчсскиь двн/кення, в пермский период вызвавшие боль¬ шую морскую регрессию, продолжались и в триасе. Океан как оы уопрал своп воды в глуоокие впадины литосферы, ц это отступание моря привело к тому, что к середине триасового периода почти вся Европейская часть нашего Союза оказалась сушей. Вот почему морских триасовых отложений мы почти не имеем на территории СССР, за исключением окраинных частей Сибири. Лишь там, где заливы океана Тетпс оставили свои осадки, мы находим прибрежные мелководные и лагунные отложения триаса, состоящие из мергелей, глин, песчаников и известняков. Таковы немногочислен¬ ные выходы отложений триаса в Крыму, на Кавказе и на севере и се¬ веро-востоке от Каспийского моря (Мангышлакскнй полуостров). Что касается ком тппентальных отложений, то обширные про¬ странства триасового северного материка были покрыты красным песком и глинами пустынного происхождения. Русская платформа в это время представляла собой полупустынную равнину с озерами и временными речными потоками, широко разнесшими но равнине продукты разрушения высоко поднимавшихся в то время Уральских гор. Таким образом, триас, как и пермский период, был временем весьма значительного развития суши. Морская фауна этого периода сравнительно с палеозоем пре¬ терпевает значительные изменения. Получают большое развитие аммониты и рпфообразующие шестилучевые кораллы, ископаемые постройки которых в настоящее время создают красоты известковых Альп и Тироля. Г5 триасе появляются первые костистые рыбы. Земноводные в триасе представлены стегоцефалами, вымирающими к концу периода. Среди рептилий в триасовый период постепенно вымирают теро- морфы, развиваются первые форма пресмыкающихся, приспособлен¬ ных к жизни ь воде, получившие особое развитие в следующий— юрский—период. П триасе большое развитие имеют крупные черепахи, крокодилы 11 огромные наземные рептилии—динозавры. Первобытные ящеры дали в триасе начало и первым примитивным формам мелких млекопитающих, которые, невидимому, напоминали современных сумчатых крыс. Что касается флоры триаса, то с этого периода начинается господство хвойных и саговников. Экоцомпчеойая значимость отложений триаса невелика. У нас в Союзе среди этих отложений распространены, главным образом, каменная соль и гипс. В триасе других стран встречаются паменный уголь, железные, свинцовые и цинковые руды. Ю К началу юрского периода, получившего свое назва- п ер иод! 1ше от Юрских гор в Швейцарии, в истории земли * намечается некоторый перелом сравнительно с перм- им и триасовым периодами: господство суши, характерное для этих Риодов, начинает сменяться развитием морских трансгрессий. Лагодаря этому обширный северный материк начинает распадаться 1о* i«
на отдельные материки п архипелаги островов. Раеполо- риков и морей в Восточной Европе, Западной Сибтт'К0|,Ие Main Азин представлено на прилагаемой карте (рис. 13Q) о- и захватывает и материк Гондвана, разделил его ца восточ Раасгроес^^ иую части по Мозамбикской впадине, отделяющей и нгт^10 11 У£»Оя * 4>а“<*рвмв, jti>»T,<rp , поадслии его на восточную и аащд. (тш , материк ‘'оидазнп, „„да* „ настоящее в|к^ fcflM \1ог,амбиКСКОн пиМ гос1(сдетиует теплин и влажен» ,т Африки- Ни лип предо гава ни иа захватывает и материк т-т’ьа части по Моззмопьа , ипй». Мадагаскар от Африки. — тсп™й и ма*^ ‘“Тпределал СССГ юрскио отложпшя состоят, главным оОразои из песчаников, известняков, мергелей и ™™ы> “еЧ>с-ДК0 чеМо^ или оурого цвета От™ к ,№нпя от“ етдель®' ми островамп разброс»' ны в средней и север ной Европейской ,аст„ Ьоюза. Юрские глины изве- стны во многих .местах Московской области Под самой Москвой чер- ные горские глины обра¬ зуют прекрасные обна¬ жения, местами с исклю¬ чительным богатством окаменелостей. Кроме центральной и северной частей Сою¬ за, отложения юрской ' системы распростране¬ ны у нас и на Кавказе, где слон их образуют значительную часть Кавказского хребта Кроме того, юра изве отна в Крыму, где ее ?“С- m C““Sfa!(Jp“ **—«»■ Рис. 131. Аммониты. Верхний еиргатитес ы аспидоцерас; иинший— «apiJuoyipac и трисфинптгс (слева направо). (рис. 131) отличаются тем, что свернутая в спираль раковина их раз¬ делена перегородками на ряд камер. В передней камере обитало само животное, а остальные наполнены воздухом, благодаря чему эти кроме того, юра изве¬ стна в Крыму, где ее выходы также развиты вдоль гор Черноморского побережья и на северо-восток от Каспийского моря. Морские отложения юры изве¬ стны по окраинам Сибири и вдоль подножия северного Урала. Кон* таи^нтальные отложения распространены в Сибири и Средней Азии. Большинство юрских отложений представлено у нас в Союз мелков -днымп морскими осадками: илами п глинами, окрашенными ь темные цвета большим количеством органических примесей. В юрский период пробуждаются и горообразующие силы, и к ото у времени относится начало поднятия Кавказских гор. Наблюдает также, хотя и слабое пробуждение вулканизма. ■ рИс. 132. Аммонит с хо- моря—рестасРаЦ11Я В течение юрского периода органическая жизнь сделала зв рошо сохранившейся ло- с 133 аммонит на дн тельный шаг вперед. > пастной линией (юра). • ерхности моря. Юра—ото время исключительного расцвета морских г0Л°®В?сЯ Со дна и плавать иа^пов ^дцт длинный гах моллюсков- аммонитов и белемнитов (последние пояоляю животные могли поднимать qepe3 которы £собеШ10Стыо ра* в триасе). Среди них многие формы встречаются только в В перегородках HM0K)TCV ?Весьма характерн слоях и нередко бывают приурочены к отдельным, опред^6®^. кожистый тяж, или «си$юн . слоям, или зонам. Вполне естественно, что такие ископаемые 144 149
0U1^I0W,„ Лсиастн?.. лит». •«,»» У*«™ ',ВД0ТЬ "» :1д|ык «»««н«то», удалей.* пакииша (puo. КО. ]b ihIcvhko 133 изображен аммонит ua дно морн.^ Похожие на скрученный бараний рог, аммониты оылн нрц11ят древними людьми, населявшими Ливийскую пустыню н Лф1И,Ке за рога йога Аммона, которому иоКло’ Ц|1 пились эти народы. Церковники уТце ' ®- * ждали. что аммониты способны в^' аынать нророчоскио сны. Их клали' под подушки, носили в «ладонках»пПр I» юрских морях одновременно с аммонитами, как ужо сказано, огром- нос развитие получила и другая груп. па, именно голых двужяберных голо¬ воногих МОЛЛЮСКОВ-О0Л(‘МИПТОВ, от ко- торых до нашего времени сохрани¬ лись их известковые раковины (рис. l.Ti). Мягкое продолговатое тело бе¬ лемнитов имело голову, снабженную щупальцами, на которых помещались присоски. Задний конец тела живот¬ ного имел конусообразную раковину. На рисунке мы видим часть раковины, или ростр, а также ц другие части скелета белемнита. Здесь л;е изобра¬ жена и его реставрация. Мягкое тело белемнит..в лини, в самых исключительных случаях оставляло отпечатки, но ростры белем¬ нитов, будучи твердыми, дошли до нас в огромном числе и разнообра¬ зии форм. Эти ростры среди широких масс получили названия «чор- товых пальцев» и «громовых стрел». Так как очень многие до сих пор склонны полагать, что белемниты образуются от действия молнии,мы считаем нелишним познакомить учащихся с тем малоизвестным об- Рн< . 131. ’пега кап; а-. Белемнит. ракычша (ростр), рестзврироианиыл белемнит, ростр и остальние >;асти скелета % Рис. 135. Фульгурит (громовая стрела). разовапием, которое носит название фульгурита и которое действ®* телыю возникает при ударах молнии в песчаную почву (рис. 135). ю. кэк мы видим, заостренпые раковины белемнитов совершенно не похожи на фульгуриты. Последние представляют собой корявые труоки, снаружи шероховатые, а внутри стекловатые. Л между тем. ^“ГИеМ Ре‘1ИГИ031ЮГ0 суеверия, еще и до сих пор кое-где чу^сние°ТагЯ- &°лем"ПТОв 33 <фромовые стрелы», приписывают 5десшле свойства, ышхэрл и бабки толкут Селемииты в пороШО* 150 т v l, - —ч а "дурманенных религией И Да .. ,|Т0 «небесная стрела» чудесно исцеляет от болезни. , дЮДС^- фрр^ды, имевшие огромное значение в палеозое, в этот пе- ымирают. Зато наблюдается расцвет кораллов, строящих рифы, ))1|0Дпгких е'лшй. > и М°1 .)0 особенно надо отметить исключительное развитие круп- '^-мыкающихся—ящеров. В сравнительно короткое время ЦЫ* Рис. 130. Ихтиозавр (юра). появляются самые различные их формы, приспособленные к жизни на суше, в море и в воздухе. По суше бродили колоссальные динозавры (рис. 138). Некоторые нз юрских динозавров достигали 18 м длины. Моря кишели хищниками—рыбоящерами— ихтиозаврами (рис. 136), плезиозаврами. Прекрасный скелеты их находили в Англии. На лебединой шее плезиозавра, имевшей 41 позвонок, сидела небольшая голова ящерицы с зубами крокодила. Несомненно, что плезиозавры были хорошими пловцами и жизнь про- водили в воде. Другие ящеры—ихтио¬ завры—еще более приспособились к водной стихии и приобрели форму рыб. Наконец, в воздухе носились летающие ящеры (рис. 138). Как известно пз кур¬ са эволюционного учения, летающие ящеры предками птиц не являются. Они вымерли бесследно, не выдержав конкуренции за обладание воздушной стихией с птицами, первое появление которых также относится к юре. В от¬ ложениях юры на литографских слан¬ цах сохранились прекрасные отпечатки Древнейшей известной нам первопти¬ цы—археоптерикса (рис. 137). Птицы развились на земле, повиди- мому, от мелких наземных просмыкаю- щпхея, лазавших по деревьям яi жив- Al)M0I,Tcp„,:c (юре), шнх в их дуплах. Припомним, что, по в библии, птицы появляются в их «гото- тяк вом» современном виде одновременно с лресмык щ епвые называемый «пятый день творения». В деиетшетельн ' птпць,, долго еохрашаишо нршшакп своего «одс^ ^
Млокошггйюздпс г «г прсдлтавлепн вес темп же имтгао в При_ митивными формами, что и в триасе. Врастотльном мире отмечено широкое И пышное развитие Woa. ных дзревьев п саговых пальм] те и другие ^становятся в юре преобда, дающими формами, отодвигая на последний план всех представите^ палеозойской растительности. По своему систематическому цоДо^ ншо они являются флорой, переходной к высшим представителям растительного мира (рис. 138). НариД юхозяйственное значение юрских отложений значительно. В этом отношения прежде всего нужно отметить довольно много, численные, хотя и не всюду богатые, *залежи каменного угля: место- Рис. 138. Юрский ландшафт. Динозавры, летающие ящеры, саговниковые и хвой¬ ные растения. рождения близ Челябинска, на Дальнем Востоке, Кавказе, в Средней Азии н др. В юрских отложениях распространены горючие сланцы (Поволжье), имею цис важное значение в нашем Союзе в качестве местного топлива и сырья химической промышленности. Кроме того, юрские глины часто бывают богаты залежами фосфоритов. Нако¬ нец, с юрой связаны литографские сланцы, огнеупорные глины, песчаники и пр. Огложогшя мелового моря шпроко распространены период” Ь0 BCGX стРаиах и 11а больших пространствах вы¬ ходят у нас, особенно в Европейской части Союза. Перераспределение материков и морей в меловой период было весьма значительно. Во вторую половину мелового периода происходит грандиозная трансгрессия, соответствующим образом отмеченная во многих странах. Эга трансгрессия, может быть, величайшая в истории земли, озна¬ меновалась у нас в СССР широким наступалием моря на Русскую платформу. В этом море в кояце периода и отложились те мошныр толщи писчего мела, которые широко распространены, главным обра зом, на территории Украины (например около Белгорода), в Курс1*° области на Волге (утес Степана Разина) и во многих других местах. 152 в конце мелового периода наступает морская регрессия шжчрм ловко0 покрытие становится исключительно мало ’ Р М°РВ середине и в конце мелового периода происходят довольно рлыиле процессы складкообразования в пайлио а— „.гОТГТТ Но напбо- в районе Альпийской зна- гво- синклинали. Но наибо¬ лее сильный орогенез в это время происходил йа северо-востоке Азии ив области современных Кордильер и Анд, т. е. до побережью Тихого океана. Наряду с этим раз¬ вернулась и энергичная вулканическая деятель¬ ность. Особенно гран¬ диозны были излияния базальтовой лавы на Индостане, покрывшие толщей базальта мощностью до 2000 м около 3 млн. кв. км зем¬ ной поверхности. Климатические пояса, которые уже наметились на земном шаре еще в самом начале мезозоя, в меловой период приобрели еще более отчетливый характер. Смены времен года становились все более резкими, что можно проследить по кольцам древесины окаменелой флоры мелового нерио _ ' ' г1 Щ Рис. 139. Аммониты мелового периода. Слсиа—Хргиоц’ра;, справа—csasSumdc. - -* *'*'‘4 --Тд. г- а" у/ • 4. "v - Рис. 140. Птеранодон (мел)- T-'yi'- да. Эго относится, глав¬ ным образом, к концу мела. Флзико-геогра- флческие перемени вы¬ звали огролтые изме¬ нения как в фауне, так и во флоре мелового пе¬ риода. Из .морских организ¬ мов мелового периода прежде всего отметим простейших — глоииге- р'ли (рис. 72), которые широко были развиты в верхнем мелу и ми¬ кроскопические ракови¬ ны которых оставили нам залежи писчего .ме¬ ла. Большого развития ' - пиЯа. ла« иолии,— 4 в мелу достигают также губки, морские ежи и своеобразные руди- сты—прикрепленные формы моллюсков, несколько напоминающие своим внешним видом одиночные кораллы. Наряду с этим происходит вымирание головоногих моллюсков: аммонитов и белемнитов. Окончательно аммониты вымерли в конце мелового периода. Интересно, что ко времени своего вымирания 153
MHO lv некотоpi подои (рис »)i;WrmC I'W). VMU<-,,W ± v v г-— *‘“ пасгупид Ко/',"lpPa- "'* ПШШ1С0Я к гонцу «олооогп периода кзв*ад»*Ч. „ „оооиу большей суровости оказались, видимо, мало fa у>а, шя/для крупных- рептилий, не имеющих постоянной ***** кггави К КОНЦУ мелового периода весь оогатый и разиообраз„ра>,, мезозойских ящеров вымер в сравнительно короткое вреад v™ “Ч1 свое место млекопитающим и птицам. мтущ Птицы мелового периода представлены зубастыми формам питающие же-мелкими представителями сумчатых и копытных и хищных. дк°в Таким образом, меловой период является временем велцКог мпрашш господствовавших мезозойских форм. Если исчезно!^' рептилий мы без особого труда можем объяснить клнматнческ переменами, то причины смены морской фауны нельзя Счцт1МИ достаточно выясненными. ать В флоре мелового периода также произошли огромные пореме Если в начале периода она имела очень много общего с юрской ; то в верхнемеловую эпоху быстро завоевывают господствующ!’ i положение цветковые (покрытосеменные) растения. Появляются ' лиственные деревья: дубы, буки, ивы, тополя, а также тропические ' формы: пальмы, .магнолии, платаны и ир. Среди них име- • ю т с я у иг е растения с цвета м и, о и ы л я ю щ и- • мнен при по м о щ и и а с е к о м ьг х. > Экономическое значение мелоных отложений очень велико. '■ К числу наиболее расирост[>аненных полезших ископаемых мелыш отложений относятся: бурый уголь (Сибирь, ДВЕ), нефть (Эмба), фосфориты, бурые железняки, мел, хорошие строительные песча¬ ники и пр. 6. Кайнозойская эра. Общая хоров- Койптойскня, млн иеовоЦекая, эра н переводе на рус- ■гериетшея. с кий язык значит время ноной жизни. Это последняя, новейшая из геологических эр, которая продол- м"гтСЯ 'I В настоя,ае(? премя. Как i/o мощности осадочных толщ, так еиге u!!,!!1111’ Ьоторое потребовалось на их образование, эта ара чачи ЮМ мезозойска>К ио нее же и она измеряется миллио* нгшняin on nf?'I0HlI° ,|(ж01ааей эры моря и континенты постепенно современные” ^фДщЫе °Чертания> а органический мир выработал и«*11иинГюпс^10Т0ВЛеН11ый °щ0 пеРвь1.ми тектоническими Дв1' 'iai taS силоТ^“8акм периоды, проявился с чрезвЫ* из самых ир'" 10 начала кайнозойской эры. Эта ° Л ‘ люций затв *ПЧ*йших геологических Р^.. под наз;.ами4И<(цб; °- 4 т “ я 0 с ь з е м н о й ш а Р ** Еще в конце хю™™ ’ льп'ШСкои революцию). ,пПЬ1, и мезозойские кодт^та£Г3°ШЛЯ Крупиыв Разломы зеМЯ°д0зв^ я“НхЫ Распались на части. Так, из гранД«°зв »яте*РяКЯ Еотгдваны образовались л л йидоста". Южная Америка п Аосгрящ™'3’ Мядагяпк,,,, д Северный материк распался „а Се.'.Г' ’ Евразию. ,”,ую Америку_ rpeiw Э™ разломы мезозойских кон„Г1гентов "Юю „„дят к формированию сощ,птпть° “ '™ ***«■,що „ „оря. Р»^Р<'дедешю I Кайнозойская групп, делптст ,[а третичную и оолее новую-*,,,,,. ',tT ’«• <юо* щПтт_ ихрояплось от прежней геохронологии С™, пияе ИЯ ТПП rnvrrm.r- rro>,„„.„ Г)СЯ ПСТорпя - eonве¬ денной геохронологии получили значение пе групп, а систем. Тре¬ тичная система делится на две подсистемы: более древние отложения— палеоген п оолее новые неоген (см. 1 оохронологическую таблицу стр. 1‘^б). Четвертичная система также разделяется на две части: нижний отдел—лед пн новый и вер х н и й—сов ременный. Отложения третичного периода очень широко рас- Третичпый пространены у нас в СССР. Они представлены как период. континентальными, так и морскими осадочными по¬ родами: конгломератами, ракушечниками, песками, песчаниками, глинами, известняками пли мергелями. В местах новейших разло¬ мов земной норы третичные толщи прорезаются жилами магматиче¬ ских пород. Эдее.ь наблюдаются также и покровы, состоящие из .мо¬ лодых эффузивных пород, чаще всего базальта. Наибольшее развитие третичные отложения имеют в южной чает» Союза: на Украине, в Крыму, в Поволжье, иа Кавказе и r Туркме¬ нистане. Огромные площади они покрывают и у подножия восточного склона Урала, и Сибири и иа севере и западе Казахстана. Океан Тетпо в палеогене начинает сокращаться. В его пределах происходят горообразовательные процессы, поднимаются новые горы и продолжают надстраиваться горные цени, начало которых было положено еще в предшествующую геологическую эру. Эта геологи¬ ческая революция, получившая название альпийской, с особой силой проявилась но вторую половину третичного периода. Она заверши¬ лась образованием величайших современных горных цепей. Альп, Пиренеев, Атласа, Апеннин, Карпат, Балкан, Крыма, Кавказа >ря. л же в - мс,ря, например Средней Азии (Фергана), представляли собой изоли¬ рованные от океана бассейны, благодаря чему в их застойных водах чэкаллявался, как в современных Черном и Каспийском морях. f Роводород. Но особенно ото явление, по исследованиям академика Архангельского, выявилось вдоль северного и юго-восточного сьло- иов современного Кавказского хребта в неогене. Оо это* онидетель- ^вует сродвтво морских отложений третичного п современных Iepuoro И Каспийского морей. Это создавало благоприятные >и on > 155
.„n« hoJito. Нефтяные богатетоа Ферганы D >. а„ обрмта»™" чк отл(1женпям третичного периода "п,51ц иРвур>да““ м,'„00 „ Каспийское моря представляли 0, . Ci'a4a- ’ 10 шмй ОТ Средиземного моря, затем соед„„я " °»%ц ! бассейн, суд ■ тр(.т„чного периода произошло таким кр*''- моря ОТ Касппя. , “»** 0TTZJ время проиаошло опускание горной страны, Я”„„„.ОТ Эгейского, соединенного с Средиземным морем r^8 CrTwevuSro моря проникли а Черное море, осолоналп его I его в ды,' благодаря чему реки, впадающие в него, ооразйвалн л„Ча В третичный период оылп окончательно сформированы и Кордильеры, протягивавшиеся по оерегам Тихого океана Сею„ ной п Южной Америки (рпс. ьО). Р- Одп горных цепей третичного возраста существует немало Вт, калов. У нас в СССР к этим в настоящее время потухшим вулкана, принадлежат величайшие вершины Кавказа—«Эльбрус п Казбек Следы вулканической деятельности широко распространи б Армении, где эффузии образовали мощные лавовые покровы. * Что касается органического мпра^ третичного периода, то среда простейших морских животных особое распространение получала нуммулиты. Корненожкп-нуммулпты в таком обилии населяли тре- тпчяые моря, что в настоящее время целые толщи палеогеновых отло¬ жений состоят только из скоплений этих, имеющих вид монет, плоских ра'ковпн (рпс. * о). В третичном море широко развиваются также и кораллы, возво¬ дившие свои постройки на дне Тетиса п приподнятые теперь вместе с ним на вершины Альп. Огромное значение приобретают пластчнчатонеаберные и брю¬ хоногие. которые, как п нуммулиты, являются руководящими фор¬ мами третичных отложений. Пластинчатожаберные и брюхоногие третичного времени мало отличаются от современных. С наступлением палеогена обладающие постоянной температурой тела 51лекопитающпе начали широко расселяться по земте, приспо¬ собляясь к многообразию третичных ландшафтов п дав в сравни¬ тельно короткое время большое' разнообразие форм. Появляютса первобытные хищные п травоядные. На основе ископаемых остатке® млекопитающих третпчног-о периода можно последовательна проел# дпть эволюцию некоторых из них вплоть до современных форм. Так, прослеживая скелеты предков лошади от слоя к слою в третичных отложениях, мы видим, как пз животного с пятью пальцами на ногах и величиной всего с дпешду (фенакодус) вырабатывается крупны , сильный ^ н стройный организм лошадп е однопалой конечностью, яРяслоэдилены° и для быстрого бега в открытых степях. Так же now небольттчу яроеле,кено развитие современных слонов, начиная от тычч 61-Рвя редков с простыми бугорчатыми зубами п еще нера- от которых Гг/1-! Л° Кр-'ПНЬ1Х мастодонтов о двумя парами ’ хищных отзетярт0, произошли настоящие слоны. От первобытны И последняя наивысшая группа млекоп^ п развившийся5пз пи-°Р^М 0ТЯ0СЯТСЯ обезьяны третичного а тимся только в чртиа л чел0век» с появлением которого Л1Ь1 етвертичном пеопиле ш I дерииде. растительный мпр третичного периода ттопл*,, „„яство покрытосеменных. Значительная м,ь" вл’"“т пплв0|! п°- „спным деревьям; таким образом, тремчн.^ фл„раР“"е^.!!1 ременный оолпк. Но еслп теплый климат ЕвроГТтетание Г 3еогеиа позволяет широко развиваться в средн^ широка т Тпшей страны даже типично тропическим формам: пальмам, .?а,,рам пта „нам, магнолиям и др., то уж, к концу неогена климатические условия иям-ня.отся в сторону по голодания, п наша страна как а другие страны Европы, приобретает климат, близкий к Совре¬ менному. Тропическая п субтропическая растительность сохраняется только на юге, а в средних^ и северных широтах Европы распространяются леса, состоящие пз оерезы, дуба, тополя, клена, ивы и других пред¬ ставителей современной флоры, сбрасывающих свою листву с насту¬ плением холодного времени года. Экономическое значение третичной системы очень велико. Полез¬ ные ископаемые третлчных отложений весьма разнообразны. Здесь мы встречаем богатые желез ще и особенно марганцевые руды, образовавшиеся в прибрежной части третичных морей (Кавказ, Украина). С морскими третичными образованиями евязапы самые богатые выходы нефти. Наши нефтяные месторождения на Апшеронском полуострове (Баку), на Северном Кавказе, на Керченском, Таманском полуостровах, а также в Фергане, Туркменистане, на Сахалине, Камчатке и в некоторых других местах приурочены к слоям третичного возраста. В езеряых и лагунных третлчных отложениях нередко встре¬ чаются залежи бурого угля п каменной солп. Третичные пески, песчаники и известняки дают строительные материалы. Наконец, янтарь, представляющий собой отвердевшую смолу древних хвойных деревьев, добывается только из третич¬ ных отложений. Почти всюду в северной и средней Европейской Четвортпчпый части нашего Союза, как п в других странах север- иирцод. ной Европы, часто прямо под почвенным слоем за¬ легают мощные толщп красных или бурых глин, переполненных округленными камнями—вал}р<л.ш. Над этими глинами, а иногда и под пимп нередко располагаются пески, содержащие гальку и гра¬ вий п во многих местах отличающиеся косой слоистостью. Все эти отложения относятся к ледниковому отделу четвертичной системы. Сверху они бывают покрыты пли непосредственно слоем почвы, или же другими новейшими отложениями—речными, озерными, бо¬ лотными торфяниками, или же эоловыми (ветровыми) образова¬ ниями, например лёссом. Различные «наносы», образовавшиеся в послеледниковое время, относятся к оолее поздним отложениям четвертичного периода—современным. Таким образом, мы видим, что четвертичные отложения на совре¬ менных материках имеют континентальное происхождение и дей¬ ствительно, морские осадочные породы здесь очень редки, то ип нятно, так как за короткий четвертичный период, не ®сего лишь несколько сот тысяч лет, больших иер - 157
нм распространены нсюду: по , Сопрсие®1'* ,mine геологические ооразопаивд. Н1»ис®Д«оо. ^ 1ЮТ более ра-«« чиое времяреако не проЯ1В1 везде он“п°‘:*“педпяжения за е ^ 6ашш вызывали не5сиЬ01 °Р°ге uoi‘POTC,in4I Гсспп Последние отменены терраса“ лись, П л“® ес.свп И Рсг^ТГОчевтания морей и материков в те. местные три 1 сияад морей. ‘ ,съ бипзкими к современна, на T,SeP«™»ro парИ°вД1п™»ого отдела системы, мы аегвд Т0ЛЩ‘„vravH. его образующие, неслоисты и мор. зам«лм. что глины с «-» - Рис. 141. Валунная глина. скнх окаменелостей не с^деп гчт г-„ которые под названием Hva-' У . :,ато °Ш) ,10Р0полне1ш валунами, городов (рдс. 141) Bari” •у 1,Ш1ка пДут па мощение улиц наших горных пород, котоптт »/М Эт соотоят нз гранитов, гнейсов ИДРУга1 залегают на боль hiiix г dJCppn™PlIU Европейской части СССР обычно более поздних слонсты^пГШаХ’ прикрыты .мощными толщамв состоит из этих гооныт'п рааапаш1л- По зато Финляндия целиком валунов, которое 10нь ванпто отлютнть, что количество в виде огромных камне» М,°жно , наблюдать и иа поверхности земля жеггид к горам ФШг..7,п (Р1,с- 1*2). увеличивается по мере прпбли- Это находит свое об! "П п С?га11Лтшишг. вавщцй и послстретпчное п^ИЦе В Т0:,т’ 410 :'10||1НЬ1!’Г ледник*, п°ьр“ Европы (рис. а I «рмш нагну страну, как п другие страны об7оГ.Л И Фпнляидап п V! ‘рИую Моряну, увлекс гор Ская отпотгг°Л Гра1П1Т11ых If , к пам бесчисленное колПЧ1'ГнИН нЬ1е кускн скал • * Г0^Шлх л°ред, при своем Д,ш;ьееН. 4 nnmu—шрамы, ’ d иногда оставляя на них многочдел 158 , Это великое оледенение было вызвано „лимзтпчеекпмп условиями. Г[,|,-ТУ пившими су ровыми v"> Л - В Европе у далось ооиаружить следы четьтет п g СССР можно считать доказанной наличное?, t 0леДепений. У нас подтверждается соответ- 'ьтоех оледенений. Это сТВующим количеством • — морен, залегающих друг над Другом п разделен¬ ных толщами пемореино- го происхождения. Наша страна представ¬ ляла в ледниковый пе¬ риод ледяную пустыню вроде современной Греи ландии, которая и те¬ перь еще переживает лед¬ никовое время. По сде¬ ланным расчетам толщи¬ на ледникового покро¬ ва, одевавшего нашу страну, должна была местами доходить до двух и более километров. Наличие нескольких мирен, последовательно залегающих друг над другом, и разделяющие ггх межледниковые толщи, состоящие '•<; ■ л-у Рис. 312. Валены на полях.- | >° I Гис. i'lj. Карта распространении оледенения и Европе .^eJ°HbIxj болотных н половых отложений, показывают, что с на- cv г ■.тт„пт1.гпес,ких условий ледник таял,
Относитель¬ ная н абсо¬ лютная хро¬ нология. ОдНако «я» ** ■**“» скматЬ "° т,птт"о к «оирое. , 8 те"С1,"е ''Ч,Т0Р0Г° ',Р ЭТ°Г "Стор'"1««»« ' r'ZZC«« ^ настоящее орсм,, достаточно полно рмр,^ ; XI,поды определения о т н о с и т е л ь н о г о возраста 3 о ... но общие методы определения абсолютного возраста СЛОев i £Гш т о'количества лет, в точение которых происходило их ооразова^ л г 1одоватетьно. н абсолютной длительности истории земной коры, до послед.' «W иремсп. еще с достаточной точностью не установлены. Самый принцип деления геологической истории основан, главным образом на ста пах развития органического мира, абсолютная длительность которых является величиной совершенно неопределенной. Картина развития земли и ее органическою мира, которую восстанавли¬ вает перед нами геологии, совершенно определенно свидетельствует о гра... . 1 / V'/“ _ , s w - * У*-*'-;Г u.» <- - •• ..3. Рис. 147. Ниагарский водопад. дпозных промежутках времени, которые нужны были дл того, чтобы весь историко-геологический процесс мог совершиться. По мощности отложений различных геологических периодов, по развитш дислокаций и степени метаморфизма горных пород мы можем судить, что бол* древние эры жизни земли имели значительно большую продолжительность, н( желн эры более поздние. Наименее продолжительной является новейшая из! позойская эра, средняя, мезозойская, отличалась значительно большей проД*и житель,юстью, древняя же, палеозойская, невидимому, является еще более пр* должнтельной, чем мезозойская. Что ж>_ кзссетсп архейской и эозойской эр, то, вероятно, они но своей пр* должительности в несколько раз превышали все остальные эры, вместе взяты* от вс., >то мы можем сказать с большей или меньшей уверенностью, основ!» вагхь на сов.)е..,ешшх г.рикципах деления геологической истории> 102 Мо наука уже давно делает попытки подойти с самых различ- °*КСностп ИЫХ СТОрШ‘ “ “Пр0Су абсолютного геологического ле- ДЛТоозии. исчисления. Приведем здесь главнейшие из этих методов. Метод определения абсолютной длительности процесса эро- 8НИ при образовании каньонообразных речных долин был применен в отношении Ниагарского нодонада, расположенного по реке Ниагаре, соединяющей амери¬ канские озера Эри и Онтарио (рнс. 147). Вода, падая с большой высоты н раз¬ мывай уступ Ниагарского водопада, вызывает непрерывное отступление послед¬ него. На время существования Ниагарского водопада Ниагара вырыла себе целое ущелье длиной в 11 км. Наблюдения показали, что водопад ежегодно отступает на 0,3 ж, и, таким образом, было определено, что для прорытия всего ушелья водопаду понадобились около 38 тысяч лет. Более общие выводы можно сделать на основании методов Определение абсолютного исчисления, основанных на в р е м е н и об* времени разовая и я осадков. Так была сделана попытка образования 1 „ осадков. установить время, в течение которого ооразовались огромные толщи лёсса в Китае. Слон пыли, из которых образуется лёсс покрывают в окрестностях Мукдена могилы древних китайских императоров, похороненных около 2 тысяч лет назад, толщей в 2 м мощности. Слрдовательно, метр лёссовых отложений образуется примерно в тысячу лет. Таким образом, очевидно, чю лёсс, слагающий в Китае толщи в 200 и более метров мощности, потребовал на свое образование около 200 тысяч лет. Последний подсчет имеет лишь грубо приближенное значение, так как в недавнее время выяснено, что скорость образования лесса сильно изменяется. Приведем еще один способ подсчета, основанпый на образовании так на¬ зываемых леппючных глин, которые, повнднмому, возникли на дне озер, распо¬ лагавшихся по окраине великого льда в ледниковый период. По мнению геолога де-Геера и других исследователей, каждая «лента» (состоящая пз тонкого слоя песка п слоя глины) образовалась в течение года: пс- рис. 148. Слои озерного мергеля в обнажении на берегу Оки близ г. Лихвина (горизонтальная штриховка—мергель). счаный слой ее отлагался в летнее время, в период наибольшего таяния ледника, а зимой на дно опускалась только глинистая муть, не успевшая осесть за лето. Такое чередование зимних и летних слоев позволяет определить время, в течение которого происходило образование данной осадочной породы, так же, как мы, например, определяем число лет дерева но годичным кольцам. Не менее интересен подсчет, сделанный профессором Боголюбовым по отношению ко времени образования озорного мергеля, оставлен¬ ного древним исчезнувшим озеоам 11 оо.ыружапюго а береговом обрыве Оки И* 163
близ г. Лихпнна (ряс. Ш). Этот мергель пронизан тончайшими прослой перегнивших древесных листьев. Вполне очевидно, что такие скопления л КаМа образовались вдесь во время листопада, т. е. в осенние периоды. Таким г °Т1‘С11 пп «i*<'.nv ;>тих прослоек можно определить, в течение какого времени мог я°м> РЭ.30* ° ‘,л»Лл ПЛл, по числу отих про*- ^ ( Г Каждый метр содержит не менее 2000 Ппл- ,' влться , ГлГнГГраОояал „а свое „«„ааоаание оаоло , * лТа'на 5 ■л"«го серого оса».* поаадоСжлос, всего около Ютыся, j ZL *ьтт.«—«'• ™ Лохванское озеро существовало ае „евее ю | свч ,Г ПсОесволезво вспоинать, что хрпствансвая религия опрею**, ве ' только возраст земли, во и всей вселенной „риОлваительно в /1/, тысяч лег, Б последнее годы выдвинулся совершенно новый метод, ос- Метод радио- воваиный на радиоактивном распаде веще- „ актииного рас- с т в а, который большинством ученых принимается как нап- пада минера- более точный. Сущность этого метода заключается в следующем. лов* xig курса физики и химии вы знакомы с радиоактивными явлениями, поэтому мы здесь только припомним некоторые основные моменты радиоактивных процессов. Известно, что атомы, из которых построены тела природы, представляют собой системы, состоящие нз положительно и отрица. тельно заряженных частичек—протоное и электронов. Они образуют как бы незримо малые «солнечные системы», причем эти системы тем слоящее, чем тяжелее элементы, которые они образуют. Тяжелым элементам, каковы, например, уран и торий, присущи весьма сложно построенные атомы; они являются неустойчивыми и наиболее подвер¬ жены так называемому радиоактивному распаду, сопровождающемуся выбрасы¬ ванием газообразного гелия. В результате атомы урана и торип перестраиваются, превращаясь в более легкие элементы. Радиоактивный процесс происходит по¬ стоянно с одинаковой интенсивностью, поводимому, воздействия температуры и давления не могут его изменить. Есть основание утверждать, что все минералы земной коры радиоактивны, но исключительной степенью радиоактивноеги отличаются, как сказано, выше¬ упомянутые тяжелые элементы. Распад урана, также и тория, идет чрезвычайно медленно, и после целого ряда преврнпений в результате всегда образуются свинец и газообразный ге¬ лий. Поэтому, чем древнее минерал (или горная порода), содержащий уран, тем больше в нем продукта конечного распада, т. е. свинца. Для определения возраста минерала, содержащего уран, отыскивается так называемое свинцовое отношение, т. е. отношение между свинцом, с одной сто¬ роны, ураном—с другой, и чем больше это отношение, тем старше минерал. Разрушение урана и образование свинца представляют собой как бы своеобраз¬ ный геологический хронометр. в толшах земли урановых минералов позволяет нам довольно о определить этим методом возраст данной горной породы, т. е. установить аооолкчное летосчисление в геологии. радиоактирш^пяТг!10’ ЧТ° Методы абСолк>тной геохронологии, основанные на тоьых встречаются vT М"неряЛоЕ’ пРименимы лишь к тем горным породам, в ко* по■- чисто“——- следовательностью г^югичесТих в обшем согласующиеся с по* абсолютного летосчисления процессов, и, поводимому, этот спосо остальные. еТ°СЧИСленин *№о признать более надежным, чем осе 164 Ниже мы помещаем небольшую таблицу, показывающую давность некото¬ рых геологических периодов, вычисленную методом радиоактивного распада. Геологические периоды Возраст в тысячах лет Ледниковый 960 Третичный (плиоцен) 1 560 Третичный (миоцен) 6 Ю0 Верхний отдел карбона (каменноугольный период) . 137 000 Силурийский 2'i2 000 Нижний кембрийский 600 000 Общий же возраст земли—порядка миллиардов лет. Каким наивным лепетом веет от религиозного определения возраста земли. Оно ни на чем не основано и, конечно, не более вероятно, чем утверждение, что наша планета стоит на «трех китах» или черепахе. 8. Гипотезы об основных причинах историко-геологического процесса. Геология накопила огромное количество фактов, бесспорно Первый теории свидетельствующих о постоянных движениях земной коры, гороибразова- которые обусловили на протяягении истории земли громадные перемещения морей и материков, изменение их очертаний, образование обширных горных областей. Совершенно понятно, что наука, не только описывающая факты, но стремящаяся дать им объяснение, должна была поставить перед собой вопрос о причинах этих грандиозных явлений. Из введения к настоящему курсу мы уже знаем, что в отношении объясне¬ ния происхождения горных пород в начале XIX в. боролись два течения—вул¬ канистов и иептунистов. В своих взглядах о происхождении горных повод обе теории исходили из общих представлений о причинах, изменяющих лик земли. По гипотезе вулканизма, которую развивал еще в XVII в. итальянец С т е н о, горообразовательные процессы обусловлены деятельностью вулканических сил— напором лав, паров боды и газов, приподнимающих и взламывающих пласты земной коры. Нептунизм, основателем которого был геолог Вернер, решающее зна¬ чение в образовании лика земли приписывал разрушающей-и созидательной дея¬ тельности моря. Вулканическим явлениям неитунисты приписывали случай¬ ный характер, объясняя извержения вулканов самовозгоранием находящихся в недрах земли залежей серы или каменного угля. Примитивные взгляды вулканистов и нептунистов, основывавшиеся на весьма узком круге наблюдений, произвольно обобщенных, при соприкосновении с боль¬ шим запасом фактов, в дальнейшем накопленных геологией, потерпели полное крушение. Создание последующих гипотез о коренных причинах тектоники земли про¬ исходило на основе гораздо более тщательного изучения и анализа широкого круга геологических процессов, наблюдаемых на всем земном шаре. Мы уже внаем, что на путь действительно научного анализа процессов, происходящих в земной коре, геология встала со времени появления работы JI я й э л л я, на¬ несшего сокрушительный удар не только гипотезам вулканистов и нептунистов, но и выдвинутой Кювье теории геологических катастроф, которая была теснейшим образом связана с библейским преданием о сотворении мира и миро¬ вом потопе. Однако теории горообразования и механизма историко-геологического про¬ цесса до последнего времени не смогли подняться до того уровня, который по-
в целом во всей ее сложности и мм» полил бя охватить “7°”„л‘свса жияни земли какое-либо одно ралли. Выиатывал иа о и.^ ЯИ1П1„ теорий разлития земной „ »» или группу л плен ий, с08" ии„ объяснение нею сложность геологии* *' таются ноднйти под И»» хся в дойствителыюсти полностью в „X теори,;"1 процессов, не уклады сине схемы. ,„„хся объяснить механизм геологического пр„ Сред" г„=. Р 1мн11ем сще „еданно нользоналас. г„по,е>1, ' в целом, широким Р . ц „ „ „ „ а я, в настоящее время сильно поколеблен,, т „ я, „ли и о т р п||Я строе„„я гор, как мы уже знаем, с „вдвд Гипотеза очевидностью выясняется, что силы, вызнавшие образован,к сжатия. ГОрных складок, имели горизонтальное (иди Тац> ГЯ"о”б 'гоГрГЛетально нзученная 3 ю ос о м -одним „а главных созд,. телей „онтракционной теории-уже знакомая нам асимметричность строен,,я roDnbix цепей- Расположение складок земной коры экспериментально было воспроизве¬ дено на моделях французскими учеными Д о G р э и Ф а в р о м. Для опытов брались пакеты горизонтальных слоев глины, которая подвергалась танген¬ циальному сдавливанию с боков. При этом в серии слоев возникали складки, очень сходные со складками земной коры. Динамометаморфизм, преобразующий горные породы, также говорит о громадных боковых давлен и их на пласты этих пород. Образование складок под влиянием тангенциальных сил, по мнению сто¬ ронников контракционной гипотезы, было йызвано сжатием (контракцией) зем¬ ного ядра. Геологом Геймом были сделаны подсчеты для Альп и Юрских гор, на какую величину должен был бы сократиться объем земного шара для того, чтобы вызвать поднятие этих гор. По отношению к Юрским горам Гейм установил, что выпрямление их складок увеличило бы ширину площади, занимаемой в на¬ стоящее время горами, примерно на 5 км. Сокращение же земной поверхности при образовании Альп, или, как принято говорить, ее абсолютное стяжение, по . подсчетам того же Гейма, равнялось 120 км. Отсюда можно сделать вывод, насколько должен был сократиться радиус земли для того, чтобы могли образоваться Альпийские и Юрские горы. Это со¬ кращение, оказывается, должно равняться приблизительно 57 «.и, или около 0,009 земного радиуса. Причиной сжатия ядра земного шара сторонники контракционной теории считают постепенное охлаждение его благодаря отдаче земной теплоты путем излучения ее в холодное междузвездное пространство. Однако, защищая свою гипотезу от сделанных против нее возражений, основанных на том, что медлен* ное охлаждение земли совершенно недостаточно, чтобы объяснить столь значи¬ тельное сокращение ее объема, сторонники контракционной гипотезы выдви¬ гают и другие причины этого сжатия. К таким причинам они прежде всего от¬ носят огромное количество вулканических продуктов, в том числе газов и па¬ ров воды, выброшенных и выбрасываемых из недр земли при вулканически* извержениях. 1 1 быстпот'кГ р0'10 Т0Г°’ причинУ сокращения объема земли они видят в за медлен” известно ^ В^ащения благодаря морским приливам. Морские приливы, >' ских лгасс земт^91070^ притяжением как водных, так и внутренних магмати тяжением на запал^" С0:жцем- -Д1асоы приливных волн, увлекаемые эТ1|М” е , тстают от суточного вращения земли. Эго вызывает тр i65 между И"'"' " «'ГЦ.™,,,» «"«Ой земного тара. „р„в„„я„,ее „ л0,тоя ю. „едлению вращения последнего (теория Д ж о р д ж а Д а р в и и а) Вт,™, дар" этому замедлению, связанному с уменьшением центробежной силы, земля, имеюшая, как известно, форму эллипсоида вращения, все более и более прибли¬ жается к шарообразной форме, что связано с уменьшением поверхности ядра земли, так как при одной массе эллипсоид вращения имеет большую поверх¬ ность. чем шар. Сведение всей сложности процессов геотектоники к пассивному спаданию земной коры под влиянием силы тяготения, к простому механическому сжатию без учета других моментов, например химизма земной коры и земных недр, со- вершенио явно упрощает действительную сложность тектонических процес¬ сов- Поэтому естественно, что у геологов явилось стремление выйти за пределы этой гипотетической схемы, дав более широкую концепцию геотектонических процессов. Такой попыткой является гипотеза Вегенера, предложен¬ ная нм в 1912 г., о горизонтальном и вертикальном перемещении конти¬ нентальных массивов. В основу своей гипотезы Вегенер положил допущение, что Гипотеза земная кора имеет глубоко различный состав и строение Вегенера. в 0дластн материков и океанов. Изучение силы земного при¬ тяжения в различных пунктах земли показало, что в области океанов, несмотря на относительно малую плотность воды, оно не меньше, чем на материках. Отсюда Вегенер делает вывод, что твердая оболочка земли, образующая дно океанов, состоит из более тяжелых масс, чем массы, образующие материки. Изучение магматических горных пород показывает, что так называемые кислые горные породы, содержащие в себе более 65% окиси кремния, например граниты, удельный вес которых равняется 2,5, значительно легче основных по¬ род, например габбро, базальта, заключающих менее 50% кремнезема и имею¬ щих удельный вес 3. Есть еще более тяжелые ультраосновные породы с содержа- нием окиси кремния ннже45%, богатые железом и другими тяжелыми металлами. Вегенер* полагает, что дно океанов представляет собой базальтовое ложе, в то время как материки сложены по преимуществу из гранитов и продуктов их разрушения. Подтверждение этого он видит в том, что напряжение магнит¬ ного поля над океанами, имеющими по его предположениям дно, сложенное нз тя¬ желых, богатых железом пород, сильнее, чем над материками. Подтверждается это также, по мнению Вегенера, неодинаковой скоростью распространения земле¬ трясений, причем большая скорость их распространения в области Тихого океана вполне соответствует скорости их распространения в базальтовых породах. По мнению Вегенера, первоначальное распределение тяжелых и легких магм было иное. Основные магмы как более тяжелые были покрыты слоем кислых легких магм. Повышение удельного веса магмы с г.дубиной Вегенер подтверждает тем, что пзвержения, происходящие т очагов, расположенных выше, дают кислые лавы, а извержения, идущие из больших глубин, дают лавы основные и ультра- оснопные. Мы уже знаем, что оболочка земной коры, состоящая пз химически основных пород, сокращенно называется сима (от силиция, т. е.кремния и магния), кислая же, но более легкая—сиалъ (от силиция и алюминия). Чем же объяснить, что спаль сосредоточилась в области материков, а осадки на дне океанов подстилаются слоями опма? Вегенер объясняет это следующим образом. В начале истории земли кора сиаль покрывала поверхность аемли относительно тонким слоем и „ свою очередь была покрыта водами первичного океана. Под ней была расплавленная 167
4 I L Рис. 149. Геологи 1ЧеСИ^ГГа Аайат^1<ОЙ Части СССР.
сима. Поя влиянием лунного и солненного притяжений и расплавленной массе сима вовшшали приливные волны, которые ломали ооолочку сиаль. Отдельные глыбы ее под влиянием приливных течений тяжелой основной магмы нагромо- ждались друг на друга, сбиваясь в одну массу, которая, в конце концов, и 0бразд. вала единый материковый массив—Всеземлю, или Пангею, плавающую, какгЛыба шлака, на вязкой магме, на остальной же поверхности земного шара, лежащей на отвердевшем базальтовом ложе, раскинулся океан. Для того чтобы обосновать первоначальное существование такой Пангеи, из которой образовались в дальнейшем все современные материки, Вегенер 0д’. ращает внимание на поразительную согласованность форм очертаний последних. Большой прямоугольный излом берегов Южной Америки настолько соответ¬ ствует западным берегам Африки, что если бы мы сблизили их, они образовали бы почти сплошную материковую массу. Еще более поразителыю совпадение во¬ сточного и западного берегов Крас¬ ного моря. То же наблюдается в фор¬ мах поверхности материков. Если мы мысленно сблизим Ста¬ рый и Новый свет, то увидим, как докембрийские массивы Канадского и Балтийского щитов и Гренландии почти сольются между собой; Герцин- ские горы найдут свое продолжение в Апалачских складках Северной Америки, наконец, складчатые горы Южной Африки явятся продолже¬ нием южноамериканских гор у Буэ¬ нос-Айреса. Такое совпадение вряд ли можно считать случайным. Это соответствие Вегенер объяс¬ няет расколом Пангеи по линиям, в основном совпадающим с очерта¬ ниями современных материков, кото¬ рый привел к образованию современных континентальных массивов (рис. 150). В известный момент в Пангее произошла громадная меридиональная тре¬ щина, вызванная, вероятно, приливными течениями магмы, и обе глыбы начали расходиться, передвигаясь в пластической магме под влиянием магматических течений, увлекших их в западном направлении. При своем движении на запад глыба Америки встретила большое сопротивление на своем переднем (запад¬ ном) крае, благодаря чему вдоль этого края нагромоздились складки Кор¬ дильер и Анд. Наоборот, задние края глыбы испытывали растяжения и разрывы, благодаря которым от нее откололись массы Гренландии и Исландии. Таким же передвижением материковых глыб Вегенер об ь пен пег расхожде¬ ние северных и южных частей Пангеи под влиянием центробежной силы, гнав¬ шей материковые глыбы к экватору, а также образование гирлянд островов . У берегов Евразии. Этим же перемещениям обязана, по Вегенеру, своим проис¬ хождением трещина Красного моря, лежащая на одной линии с огромным гра¬ беном, который тянется вдоль всей восточной части Африканского континента, намечая новый раскол земли. Вегенер пытался проверить это движение материков в течение историче¬ ского времени на основе сопоставления разновременных определений географ*1' ческого положения некоторых пунктов земли. Подтверждение своей гипотезы 17 U Рис. 150. Распадение Пангеи по Веге¬ неру. 1—часть, давшая начало Евразии,• г—часть давшая, начало Африке; ,> и 4 части, давите начало Америке; о—часть, давшая начало Антарктиде; с—часть, давшая начало Австра¬ лии. „Я в РЯЗЛИЧ1В’,Х Показаниях широты острова Сабина ии,™,™ пт «льствуют якобы о его дальнейшем продвижении еще наТ^'Гв ср1ие« та" нм 0бразоМ, ио мнению Вегенера, остров Сабина удаляет, „ F,„pc,Jсо св0“ и м и год. Однако надо отметить, что сличение разновременных измерений м” отонпий между Европой и Америкой не дает столь же определенных указании на передвижение Америки на запад. По мнению Вегенера, Пангея оставалась неделимой до мезозойской эры что устраняет необходимость признавать существование единого, протянувшегося через Индийский и Атлантический океаны громадного материка Гондваны и до¬ пускать опускание под уровень современных океанов значительных уча¬ стков суши. Наряду с горизонтальными перемещениями материковых глыб происходили по мнению Вегенера, также их опускание и поднятие с магмы, на которой они плавали. Эти вертикальные эпейрогенические колебания вызывались нагрузкой или разгрузкой материковых масс. Так, мощный ледниковый покров мог вдавить материковую массу, заставить ее погрузиться в магму; наоборот, снос с матери¬ ков обломочных пород в моря мог вызывать их поднятие. Такими погружениями и всплываниями материковых масс, вызванных нарушением гидростатического равновесия и стремлением масс восстановить его (т е о р и я и з о с т а з и и), Вегенер объясняет наступания на материки морей и их отступания. Несмотря на увлекательность этой теории, с ней мирятся далеко не все факты геологической истории. Не всегда удается, исходя из нее, согласовать дан¬ ные, касающиеся распределения климатов в прежние геологические эпохи и рас¬ пространения в морях животных; вопреки этой теории палеозойские складки Пиренейского полуострова и Сахара не находят своего продолжения в Америке. Недостаточно обосновано, почему именно в мезозое начали действовать те силы, которые раскололи Пангею и заставили разойтись ее отдельные глыбы. Наконец, само образование Пангеи нагромождением массы сиаль в одну глыбу точно так же не получает достаточного обоснования в гипотезе Вегенера. Гипотеза Вегенера, несомненно, дает более широкую концепцию развития тектоники земной коры, нежели узкая, механистичная контракцнонная гипо¬ теза. Но, с другой стороны, в ней самой допущено много произвольного; она опре¬ деленно стремится поднести под принятую схему все многообразие движений зем¬ ной коры, происходивших на протяжении геологической истории. Наконец, ги¬ потеза Вегенера в эволюции земного шара не учитывает всей сложности его хи¬ мизма, играющего громадную роль в развитии земного шара. ^ Важность этого последнего момента раскрыта гипотезой Гипотеза д ж Q л п в ПредШествуютей главе вы уже ознакомились ' с выводами о длительности существования земного шара, ко¬ торые можно сделать, исходя из распада радиоактивных элементов земной коры. Какую же роль, согласно гипотезе Джоли, играют зги процессы в тех явлениях, которые совершаются в земной коре и которые определяют ее тектонику. Изучая строение земной коры, Джоли устанавливает, что в тс ген ие г оло гипсовой истории на поверхности земли периодически и™^!^ ОГ' ромные массы базальтовой лавы. Такие базальтовые покровы нмодпт^в «д на Декаиском плоскогорье, в Северной Америке, в бассе не реки . • Другая особенность, характеризующая тектонику земг большинстве пая Джоли, заключается в том, что горные цепи земного случаев располагаются по окраинам океана. Таким горным кольцом оьрунен
со *« сторо» Тихий океан, Гималаи и норы Индо-Китаи снизаны с Инд^ °“еад,и того ™бы снизать ЭТи «омеиты иоедино, Джоли исходит „3 npei<CI „ИИ Вегенера о патериках, как относительно легких массах, сложенных слых порол и „лапающих „а базальтовой, основной, тяжелой пластической непосредственно подстилающей дно океанов. В результате р а д и 0 а и т й в; н о г о распада, происходящего как в материковых массах, так и в базадь. товом их ложе, в недрах земли происходит медленное непрерывное наколле,1Не теплош. Особенно значительно ато накопление будет под слабо проводящцМи тепло материками. В результате этого накопления происходит плавление базаль¬ товых масс, более легкоплавких, чем граниты и другие кислые породы. Эхо Пла> вление сопровождается увеличением объема базальтов примерно на 12%, ЧТО должно повлечь за собой массовое излияние базальтов на поверхность земли. Однако нарпду с этим происходит плавление и нижних горизонтов базальтового дна океанов. Базальтовая кора становится благодаря этому тоньше. Это увеличивает пластичность земного шара, что приводит к образованию под эемной корой магматических приливов и отливов, вызванных притяжением луны л солнца. Увлекаемые мощными приливными волнами, двигающимися за притяги¬ вающими их светилами на запад, все базальтовые перегретые расплавленные массы благодаря этому начинают медленно перемещаться из-под материков. Так как над океаном благодаря конвекции, происходящей в толще мор¬ ской воды, процесс отдачи тепла идет быстрее, чем над материком, то это приво¬ дит к охлаждению перегретых магматических масс, оказавшихся под дном моря. Наступает цикл охлаждения, сопровождаемый уменьшением пластичности зем¬ ного шара; он продолжается до тех пор, пока базальтовая кора не достигнет преж¬ ней мощности. Тогда снова наступает период накопления тепла,и геологический цикл раз¬ вертывается снова. При плавлении базальта, как указано выше, он расширяется и становится менее плотным. Поэтому период плавления базальтового основа¬ ния сопровождается погружением в него более тугоплавких материковых масси¬ вов и относительным поднятием уровня океанов. К этому же периоду относится прогибание статней более тонкой базальтовой коры морского дна, образование геосинклиналей и накопление в них морских осадков. Наоборот, когда начинается стадия охлаждения базальтового фундамента, материковые глыбы начинают всплывать и подниматься относительно уровня океана. Растянутая в предшествующий период базальтовая кора океанов стано¬ вится чрезмерно широкой для нижележащих сжавшихся масс охлаждающегося базальта. Дно океанов в области геосинклиналей начинает образовывать складни* особенно сильно давящие на пластичные края материковых глыб. Складки оса¬ дочных пород, образование которых сопровождается внедрением в них легких гранитных магм материка, создают' относительно легкий массив, который бла¬ годаря своему меньшему удельному весу всплывает в базальтовой магме в виде горной складчатой области. Таким образом, Джоли приписывает образование дислокаций боковому давлению (спаданию базальтового ложа океанов), подня¬ тие же складок в виде гор рассматривает как всплывание легких складчатых масс по законам гидростатического равновесия (изостазии). Гипотеза Джоли, несомненно, вносит новое в понимание тектонических процессов-именно момент радиоактивного распада веществ, входящих в со- отюшТгТпГ Шара' Те” СаМЬ1М 0На отРеша«,ся от узости гипотезы прогреб щ лчждеиап земли. Но тем не менее и Дшзли в своей гипотезе, УЛР >32 проблему, «е избег одиосторожюс»,, жтиюиийжисо, стемзтиззпийпг' „дачайно сложных процессов эволюции земного шара и земной „оры в ” ,Гт„ Итак, мы видим,что научная „ь,сЛк в попытках выяснить ос„ в„ы пр ™„и историко-геологического процесса не охватила еще всей совоктпиости процессов развития земли. Перед ней еще стоит задача-пронерить точпы'м научный ana и,- 80м ВСЮ сумму предположений, главнейшие из которых изложены нами выше И определить их место в широком обобщении, охватывающем научно проверен¬ ные закономерности жизни и развития земного шара в целом. Эга задача по- сильна только коллективной работе тех, кто, вооруженный диалектико-мате¬ риалистическим методом, отметая все недостоверное, борясь с упрощенством и схематизацией, на основе конкретного анализа действительности овладевает познанием природы для того, чтобы подчинить ее человеку. Такая задача имеет больше всего возможностей быть разрешенной наукой социалистического об¬ щества. 9. Геологические карты п профили. Геологическая карта представляет собой обыкновенную то- Карта. пографнческую карту, на которую нанесено распространение различных геологических образований, условия их залега¬ ния и некоторые другие сведения, полученные при геологической съемке. Площади, на которых распространены отложения тех или иных геологиче¬ ских ель тем, закрашены определенными красками, установленными междуна¬ родными соглашениями. Так, например, кембрийской системе присвоен лиловый цвет, силурийской—зеленовато-желтый, девону—коричневый, каменноуголь¬ ной—серый, триасовой—фиолетовый, юрской—синий, меловой—зеленый и т. и. Чтобы избежать ошибок* в понимании значения красок, которые могут иметь оттенки, близкие друг к другу, выходы геологических отложений, кроме цветов, имеют еще и особые буквы: например, кембрийская сиетема—(ли, силурийская—S, девонская—D" Эти обозначения имеют международное значение. Однако надо иметь в виду, что в тех районах, где на земной поверхности распространены магматические породы, древнейшие кристаллические сланцы и т. п., древность которых не может быть точно определена, обозначения делаются по петрографическому принципу, т. е. указываются самые горные породы, а не возраст их. Так как почвы, а также ледниковые и современные наносы скрывают от наблюдателя выходы более древних образований, обычно эти поверхностные наносы на карте по обозначаются. Для этих новейших четвертичных отложений существует особая карта. В настоящей книге даются геологические карты Европейской и Азиатской частей СССР (рис. 149 и 151). Они изображены здесь в схематизированном, упрощенном виде, и условные обозначения красками заменены различными ви¬ дами штриховок. На наших картах вследствие их очень мелкого масштаба пока¬ зано лишь распространение геологических систем. Вполне очевидно, что на геологической карте в каждом отдельном месте могут быть покапаны лишь самые верхние из распространенных в том или ином месте отложений. Если геологическая карта показывает распространение раз- Геологпчеекий личных геологических образований на поверхности земли, то профиль. профиль дает представление о вертикальном геологическом строении земной коры по определенной линии. Возьмем для примера уже известную нам по геологической карте Европейскую часть СГ.КР и представим себе ее разрезанной от Финляндии до Азовского моря (рис 15-21. Толщи земли, принадлежащие различным геологическим системам, обозначены эдесь теми же условными обозначениями, как и на пашей геологической карте. Таким образом, мы видим, что гранитные и другие древнейшие к| пс ал- лические горные породы, выступающие на земную поверхность в Финляндии и на берегах Азовского моря, в районе Москвы опускаются на оолывую глуоину и вновь иицниуаюгея близко к аемноЙ поверхности около г. Курска. 1 асемат-
риваемые в„ад„ны ^ осадочных пород, оврвзовавин - Р, ию Союза н оставили в этих впади* «“^Г^лоше0,!:1*5 это иршсршо, „роме того, сверду тодщаш, лед,Ш1!ои« 174 •Рис. 151. Геологическая карта Европейской части СССР. и современных наносов, обозначеинму vo,.oit профиля. J У' 'oii полосной, проходящей вдоль всего Надо иметь в виду, что на пясгм™™ во много раз больше горизонтального, чтоприЗо''»елатьТ!агЫ,Ы“ "аситб “ -™ПеЛЬЮ' ,Т0°“ которые представляют собой так»,; — s^-try^rS вать или действительное строение недр на данном пластов. «““У 5вр“д”а,шя Такая колонка может быть вычерчена на бумаге и слои земли показаны условными зна¬ ками. Однако иногда колонки строят и непосред¬ ственно из самых горных пород, которые данная колонка проходит. Когда с целью детального исследования недр производится так называемое колонковое бурение, то пустотелый инструмент выбуривает в горных породах «керн», т. е. стол¬ бик (рис. 154). Добывание его пз буровой сква¬ жины позволяет построить совершенно точную колонку, показав и ее горные породы и получив образцы пород для исследо- 070 2(5 020 КРАСНАЯ ГЛИНА ПЕСТРЫЙ песчаник КОНГЛОМЕРАТЫ 0.05 О,«О «О ГЛИНА БУРАЯ «. КАМЕННЫЙ УГОЛЬ ГЛИНА БУРАЯ ПЕСЧАНИК СЕРАЯ ГЛИНА КРАСНЫМ МЕРГЕЛЬ 0Е/.ЫЕ ИЗВЕСТНЯКИ ■ КОЛОНКА Рис. 15:5. Геологическая колонка. Рпс. 154. Керн. вання. Из всего сказанного не¬ трудно понять, какое огромное практическое значение имеют геологические карты, профили и колонки. И этих наглядных графических работах геолога мы находим всестороннее осве¬ щение вопросов, связанных со строением недр, залеганием в них горных пород и распро¬ странением полезных иекюпае- мых: угля, нефти, металлов, строительных материалов и пр. При недостатке естествен¬ ных или искусственных обна¬ жений на том или ином участью земли точная картина строения недр может быть выяснена при помощи бурении. Оно может быть мелким или глубоким и производиться либо вруч¬ ную, как это часто делается при геологической разведке, либо при помощи специальных механических буровых станков. Наряду с упомянутыми способами разведки в последние годы большое распространение получили геофизические методы. Они используют различные физические свойства минеральных тел земной коры дли того, чтобы, не при¬ бегал к бурению, выявить характер горных пород и полезные ископаемые. Одни,нз огнх методов основаны на наблюдении над электрическим нолем, на которое оказывают влияние находящиеся под поверхностью земли горные по¬ роды и минералы (электроразведка). Другие основаны на наблюдениях над положением магнитной стрелки, на котирую могут действовать железные руды, обладающие магнитными свойствами (магнитометрический способ). Так были разведаны советскими учеными громадные запасы железной руды так назы¬ ваемой Курской магнитной аномалии. Гравиметрический метод разведки основан на наблюдении над изменениями силы тяжести посредством особых чувствительных весов или же маятников, на которых отзывается присутствие в недрах земли тяжелых масс. Разведка геофизическими методами ведется сравнительно быстро н е мень¬ шими затратами. Они широко используются при изучении ископаемых оогагств нашего Союза. * '
Послетретичные отложения Третичная система * v-''.УША t ШШШ Мелоеая система t. Ш и.i|. jjlliiij!) Юрская система KS95SS4 Каменноугольная система Девонская система Силурийская система Кембрийская система J5 Магматические породы, кристаллические сланцы (Докембрийские образования, метаморфизирооакны* и изверженные породы) Рас. 152. Геологический профиль Европейской части СССР с севера на юг. L_ --“«'if ---г: