ПУТЕШЕСТВИЯ ЗА КАМНЕМ

Когда и как образовались самоцветы и цветные камни в пегматитовых жилах Мурзинской области

Рождение самоцветов

Мало внимания уделяли русские ученые Мурзинке, этой гордости не только Урала, но и всего мира. К стыду XIX века, эти единственные по своему богатству и красоте копи самоцветов и редчайших минералов не только не были описаны, но даже мало посещались русскими минералогами старых школ.

А между тем эти месторождения заслуживают детального научного исследования. Они открывают перед нами странички геологического прошлого Урала и развертывают грандиозные картины геохимических процессов.

Время образования этих месторождений самоцветов относится к тем далеким геологическим эпохам, когда Урал собирался в могучие складки и медленно, с востока на запад, наползали пласты на пласты, сдерживаемые незыблемой и спокойной платформой Средне-Русской равнины. Вся свита древних отложений, начиная с отложений эпох, скрытых от нас во мраке геологического прошлого, и кончая силуром и девоном, беспомощно ломалась под напором сил с востока, поднималась в крутые складки и опрокидывалась на голову. Мощные потоки изверженных пород находили себе выход среди этих смятых слоев; они то застывали, вливаясь сплошным потоком между слоями, то поднимались на поверхность в виде жил и разливались, как лавы. Местами расплавленные массы пропитывали древние осадки и этим перекристаллизовывали и изменяли их; местами они растворяли в себе обломки или целые слои захваченных по пути пород и, обновленные в своем составе, застывали потом в виде совершенно новых, своеобразных горных пород. При этом одни химические процессы сменялись другими. В течение долгих геологических эпох, вероятно еще задолго до каменноугольного периода, на месте современного Урала «было неспокойно». В талантливом обзоре лика Земли геолог прошлого века Эдуард Зюсс красиво рисует грандиозность этих картин; и поднятие Урала в конце каменноугольной эпохи ему представляется лишь как наиболее резкий и последний пароксизм мощного и длительного геологического процесса.

Среди всех изверженных пород Урала наше особое внимание привлекают граниты. Они составляют основу всего восточного склона, и с ними связаны главные богатства металлов и самоцветных камней Урала. Часть их приподнялась в виде куполов или застыла в глубинах еще раньше, чем окончательно замер Уральский хребет. Это старшее поколение гранитов вместе со всеми своими жилами и включениями испытало судьбу других пород Урала и мало-помалу, путем медленной перекристаллизации и вплавления в осадочные породы, превратилось в гранитогнейсы с ясно выраженным слоистым строением.

фф1

Но кроме этих гранитогнейсов, мы видим на Среднем Урале серые мощные массы гранитов другого возраста. Они-то и принесли с собой из глубин значительные массы различных более редких химических элементов, и с их историей связано происхождение самоцветов в области Мурзинки и Адуя.

В течение постоянных, но медленных процессов горообразования застывали расплавленные гранитные магмы, в строгой последовательности медленно выделяя минерал за минералом. Подобно тому, как молоко, отстаиваясь, собирает на своей поверхности все более жирные составные части, так и гранитная магма еще в жидком состоянии разделилась, — как говорят петрографы, дифференцировалась, — на химически разнородные слои. Более основные, богатые магнием и железом минералы выкристаллизовывались раньше и опускались вниз; оставалась более кислая, то есть более богатая кремнекислотой (кварцем) расплавленная масса. В ней накоплялись пары летучих соединений, к ней стягивались ничтожные количества рассеянных во всей магме редких элементов, ее пропитывали значительные массы перегретого пара.

С поверхности гранитная масса начинала уже застывать, но образовавшаяся тонкая пленка рвалась, покрывалась трещинами. Скопившиеся под ней пары то и дело прорывали ее и открывали доступ снизу другим массам расплавленной породы. В этих трещинах поверхностного охлаждения собирались остатки магмы, богатые кремнекислотой; сюда проникали пары воды и летучих соединений, и медленно, согласно законам физической химии, застывали и закристаллизовывались эти массы, образуя так называемые пегматитовые жилы.

Эти жилы, как ветви дерева, расходились в стороны от гранитного очага, прорезали в разных направлениях поверхностные части гранитного массива, врывались в сковывающую оболочку других пород.

Мы теперь знаем довольно точно, что кристаллизация таких жил шла при температуре в 700–400°C. Здесь уже не было расплава в полном смысле этого слова, не было и чистого водного раствора, — это было особенное состояние их взаимного растворения и насыщения огромными количествами паров и газов. Но затвердевание этих жил шло далеко не просто и не скоро. Оно начиналось по стенкам соприкосновения с чужими породами и медленно распространялось к середине, все более суживая свободное пространство жилы.

При этом в одних случаях получались крупнозернистые массы, в которых отдельные кристаллы кварца и полевого шпата достигали крупной величины (до 1 метра), а пластинки черной или белой слюды — размера с большую тарелку; в других — отдельные минералы сменялись в строгой последовательности, но чаще получались те удивительные структуры, которые напоминают своеобразные письмена и которые принято называть пегматитами. Такие пегматитовые структуры, от мельчайших, едва уловимых глазом размеров до гигантских форм выделения, где величина кристаллов полевого шпата и кварца достигает четверти метра, являются главнейшими и самыми важными породами пегматитовых жил Мурзинской области. По ним догадывается горщик-старатель о возможности нахождения пустот с цветными камнями, по ним судит минералог о характере и условиях образования жилы.

Письменный гранит, или пегматит Мурзинки.

Но образованием красивых письменных гранитов еще не заканчивается заполнение жилы. Очень часто между обеими стенками еще сохраняется пустой промежуток в форме узкой щели или в виде целой пустоты — «занорыш».

В этих пустотах начинают кристаллизоваться все те элементы и соединения, которые в форме летучих паров насыщали расплавленную массу или же в ничтожнейших количествах были рассеяны в магме. По стенкам пустот и трещин вырастают красивые кристаллы дымчатого кварца и полевого шпата; пары борного ангидрида скопляются в иголочках турмалина, то черного, как уголь, то красивых красных и зеленых тонов; летучие соединения фтора образуют голубоватые, прозрачные, как вода, кристаллы топазов. В пестрой красивой картине переплетаются между собой эти минералы. Своим образованием они обязаны четырем главнейшим и наиболее важным элементам этих жил — фтору, бору, бериллию и литию. Каждый из этих четырех химических элементов играет свою роль в истории образования цветных камней. В одних жилах преобладает бор, и в них образуются черные турмалины; в других скопляются другие элементы, и красивые кристаллы самоцветов не только выстилают полости трещин, но и сплошь пронизывают всю пегматитовую породу.

К этим четырем элементам присоединяется и целая плеяда других металлов, входящих в состав более редких минералов, иногда образующих мельчайшие, еще мало изученные кристаллики, — все они попадают в жилу из глубин, из внутренних очагов самого гранита. Но не только от них зависит характер минералов пегматитовой жилы: поднимаясь и пробивая себе дорогу, расплавленная гранитная магма захватывает обломки пород, встреченных по пути, растворяет их в себе, что неизбежно приводит к новым минеральным сочетаниям. Если встречаются известняки, то турмалины приобретают красную окраску, связанную с высоким содержанием кальция; если прорезаются змеевики или другие магнезиальные породы, — получаются особого рода полевые шпаты, а турмалины делаются бурыми. Целый ряд закономерностей связывает форму и цвет жильных минералов с теми физико-химическими процессами, которые положили им начало.

Так образовались самоцветные и цветные камни в пегматитовых жилах Мурзинской области.

…Но мало-помалу застыли глубинные очаги магмы, остыли горячие водные растворы в жилах, прекратилось выделение паров различных соединений. Замирали движения земной коры на Урале, и мощные деятели поверхности начали свое разрушительное действие, снося горные цепи, разрушая и смывая пласты и жилы. Горные страны превратились в равнины, а гранитные массивы — в золотоносные пески. Органическая жизнь со всеми своими химическими деятелями подчинила себе верхние горизонты равнины и превратила их в плодородную почву. Из рек, ручьев и болот глубоко проникает вода внутрь земли, и с нею — атмосферные разрушительные деятели: угольная кислота, кислород и органические кислоты. По мельчайшим трещинам и капиллярам проникает вода внутрь гранитов, превращает полевые шпаты в глинистые массы, извлекает и окисляет железо. Эти воды потекли по пустотам пегматитовых и рудных жил, заполнили их бурой глиной, продуктом разрушения окружающих пород, вытравили кристаллы кварца и других минералов или покрыли стенки трещин тоненькой пленкой вторичных минералов.

…Сплошной лесной и почвенный покров закрыл почти непроницаемой пеленой следы былых грандиозных химических процессов; и трудно в этой равнине с отдельными обломками гранитных скал прочесть прошлое Уральского хребта.