Региональная геохимия. Палингенез. Каледониды, Уралиды, Сибериды, Кавказиды. Изучение распространения элементов на определенной территории, их миграции

Законы пространственного распределения отдельных элементов на поверхности Земли и в земной коре являются глубочайшими законами современной геохимии, и проблемы производительных сил, географии пх распределения и даже географии промышленности в значительной степени вытекают из этих геохимических законов.

А. Е. Ферсман

В первой половине XX в. региональная геохимия почти пе привлекала внимание ученых. Если кларками, кристаллохимией, законами миграции, геохимией отдельных элементов интересовались многие исследователи, целые научные коллективы и школы, то региональной геохимией практически занимался лишь один А. Е. Ферсман. В 30-х годах этой проблемой увлекся его ученик —Д. И. Щербаков.

А. Е. Ферсман — признанный основоположник региональной геохимии, он разработал методологию исследования, поставил основные проблемы и в общей форме решил их. Региональная геохимия привлекла его внимание еще в период работы в университете им. А. Л. Шанявского. В 1919 г. А. Е. Ферсман прочитал студентам Петроградского университета курс лекций по геохимии России, изданный в 1922 г. отдельной книгой. В 1931 г. увидели свет «Основные черты геохимии Союза», «Геохимические проблемы Сибири», «Геохимические дуги Хибинских тундр», в 1932 г. — «Перспективы распространения полезных ископаемых на территории Союза». В дальнейшем А. Е. Ферсман предполагал осветить региональную геохимию Средней Азии, Урала, Забайкалья и других частей Союза.

Одной из задач региональной геохимии А. Е. Ферсман считал изучение распространения элементов на определенной территории, их миграции. При регионально-геохимических исследованиях в первую очередь необходимо охарактеризовать распространенность элементов и формы их концентрации, далее исследовать парагенные ассоциации элементов в важнейших типах пород. Знание «географии элементов» позволит выделить геохимические провинции, а анализ вопроса в стратиграфическом разрезе — геохимические эпохи.

В итоге работ по региональной геохимии А. Е. Ферсман пришел к выводу, что «законы геохимии позволяют нам с большой долей вероятности предугадывать основное распределение полезных веществ, и особенно металлов, на территории Союза и этим путем направлять поиски и разведки, с одной стороны, и хозяйственное освоение определенных территорий — с другой» 4.

А. Е. Ферсман указывал на необходимость объединения регионально-геохимических и геологических исследований: «Только сочетая достижения исторической геологии, новой тектонической мысли с законами поведения элементов, мы начинаем понимать распределение полезных ископаемых то в грандиозных поясах, тянущихся на тысячи километров, то в целых геохимических полях на пространстве миллионов квадратных километров. Только в свете этого нового синтеза, связывающего неразрывными узами геохимию и геологию, рождается прогноз-предсказание — высшая форма научной мысли, которая из настоящего разгадывает будущее, на основе известного намечает то неведомое, что сделается уделом человечества через сотни лет» 1 2.

Геохимическое своеобразие каждого региона, говорил ученый, определяется его геологическим прошлым и климатическим настоящим.

С климатом связана широтная и высотная зональность природы на поверхности Земли, которая является также и геохимической зональностью. А. Е. Ферсман дал краткую геохимическую характеристику тундровой и пустынной зон.

В тундре он отметил замедленность химических процессов, кислотность почв, миграцию железа, алюминия и других металлов, большую роль кристаллизации воды, накопление диатомитов в озерах, слабое развитие зоны окисления сульфидов, относительно малую роль минеральных коллоидов и процессов сорбции, отсутствие каолинизации полевых шпатов.

Для пустыни характерны пространственное разобщение легко- и труднорастворимых соединений, отсутствие гуминовых веществ, щелочной характер почвенных процессов, движение растворов к поверхности. В СССР А. Е. Ферсман выделил пустынно-озерный пояс, протянувшийся от Нижней Волги до границ с Китаем. Сухой и жаркий климат благоприятствует испарению поверхностных и грунтовых вод, накоплению солей в озерах и солончаках.

Здесь концентрируются К, Na, Са, Mg, Cl, S, Br, J, образуются лечебные грязи, сульфиды железа. Озерная зона определяет собой огромные и притом специфические богатства для химической промышленности, и было бы необычайной ошибкой, указывал Александр Евгеньевич, не связывать строительство химических центров с теми частями этой зоны, которые пересекаются металлическими поясами с их скоплением сульфидов. А. Е. Ферсман писал о геохимической географии и вплотную подошел к геохимии ландшафта, основы которой были заложены в середине 40-х годов в трудах Б. Б. Полынова (его статья «Геохимические ландшафты» опубликована в 1946 г. в сборнике, посвященном памяти А. Е. Ферсмана).

Анализируя влияние геологического строения на геохимию регионов, А. Е. Ферсман выделил геохимические щиты, пояса, поля, узлы.

Щиты — области развития докембрия, остатки наиболее древних осадочных пород, преобразованных в ходе палингенеза. Высокие температуры и давления определили геохимию этих территорий. Это области собственно магматических процессов. Для них не характерны гидротермальные жилы, летучие компоненты. Даже пегматиты представлены здесь наиболее высокотемпературными разностями. Важнейшие полезные ископаемые — медь и никель — в основных породах, полевые шпаты, слюды, апатит, руды железа — в гранитоидах и сиенитах.

К щитам примыкают пояса — геосинклинальные зоны, претерпевшие складчатость. А. Е. Ферсман подчеркивал, что с первыми этапами формирования складчатых поясов связано излияние основных эффузивов, а с последними — интрузии гранитоидов, пегматиты и гидротермальные жилы. На тысячи километров тянутся пояса, с ними связаны месторождения многих металлов. «Великий серебряный пояс на протяжении 3000 км прорезает Северную и Южную Америку, оканчиваясь где-то на юге Бразилии,—писал А. Е. Ферсман,— с ним связана вся история человечества в XVI—XVII вв., и нельзя писать историю культуры Испании и Португалии, не учитывая рокового значения драгоценных металлов этого пояса» 3.

На территории Советского Союза по возрасту А. Е. Ферсман выделил Каледониды, Уралиды, Сибериды, Кавказиды и другие пояса. Их важнейшая особенность — геохимическая зональность, т. е. закономерное распределение химических элементов от центра пояса к его периферии. В центральных частях поясов, там, где эрозия вскрыла их корни, обнажаются гранитные или гранодиоритовые массивы с наиболее высокотемпературными образованиями — пегматитами с рудами Nb, Та, Be, с драгоценными камнями. Этот пояс сменяется пневматолитами с рудами Sn, W, за которыми идут типичные гидротермальные жилы с Си, Zn, Pb, а затем и A g, Ni, Со. На наибольшем расстоянии от былого магматического очага располагаются руды Hg и Sb. А. Е. Ферсман отмечал, что такая строгая закономерность выдерживается неповсеместно, что в реальных геологических условиях наблюдаются и отступления. Ученый считал складчатые пояса самыми важными геохимическими системами Советского Союза, с которыми связаны основные горнопромышленные районы. Он подчеркивал геохимическую связь Урала и Тянь-Шаня и особое внимание обращал на плохо тогда изученные северные области Средней Азии, где осуществлялась эта связь.

На юго-востоке Сибири А. Е. Ферсман выделил грандиозный Монголо-Охотский пояс, простирающийся через территорию Монголии и Восточного Забайкалья к берегам Охотского моря. Здесь, как полагал А. Е. Ферсман, на расстоянии около 2000 км наблюдается закономерное чередование различных типов руд: в центре пояса располагаются пневматолитовые вольфрамовые месторождения, пегматиты с драгоценными камнями, а по периферии — полиметаллические свинцово-цинково-серебряные руды. Об этом смелом научном прогнозе академик В. И. Смирнов писал: «Пусть в этой закономерности переоценивается роль около- батолитовой горизонтальной зональности, отдается непомерная дань любимым Александром Евгеньевичем самоцветам, но общее положение Монголо-Охотского пояса, его значение в металлогении Сибири и удивительная внутренняя стройность распределения руд разного состава, как мы знаем, прекрасно подтвердились последующими исследованиями.

Таким образом, еще 40 лет тому назад А. Е. Ферсман предвосхитил идею об особенностях оруденения Тихоокеанского рудного пояса, тотное описание которого в последующих трудах академика С. С. Смирнова все мы склонны рассматривать как поворотный момент в развитии науки о региональной металлоносности, закрепившейся уже после смерти Ферсмана в попятни о металлогении» 4.

К содержанию книги: Биография и книги Ферсмана