Доклад: Вначале были вулканы

Охотско-Чукотский вулканический пояс

За свою долгую геологическую историю материки нашей планеты то объединялись в один суперконтинент, то вновь распадались. На рубеже архея и протерозоя (примерно 2,5 млрд. лет назад) было двадцать континентов. В раннем протерозое (2 млрд. лет назад) - тринадцать. Сейчас - шесть материков. Специалисты предполагают, что через 1,5 млрд. лет наши континенты - Евразия, Африка, обе Америки, Австралия, Антарктида - вновь, в пятый раз по счету, сольются в единую Пангею.

Опровергнуть или надежно подтвердить это предсказание мобилистов пока невозможно. Но то, что каждый распад Пангеи сопровождается образованием мощных вулканических поясов, которые проходят по окраинам континентов, наукой, бесспорно, доказано.

Эти мощные вулканические пояса можно и сейчас увидеть в действии. Достаточно поехать, например, на океанское побережье Камчатки и полюбоваться цепочкой красавцев-вулканов, строгие заоблачные вершины которых словно плывут в небе легко и свободно. Это, конечно, лишь первое впечатление. Жители Камчатки не только видят красоту своих вулканов, но и кое-что не понаслышке знают об их крутом нраве. И потому, вероятно, одну из этих вершин, нависшую прямо над Петропавловском-Камчатским, они полу в шутку полу всерьез называют "смерть Петропавловска".

И вместе с тем вулканизм - одно из замечательных свойств нашей планеты. Можно сказать, что это - главнейшее проявление жизни Земли. Существуют несколько достаточно хорошо разработанных гипотез, которые говорят, что именно процессы вулканизма способствовали созданию земной коры, гидросферы и атмосферы. Миллионы лет в подземных и наземных химических лабораториях вулканов шли самые разнообразные, порой почти невероятные реакции. Здесь родились сотни новых веществ. Очень может быть, что именно в вулканах таятся истоки живой материи.

Вулканы делали землю плодородной, давали тепло и сказочные, исцеляющие всякие болезни горячие источники. Вулканы не просто являли людям грозные зрелища, но заставили человека мучительно думать, стараться понять природу этих зрелищ. Так рождались сначала легенды о преисподней с ее серным духом, о мертвой и живой воде, о подземных силах и о многом другом. А затем, по мере того как развивался разум человека, он смог заглянуть в земные недра. Человек осмелел от знаний и даже спустился в огнедышащий кратер. Многое понял, но столкнулся с еще большим числом новых загадок. И стал размышлять над ними. Информация, которую несут вулканы из земных недр, неисчерпаема.

Вулканические пояса активных континентальных окраин - современные, мезозойские, палеозойские и еще более древние - хранят богатейшие клады драгоценных металлов и минералов, которые создавались в эти геологические эры. На разных глубинах и в разных геологических условиях здесь хранятся не только драгоценные металлы, но и ртуть, олово, медь, молибден, разнообразные драгоценные и поделочные цветные камни, а также множество других полезных ископаемых.

Чтобы разузнать про все это, геологам пришлось мысленно воссоздать многомиллионнолетнюю историю вулканических поясов, эпоху за эпохой. Представить снова живыми давно разрушенные временем вулканы, почувствовать их палящий жар. Исследовать адскую кухню - подземную и наземную. Только тогда начали раскрываться тайны и клады гигантов.

Особый интерес представляют давно уснувшие вулканические пояса, глубоко размытые или, наоборот, погребенные под более поздними морскими осадками.

Один из таких вулканических гигантов - Охотско-Чукотский пояс, образовавшийся в позднем мезозое, то есть 90-100 млн. лет назад. Пояс тянется почти три тысячи километров по северному побережью Охотского моря, затем через вершины рек Омолон, Анадырь, Чаун, Амгуэма до самой восточной точки нашей страны на Чукотском полуострове. Он самый крупный во всей плеяде вулканогенов восточной Азии.

Этот гигант, бушевавший десятки миллионов лет на краю мезозойского континента, ныне угас. Горячие источники на Чукотке и по Охотскому побережью - все, что осталось от его огненной мощи. Но хорошо сохранились изверженные в период наибольшей мощи этих вулканов разноцветные лавы и туфы. Коричневые, зеленые, красные туфо-лавовые скалы можно увидеть на первых двухстах километрах знаменитого Колымского шоссе. Город Магадан тоже расположен в пределах вулканического пояса, но на глубоко размытых сооружениях ранних этапов жизни гиганта, когда краски извергаемых им лавовых потоков были однотонными, преимущественно серыми или зеленовато-серыми.

Особое внимание среди развалин вулканического гиганта привлекают ярко раскрашенные горы. Они не просто красивы и интересуют не только людей далеких от геологии, но и специалистов, поскольку те знают, что именно такие породы нередко указывают, что здесь могут быть золото-серебряные и другие месторождения.

За свою многомиллионнолетнюю жизнь Охотско-Чукотский гигант накопил массу сокровищ и тщательно запрятал их. Настолько тщательно, что находить их начали лишь в 60-х годах ХХ века. Одним из первых, кто силой разума почувствовал эти сокровища, был известный российский геолог
Юрий Александрович Билибин. Еще в 1933 году в своем рукописном отчете тяжелым геологическим слогом он сделал пророческую запись: "Если припомнить, что эпитермальные месторождения в громадном большинстве случаев (Новая Зеландия, Мексика, США, Япония, Трансильвания и т. д.) связаны именно с третичными эффузивами, что в США эти эффузивы приурочены к более жестким участкам, зажатым между отдельными ветвями верхнемезозойской складчатой зоны, что эти месторождения являются исключительно богатыми по содержанию металла и крупными по общим его запасам, то станет понятым, что палеоценовая эффузивная толща Северо-Востока может привлекать взгляды не только чистого петролога, но также и геолога-поисковика, работающего по золоту".

Научная прозорливость Билибина была столь велика, что он отметил даже районы, в которых спустя почти тридцать лет действительно обнаружили золото-серебряные месторождения. Ныне из них отработаны пока только Карамкен и Агатовское, расположенные вблизи Магадана. Есть все основания думать, что наиболее богатые месторождения еще не найдены. Юрий Александрович ошибся лишь в возрасте этих вулканических пород. Они оказались более древними - не третичными, а преимущественно позднемезозойскими.

Сложна и противоречива судьба драгоценных металлов в человеческом обществе. С незапамятных времен люди были покорены ими и до сего времени не перестают восхищаться и красотой, и ценнейшими качествами этих металлов. Хотя, наверное, большинству людей природный камешек самородного золота с его простеньким соломенным цветом на первый взгляд может показаться совсем непривлекательным. Но стоит взять такой камешек в руку, как вдруг неожиданно ощущаешь его необычную тяжесть. И это чувство каждый раз застигает человека как-то врасплох.

А вот золото вулканического пояса невозможно подержать в руке. Оно настолько тонко рассеяно в породе, что в большинстве случаев увидеть его простым невооруженным глазом (а нередко и в лупу) не удается. Оно совсем не похоже на то колымское золото, которое уже многие годы добывают на приисках Дальнего Востока. К тому же вулканическое золото еще и низкопробное - содержит треть серебра. И только одно чудесное качество этих золото-серебряных кладов вне конкуренции. Скопления золота в породах вулканических поясов могут достигать нескольких килограммов на тонну руды. Белые жильные породы в этих случаях приобретают зеленоватый цвет, его придает кварцу тонко распыленное золото.

По представлениям современной науки, скопления тонкорассеянного в породе золота образовались примерно так. Вначале бушевали мощнейшие извержения сотен вулканов. То был наиболее бурный период жизни Охотско-Чукотского гиганта. Некоторое понятие о том, как это выглядело, можно получить, посмотрев наши отечественные съемки извержения камчатских вулканов, а также хотя уже и давний, но все же прекрасный фильм французского вулканолога Гаруна Тазиева "Встреча с дьяволом". Фильм был снят в современных вулканических поясах.

Когда бурные вулканические извержения начали понемногу стихать, настало время образования горячих металлоносных растворов. Они зарождались на больших глубинах, поднимались по трещинам в скальных породах к самым верхним слоям земной коры, остывали и отлагали здесь большое количество разнообразных минералов.

Геологи до сих пор доподлинно не знают, как сформировались столь богатые соединениями золота и серебра растворы. Некоторые специалисты даже ставят под сомнение саму возможность их образования. Хотя растворы, обогащенные различными металлами, неоднократно удавалось обнаружить и на поверхности, и в недрах. Одни ученые доказывают, что источник металлов - это магма. Другие полагают, что и магма, и металлоносные растворы образуются под влиянием глубинного рудоносного флюида, состав которого еще плохо изучен. Третьи приводят довольно убедительные доказательства, что металлоносные растворы рождаются из поверхностных вод, насыщающихся сернистыми и другими агрессивными газами в период вулканической деятельности. Затем обогащаются металлами - выщелачивают их из различных пород. И у каждой из этих гипотез немало убедительных фактов, подтверждающих ту точку зрения, которую они отстаивают.

Интересные исследования по изучению металлоносности камчатских горячих источников недавно проведены сотрудниками Института вулканологии (ИВ) и Института вулканической геологии и геохимии (ИВГиГ) Дальневосточного отделения Российской АН. Эти работы позволяют сравнить современные рудообразующие процессы с тем, как происходило рудообразование в Охотско-Чукотском поясе в более древние времена.

Помог геологам один совершенно удивительный случай. Это было зимой 1961-1962 годов в Южной Калифорнии. Там в вулканической провинции с множеством термальных источников пробурили скважину до глубины 1600 метров. Скважина прошла через горизонт перегретых растворов с температурой более 300оС. Состав растворов оказался очень сложным - в основном хлоридно-калиево-натриевый. Откачивали его около трех месяцев. За это время из растворов выпало около восьми тонн минерального осадка. В каждой тонне осадка было обнаружено почти 200 кг меди, 20 кг серебра, 3 кг сурьмы, 5 кг марганца, 3 грамма золота и еще целый ряд других элементов. Словом, богатейшая руда, полученная прямо из природного раствора.

Не из подобных ли растворов сложились золото-серебряные клады Охотско-Чукотского вулканического гиганта? Очень может быть.

Понять, почему золото вулканических поясов в отличие от колымского оказалось таким мелким и невзрачным, нетрудно. Дело в том, что в вулканических районах месторождения формировались близ земной поверхности, процесс шел при резких колебаниях температуры и давления. Насколько важны эти факты, понятно хотя бы из простого школьного опыта выращивания кристаллов поваренной соли. Если выращивать кристалл соли в растворе осторожно и при постоянной температуре, то сравнительно легко вырастить его размером до 5 мм. Но если резко менять температуру среды или взбалтывать раствор, то образуется лишь масса мельчайших кристалликов.

Нечто подобное происходит и с золотинками при отложении золотых руд. Колымское золото выделялось из растворов в трещинах и кавернах пород на километровой глубине, то есть в сравнительно стабильной обстановке. Золото вулканического пояса отлагалось преимущественно на глубине 300-500 метров и нередко в условиях, когда трещины, вмещающие руду, почти вышли из недр на поверхность. Именно это и послужило причиной того, что золото выпадало из растворов в виде мелких частиц.

Охотско-Чукотский вулканический пояс

И золото, и другие рудные минералы отлагаются обычно вместе с большим количеством кремнезема (кварца, халцедона) в виде жил, заполняющих трещины в скальных породах. Со временем эти рудоносные жилы под действием разрушительных горообразующих сил, размываемые ручьями и реками, постепенно выходят на дневную поверхность.

Именно реки размыли, обнажили золотоносные колымские жилы, высвободили золото из породы и создали золотые россыпи. Словом, проделали за человека добрую половину работы по добыче золота. Но почему же реки не сделали то же самое с месторождениями вулканического пояса? Причина в чрезвычайно малых размерах зерен вулканогенного золота. Были бы золотинки покрупнее, при размыве породы они отлагались бы на месте. Но они так малы и легки, что могут даже плыть по воде. Геологи и называют его "плавучим золотом". Реки, протекающие в районах вулканического пояса, довольно часто не обогащают, а уничтожают золоторудные месторождения. Вот и получается, что в старом Колымском районе главная ценность это россыпи, сосредоточенные в осадках речных долин, а в вулканическом поясе коренные месторождения золота и серебра надо искать в районах, сохранившихся от размыва.

В то время, когда в трещинах скальных пород отлагались золото-серебряные руды, в других районах пояса все еще извергались потоки базальтовых лав. Отдельные участки лавы насыщались газами и, застывая, "вскипали" пузырями. Так появились пузыристые, пещеристые базальты. Затем, когда по порам и трещинам остывшего базальта циркулировали горячие растворы, насыщенные минеральными солями, в пустотах этих пузырей и пещерок росли кристаллы горного хрусталя и аметиста, отлагались цветные халцедоны, тонкослоистые узорчатые агаты. Цвет камня нередко определяют самые незначительные примеси-красители. Так, цвет аметиста зависит от тончайших включений соединений железа или серебра. Розовые полосы в агатах чаще всего связаны с примесью марганца, темно-серые и черные - с примесью углерода, графита и других темных минералов.

И вот геолог находит вроде бы обычный, ничем не примечательный серый булыжник. Берет в руку и быстрым, точным движением ударяет по нему своим стальным молотком. Раздается мелодичный звон, и раскрывается пещерка. А из нее, словно свет брызнул, - заиграли неожиданно открывшиеся кристаллы самоцвета. Один разбитый "булыжник" засверкал гранями нежно-фиолетового аметиста, древнего камня-талисмана. Другой поразил тончайшим кружевным узором - он "выткан" из халцедоновых слоев толщиной в тысячные доли миллиметра...

Так открываются месторождения камнецветного сырья, которыми тоже необычайно богаты древние вулканические пояса. Промышленный термин "сырье" по отношению к этим красотам природы явно не подходит. Природа сотворила это чудо сама. Ювелиру осталось только слегка подправить грани и сделать золотую или серебряную оправу камню.

Велик Охотско-Чукотский вулканический пояс, полный всяких чудес, тянется на тысячи километров - от морей Тихого океана до Северного Ледовитого, очерчивая край древнего мезозойского континента. Того, который был здесь десятки миллионов лет назад. Сокровища вулканического пояса безмерны и пока еще так мало познаны.

Список литературы

Белый В. Ф. Геология Охотско-Чукотского вулканогенного пояса. Магадан, 1994.

Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Дрейф континентов в геологической истории Земли. Сб. "Жизнь Земли. Строение и эволюция литосферы". Изд-во Московского университета, 1996.

Уайт Д. Е., Андерсон Е. Т. и Груббс Д. Е. О вероятном рудообразующем магматическом рассоле и метаморфизующихся породах, вскрытых глубокой скважиной в Южной Калифорнии. Сб. "Геохимия современных поствулканических процессов". М., "Мир", 1965.

А. СИДОРОВ, Член-корреспондент Российской АН. Вначале были вулканы.