Три года за полярным кругом
Шрифт:
Из фосфатов мы знаем зеленый зернистый апатит, из фтористых — довольно частый, но не образующий больших скоплений, плавиковый шпат, из карбонатов — очень редкий, но научно весьма интересный кальцит, малахит и новый минерал с содержанием редких земель.
Сравнительно мало представлены окислы, среди которых ряд обычных минералов, как, например, бурый железняк, являются большою редкостью, желтый кремень, редкий циркон и очень обильный блестящий черный ильменит [17] — главнейший и единственный рудный минерал всего массива. Но что особенно поразительно, это то, что в этом массиве кварц и кальцит являются редчайшими минералами, и может быть трудно назвать другой участок земной коры, где бы эти два столь обычных химических соединения встречались в столь ничтожных количествах. Как-то необычна картина Хибинской минералогии, обычных простых минералов нет, но зато целые мощные жилы таких редких минералов, которых даже в лучших музеях не имеется!
17
Титановокислое железо, титанистый железняк.
И мне вспоминается наша первая Хибинская экспедиция, вернее экскурсия, со студентами Петроградского Университета. В первый же день меня осаждали вопросами, что это за минерал, а я сам находился как в лесу: все было необычно и непривычно, и тщетно пытался я угадывать в минеральных телах их природу, вспоминая описания геолога Рамзая, или чаще всего признавался в своем неведении.
Действительно, возьмите вы список силикатов и сложных цирконо- или титаносиликатов массива, а их всего известно нам 47 видов, и прочтите любому опытному минералогу; вряд ли ему будут хорошо известны эти гастингситы, баркевикиты, зеленые как бутылка эгирины, ловениты, вёлериты, эвдиалиты, энигматиты, ионструпиты, астрофиллиты, лампрофиллиты!! А, между тем, вся красота и богатство Хибинских месторождений заключаются именно в этих минералах. Среди серого угрюмого ландшафта вас поражают яркие краски минералов на сером однообразном фоне Хибинских пород. Вот вишнево-красный эвдиалит, то с малиновым оттенком, то переходящий в бурые цвета эвколита, бархатно-черный сплошной энигматит, тяжелый, как металлическое соединение, и черный, как уголь. Не даром он дал повод говорить о месторождениях угля в Хибинах, и за утаивание открытого якобы угольного месторождения не даром один местный житель поплатился гневом местной власти. В некоторых местах перед нами желтоватые кристаллы минералов с редкими землями, или же блестящие блестки с красновато-медным отливом астрофиллита, или грандиозные пластинки столь же золотистого цирконосиликата-лампрофиллита [18] .
18
Перечисленные минералы являются очень редкими сложными соединениями кремневой кислоты с цирконием, титаном и редкими землями.
Сколько здесь новых минеральных видов и разновидностей, сколько еще работы для химика и минералога, чтобы раскрыть истинную природу этих тел!
Кроме кремнекислых соединений (силикатов), еще больший интерес представляют титанаты, среди которых мы имеем дело с рядом новых и притом прекрасно окристаллизованных тел.
Я мог бы на этом окончить мой беглый обзор минералов, если-бы не должен был отметить огромную роль во всем массиве еще одного минерала, не попавшего в мой систематический обзор, — льда.
Лед в этих районах, далеко лежащих за полярным кругом, несомненно представляет весьма важное образование. В глубоких ущельях и перевалах на больших высотах лед лежит годами, спаиваясь из снега в сплошную синюю фирновую массу; но гораздо интереснее роль его в самих массивах. Наши взрывные работы обнаружили, что в большинстве мест массива царит вечная мерзлота; может быть, по гребням, открытым летней инсоляции в течение долгого полярного лета, ее нет, как нет и на склонах в лесной зоне, но в остальных частях массива мы должны считаться с зоной вечной мерзлоты, заставляющей проникающую сверху воду скатываться над мерзлою поверхностью и этим вызывающей своеобразное истечение вод по трещинам массива. Но еще более поразительным явлением мы обязаны льду и его физическим и кристаллическим свойствам: вот своеобразные шахматные поля с правильно рассортированными крупными и мелкими камешками, вот таинственные полосочки на склонах осыпей, вот, наконец, ледяные стебельки, вырастающие в холодные звездные ночи и поднимающие камешки на 5—10 см.; но приходит солнышко, стаивает наш стебелек, наклоняется камень к солнечным лучам и падает к солнцу одновременно с таянием последних частиц льда, этого периодического минерала полярной пустыни!
О фокусах мороза мы могли бы много, много рассказать, хорошо зная его проделки в те холодные осенние ночи, когда температура падает на 6—8° ниже нуля, а холодные воды рек с их 4° Ц. кажутся теплою ванною по сравнению с промерзшей почвой.
Но оставим наши минералы и перейдем ко второй нашей задаче, к описанию тех х и м и ч е с к и х э л е м е н т о в, из которых слагается Хибинский массив.
Из известных нам в природе 73 элементарных тел [19] мы встречаем в Хибинах только 28, то-есть всего лишь 38 %. Я вкратце перечислю все найденные элементы и при этом распределю их по степени их значения на четыре группы:
19
Я условно соединяю 16 редкоземельных элементов в один.
I. Кислород, натрий, магний, алюминий, кремний, кальций, титан, железо, цирконий.
II. Фтор, фосфор, хлор, калий, марганец, группа редких земель.
III. Водород, углерод, сера, медь, молибден, свинец.
IV. Ванадий, иттрий, ниобий, тантал, торий, стронций, барий.
В свою очередь, из первой группы мы можем выделить три главнейших элемента, характеризующих массив и своеобразие его минералов: это натрий, титан и цирконий. Это нас нисколько не удивляет; мы знаем аналогичные массивы в других местах севера: и в Гренландии, и в Норвегии около Христиании, и в Ильменских Горах на Урале — всюду щелочные массивы характеризуются этими тремя элементами, при чем меняется лишь относительная роль титана и циркония.
Очень любопытные законности получаются, если мы сравним список элементов Хибинских Тундр с Менделеевской таблицей химических элементов; если мы на ней подчеркнем наши 28 элементов, то убедимся в ряде правильностей; прежде всего, мы увидим отсутствие в наших тундрах элементов легких, тех металлоидов, кои начинают собою таблицу; равным образом, почти нет и тяжелых металлов; в общем преобладают элементы средних атомных весов, то-есть те, кои вообще наиболее обычны в среднем составе земной оболочки. Очень любопытна еще и следующая законность: из вертикальных групп Менделеевской таблицы почти полностью представлена IV, в общем представлены лучше четные группы, равно как вообще преобладают элементы с четными порядковыми номерами или даже с номерами, делящимися на 4.
Такие особенности, конечно, находятся в связи с общими законами химии земли и, вероятно, химии мироздания, но разгадать их мы пока не можем. Но зато на основании этих эмпирических данных мы можем сделать несколько, правда смелых, догадок и попытаться предсказать, какие еще элементы могут быть открыты в минералах Хибинских гор: это будет, прежде всего, цинк, скандий и никкель, может быть, олово и хром [20] .
Теперь, после рассмотрения Хибинских элементов массива, мы можем перейти к третьей части, а именно, к тем геологическим и г е о х и м и ч е с к и м я в л е н и я м, которые, перегруппировывая и соединяя в разных пропорциях наши 28 элементов, положили начало минеральным видам.
20
Цинк открыт был, действительно, среди привезенного материала в 1923 году.
Эта генетическая или историческая часть минералогии, самая заманчивая для современного минералога, так как заводит его в самые тайники природной лаборатории, раскрывает перед ним глубочайшие процессы прошлого и воскрешает перед глазами ученого всю картину отдаленного геологического времени.
Рассматривая все минералы Хибинских и Ловозерских Тундр, мы легко различаем их различные комбинации, читаем те отдельные химические процессы, которые положили им начало. Их всего мы насчитываем больше 25 разных типов; одни из них тесно связаны с расплавленной массой, с самыми первыми моментами ее застывания, другие переносят нас в уже охлаждающийся массив, с горячим дыханием паров и водных растворов; в одних накапливаются красные эвдиалиты, в других белоснежный альбит с черным гастингситом. Глубокие законы физико-химического равновесия управляют этими сочетаниями минералов, и шаг за шагом в них мы читаем условия температур и давлений при их создании. Но об этом речь впереди.
Еще нигде в мире нельзя было с такою детальностью проследить все этапы в геохимической жизни щелочных массивов, и впервые Хибинские Тундры раскрывают перед нами лабораторию этих расплавленных магм и ее продукты.
Но что особенно любопытно, это то, что эти 25 типов минералообразовательных процессов неравномерно распределены в массиве, они приурочены к определенным районам, располагаются в определенных высотах, сливаются в общую закономерную картину, являясь звеньями одной общей цепи глубоких геологических явлений прошлого…