Под покровом мантии

В наши дни один из вулканов азиатской части Тихого океана окружен большим количеством выходов горячей подземной воды. Она выносит много разнообразных солей, в том числе железа, меди и других элементов. За год подземные воды выбрасывают столько меди, сколько ее имеется на крупном медном месторождении. Геологи и считают, что многие медные месторождения образовывались именно таким образом: соли меди из горячих растворов скапливались в горных породах, создавая те залежи медной руды, которые разрабатываются сейчас на восточном склоне Урала, в Казахстане и в других местах.

Но далеко не все трудности с объяснением происхождения медных месторождений можно расшифровать магматической теорией. Неясно, например, образование меди в месторождениях восточного склона Урала. Медь там добывают с давних времен, но теория ее образования до сих пор еще не разработана.

Примерно в двадцатых годах академик А. Н. Заварицкий высказал гипотезу, что соединения меди и сопутствующие им минералы внедрялись в виде особой сульфидной магмы в осадочные породы Урала. Застывая там, они образовывали тела определенной формы, чаще всего — линзообразные. Многие ученые стали придерживаться этой гипотезы. Однако вскоре выяснилось, что она никак не вяжется с фактами. Особенно противоречащими этой гипотезе оказались данные Сибайского медного месторождения, где в сульфидных породах нашли окаменевшие органические остатки. Какая уж тут магма!

Группа ученых высказала предположение, что главную роль в образовании медных месторождений сыграли горячие воды, которые изливаются в периферийных зонах магматических очагов, что уральские месторождения образовались примерно так, как сейчас в районе островных вулканов азиатской части Тихого океана, где происходит накопление или, вернее, излияние медесодержащих вод. Эта точка зрения также проверялась практикой. Длительное время она казалась правильной, а потом и ее опровергли факты.

В 1936 году академик А. Н. Заварицкий высказал новую гипотезу. Он предположил, что медь связана с древними вулканами. Так образовалось, например, месторождение Куромоно в Японии, описанное геологом Камеки Тимошита.

Но и эта гипотеза Заварицкого была отвергнута временем. Сейчас бытует много новых гипотетических представлений о происхождении уральской меди. Гипотезы проверяются, и всегда находится достаточное количество и опровергающих и подтверждающих их фактов.

Изучая горные образования, мы очень часто сталкиваемся с некогда существовавшими, но ныне застывшими вулканическими очагами. Те породы, которые их слагают, мы называем интрузивными, считая, что они внедрялись из мантии Земли («интрудио» — «внедряю»), не достигая поверхности.

Для этих разнообразных интрузивных пород разработана такая же классификация, как и для вулканических. Среди них можно видеть основные, средние, кислые породы, а также ультраосновные и ультракислые — с малым и с очень большим содержанием кремнекислоты. С этими очагами застывшей магмы и связаны разнообразные рудные и нерудные полезные ископаемые: и железо, и медь, и золото, и платина, и многие виды нерудных ископаемых, таких, как асбест, слюда и драгоценные камни. Но, исследуя ныне застывшие очаги магмы, мы не считаем, что слагающие их интрузивные породы когда-то залегали под земной корой в мантии. Мы отчетливо видим, что они расположены в самой земной коре.

Связь разнообразнейших полезных ископаемых с очагами застывшей магмы и привела нас в свое время к тому, что мы, молодые геологи, решили глубже изучать эти закономерности и выявлять их во всех странах земного шара. И может быть, скептик-англичанин был прав?

Прошло двадцать пять лет, но и до сих пор не все законы образования полезных ископаемых нам достаточно ясны. Вот, например, месторождения хрома, или, точнее, минерала хромита, сложного окисла хрома, мы связываем с самым начальным этапом застывания магмы. Мы говорим, что в магматических очагах наиболее тяжелые металлы опускаются на дно, а легкие всплывают. Таким путем образуется первичное перераспределение вещества в магме. Хромиты и платина наиболее тяжелые вещества, и они опускаются на дно магматического очага, скапливаются там либо в виде мелких зерен, либо в виде более или менее крупных обособлений — скоплений. Процесс образования хромита проходит при высоких температурах, близких к полутора тысячам градусов. Все это вполне закономерно вытекает из магматической теории.

Но вот однажды геологи бурили скважину на Среднем Урале, и вдруг с глубины в 600 метров, из зоны, где расположены вкрапления платины и хромита, ударил мощный газовый фонтан. В составе газа оказалось большое количество водорода и метана, имеющего, как считают некоторые химики, органическое происхождение. И это в той зоне, которая была когда-то наиболее глубинной частью магматического очага, где были температуры, превышающие тысячу градусов!

Но, может быть, метан все-таки свойствен магматическим очагам? Ведь академик Вернадский еще в 1933 году высказывал мысль, что метан возникает и в зонах жизнедеятельности организмов и в ходе магматических процессов.