Советская промышленность нуждается в непрерывном расширении минерально-сырьевой базы. В решении этой задачи исключительное значение приобрела геология, изучающая историю развития Земли и закономерности образования, и размещения минеральных богатств.
Каждый год наши научно-исследовательские геологические институты направляют в различные районы страны многочисленные экспедиции. Ученые определяют характер строения горных пород, время их образования и площади распространения. Зная строение земной коры и условия образования полезных ископаемых, геологи предсказывают, где надо искать залежи металлов и неметаллических руд, угля и нефти, солей и строительного камня. Все эти данные наносятся на план местности. Так составляется геологическая карта отдельного района.
Большим достижением советской науки следует считать создание геологической карты всей нашей страны, на которой почти не осталось «белых пятен», то есть неизученных территорий.
Огромную помощь геологам в их исследовательской работе оказывает передовая советская техника. В распоряжении ученых имеются самолеты, оборудованные первоклассной геофизической аппаратурой, которая позволяет определить особенности состава горных пород, обнаружить разрывы земной коры, месторождения полезных ископаемых. С высоты полета прекрасно видны сложная мозаика строения земной поверхности, складки горных пород, сбросы и сдвиги, целые переместившиеся горы. Поэтому сделанные с самолета снимки позволяют создавать точные топографические карты. На помощь теологам приходят также и такие методы исследований, как гравиметрия, изучающая плотности земной коры и сейсмометрия, исследующая скорость прохождения волн землетрясений и искусственных взрывов.
Однако новые большие задачи, поставленные партией и правительством перед геологами, и горняками в связи с расширением минерально-сырьевой базы, потребовали не только освоения поверхностных слоев Земли, но, и глубинных недр ее. Обычная геологическая съемка уже не давала нужных результатов, особенно в равнинных районах. Для того, чтобы получить ясное представление о закономерностях распределения отдельных формаций осадочных пород, отдельных геологических структур, необходимо было проникнуть в недра земной коры. Эту проблему помогла разрешить геофизика и применяемое для проверки ее выводов глубокое опорное бурение. Внедрение в практику опорного бурения на глубины в 2-3 тысячи метров определяет новый этап в геологии - переход к широким исследованиям недр обширнейших равнинных территорий. Впервые в мире советским геологам была предоставлена возможность создания системы глубоких скважин, дающих полное представление о геологическом строении земной коры.
В результате использования этих методов разведки советская геологическая наука пришла к интереснейшим выводам о закономерностях строения земной коры под материками и океанами.
Анализ особенностей распространения некоторых волн, порождаемых землетрясениями или искусственными взрывами, показал, что земная кора по своим физическим свойствам, составу и строению может быть подразделена на два типа океанический (под водами морей и океанов) и материковый (под континентами).
Как известно, земная кора состоит из двух главных слоев верхнего, гранитного и промежуточного, так называемого базальтового. Для океанического дна характерно отсутствие верхнего слоя и
- 14 незначительная мощность промежуточного. В области континентов, наоборот, кора Земли характеризуется большой толщиной верхнего, гранитного, слоя. Общая мощность коры этих частей земного шара колеблется от 30 до 40 километров в равнинной части, увеличиваясь до 50-60 километров в горных районах, где верхний слой достигает толщины 30-40 километров, а промежуточный - 20-25.
При детальном изучении геологической структуры материков установлено, что внешний облик земной поверхности на континентах отражает особенности внутреннего строения земной коры. Это наиболее наглядно видно при исследованиях так называемых осадочных пород, слагающих основания равнин и значительную часть горных хребтов.
Как известно, большая часть каменных пород образовалась путем осаждения в водоемах мелких илистых частиц, сносимых туда талыми водами и реками. С течением времени эти осадки все более уплотнялись и, наконец, образовали плитообразные массы, получившие название пластов, или слоев, горных пород осадочного происхождения. В горах, глубоко прорезанных ручьями и реками, осадочные породы обнажены значительно больше, чем в равнинных районах. Образованные ими здесь большие естественные обнажения дают возможность изучить сравнительно глубокие разрезы земной коры и проследить историю образования гор. В равнинных же районах горные породы скрыты под почвой и наносами. Поэтому для их изучения необходимы иные способы разведки. Вот тут-то на помощь человеку и пришли геофизические методы наблюдений и глубокое бурение.
Сравнивая осадочные породы, слагающие земную кору в пределах гор и равнин, легко заметить, что они представляют собой два резко различных типа отложений.
Одни отложения - горного типа - отличаются большой мощностью, однородностью и непрерывностью своего образования. Они обычно собраны в крутые складки и нередко значительно изменены последующими процессами воздействия на них огненно-жидких масс, или, как говорят геологи, значительно метаморфизованы воздействием вулканических процессов. Эти отложения накапливались в огромных прогибах или в весьма подвижных областях Земли, непрерывно заполнявшихся морскими осадками. Отложения осадков (вызывало постоянное и медленное опускание дна прогибов. В дальнейшем в местах прогибов начинались движения обратного направления, то есть поднятия, как бы вспучивание слоев горных пород и образование складчатой горной страны.
Однако образование складок и гор происходит не сразу, а периодически. Возникшие на месте прогибов земной коры складчатые зоны теряют свою пластичность и в дальнейшем разламываются на отдельные глыбы. Такие неустойчивые участки Земли, вытянутые на громадные протяжения, получили в геологии название «геосинклинальных», или «подвижных», зон. Кавказ и Урал с их мощными горными хребтами представляют в геологическом отношении типичные геосинклинальные зоны.
Другой тип осадочных пород слагает основания равнины. Эти пласты менее мощны и более разнообразны. Если внимательно рассмотреть их вертикальный разрез, то хорошо видно, что морские отложения в них перемешаны с отложениями, встречающимися на суше. Равнинные осадочные породы лежат почти горизонтально и мало изменены последующими вулканическими процессами. Накапливаясь на обширных пространствах, лишь периодически покрывавшихся неглубоким морем, осадки такого типа образовали так называемые обширные «платформенные области». В качестве примера такой геологической области можно указать на известную Русскую платформу, примыкающую с юга к Кавказским горам, а с востока - к Уралу.
Как уже указывалось выше, последний этап развития геосинклиналей связан с образованием расколов, вдоль которых и в настоящее время продолжаются восходящие и нисходящие движения отдельных глыб. При этом море может вновь затопить опустившийся участок, что приводит к новому циклу накопления осадков. Однако в этом случае осадки образуются на жестком основании в более спокойной обстановке. В результате создается двухэтажная структура, в которой нижний структурный этаж, или ярус, служит фундаментом, а поверх него располагается верхний ярус, залегающий на его размытой поверхности - так называемый платформенный чехол, состоящий из горизонтальных, или пологозалегающих слоев.
Смена геосинклинального и платформенного режимов происходила для различных участков земной коры в различное геологическое время. Исходя из периодической смены одного режима другим, геологи выделили пять главных типов геологических образований архейский (самый древний); докембрийский; палеозойский (древний); мезозойский (средний) и кайнозойский (самый молодой).
В настоящее время мы имеем возможность видеть различные этапы геосинклинального развития. Так, например, в средиземноморской области наблюдаются последние этапы, характеризующиеся образованием впадин-провалов, которые разрывают складки горных хребтов и, заполняясь водой, создают новые водные границы, нарушая первоначальный план строения горных сооружений. Так возникло Средиземное морс. Наоборот, на Дальнем Востоке, в пределах Курильских островов и идущей им параллельно глубокой Тускарорской океанической впадины, можно видеть проявление раннего этапа вовлечения дна Тихого океана в геосинклинальную стадию развития.
Изучая различия в составе и развитии материков, и океанического дна, геофизики пришли к выводам, что под геосинклиналями в недрах Земли протекают очень сложные процессы, сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. Невидимому, эти процессы со временем стихают, в результате чего геосинклинальная область переходит в платформенную. Таким образом, советские геологи доказали, что все современные материки прошли в разное время через этап геосинклинального развития. Переход к платформенному этапу совершался путем последовательного наращивания ядер будущих материков.
Если в вопросах изучения материкового типа земной коры мы имеем большие успехи, то значительно сложнее обстоит дело с исследованием океанического дна. А между тем территория, покрытая водами морей, составляет 71 процент поверхности земного шара. Знание истории образования и развития земной коры в областях, занятых под океаном, или, как иногда говорят, знание «геологии моря», совершенно необходимо для выводов об образовании и развитии земной коры в целом. Поэтому одна из очередных задач советской геологической науки - выйти на просторы океанов с целью изучения геологической истории их дна.
Советским геологам предстоит более детально изучить количество структурных ярусов и их взаимоотношений в земной коре, слагающей материки. Ведь каждый структурный ярус состоит из только ему присущего комплекса горных пород и включает ряд характерных для него месторождений полезных ископаемых. Пора перейти к сплошной «подземной» геологической и структурной съемке, начало которой уже положено нефтяниками, составляющими глубинные структурно-геологические карты, необходимые для практических целей.
В значительной мере связано с решениями вышеуказанных задач создание абсолютной шкалы летоисчисления геологических событий. В этой шкале все происшедшие на протяжении веков горообразовательные периоды выражены в общепринятом исчислении времени (в годах).в отличие от существовавшей до настоящего времени относительной шкалы, которая определяет только последовательность событий (что было раньше, а, что позже). Как известно, на современных геологических картах условной раскраской отмечается относительный возраст горных пород различных геологических систем на основании изучения содержащихся в них остатков ископаемых организмов. Относительная шкала хорошо отражает последовательность развития организмов, населявших Землю в прошлом. Однако она значительно менее точно устанавливает время и длительность горообразовательных периодов, игравших такую важную роль в геологической истории. Абсолютная шкала геологического летоисчисления основана на действии распада различных радиоактивных элементов, содержащихся в некоторых минералах и горных породах. Скорость этого распада известна. Пользуясь математическими формулами, по количеству продуктов распада можно точно рассчитать время начала этого процесса, совпадающего с моментом образования минерала или горных пород.
Так, используя этот метод, удалось установить, например, что каменноугольный период, во время которого образовались важнейшие залежи каменного угля, начался 265 миллионов лет назад и продолжался 55 миллионов лет.
До сих пор для составления приближенной шкалы геологического времени пользовались обычно только теми минералами, которые содержат уран или торий.
Однако эти минералы встречаются очень редко и не во всех геологических образованиях.
В настоящее время для определения абсолютного возраста минералов многие советские ученые основываются на радиоактивном распаде элемента калия, встречающегося в минералах значительно чаще.
Новые методы позволили уже уточнить представление о возрасте древнейших участков суши, который колеблется в пределах от 2 до 3 миллиардов лет. Не менее ценные данные были получены, и о возрасте древнейших горных пород. Так, например, недавно установлено, что древние украинские граниты (саксаганские) образовались 2 миллиарда лет назад.
Разработка полной шкалы абсолютного времени образования различных геологических формаций будет иметь колоссальное значение для развития геологической науки.
Наконец, важнейшей обобщающей научной проблемой, стоящей в настоящее время перед геологией, является установление закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых в зависимости от особенностей геологического строения территории СССР.
Установлено, что большая часть полезных ископаемых залегает в земной коре не беспорядочно, а в строго определенных ее участках, образуя рудные зоны, или пояса. Выявление этих поясов и времени их образования чрезвычайно важно для практической геологии.
Геологическая наука развивается в нашей стране исключительно широким фронтом. Такой постановки важнейших геологических задач не знает зарубежная наука. Да последняя и не могла бы их решить потому, что только социалистическое государство способно предоставить в распоряжение ученых необходимые для этого возможности.
Работая над разрешением проблем геологической науки и практической геологии, советские ученые вносят свой вклад в дело построения коммунизма.
НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ
Читайте в любое время
