Тайны прошлого в глубинах времен

Всякое отложение слоев геологической летописи является результатом двух противоречивых процессов — разрушения, или денудации, и отложения продуктов денудации или осадконакопления. Более того, всякое движение небольшого участка земной коры неизбежно приводит к созданию выступа и впадины — области разрушения и области накопления. Обе эти области одна без другой существовать не могут и лишь в единстве этих двух противоречий создается великая книга геологической летописи.

Осадочные породы — документы прошлого Земли

В предыдущей главе мы рассмотрели силы и процессы, создающие пласты осадочных пород. Эти процессы изучаются геотектоникой. Она же прослеживает дальнейшую судьбу уже отложенных пород в последующие геологические эпохи. Но любая осадочная порода своим происхождением обязана не только механическому распределению частиц в потоках по силе тяжести. В результате такого механического распределения получаются только рыхлые жидкие осадки, еще очень сильно отличающиеся от тех пород различной плотности, цвета и свойств, которые слагают слои геологической летописи. Каждая осадочная порода является результатом совокупности процессов механического осаждения и той обстановки, в которой данное отложение происходило. Если, например, в жидком песчаном осадке существовала примесь извести или кремнезема, то в конечном результате получатся плотные известковые песчаники или кремнистые песчаники — кварциты. Если в тех же песчаных осадках была примесь солей железа, то в условиях прохладного климата мы получим бурые или темно-серые песчаники, окрашенные черной закисью железа. В жарком климате с энергичным солнечным освещением закись железа превратится в красную окись железа и породы получат красную окраску. Примесь животных или растительных остатков в глинах, где нет доступа воздуху, дает в конечном результате черные, богатые неразрушенным органическим веществом глинистые сланцы.

Зависимость характера осадочной породы от условий осадкообразования очень разнообразна. Вся совокупность условий механических и физико-химических процессов, образовавших данную породу, называется фацией, или лицом осадочной породы, потому что в породе, как в зеркале, отражены условия ее образования. Поэтому при тщательном изучении осадочных пород мы можем в известной степени восстанавливать условия, в которых она образовалась, следовательно, говорить о климате и географических ландшафтах прошлых геологических эпох.

Осадочная порода, состоящая из продуктов разрушения горных пород вместе с примесями тех химических соединений, которые присущи обстановке, в которой образовался этот осадок, не может существовать в этом виде — она неустойчива. Под давлением отложенных выше слоев жидкие осадки начинают уплотняться, теряют воду. Потеря воды ведет к кристаллизации тех веществ, которые существовали в растворе в момент образования осадка. Осадок затвердевает — рыхлые обломки связываются кристаллизующимися веществами в плотную горную породу. Этот процесс представляет собой конечный этап формирования слоев геологической летописи.

Тщательное изучение осадочных пород открывает перед нами скрытые в глубинах прошедших времен условия их образования и, следовательно, воскрешает картины давно исчезнувших географических ландшафтов.

Огромные трудности стоят перед исследователями, работающими в этой области. Прежде всего фации или обстановки, в которых происходит отложение осадков, чрезвычайно разнообразны. Осадки могут быть образованы в горных, степных, лесных озерах и болотах, в долинах рек, в предгорных впадинах, в устьях рек, заливах, лагунах и бухтах, в мелком море и на разных глубинах океана.

Далее, конечные продукты этих фаций — осадочные породы — в последующие геологические эпохи претерпевают разнообразные воздействия, в результате которых первичный вид породы может быть сильно изменен. Породы, выведенные на поверхность земли и только тогда доступные нашему изучению, окисляются, выветриваются, выщелачиваются грунтовыми водами или, наоборот, обогащаются вновь принесенными в растворах минеральными веществами.

Для точного восстановления процессов образования пород необходимо подробно изучить способ образования осадков в настоящее время. Только этим путем, путем сравнения мы можем уловить те тонкие различия в составе пород, которые дадут возможность отнести ее к определенной фации. Необходимы тщательные химические анализы состава пород и подробное изучение составляющих ее компонентов.

На западном склоне Урала проходит обширная полоса медистых песчаников, залегающих среди песчаников, глин и известняков пермского времени, образовавшихся около 200 млн. лет назад. На этих песчаниках в течение XVII, XVIII и XIX веков работали тысячи медных рудников, дававших нашей стране миллионы пудов меди.