А. Е. Ферсман

РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОХИМИЯ

Геохимия, как известно, рождалась из минералогии, изучающей происхождение и превращение природных химаческих соединений.

Связь геохимии с геологическим картированием была неочевидной. А. Е. Ферсман первым стал разрабатывать региональную геохимию, изучающую закономерности распределения химических элементов на земной поверхности и в отложениях тех или иных геологических эпох.

Первый учебный курс региональной геохимии прочел Ферсман в 1919 году. Три года спустя была опубликована его книга «Геохимия России» (вып. 1).

Особенно много посвящает он статей и книг геохимии Советского Союза после работ в Средней Азии. И нс удивительно. Если первые труды по региональной геохимии оп писал почти исключительно по литературным материалам, побывав лишь в отдельных районах страны, то теперь у пего за плечами много тысяч маршрутных километров и Хибинах, на Урале, Алтае, в Забайкалье и Средней Азии.

Региональная геохимия — наука комплексная, учитывающая сведения целого ряда наук о Земле: стратиграфии (изучающей, в частности, последовательность напластований), минералогии и петрографии, тектоники и структурной геологии (изучающих характер смятий и разрывов толщ горных пород, движения земной коры), геологического картирования.

«Только сочетая достижения исторической геологии, ногой тектонической мысли с законами поведения элементов, — утверждал Ферсман, — мы начинаем понимать распределение полезных ископаемых то в грандиозных поясах, тянущихся на тысячи километров, то в целых геологических полях на пространстве миллионов квадратных километров. Только в свете нового синтеза… рождается прогноз — предсказание — высшая форма научной мысли, которая из настоящего разгадывает будущее, на основе известного намечает то неведомое, что сделается уделом человечества через сотни лет».

Еще одну отрасль знания, смежную с региональной геохимией, открыл Ферсман: геохимическую географию (позже па ее основе расцвела благодаря талантливым трудам Б. Б. Польпюва, А. И. Перельмапа «геохимия ландшафта»). Идея этой науки появилась у пего во время путешествия по пустыням Средней Азии. Он много писал о геохимическом своеобразии пустынь, а также о чертах сходства заполярных тундр и среднеазиатских засушливых пустынных ландшафтов.

Ферсман выделил в северном полушарии пустынпоозерную зону, где преимущественно накапливаются натрий, калий, кальций, магний, хлор, сера, йод, бром, угольная кислота, сульфиды железа. Именно здесь целесообразно развивать химическую промышленность, непремеппо учитывая пересечения зоны поясами, где распространены металлы, для комплексного использования богатств недр.

Один из важнейших законов региональной геохимии, открытых Ферсманом, существование гигантских поясов, протягивающихся на сотни и тысячи километров. Эти пояса связаны со складчатыми зонами земной коры (геосинклиналями) и имеют ясно выраженную геохимическую зональность: химические элементы в них распределяются от центральной полосы к окраинам по определенным закономерностям. В центральных частях поясов обычно обнажаются гранитные или гранодиоритные массивы с пегматитами и рудами бериллия, урана, тантала, ниобия. Обрамляют их метаморфические породы, содержащие олово, вольфрам.

Затем полоса, обогащенная медью, свинцом, цинком, а далее — никелем, кобальтом, серебром…

Конечно, такая последовательность по абсолютна. Она изменяется в зависимости от местных условий. Однако только зная общее, можно уловить частности и выяснить отклонения от «пормы». Опираясь па идеи геохимических поясов, Ферсман отмечал геохимическую связь Урала и Тянь-Шаня, после того как в полосе, соединяющей эти два региона, он исследовал выходы, в частности, кызылкумских пегматитов. Еще раньше ученый выделил геохимический пояс, протягивающийся от Монголии через Забайкалье к Охотскому морю, и дал прогноз распределения здесь рудных месторождений. 1Тс все детали прогноза подтвердились в последующие годы, но была убедительно доказана великолепная идея о Монголо-Охотском поясе.

Итак, региональная геохимия изучает распределение химических элементов по горизонтали, по вертикали (в глубь земли), а также в глубинах геологического прошлого. Области, отличающиеся своеобразными сочетаниями (ассоциациями) химических элементов, Ферсман назвал геохимическими провинциями, а периоды геологической истории, когда преимущественно накапливались те или иные ассоциации элементов, — геохимическими эпохами.

Можно сказать так: Ферсман первым стал рассматривать гео, химию в четырехмерном пространстве — времени.

Геохимические провинции — это распределение химических элементов на плоскости в двух измерениях. В то же время учитываются особенности распределения элементов с глубиной по вертикали, по слоям (пааовем геохимическими зонами подобные однородные по вертикали области).

Это уже объемное, трехмерное пространство. А при выделении геохимических онох учитывается четвертая координата — геологическое время.

Правда, для твердых физически и химически устойчивых минералов вполне достаточно отмечать их распределение в трехмерном пространстве земной коры. В сущности их геологическая история не имеет принципиального значения, если они оставались практически неизменными.

Другое дело — изменчивые минералы, скажем радиоактивные. Их история интересна с разных точек зрения, она сказывается на характере и количестве минералов, а также позволяет определять возраст соответствующих горных пород, слоев.

Ферсман разработал не только теоретические основы региональной геохимии, но и методику исследований, составления геохимических карт и профилей. Он сам выполнил первые геохимические схемы, предложил различные варианты карт.

Региональную геохимию Ферсман неразрывно связывал с учением о полезных ископаемых, с практикой горного дела и освоением минеральных ресурсов. Так, в работе «Полезные ископаемые Кольского полуострова» он выделяет геохимические районы, объединяя элементы в три группы по степени их практической значимости и изученпости: эксплуатируемые или подготовляемые к эксплуатации, известные или вероятные, возможные, с указанием минерала или горной породы, содержащих данные химические элементы. Отмечает и характерные геохимические комплексы — «содружества» химических элементов. Кроме того, классифицирует полезные ископаемые (химические элементы отдельных регионов) по их хозяйственной значимости.