Три года за полярным кругом

НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Закончив описание экспедиции 1922 г., я перейду к подведению некоторых итогов и хотя бы краткому выявлению основных научных результатов трехлетних работ.

Сначала несколько, хотя и скучных, но необходимых цифр.

По данным Рамзая, площадь двух горных массивов Центральной Лапландии, занятых щелочными породами, занимает 1.600 кв. клм.; из них 1.150 приходится на Хибинские и 450 на Ловозерские Тундры. В 1920 г. было изучено только 80 кв. клм., в 1921 г. — 220, а в 1922 г. — 500 кв. клм., то-есть всего 800 клм.; если к этой цифре прибавить еще 100 клм., занятых лесами низовий Тульи, то остается для следующих экспедиций еще около 600—700 кв. клм. Но и по отношению к уже исследованной территории необходимо считаться с огромными пробелами. В сущности отряд, двигаясь по какому-либо маршруту, может захватить в своих исследованиях максимум 50-метровую полосу. Если мы будем считать общее протяжение всех маршрутов всех трех лет в 1.450 клм., то в действительности мы получим» площадь, пройденную непосредственными исследованиями, не в 800 кв. клм., как указано выше, а всего лишь в 75—100 кв. клм.

Я привожу эти подсчеты, чтобы показать, что открытые нашими работами месторождения редких минералов далеко не охватывают всех тех богатств, которые в наших тундрах встречаются. Любой новой группе, даже в старых местах, достаточно уклониться от пройденного нами пути на 50—100 метров в сторону, чтобы попасть в совершенно новую, не исследованную обстановку и натолкнуться на новые, может быть гораздо более богатые, месторождения минералов.

Как указано выше, общее протяжение маршрутов 1.450 клм.: в 1920 г. — 80, в 1921 г. — 270, в 1922 г. — около 1.100 клм.

Во время этих странствований открыто было около 90 месторождений редких минералов, причем на 1922 год приходится почти половина всего числа (40). Открытые экспедицией месторождения лежат на различных высотах от 150 до 1.100 метров над уровнем озера Имандры, причем, однако, подавляющая часть располагалась на высотах 550—750 метров.

Эти все площади и маршруты покрыты в течение следующих сроков экспедиционной работы: в 1920 г. — 10 дней, в 1921 г. — 39 дней, в 1922 г. — 57 дней; при этом надо иметь в виду, что число участников в те же годы было 11, 11—13, 8. В это число не входят лица, ведущие организационную работу на базе, рабочие, лопари, проводники и проч.

В 1920 г. отряд не делился, а шел в полном составе, в 1921 г. работали одновременно две, реже три партии, в 1922 г. экспедиция все время разбивалась на отряды, и, обыкновенно, по разным маршрутам работало до трех — четырех групп.

Весь научный материал по годам составлял в пудах: в 1920 г. — 20 п., в 1921 г. — 70 п., в 1922 г. — 95 п.

Помимо чисто минералогических, петрографических и геохимических наблюдений, о которых речь ниже, в течение экспедиции велась маршрутная съемка и исправлялась старая карта Рамзая, определялись высоты путем анероида, делались фотографические снимки (всего около 100 негативов); в последний год делались этнографические наблюдения над жизнью лопарей. В виду того, что экспедицией были частью затронуты районы, до сих пор еще никем не посещенные, являлось необходимым давать новые названия отдельным географическим объектам. К сожалению, экспедиция, по характеру своей организации, не могла вести систематических метеорологических наблюдений, и только попутно измерялись температуры воздуха и воды в отдельные часы дня и ночи.

Конечно, невольно возникает вопрос о п р а к т и ч е с к и х р е з у л ь т а т а х этих работ и научных исследований. Нашли ли мы какие-либо полезные ископаемые в промышленных количествах, открыли ли благородные металлы или драгоценные камни? Попытаемся дать подробный ответ на этот вопрос.

Изучая массив во всей глубине научного исследования, мы не ставили (и делали это совершенно сознательно) проблем чисто практического характера. Мы отлично знали, что только чисто научная отвлеченная мысль рождает практические результаты, и глубокое познание определенных областей во всех соотношениях их географического ландшафта само по себе является источником ряда практических завоеваний. Действительно, впервые нашими экспедициями совершенно определенно выяснены наилучшие пути сообщения между Имандрой и Умбозером. На их путях нами обнаружены прекрасные лесные массивы великолепного соснового леса в условиях, удобных для использования. В восточной гряде Куниока мы впервые обнаружили те места сосредоточенного падения воды, которые смогут сыграть большую роль при эксплоатации лесов, — это водопады Лявоиока и Рисиока, на которых электрические установки не потребуют больших гидротехнических работ. В южной части массива нами обнаружены были апатитовые жилы с содержанием нефелина, то-есть образования, в которых высокое содержание фосфора и калия представляет огромный интерес для удобрения тех земельных участков, которые, благодаря трудам Северной Научно-Промысловой Экспедиции, стали возникать по линии Мурманской жел. дор.

Однако, наибольший интерес представляют, конечно, циркониевые скопления, содержащие этот элемент в таких количествах и в таком легко извлекаемом виде, что на них нельзя не обратить внимания; при все растущей в промышленности потребности в цирконии наши месторождения с легко растворимым эвдиалитом представляют необычайно заманчивый объект для использования, и если бы не исключительно тяжелые условия доставки, то несомненно перед нами были бы объекты настоящего горного промысла. Создание путей сообщения, хотя бы простых троп, проходимых верхом, могло бы совершенно изменить всю постановку вопроса.

Наконец, Хибинский массив дает нам совершенно исключительный материал музейского характера. Все музеи мира можно снабдить прекраснейшими образцами редчайших минералов, и нет сомнения в том, что в будущем Хибинские камни займут в них почетное место, и вместе с тем выдвинется красный эвдиалит, как прекрасный ограночный камень, напоминающий лучшие гранаты, или как поделочный материал высокой ценности и художественной красоты для безделушек и украшений домашнего уюта.

Если теперь от приведенных выше сухих цифр и описаний перейти к н а у ч н ы м р е з у л ь т а т а м трехлетних экспедиций, то окажется, что ими в области минералогии и петрографии достигнуты большие успехи.

Мы знаем сейчас, что минералогическое изучение отдельных областей земли преследует тройную задачу, сообразно с задачами самой минералогии, широко развернувшей за последние годы рамки своих исследований. Минералог, изучающий какие-либо области, должен дать полную картину тех химических превращений, которые в данной области происходили и происходят, и тех минеральных образований, которые получаются в результате этих процессов. Он должен изучать совокупность всех минералов, которые встречаются, путем химического анализа выяснить те химические элементы, из которых они слагаются, и воссоздать картину образования минералов, их жизнь и превращения. Минералог в этом случае тот же историк, и химические судьбы прошлого для него являются канвой исследования.

Исходя из этих представлений, мы попытаемся в кратких чертах выяснить, из каких м и н е р а л о в слагается Хибинский массив, какие х и м и ч е с к и е э л е м е н т ы приняли участие в его образовании и каковы те х и м и ч е с к и е п р о ц е с с ы, которые обусловили геологическую историю этого массива.

Из всех известных в природе 2.000 м и н е р а л ь н ы х в и д о в мы знаем в Хибинских горах около 84, цифра, по сравнению с другими районами, весьма внушительная. Одни из них встречаются лишь в ничтожных количествах, обнаруживаемых лишь в микроскоп, другие образуют мощные скопления идеальной красоты.

Любопытно отметить, что во всем массиве не встречено ни одного самородного и ни одного сернокислого соединения. Да и просто сернистые соединения необычайно редки, и каждую мельчайшую находку медного колчедана или свинцового блеска мы собирали как диковину. Особенно поразительно почти полное отсутствие такого обычного минерала, как железного колчедана (пирита). Однако, в 1922 г. мы встретили исключение из этого правила и на склонах Рисчорра нашли ту огромную пиротиновую жилу, которую я описал выше (см. гл. «Центральные массивы»).

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!

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].

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:

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.

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…

На этом я кончаю несколько затянувшееся описание научных результатов экспедиций: в работе минералога, как и геолога, мы можем отчетливо наметить три основных этапа: первый заключается в сборе материала на месте, в полевом наблюдении условий его залегания и выявлении всех особенностей происхождения; второй этап — в детальном описании всего материала, в систематическом химическом, кристаллографическом, физико-химическом исследовании; третий этап, наконец, позволяет подойти к выводам, суммируя наблюдения и связывая полевую работу с работой лабораторной в стройное целое.

В сущности мы в наших исследованиях едва перешли в область второго этапа, огромный материал еще давит нас обилием не изученных и не систематизированных научных фактов, еще далеко до общих выводов, до заманчивых общих картин…

Однако, мысль естествоиспытателя не может плодотворно работать без рабочих гипотез, она забегает вперед, строит свои схемы и ищет их в природных условиях. И хотя еще весьма отдаленным рисуется мне третий этап нашей общей работы, все же попытаемся сейчас бросить взор на наш массив и в общей картине нарисовать его историю и историю происхождения его минеральных богатств.