1. важким поглядом
2. По аналогії
3. відновити історію
4. неточні прогнози
5. Фахівці широкого профілю

C XIX століття девізом геологів усього світу стало латинське «Mente et malle», що означає «Розумом і молотком». З тих пір на озброєнні геологів з'явилося безліч інших інструментів.

У 1944 році Іван Єфремов написав оповідання «Алмазна труба», герої якого, ґрунтуючись на схожості геологічної будови Середньо-Сибірського і Південно-Африканського плоскогір'я, шукають в Якутії родовища алмазів: «Там і тут на поверхню прорвалися колосальні виверження важких глибинних порід. ... Ці вибухи пробили в товщі порід безліч вузьких труб, які є родовищем алмазів. На просторі від Капа до Конго відомі сотні таких труб, і, безсумнівно, величезна їх кількість ще приховано під пісками пустелі Калахарі. ... У Радянському Союзі не виявлено досі більш-менш значних родовищ, і якщо нам вдасться відшукати подібні труби, самі розумієте, як це важливо! Тут все дивовижно схоже, крім алмазів, з Південною Африкою - і платина, і залізо, і нікель, і хром; на цьому Середньо-Сибірському плоскогір'я один і той же тип мінералізації ».

важким поглядом

Гравітаційна розвідка, що дозволяє відстежувати аномалії сили тяжіння, що свідчать про наявність в глибині порід з різною щільністю, - один з важливих геофізичних методів. Породи, насичені нафтою і газом, мають низьку щільність, а металеві руди - навпаки, високу. Три роки тому Європейське космічне агентство запустило супутник GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), який склав найточнішу карту гравітаційного поля Землі. Правда, супутник не шукає корисні копалини, а лише уточнює наявні фундаментальні моделі нашої планети.

Прогноз Єфремова незабаром виправдався: в 1954 році в СРСР була виявлена ​​перша алмазна трубка, а через два роки почалася промислова розробка трубки «Мир». І не просто виправдався, але виявився точним навіть в самих дрібних деталях: алмази виявили саме там, де було вказано в оповіданні, і саме таким методом. Втім, в цьому немає нічого дивного: Іван Єфремов закінчив свого часу Ленінградський гірничий інститут і був не тільки письменником, але також відомим геологом і палеонтологом (справедливості заради варто помітити, що він був не першим ученим, які зробили подібний прогноз: в 1930-х роках цим питанням займалися такі відомі геологи, як В. І. Вернадський і В.С. Соболєв).

Один з найпоширеніших геофізичних методів - сейсморозвідка, заснована на залежності швидкості пружних хвиль від щільності середовища. Як джерело хвиль найчастіше застосовують малопотужні вибухи. Відстежуючи за допомогою сейсмодатчиків запізнювання відбитих хвиль, можна за допомогою комп'ютера досить точно відновити будова місцевості. Магнітні методи дозволяють оцінити різницю в магнітних властивостях порід, а іноді можуть безпосередньо свідчити про наявність, скажімо, залізної руди - магнетиту. Електричні методи дозволяють вимірювати поляризацію порід, п'єзоелектричний ефект або електричний опір. Радіометричні методи дозволяють дуже швидко проводити аналіз на вміст конкретних елементів за рахунок вимірювання розсіювання або флуоресценції порід при опроміненні рентгенівським, гамма або нейтронним випромінюванням.

По аналогії

«Метод, описаний Іваном Єфремовим, і зараз залишається основним способом прогнозування в геологорозвідці, - говорить професор кафедри методики пошуків і розвідки родовищ корисних копалин Російського державного геологорозвідувального університету (РГГРУ) Олег Іванович Гуськов. - Існують різні моделі, які описують певні тектонічні процеси, що призводять до утворення родовищ корисних копалин. І першим кроком в геологорозвідці є встановлення кореляції між геологічною будовою та вже відомими родовищами. Так би мовити, за аналогією: якщо геологічна будова двох різних місць дуже схоже, це може означати, що там можуть бути подібні корисні копалини. Тому все починається з геологічного картування, яке допомагає відповісти на питання, де саме потрібно шукати ».

Схема освіти кимберлитовой трубки. Кімберлітові трубки утворилися в стародавні часу при вибуховому виверженні вулканів - прориву газів і магми з великої глибини крізь кору. За минулий час наземна частина цих вулканів зруйнована ерозією. Застигла магма в бачила розширюється до верхньої частини труби містить велику кількість алмазів, які утворилися в надрах Землі при високих температурах і тиску.

Складання карти, яка характеризує геологічну будову місцевості, - завдання складна, трудомістка і дорога. Вона вимагає не тільки геодезичної зйомки, але і використання різних методів, що дозволяють заглянути під поверхню Землі на досить велику глибину. За часів СРСР планувалося забезпечити суцільне геологічне картування країни в масштабі 1: 200 000 до середини 1990-х, але реалізувати ці плани не вдалося. Зараз, за ​​словами професора Гуськова, геологічна карта Росії схожа на сир з дірками: приблизно 15% території все ще займають «білі плями» - особливо в районі на південь від Таймиру і на стику Чукотки з Якутією.

Кімберлітові трубка «Світ» в Якутії - одна з найбільших в світі. Кар'єр має глибину 525 м і діаметр 1200 м. Про масштаб дозволяють судити уступи на стіні, які є дорогою для кар'єрних самоскидів.

відновити історію

На геологічній карті магматичні породи зображуються різними кольорами залежно від складу, а осадові - в залежності від віку. Вимірювання абсолютного віку порід за допомогою радіодатірованія - спосіб досить дорогий, тому для первісної оцінки можна використовувати більш прості палеонтологічні методи (тобто датування копалин скам'янілостей). На карті, яка показує будова кількох «підземних поверхів», відображають також різні тектонічні особливості, порушення і складки земної кори. «Така карта дає можливість відновити всю геологічну історію місцевості, - пояснює Олег Іванович, - і тим самим простежити процеси, які призводять до появи родовищ корисних копалин. Далі перевіряємо передбачення, які роблять моделі цих процесів, беремо проби на аналіз. Причому підвищені концентрації потрібних елементів зовсім не означають, що ми виявили родовище: це цілком може виявитися ореол, тобто сліди рудопроявления, розсипані по поверхні в результаті ерозії. Стійкі мінерали часто зустрічаються в піску річок. Наприклад, для пошуку алмазів геологи використовують такий метод: йдучи по слідах супутнього мінералу піропу в річковому піску, знаходять корінні алмазоносних породи (кимберлит). Ну а потім вже починається оцінка-родовище це або просто окреме рудопроявление, яких зустрічається в кілька сотень разів більше ».

В рамках масштабного експерименту URSEIS'95 (Urals Reflection Seismic Experiment and Integrated Studies) було проведено сейсмічне зондування Південного Уралу, яке дозволило уточнити його геологічну історію і будову. Урал утворився за часів палеозою на стику Східно-Європейської платформи і Західно-Сибірської плити, в той час цю територію покривало море. У кам'яновугільному періоді тут утворилася ланцюг островів, а не дні утворилися тріщини, через які до поверхневих осадовим верствам піднімалася багата металами лава. Все це обумовлює багатство регіону на різні корисні копалини.

неточні прогнози

Втім, як і в будь-який інший науці, теоретичні моделі в геології далеко не завжди дають вірні прогнози. Наприклад, в Південній Африці крім алмазів розвідані та найбільші запаси урану в древніх конгломератах. А ось в Якутії, незважаючи на дуже близьку подібність будови Середньо-Сибірської і Південно-Африканської платформ, родовищ урану аналогічного типу виявити так і не вдалося. Так що моделі процесів ще належить уточнювати.

Магматичні інтрузії в гірські породи можуть бути дуже різні за формою - кільцеві інтрузії (дайки, субвулкани), пластові (силли), присадкуватий (лаколіти). Справа показані плутони - спливаючі в навколишній породі бульбашки магми.

Ще один характерний приклад частково виправдовуються передбачень - великі мідно-нікелеві родовища в районі Норильська. «Геологічна будова в цьому регіоні вивчено досить добре навіть в більшому масштабі (1:50 000), - пояснює професор Гуськов. - Чи відомі і відбувалися тут процеси. При впровадженні (інтрузії) розпеченої магми з глибин Землі в що лежать вище породи відбувається ізоляція: мінерали, що містять залізо, мідь і нікель (піротін, пентландит, халькопірит), відокремлюються в крапельки в нижній частині інтрузії. Ці мінерали також містять значну кількість металів платинової групи - паладію і платини, на частку яких (за вартістю) припадає 55%. Дуже схожі родовища мідно-нікелевих руд, утворені интрузиями, виявлені в районі Печенга на Кольському півострові (Київ, Вуручуайвенч). Відмінність тільки в одному: до недавніх пір вважалося, що платини там немає. А кілька років тому геологи знайшли платину, але не там, де очікували: не в нижній частині інтрузії, як в Норильську, а на більш високих горизонтах, в малосульфідних платінометальних рудах. Існуючі моделі поки не здатні пояснити, чому при дуже схожому геологічну будову, що свідчить про схожі процесах утворення родовищ, в цих двох місцях спостерігається така розбіжність ».

Фахівці широкого профілю

Звичайно, сучасні геофізичні методи і методи дистанційного зондування сильно полегшують роботу геологорозвідників. Однак в їх завдання входить не тільки з'ясувати деталі будови місцевості і виявити родовище, а й дати попередню економічну оцінку. А для цього потрібні знання як власне геології, так і технології процесу видобутку і збагачення різних корисних копалин, гірничої справи, а також основ економіки. «І не тільки, - додає Олег Іванович. - Колись вважалося, що геологам не потрібна математика, а зараз у нас є спецкурс «Математичні методи в геології». Втім, девіз геологів актуальний і зараз - головним як і раніше залишається розум. І молоток ».

Стаття «Між розумом і молотком» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №7, Грудень 2012 ).