Как работают современные геологи

Прогноз Ефремова вскоре оправдался: в 1954 году в СССР была обнаружена первая алмазная трубка, а через два года началась промышленная разработка трубки «Мир». И не просто оправдался, но оказался точным даже в самых мелких деталях: алмазы обнаружили именно там, где было указано в рассказе, и именно таким методом. Впрочем, в этом нет ничего удивительного: Иван Ефремов закончил в свое время Ленинградский горный институт и был не только писателем, но также известным геологом и палеонтологом (справедливости ради стоит заметить, что он был не первым ученым, сделавшим подобный прогноз: в 1930-х годах этим вопросом занимались такие известные геологи, как В.И. Вернадский и В.С. Соболев).

«Метод, описанный Иваном Ефремовым, и сейчас остается основным способом прогнозирования в геологоразведке, — говорит профессор кафедры методики поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Российского государственного геологоразведочного университета (РГГРУ) Олег Иванович Гуськов. — Существуют различные модели, которые описывают определенные тектонические процессы, приводящие к образованию месторождений полезных ископаемых. И первым шагом в геологоразведке является установление корреляции между геологическим строением и уже известными месторождениями. Так сказать, по аналогии: если геологическое строение двух разных мест очень похоже, это может означать, что там могут быть сходные полезные ископаемые. Поэтому все начинается с геологического картирования, которое помогает ответить на вопрос, где именно нужно искать».

Составление карты, которая характеризует геологическое строение местности, — задача сложная, трудоемкая и дорогостоящая. Она требует не только геодезической съемки, но и использования различных методов, позволяющих заглянуть под поверхность Земли на достаточно большую глубину. Во времена СССР планировалось обеспечить сплошное геологическое картирование страны в масштабе 1:200 000 к середине 1990-х, но реализовать эти планы не удалось. Сейчас, по словам профессора Гуськова, геологическая карта России похожа на сыр с дырками: примерно 15% территории все еще занимают «белые пятна» — особенно в районе южнее Таймыра и на стыке Чукотки с Якутией.

На геологической карте магматические породы изображаются различными цветами в зависимости от состава, а осадочные — в зависимости от возраста. Измерение абсолютного возраста пород с помощью радиодатирования — способ достаточно дорогой, поэтому для первоначальной оценки можно использовать более простые палеонтологические методы (то есть датирование ископаемых окаменелостей). На карте, которая показывает строение нескольких «подземных этажей», отображают также различные тектонические особенности, нарушения и складки земной коры. «Такая карта дает возможность восстановить всю геологическую историю местности, — объясняет Олег Иванович, — и тем самым проследить процессы, которые приводят к появлению месторождений полезных ископаемых. Дальше проверяем предсказания, которые делают модели этих процессов, берем пробы на анализ. Причем повышенные концентрации нужных элементов вовсе не означают, что мы обнаружили месторождение: это вполне может оказаться ореол, то есть следы рудопроявления, рассыпанные по поверхности в результате эрозии. Устойчивые минералы часто встречаются в песке рек. Например, для поиска алмазов геологи используют такой метод: идя по следам сопутствующего минерала пиропа в речном песке, находят коренные алмазоносные породы (кимберлит). Ну а потом уже начинается оценка- месторождение это или просто отдельное рудопроявление, которых встречается в несколько сотен раз больше».

Впрочем, как и в любой другой науке, теоретические модели в геологии далеко не всегда дают верные предсказания. Например, в Южной Африке помимо алмазов разведаны и крупнейшие запасы урана в древних конгломератах. А вот в Якутии, несмотря на очень близкое сходство строения Средне-Сибирской и Южно-Африканской платформ, месторождений урана аналогичного типа обнаружить так и не удалось. Так что модели процессов еще предстоит уточнять.

Еще один характерный пример частично оправдывающихся предсказаний — крупные медно-никелевые месторождения в районе Норильска. «Геологическое строение в этом регионе изучено достаточно хорошо даже в крупном масштабе (1:50 000), — поясняет профессор Гуськов. — Известны и происходившие здесь процессы. При внедрении (интрузии) раскаленной магмы из глубин Земли в лежащие выше породы происходит ликвация: минералы, содержащие железо, медь и никель (пиротин, пентландит, халькопирит), обособляются в капельки в нижней части интрузии. Эти минералы также содержат значительное количество металлов платиновой группы — палладия и платины, на долю которых (по стоимости) приходится 55%. Очень похожие месторождения медно-никелевых руд, образованные интрузиями, обнаружены в районе Печенги на Кольском полуострове (Киевей, Вуручуайвенч). Отличие только в одном: до недавних пор считалось, что платины там нет. А несколько лет назад геологи нашли платину, но не там, где ожидали: не в нижней части интрузии, как в Норильске, а на более высоких горизонтах, в малосульфидных платинометальных рудах. Существующие модели пока неспособны объяснить, почему при очень похожем геологическом строении, что свидетельствует о сходных процессах образования месторождений, в этих двух местах наблюдается такое расхождение».

Конечно, современные геофизические методы и методы дистанционного зондирования сильно облегчают работу геологоразведчиков. Однако в их задачу входит не только выяснить детали строения местности и обнаружить месторождение, но и дать предварительную экономическую оценку. А для этого нужны знания как собственно геологии, так и технологии процесса добычи и обогащения различных полезных ископаемых, горного дела, а также основ экономики. «И не только, — добавляет Олег Иванович. — Когда-то считалось, что геологам не нужна математика, а сейчас у нас есть спецкурс "Математические методы в геологии". Впрочем, девиз геологов актуален и сейчас — главным по-прежнему остается ум. И молоток».