волоснец уральский — собран однажды на разнотравном лугу.
Этот список может быть дополнен девятью видами эндемичных манжеток, описанных впервые для флоры СССР С. Юзепчуком в Ильменском заповеднике в 50-е годы. Из растений Ильмен, включенных в Красную книгу СССР, более 30 редких и исчезающих видов. Среди них преобладают декоративные и лекарственные растения, популяции которых наиболее сильно пострадали от человека (см. Приложения).
Животный мир Ильменских гор представлен фауной переходной зоны гор Южного Урала к лесостепи Западной Сибири. Почти все виды зверей и птиц, свойственные Уральским горам, встречаются и в Ильменах.
Ко времени образования заповедника численность животных на данной территории была очень низкой, что, кстати, вообще характерно для всего Урала и Зауралья. Причин тому много, но главная из них — истребление животных человеком. У копытных, например, наблюдаются постоянные переходы с Урала на Ильмены и обратно: лоси в начале весны движутся с Большого Урала в Ильмены, а осенью, в начале зимы,— в обратном направлении. Косули, наоборот, в начале зимы уходят с Урала через Ильмены на восток, в лесостепь. Мигрирующие животные подвергались преследованию людей, которые загоняли их по глубокому, оледенелому снегу и истребляли тысячами. В конце 20-х годов в Ильменах косули встречались очень редко, а лосей не было совсем. Примерно с 1930 года отмечено уменьшение численности глухаря, тетерева и куропатки, составлявших солидный промысел у местного населения. Почти одновременно стала сокращаться популяция зайца-беляка: его ловили капканами по всему Ильменскому хребту, причем некоторые охотники добывали по 30—40 штук за день. И только с 1935 года, когда заповедник стал комплексным, животные нашли здесь защиту, что не могло не сказаться положительным образом на их численности.
В настоящее время в заповеднике обитают представители пяти отрядов млекопитающих. Самый крупный из них — лось (вес самца достигает 500—600 кг). Косули — самые многочисленные представители копытных Ильмен. Уральские косули крупнее сибирских и якутских. Численность их в настоящее время доходит до 500 особей. Третий представитель парнокопытных — дальневосточный пятнистый олень, которого привезли в Ильмены в 1938 году (27 особей в районе озера Большого Ишкуля). Сейчас в Ильменах их зарегистрировано 15. В середине 70-х годов в Ильмены вернулись кабаны, они охотно заселяют территорию заповедника.
Отряд хищных представляют волки, лисы, барсуки, лесные куницы, колонок, хорь светлый, горностай и ласка. В последние годы появилось значительное количество рысей, первая встреча с которой была отмечена в 1941 году. Из отряда грызунов самым крупным является бобр, 23 зверька которого были ввезены из Воронежского заповедника в 1948 году. Сейчас бобров стало в 5 раз больше.
Они освоили все пригодные водоемы заповедника и вышли за его пределы. Ондатра завезена в 1954 году и встречается во всех озерах. Белка и бурундук — обычны в заповеднике; хомяк, суслик большой и особенно летяга — редки.
Из мышевидных грызунов обитают несколько видов полевок, четыре вида мышей (полевая, лесная, домовая и малютка), серая крыса и лесная мышовка. Зайцы-русаки и беляки стали обычны. Из отряда насекомоядных встречаются еж, крот, кутора и три вида землероек (обыкновенная, средняя и малая). Землеройка малая — самое маленькое животное Ильмен (весит 3,5 г). Отряд рукокрылых представлен несколькими видами летучих мышей, из которых наиболее обычен двухцветный кожан.
Птиц в заповеднике насчитывается 160 видов. В 20-е годы С. И. Снигеревский отмечал 183 вида, С. Л. Ушков в 50-е годы — 199. Уменьшению количества птиц способствовало изменение ландшафта, старение лесов, изменения в характере озер, повсеместное сокращение количества некоторых птиц (лебедь-кликун, беркут, скопа, серый гусь, чернозобая гагара и другие). Но кроме природных факторов, в сокращении пернатого населения негативную роль сыграл человек: строительство города и случаи проникновения людей в заповедник привели к исчезновению беркута, сапсана, большого подорлика, лугового луня, большого крохаля. В целом из состава птиц заповедника исчез 31 вид, сократилась численность 15 видов и появились новые четыре вида.
По-прежнему украшением лесов заповедника являются глухари, тетерева, рябчики. На озерах много видов уток, куликов, на болоте гнездится серый журавль. Пять видов дятлов — постоянные жители заповедника. А самый многочисленный отряд «заповедных» птиц — воробьиные. Наиболее обычны: сороки, вороны, воробьи, синицы, ласточки, скворцы, иволги, пеночки. Встречаются представители и других отрядов. Самая маленькая птичка заповедника — королек желтоголовый (весит 3—5 г).
Из класса пресмыкающихся в ИГЗ обитают три вида змей: гадюка, медянка и уж обыкновенный — и три вида ящериц: прыткая, живородящая и веретеница. Из земноводных наиболее обычна лягушка остромордая. Жаба встречается реже.
Из рыб в заповедных озерах обитают 12 видов: сиг чудской (акклиматизирован в 1929 году), плотва сибирская (чебак), язь, лещ, линь, карась (золотой и серебряный), щука, окунь, ерш, налим и шиповка.
Фауна беспозвоночных изучена здесь гораздо слабее, некоторые типы (простейшие, губки, кишечнополостные) еще ждут своих исследователей. Представители самой многочисленной на нашей планете группы животных — насекомые, число видов которых в заповеднике, по мнению специалистов, достигает 10 тысяч, изучены лишь частично. Более повезло в этом смысле жукам-златкам (35 видов), жужелицам (95 видов), жукам-усачам (81 вид), жукам-мертвоедам (11 видов), коровкам (17 видов), жукам-мягкотелкам (8 видов), муравьям (15 видов), бабочкам-пяденицам (100 видов), бабочкам-совкам (121 вид), клопам (145 видов). На стадии изучения прямокрылые, уховертки, плавунцы, стафилиниды, щелкуны, долгоносики, листоеды, пчелиные, пилильщики, кровососущие комары, слепни, комары-долгоножки, сирфиды и некоторые другие группы шестиногих. Работа по инвентаризации фауны беспозвоночных важна с той точки зрения, что недостаток фаунистических сводок сдерживает проведение экологических исследований, так как без знания основных компонентов природных комплексов-видов невозможно детально изучить биологические процессы в этих системах, установить объем и структуру биоценозов, правильно оценить изменения, происходящие в них.
Кроме того, заповедник служит естественным резерватом энтомофауны, характерной для горной части Южного Урала, состав и структура которой существенно нарушены в большинстве индустриальных и сельскохозяйственных районов региона под воздействием человека (см. Приложения).
Под особым наблюдением находятся животные: лоси, косули, бобры, ондатра, норки, барсуки, волки, рыси, глухари, рябчики, утки — чернеть хохлатая, кряква.
Но основное богатство Ильмен — это его минералы. Они явились тем объектом, который первым было решено заповедать для науки. Минералы не лежат на земле, не хранятся в каких-либо кладовых или музейных витринах — они заключены в жилы, прорезающие в различных направлениях горные породы. Чтобы добраться до минералов, жилу надо расчистить, надо обнажить наиболее богатые минеральные участки. Эти расчищенные участки и есть минеральные копи, в них хорошо наблюдать группы минералов, изучать их особенности. О степени изученности «минералогического рая» Ильмен говорят две таблицы:
| Количество копей на территории Ильмен | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Годы регистрации/ | 1832/ | 1858/ | 1882/ | 1915/ | 1939/ | 1980/ | 1985/ | 1986 |
| Количество/ | 23/ | 56/ | 87/ | 111/ | 262/ | 367/ | 378/ | 380 |
| Количество известных минералов Ильмен | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Годы регистрации/ | 1800/ | 1840/ | 1900/ | 1920/ | 1940/ | 1960/ | 1980/ | 1982/ | 1985/ | 1986 |
| Количество/ | 5/ | 31/ | 45/ | 67/ | 98/ | 132/ | 210/ | 240/ | 250/ | 260 |
250 минералов... Много это или мало? Если сравнить самый богатый минералами уголок нашей страны — Кольский полуостров, где горные уникальные массивы в шесть раз больше по площади Ильмен, а в списке 310 минералов, мы видим, что на единицу площади в Ильменах минералов в пять раз больше.
250 минералов Ильмен... На всем земном шаре сейчас изучено 2500 минералов. И 110 уникальных мест скопления минералов — это действующие или заброшенные карьеры, каменоломни, обрывы рек, ущелья... И только один заповедник — наш Ильменский. И в нем много геологических памятников природы — копей, среди которых можно выделить несколько наиболее интересных.
Прутовская копь. Точное время закладки ее теряется где-то во второй половине позапрошлого столетия.
«Первоначальное открытие месторождений белого топаза, или тяжеловеса, в дачах Миасского завода сделано в то время, когда производились Г. Раздеришиным поиски цветных камней в местах, лежащих между Чебаркульской крепостью и Миасским заводом. Открытие сие сделано казаком помянутой крепости Прутовым, отчего и самая копь получила название Прутовской. Не знаем, были ли добыты из сей копи тяжеловесы значительной величины, но известно только, что оных добыто большое количество». Так выглядит сообщение о первой находке топазов в Ильменских горах, содержащееся в «Отчете о занятиях пяти разведочных партий, кои командированы были летом 1833 года для отыскания золотоносных россыпей, цветных и драгоценных камней и других минералов в округе Златоустовских заводов», опубликованном в «Горном журнале» за 1834 год.
С того времени копь практически не разрабатывалась. Однако еще и сейчас в ее отвалах попадаются хорошие кристаллы амазонита, кварца и изредка топаза с включениями черной слюды — биотита.
Топазы с включениями из этой копи специально изучались в 1895 году профессором М. Толстопятовым и были признаны им как топазы с включениями турмалина. Тем не менее по современным наблюдениям, да и по описанию самого Толстопятова, это включения необычно черной слюды с нетипичным обликом кристаллов.
В последние годы в отвалах копи впервые в амазонитовых пегматитах Ильменских гор найдены минералы: касситерит (окись олова), анатаз (окись титана), а в виде включений в топазах — ильменит и гельвин.
Блюмовская копь. «Найдена по шурфу, заложенному П. А. Версиловым, и так как после еще разрабатывалась Ф. Ф. Блюмом, то и удержала его имя. Это одна из богатейших выработок прекрасных крупных топазов, лучших прозрачных аквамаринов, чуть ли не единственная, где встречался редкий минерал — самарскит; это самая глубокая выработка, не потерявшая значения до сих пор по возможности встретить в ней хорошие кристаллы топазов. Одним словом, это единственная и лучшая копь между Ильменскими копями. Здесь добывали топазы, аквамарины, фенакиты, монациты, самарскиты, венису и малаконы». Эти слова, относящиеся к широко известной ныне Блюмовской копи № 50, принадлежат М. П. Мельникову и датируются 1882 годом. Все это сказано еще до того, как в 1911 году здесь начала работать Радиевая экспедиция Академии наук, которой руководил академик В. И. Вернадский, до того, как в отвалах копи было добыто 15 килограммов самарскита «для мадам Кюри», до того, как здесь с сугубо научными целями был пройден так называемый Академический ход — горная выработка, заложенная Радиевой экспедицией, вскрывающая жилу вкрест простирания, которая обеспечила возможность Е. Д. Ревуцкой изучить внутреннее строение жилы. Описание жилы по Академическому ходу и образцы, собранные Е. Д. Ревуцкой, были впоследствии использованы академиком А. Е. Ферсманом для создания теории образования пегматитов.
В настоящее время Блюмовская копь — самая большая и самая глубокая в Ильменском заповеднике. В копи и ее отвалах найдено уже больше 30 минералов. Но, по-видимому, это не предел. Еще немало интересного представит нам знаменитая копь.
Савельев грот. Савельев лог. Савельев ключ — названия, хорошо известные каждому, кто читал специальную и популярную литературу об Ильменских горах. Копи Савельева лога — одни из самых старых. Собственно, 16-я копь заложена еще Павлом Николаевичем Барбот де Марни в 1828 году. Здесь добывались музейные образцы ильменита, содалита, циркона. Несколько позже была заложена копь 16—11, которая знаменита своими цирконами. По словам М. П. Мельникова, «по встречающимся кристаллам циркона Савельев лог представляет единственное место в Ильменских горах. Кристаллы его попадаются здесь очень редко и до сих пор только в двух выработках; кажется, что впервые они найдены при И. И. Редикорцеве; они являются вросшими в ильменит и известняк и представляют комбинации пирамиды и призмы 1-го рода, иногда пирамид наблюдается несколько. Главное отличие цирконов Савельева лога состоит в совершенной прозрачности, отсутствии трещиноватости и в густом медово-желтом цвете; и они представляют отличный материал для вставок, но, к сожалению, встречаются сравнительно редко».
Но есть в Савельевом логу и гораздо более древняя копь. Древнее всех ильменских копей на тысячелетия. Это единственная в Ильменских горах пещера внушительных размеров — Савельев грот, или по другому — Пещера в миаскитах. Ширина пещеры при входе — семь, высота — четыре, а длина — 10 метров. Несмотря на то, что пещера сделана не горщиками — искателями камней, не рабочими «цветных партий», а самой природой, она с полным основанием может называться копью. Вот как описывает ее крупнейший советский геолог — академик Александр Николаевич Заварицкий: «Дно пещеры завалено обрушившимися с потолка глыбами.
В западной стенке виден ряд вытянутых по слоистости грубозернистых обособлений с миаролитовыми пустотами в середине, окаймленными друзами крупных кристаллов полевого шпата, достигающими двух-трех сантиметров, а иногда и больше. В некоторых из пустот — крупные пластины биотита, в несколько сантиметров в поперечнике. Подобные же выделения представляет и та расщелина, которою заканчивается грот. Это крупная линзообразная пустота, окаймленная друзами полевого шпата и заполненная грубозернистым агрегатом кальцита. Пластинчатые кристаллы слюды, достигающие двух и более дециметров, нарастают вместе с полевым шпатом на стенках пустоты.
Происхождение грота почти очевидно: он представляет, вероятно, результат выщелачивания кальцитового скопления одной из изгибающихся линз такого рода и позднейшего обрушения кровли над выщелоченной пустотой».
Таким образом, Савельев грот — единственная среди ильменских естественная копь, подобно тому, как Ильменский заповедник является единственным природным музеем среди многих минералогических музеев, созданных человеком.
Криолитовая копь. Сведения о времени открытия этой копи и об ее «авторе» содержатся в отчете о работе «цветных партий» за 1845 год, где сказано, что шестой партией под руководством титулярного советника Максима Ивановича Стрижева в числе прочих открытий «в 180 саженях на север от Трубеевской топазовой копи заложены были работы на топаз и встречен редкий минерал криолит. Это месторождение (подобно другим топазовым) заключается в письменном граните, проходящем жилою от запада к востоку в гнейсе. Криолит, содержащий много щелочи, в свечном пламени плавится легко в белую финифть, показывая плавиковую кислоту (стекло трубки тускнеет)». Одновременно с криолитом здесь был найден новый минерал и назван хиолитом, что в переводе с греческого означает «снежный камень», по аналогии с «ледяным камнем» — криолитом.
В 1913 году О. Б. Беггильд, изучая образцы ильменского криолита, находящиеся в музеях Копенгагена, Стокгольма, Гейдельберга и Мюнхена, обнаружил в них, кроме ранее известного хиолита, еще три минерала, ранее в Ильменах не встречающихся.
В 1963 году В. И. Степанов и В. А. Молева в образцах, собранных в отвалах этой копи в 1953 году, описали еще три минерала из группы алюмофторидов.
В 1982 году В. О. Поляков при просмотре вновь найденных в отвалах Криолитовой копи образцов и образцов криолита из музея Ильменского заповедника обнаружил еще два алюмофторида. Одного из них — эльпасолита — нет даже в Минералогическом музее АН СССР имени А. Е. Ферсмана.
Таким образом, если первоначально гнездо, вскрытое и выработанное в 1845 году, считалось чисто криолитовым, то в настоящее время список ильменских алюмофторидов достиг 10 названий, несмотря на то, что нового материала не поступало.
Интересно проследить историю поисков криолита в Ильменских горах. Свои соображения о возможности распространения криолита в Ильменах высказал И. В. Мушкетов еще в 1877 году: «Судя по характеру находки криолита, хиолита и ходневита, можно думать почти с уверенностью, что месторождение это не единственное и если не по близости его, то в других топазовых копях те же минералы найдутся при детальной разведке. Несмотря на недостаток времени, я все-таки сделал попытку отыскать их, но выбитые мною шурфы оказались пустыми».
Спустя пять лет М. П. Мельников при описании этой копи сообщает следующее: «Копь расположена среди многослюдистого гнейса с падением пластов под углом 35°, и глубина ее доходила до 30 саженей, ныне вся она выработана и отвалы ее перебраны. Многочисленные шурфы заложены по обе стороны простирания жилы, и все-таки она остается единственной, в которой встречен криолит в Ильменских горах». Березин (в рукописи 1937 г.) отмечает при описании копи: «В коллекциях Минералогического музея Академии наук имеются образцы криолита и хиолита, собранные Л. А. Куликом и В. И. Крыжановским в 1913 г. Интересен факт, что еще в 1913 г. возможно было найти эти минералы в копи, хотя М. П. Мельников в 1882 г. отмечал, что ее отвалы были целиком перебраны».
М. Д. Дорфман, проводивший поиски криолита в районе копи, в 1935 году написал: «Во всяком случае, нашей партии, несмотря на тщательность поисков, даже в отвалах следов криолита найти не удалось».
По сообщению опять же Б. А. Березина, «осенью 1936-го и зимою 1938 г. на копи были пробурены 2 скважины по 50 м каждая. Криолита обнаружено не было».
Однако обломки криолита, хиолита и других алюмофторидов встречаются в отвалах копи до наших дней. Вместе с тем, несмотря на то, что в настоящее время на территории заповедника известно более 60 жил подобного состава (амазонитовый пегматит с топазом), находка 1845 года осталась единственной находкой криолита, хиолита и других алюмофторидов в коренном месторождении, а сама Криолитовая копь, то есть место, где впервые в России был найден криолит, где впервые в мире был найден хиолит, где до сих пор обнаруживаются новые минералы, имеет большое историческое и научное значение.
Если мы познакомимся с историей изучения некоторых минералов Ильменских гор, то, несмотря на достаточную индивидуальность истории изучения каждого из них, заметим ряд общих черт. Многие минералы в Ильменах были найдены, утеряны и вновь найдены через несколько десятков, а то и сотню лет. Или, как только минерал был найден в одной копи, то тут же «появлялся» во многих других. Значит, до этого на данный минерал просто не обращали внимания. Благодаря тому, что большинство ильменских копей осталось в том виде, в каком они находились более 100 лет назад, удается найти и исправить ошибки, допущенные в прошлом веке.
Давайте теперь представим, что мы изучаем минералогию не Ильменских гор, а какого-нибудь месторождения, где ведется постоянная добыча руды. Так как месторождение постоянно разрабатывается, минерологи, попав на него в разное время, видят его совершенно по-разному. В пределах одного месторождения часто существенно меняется минеральный состав рудных тел, меняются свойства одних и тех же минералов. В этом случае ошибки, допущенные в ранних исследованиях, так и остаются ошибками, некоторые существенные особенности, на которые раньше не обращали внимания, так и остаются неизвестными. Между тем, чтобы выяснить условия формирования месторождения, необходимы сведения о всем месторождении в целом, а не о какой-то его части. Более того, иногда приходится иметь дело с полностью выработанными месторождениями. Так, если бы мы решили изучать минералогию уральского малахита, который тоннами добывали в прошлом веке, то нам пришлось бы изучать вазы и столешницы в Эрмитаже. И все-таки мы ничего не могли бы сказать об условиях нахождения малахита в природе.
Еще хуже обстоит дело с месторождениями, где велась добыча руды, которая тут же была вывезена для выплавки металла. В этом случае можно пользоваться только старыми описаниями, которые нельзя проверить. Однако эти описания можно в некоторой степени скорректировать, пользуясь историей изучения минералов Ильменских гор. Если сопоставить данные по ильменским минералам и их месторождениям, полученные в то время, когда делалось описание интересующего нас месторождения, с современными, можно оценить ошибки и упущения, характерные для того уровня развития минералогии. Несомненно, что и современные минералогические исследования окажутся недостаточно информативными для минерологов будущего.
Таким образом, история изучения Ильменских гор является как бы зеркалом развития минералогии в нашей стране. В связи с этим Ильменский заповедник представляет собой не только природный минералогический, но и природный историко-минералогический музей, или эталонный минералогический объект. Пожалуй, трудно подыскать для этой цели другой, более благоприятный. Копи заложены на небольших жилах, поэтому вероятность изменения свойств многих минералов в пределах одной копи минимальна. Копи эти пронумерованы, и нумерация их не менялась с 1882 года, а лишь дополнялась, так что при описании места взятия ильменского минерала достаточно указания номера копи. Ильменские копи будут служить минерологам будущего, как служили минерологам прошлого и как служат нам.
В настоящее время сотрудники лаборатории минералогии, музея и работающие под их руководством школьники расчищают старые и закладывают новые копи. Старые полностью очищают от камней, листвы, сучьев. Отвалы копей перебирают, сортируют и складывают в штабеля. При закладке новых вынимается только верхняя, разрушенная часть жилы, и наиболее интересные образцы доставляются в музей заповедника. Ненарушенная же часть жилы полностью очищается с сохранением на поверхности редких минералов. Это та же самая витрина, только без стекла. Охрана таких копей — задача первостепенной важности; необходимо полностью исключить самовольное пребывание людей на этих копях. Присутствие на копи человека, не подчиняющегося правилам работы на ней, даже в течение часа может повлечь за собой полное уничтожение копи как экспоната природного музея. Нужно отметить еще одну особенность копи, как объекта природного музея: самовольные порубки деревьев караются штрафом, хотя через несколько десятилетий на этом месте может вырасти новое дерево, минерал же, будучи однажды изъят или уничтожен, не восстановится на этом месте никогда!
Во многих местах нашей страны можно проехать тысячу километров и встретить только одну горную породу со скудным количеством самых обыкновенных минералов. Между тем в Ильменах только в одной Блюмовской копи геологи описали 35 минералов, а в копи Лобачева — 30 (Густав Розе еще в прошлом веке назвал Ильмены «естественным природным музеем»).
Ильменские горы все больше и больше раскрывают свои минеральные богатства. Нет, не количеством самоцветов, кладовую которых опустошил человек за 200 лет, поражают они нас, а редкостным содружеством минералов и горных пород, разных по возрасту и по рождению. Ильменские горы... «Именно они сыграли огромную историческую роль в истории минералогии, так как познакомили нас со всем своеобразием нефелиновых пород и специфичностью их минералов, большей частью впервые получивших свое наименование на Ильменских горах: ильменит, канкринит, ильмено-рутил и другие» (А. Е. Ферсман. Труды Ильменского заповедника. Вып. 5, 1936). По числу новых минеральных видов, впервые открытых в мире, в данной местности наши Ильмены стоят на втором месте после Кольского полуострова. А сейчас в Ильменах к девяти минералам добавились новые — ушковит и свяжинит,— которых в других местах планеты пока еще не обнаружено. Действительно, пророчески прозвучали слова И. Менге, посетившего Ильмены в 1825 году: «Кажется, минералы всего света собраны в одном удивительном хребте сем, и много еще предлежит в оном открытий...»
Итак, на территории Ильменского заповедника имеются все виды памятников природы: геоморфологические, геологические, гидрологические, растительности, причем многие из них являются комплексными. Это и послужило основанием в решении исполнительного комитета Челябинской области Совета народных депутатов от 21 января 1969 года «Об охране памятников природы в области» объявить Ильменский государственный заповедник имени В. И. Ленина уникальным памятником природы. Заповедник в настоящее время изучают ученые различных направлений. В его восьми научных лабораториях, музее, научно-вспомогательных подразделениях, отделе государственной лесной охраны трудятся 180 человек, среди них два доктора и 17 кандидатов наук. Научные исследования ведутся в соответствии с пятилетними и годовыми планами Академии наук. Так выполняются слова ленинского декрета, что Ильменские горы объявлены государственным заповедником «ввиду исключительного научного значения и для выполнения научных и научно-технических задач страны».
Каменный Пояс
Вырабатывая какое-либо месторождение, прокладывая канал или строя электростанцию, мы уничтожаем каменные документы, в которых запечатлена история Земли. Суша или море, равнина или вулканическое плато, река или озеро существовали здесь многие миллионы лет назад? Холодно было тогда или тепло? Много ли выпадало осадков, или бескрайняя выжженная пустыня простиралась окрест? Какие классы, виды животных, растений существовали в ту или иную геологическую эпоху? На все эти вопросы ответит специалисту камень. Значит, надо сделать так, чтобы наиболее информативные каменные материалы сохранялись и для нашего и для последующих поколений, ибо далеко не все тайны еще выведаны у природы, а чтобы уверенно двигаться в будущее, необходимо достоверно знать прошлое!
Геологических памятников много во всем мире. Но Урал занимает особое место. «Мы все должны считать себя в долгу перед Уралом — этой мировой жемчужиной минерального царства»,— писал выдающийся геолог Александр Евгеньевич Ферсман. Более 250 лет планомерно изучается эта величайшая геологическая структура Земли. Из уральских недр извлечены сотни миллионов тонн самых различных полезных ископаемых. Нет, пожалуй, ни одного крупного музея мира, где бы не было образцов наших пород, руд, минералов. И все же... И все же Уральские горы хранят еще немало тайн!
На территории Челябинской области находится один из самых значительных геологических памятников мира — Ильменский государственный заповедник имени В. И. Ленина. Его минеральные копи, окружающие их породы до сих пор привлекают геологов всей страны, дарят людям новые минералы.
Но и кроме Ильмен у нас в области много уникальных геологических достопримечательностей. Это и Назямские горы (Ахматовская и Максимильяновская копи), и отдельные геологические обнажения, где можно вполне реально видеть границы крупных геологических эпох; скопления ископаемой фауны, флоры; интересные включения одних пород в другие, много говорящие специалисту; своеобразные нерукотворные скульптуры: отдельные скалы, группы скал, похожие на фантастических или вполне реальных зверей, людей, ваятели которых — ветер, вода, солнце.
Ахматовская копь. Открыта в 1811 году управляющим Кусинского завода П. Е. Ахматовым. Расположена на западном склоне Назямских гор, в окрестностях Таганая. До недавнего времени (на протяжении 160 лет) являлась источником красивейших штуфов с гранатом, везувианом, эпидотом и многими другими минералами. Академиком Н. И. Кокшаровым в копи описано около 30 минералов. В музеях страны, коллекциях любителей хранятся замечательные «щетки» чистых темно-красных, бордовых, зеленых гранатов (до 1,5 см), крупные кристаллы везувиана, эпидота, диопсида, редко встречающиеся кристаллы белого циркона, сфена, перовскита.
Сочетание всех этих минералов и сегодня позволяет минерологам, геохимикам, геологам воссоздать физикохимическую обстановку их образования, представить сам процесс минералообразования. Многократность его проявления помогает проследить миграцию химических элементов в земной коре.
Максимильяновская копь. Ранее называлась Николае-Максимильяновской. Детально описывалась И. В. Мушкетовым (1878 г.), а затем М. П. Мельниковым (1886).
Расположена на западном склоне горы Максимильяновской, вершина которой сложена гнейсогранитами. Ниже гранитов по западному склону залегают известняки. В последних и заложена была в 40-х годах прошлого столетия целая группа выработок (более 20), прослеживающихся, на расстоянии около 200 метров. Девять северных ям, приуроченных к Эпидотовым сопкам и составляют то, что сегодня мы называем Максимильяновской копью. Здесь крупные (до 15 см) кристаллы диопсид-геденбергита, «щеточки» черного граната-меланита, крупные кристаллы фисташковозеленого эпидота, крупночешуйчатый (5—6 см) клинохлор, кристаллы весьма редкого (по цвету) розово-серого и белого сфена, а также магнетит, кальцит, пирит, апатит, халькопирит. В диопсидовых породах (выработки 2 и 3-я) были найдены октаэдры магнетита размером до 3 сантиметров. В копи № 4 (с севера), заложенной в широтно расположенной шпинелевой жиле, мощностью в метр, кроме самой шпинели обнаружены кристаллы магнетита и редкие образования перовскита. В близлежащих мраморах уральскими исследователями и горщиками в разное время были описаны такие минералы, как форстерит, титан-оливин, актинолит и другие.
У Вишневогорска, на северном продолжении Ильменских гор, находится ряд глубоких, замечательных по красоте копей, носящих название Курочкин лог.
От примитивных ям прошлого столетия выработки Курочкиного лога отличаются и масштабностью и красотой. Это старые карьеры — остатки отработанного в 40-х годах нашего столетия месторождения полевошпатового сырья — длиной до 80, высотой до 20 метров, с отвесными каньоно-образными стенками. Эти «каньоны» с их вертикальными бело-кремовыми, рыжими стенками, пещерками, козырьками производят неизгладимое впечатление. Царство красоты и покоя... Тишина и полумрак. Лишь вода сочится по стенкам.
Здесь в жилах нефелиновых пегматитов находят эгирин-авгит, кристаллы которого нередко достигают полуметра. В стенках карьеров весьма причудливые по форме пегматиты с вмещающими породами. Кроме упомянутого уже эгирина, они содержат крупные кристаллы нефелина, микроклина, альбита, крупные чешуи черной слюды — биотита, характернейшие для такого комплекса образования натролита и канкринита.
Жуковская минеральная копь (бывший Пророко-Ильинский прииск). Находится на реке Каменке, в 16 километрах к юго-западу от Пласта. Относительно небольшая выработка (20х50 м), глубиной до трех метров. В давние времена здесь добывали россыпное золото. Под россыпью в известняках плотика обнаружили жилы кварца, содержащие драгоценный минерал — розовый топаз. Таких даже в Ильменах нет! Здесь же были найдены замечательные кристаллы горного хрусталя, зеленого турмалина, эвклаза. Последний принадлежит к числу самых редких минералов.
Н. И. Кокшаров писал: «...эта группа минералов с присоединением к ним алмаза, замечательна тем... что имеет совершенно особенный характер от прочих уральских минералов и нисколько не отличается от минералов бразильских, сопровождающих алмазы. В минералогическом отношении небольшую полосу в окрестностях реки Санарки по всей справедливости можно назвать «русской Бразилией».
За истекшие 100 с небольшим лет в Жуковской копи было найдено 25 кристаллов эвклаза. Южноуральские розовые топазы и эвклазы украшают многие музеи страны, в том числе и Минералогический музей АН СССР имени А. Е. Ферсмана.
Не только минералогическими копями славен старый рудный Кочкарский район. «Преданья старины глубокой», рассказывающие о богатствах нашего края, о трудном становлении уральской горной промышленности, сохранившие «аромат» старины, красоту «естества», живут здесь и по сей день.
Андреевский каменный карьер — одно из таких мест. Расположен в километре к северу от Жуковской топазовой копи.
...Мы стоим на огромных светло-серых валунах, покрытых местами ржаво-бурыми пятнами. Они красиво окаймляют небольшое искусственное озерцо. Скалы невысоки, каких-нибудь шесть-семь метров, и озеро неглубоко, метров 10—12. А вместе все — красиво.
В 1844 году при поиске известняка на обжиг один из рабочих совершенно случайно обнаружил видимое золото. Купцом Бакакиным была сделана заявка и основан Каменно-Павловский прииск. В 1868 году карьер имел ширину 21 и глубину 19 метров. Разрабатывались здесь кварцевые золотоносные жилы, пересекающие ожелезненные полуразрушенные известняки. По тем временам карьер был весьма значительным. Водоотлив осуществлялся насосами с помощью конной тяги. В 1899 году рядом с карьером заложили шахту. Работали на золоте около 100 человек, более 15 лет. Но ведь это Урал! Отработали золото и наткнулись на крупное гнездо свинцовой руды. Чечевицеобразная залежь была сложена галенитом, церусситом, сфалеритом — (руда на цинк), арсенопиритом (мышьяковая руда), халькопиритом. В галените обнаружилась примесь золота, серебра. И опять заработал старый рудник. Только за 1914—1915 годы в нем было добыто более 16 тысяч тонн свинцовой руды, несколько килограммов золота.
Рудник работал до 1921 года. Именно в это время здесь побывал знаменитый русский геолог — академик С. С. Смирнов. В здешних мраморах он открыл очень редкий минерал — иорданит, содержащий свинец, серу, мышьяк, сурьму.
Борисовские сопки. Это и кладовые минералов, и очень интересный геоморфологический объект, выделяющийся на фоне лесостепного ландшафта. Всего-то три горушки, покрытые лесом, с красивыми скалами близ вершин — шиханами. Протянулся этот «хребет» почти по меридиану на шесть километров.
Ширина его не превышает полутора километров, а высота и вовсе «велика» — около 60 метров от уровня реки Каменки, обегающей сопки с запада. Невелики сопки, а знают о них многие интересующиеся камнем.
Выделяются они среди уральской лесостепи не только своей тихой, неброской красотой, но и породами, их слагающими. Стоят сопки на кианитовых кварцитах и сланцах. Есть такой минерал — кианит (в переводе на русский — синий), не часто встречающийся, образующий длинные столбчатые до 25 сантиметров кристаллы синевато-зеленого цвета. Здесь его много. В сланцах до 20 процентов. Вместе с невзрачными на вид мутными кристаллами можно найти и прозрачные голубые, хорошо выделяющиеся в штуфах дымчатого кварца. Кианит не просто хорошо смотрится, он может служить сырьем для получения огнеупоров. В кианитовых кварцитах до 48 процентов окиси кремния и до 63 процентов окиси алюминия. Вот почему геологи в свое время скрупулезно подсчитали запасы кианита на Борисовских сопках.
Одна из примечательностей сопок — копь, открытая около 100 лет назад инженером Мельниковым. Еще несколько лет назад здесь можно было увидеть зеленовато-голубые кристаллы берилла (аквамарины), выделяющиеся в массе светло-серого кварца. А сегодня... Копь практически разрушена, и важно сохранить хотя бы то, что осталось.
Никельсодержащие коры Черемшанского месторождения. По рекомендации южноуральских геологов Черемшанское месторождение никеля — современная копь глубиной более 100 и шириной в несколько сот метров — одно из 14 никелевых месторождений в районе Верхнего Уфалея объявлено памятником природы. Это, конечно, не совсем привычно, когда памятником признается действующее месторождение или разрез. Дело в том, что в процессе разведки, освоения и разработки месторождений никеля на Среднем Урале открылось их своеобразие. Основные никельсодержащие минералы концентрируются здесь не в коре выветривания серпентинитов — этих основных носителей никеля,— а в карстовых образованиях — глинах и других породах, заполняющих полости в известняках на контакте с гипербазитами. В этом отношении геологический разрез месторождения является и уникальным и эталонным.
В верхней части карьера можно наблюдать светлые глины и пески, среди которых выделяется слой обугленных растительных остатков. Это так называемые лигниты. Степень сохранности древесной растительной массы — разная. Иногда это черная рыхлая «земля», но часто можно видеть остатки травянистых растений, веток. Попадаются отдельные стволы хорошей сохранности. Относительно возраста Земли это совсем «молодые» образования. Им «всего» 90— 100 миллионов лет! На некоторых стволах даже сохраняются капельки янтароподобной смолы. Весьма часто лигниты пропитаны растворами никелевых солей и являются богатой рудой. Это так называемые керзениты.
Ниже лигнитов в Ново-Черемшанском карьере залегают карстовые образования. Это песчанистые глины, разноокрашенные, с кусочками серпентинитов, мрамора, заполняющие крупные, до нескольких сот кубометров, полости в известняках. Здесь вот и развиваются никельсодержащие минералы: корочки гарниерита, налеты непуита, ревденскита, никелевого галлуазита, цементирующие глинистую массу! Содержание никеля в карсте достигает 11 процентов. Это много.
Кроме никельсодержащих минералов геологи установили на Черемшанском месторождении и такие интересные минералы, как тальк, серпентин, амфибол, пироксен, плагиоклаз, кварц, магнетит, хромит, хризотил-асбест, гранат, везувиан, циркон, топаз, апатит, кальцит, вад — целый музей!
Геология — наука историческая. Она рассматривает все геологические явления в строгой временной последовательности. Относительное время — «моложе», «древнее» — определяется по наблюдаемому положению отдельных слоев, пластов, вулканических покровов друг относительно друга. «Абсолютное» время в миллионах лет определяется лабораторным путем. Исследуется соотношение изотопов урана — свинца, или калия — аргона, или рубидия — стронция в пробе пород.
Определение возраста пород — дело весьма тонкое и трудное. Иная точная датировка пласта, интрузии, комплекса — это целое открытие, переворот во взглядах, переоценка металлогении огромного региона. Страсти здесь разгораются большие и часто на долгие годы. Точки, где геологи находят комплекс ископаемой фауны, флоры, точно датирующие возраст пород, мы называем реперными. К сожалению, их мало, гораздо меньше, чем нужно для такой, скажем, огромной горной провинции, как Урал.
Еще одно понятие требует разъяснения — «разрез»! Это непрерывная, на протяжении сотен метров, а иногда и километров, цепь выходов горных пород, позволяющая изучить последовательность их напластования, изменение литологии во времени и в пространстве. Чаще всего такая «цепь» скальных выходов наблюдается по долинам рек, которые «разрезают» и древние и молодые отложения. Если такой разрез ориентирован вкрест (поперек) простирания (на Урале это широтное направление), да еще и содержит в каком-то слое ископаемую фауну или флору, то он представляет исключительный интерес как для теоретической, так и для практической геологии.
Геологический разрез у горы Аргуз. В каньоноподобной живописной долине реки Ай, в окрестностях Кусы, обнажена пачка ритмично наслоенных строматолитов. Каждый ритм имеет мощность от 1,2 до 2,5 метра и сложен концентрически построенными (в плане) «подушками» диаметром от 5—7 до 10—12 сантиметров; в продольном разрезе это «столбики» (цилиндры), более или менее плотно пригнанные друг к другу, обнаруживающие тонкослоистое строение. Так что же это такое? Каждый цилиндрик — строматолит! — это продукт жизнедеятельности небольших сине-зеленых водорослей, начавших жить на Земле примерно два миллиарда лет назад и живущих поныне в мелководных, хорошо прогреваемых акваториях. Сотни тысяч «столбиков» строматолитов создают крупные рифы, такие же примерно, как современные коралловые рифы. Остатки такого рифа мы и имеем у горы Аргуз. В чем же значение этого памятника природы?
Строматолиты слагают у нас на Урале основание огромной — до пяти километров — толщи доломитов, известняков, мергелей саткинской свиты рифея. Они (эти слои) являются отличным, всегда узнаваемым маркирующим горизонтом. Следовательно, геолог-исследователь, узнав их в поле и описав, может точно определить, с какой частью разреза Земли он имеет дело. Особое значение памятника у горы Аргуз и в том, что он служит эталоном не только для Урала, но и для других регионов Земли.
Геологический разрез на озере Иткуль. Также характеризует древнейшие эпохи геологической истории Урала. Здесь на восточном и южном берегах одного из крупнейших озер Челябинской области, в 20 километрах от Верхнего Уфалея, можно последовательно изучать комплекс метаморфических образований, обрамляющих щелочные породы Вишневых и Ильменских гор.
В составе его разнообразные слюдяные кварц-полево-шпатовые сланцы с гранатом, цоизитом, амфиболом; кварциты, в том числе и графитистые; сильно измененные гипербазиты, многочисленные дайки гранитов. Благодаря тому, что в разрезе есть породы, заметно отличающиеся устойчивостью к процессам выветривания, обнаженность его очень неравномерна. Очень сильно разрушены гранатосодержащие сланцы. «Держались» они на карбонатном цементе, а он легко разрушается. Благодаря этому на берегах Иткуля можно наблюдать уникальные гранатовые пляжи (юго-восточный берег). Широко распространены в разрезе «штриховатые» сланцы, названные так из-за длиннопризматических кристаллов роговой обманки, располагающихся по плоскостям сланцеватости (длина отдельных кристаллов — 7—10 см). Часто роговая обманка в сланце сочетается с крупными гранатами, что придает породе праздничный декорум. Встречаются на берегах Иткуля интересные с минералогической точки зрения проявления фосфоритов и хромитов.
Геологический разрез горы Маячной. Находится в Брединском районе, недалеко от поселка Березовка. Здесь на площади 0,8 квадратных километра в многочисленных естественных выходах, искусственных выработках видны метаморфизованные лавы, осадочные породы: сланцы, алевролиты, песчаники, конгломераты, содержащие фауну ордовика — одного из самых древних периодов палеозоя. Породы окрашены в малиновые, вишневые, бурые тона. Геологи до сих пор спорят о том, каким образом залегают здесь породы.
Впервые нашел палеофауну на горе Маячной известный уральский геолог Н. Ф. Мамаев. Он и многочисленные исследователи, работавшие на ней потом, выявили более 20 видов брахиопод (плеченогих моллюсков) и пять форм трилобитов (древних ракообразных). Из брахиопод наиболее знаменит «Ортис калиграмма», точно датирующий осадки как нижнеордовикские не только у нас на Урале, но в Скандинавии и в Северной Америке.
Геологический разрез у Троицка. Находится на окраине города, на берегу Увельки. Здесь в скальных выходах высотой восемь-девять метров на протяжении 800 метров наблюдаются осадочные породы: алевролиты, песчаники, углисто-глинистые сланцы; вулканогенно-осадочные — туфопесчаники, туффиты, туфоалевролиты; вулканические породы — базальты, туфы, переслаивающиеся в разрезе.
В сланцах и туффитах в 50-х годах Н. Ф. Мамаев нашел многочисленные хорошо сохранившиеся остатки животных, живших 480—500 миллионов лет назад,— трилобитов, брахиопод. Был найден еще один репер, по которому можно было судить не только о возрасте вмещающих фауну пород, но и о палеогеографии, палеоклимате, характере палеовулканизма. Даже температуру и соленость морской воды специалисты определяют по таким вот находкам. Зачем они нам, людям XX столетия? Хотя бы затем, что в дальнейшем они служат путеводной нитью при поиске полезных ископаемых.
Ордовик — это начало палеозойской истории Урала. Продолжение было столь же мощным и впечатляющим! На протяжении почти 300 миллионов лет Урал был страной вулканов. Вулканические плато часто сменялись вулканическими островами. Острова эти в периоды наступления моря оказывались под водой. Отмирали одни вулканы, нарождались другие. Они зафиксированы «в протоколах» Земли — геологических разрезах.
По периферии вулканов в морских глубинах формировались мощные толщи карбонатных, глинистых, кремнистых, часто углеродсодержащих пород. В создании их активное участие принимали мельчайшие морские организмы: радиолярии, фораминиферы, водоросли, граптолиты, конодонты, являющиеся ныне определителями возраста пород.
Силурийское время — расцвет граптолитов (маленьких колониальных морских организмов). Одна из известнейших находок у деревни Булатово в Уйском районе.
Геологический разрез черных фтанитов у деревни Булатово можно наблюдать на правом берегу Уя. Это скальные выходы, высотой до 30 метров и протяженностью около 400, сложенные темно-серыми, черными углеродсодержащими кремнистыми породами (фтанитами). Граптолиты здесь впервые были обнаружены геологом К. П. Плюсниным в 1966 году. С тех пор поиски этих маленьких, похожих на засушенную веточку существ, живших более 500 миллионов лет назад, неоднократно возобновлялись. Кроме граптолитов в сланцах у деревни Булатово находили остатки радиолярий и акритарх. Разрез этот является эталонным для изучения, сопоставления углеродсодержащих сланцев силура с аналогичными породами других систем палеозоя. По ним мы восстанавливаем последовательность событий, определяем объем извергнутого материала, характер извержений и многое, многое другое.
Геологический разрез у поселка Грязнушинского. Здесь расшифрована история вулканизма на Урале в верхнетурнейское время (340 млн. лет). На расстоянии 200—300 метров вдоль левого берега реки Урал геологи выделили 34 палеопотока лав основного состава, мощностью от 0,3—0,5 метра до 10—16 метров. Детально описали строение этих лав: крупные шары («подушки»), характерные для океанических излияний; структуры течения лавы; следы выхода многочисленных пузырьков газа, пара — миндалины (правильные округлые или эллипсовидные отверстия в лавах диаметром до 1,5—2 см).
Такой детально изученный разрез, в котором полевые наблюдения подкреплены и множеством различных анализов,— это уже не только репер, но и учебное пособие, которым могут пользоваться тысячи людей многие годы.
Геологический разрез по реке Худолаз. В нем наблюдаются карбонатные породы — известняки, насыщенные органическими остатками, характеризующими морской бассейн визейского времени (340—330 млн. лет).
Интенсивный морской вулканизм начала визейского времени затух. Море обмелело, и в обрамлении потухших, но еще достаточно теплых вулканов в воде, насыщенной минеральными солями, углекислотой, начали отлагаться известняки. Своим появлением они обязаны прежде всего чрезвычайному развитию мелких раковинок — фораминифер.