Экспедиция начала работать, как говорится, не на пустом месте. К тому времени уже было доказано сходство некоторых уральских пород с корой океанического тина, была издана «Тектоническая карта Урала», базирующаяся на концепции новой глобальной тектоники. Но были не ясны размеры и география древнего океанического бассейна, соотношение геологических событий на этом огромном пространстве.
Три года кропотливых маршрутов и жарких дискуссий морских и континентальных геологов привели к весомым результатам — была воссоздана история Уральского палеоокеана. Реконструкции показали, что океан имел ширину около двух тысяч километров и обрамлялся островными дугами и окраинными морями. Раскрытие его началось около пятисот миллионов лет назад и завершилось спустя сто пятьдесят миллионов лет при столкновении Восточно- Европейского и Сибирского континентов.
Рассматривая геологическую историю Уральского палеоокеана, мы неоднократно обсуждали вопрос: как доказать существование в палеозое на Урале «черных курильщиков» и гидротермальных оазисов? Была составлена программа исследований этих уникальных геологических явлении и создана специальная лаборатория, в которую вошли несколько молодых специалистов. Моим главным помощником стал Валерий Масленников, человек творческий и одержимый геологией.
Нашими рабочими лабораториями были карьеры, в которых добывались медно-цинковые руды, и кернохранилища геологоразведочных партий, в которых сосредоточен керн тысяч (!) буровых скважин. Никакой романтики! Карьеры наполнены шумом гигантских машин, грохотом экскаваторов, пылью взрывов. А кернохранилигца внешне вообще унылы и сонны — это ряды сотен ящиков с цилиндрическими столбиками горных пород, поднятых из скважин. В зной и слякоть тяжелые ящики нужно расставить, описать керн, отобрать многие пробы и образцы. Только после многолетней работы сложилась внятная картина событий, происходивших миллионы лет назад на морском дне. И нельзя не вспомнить добрым словом специалистов из рудников и геологоразведочных партий, которые нам помогали в работе, чьими первичными материалами мы пользовались.
Много забот принесло нам определение древней фауны из гидротермальных оазисов, уж очень необычна эта группа организмов. Однако совместно с биологом Алексеем Кузнецовым из Института океанологии РАН задача все- таки была решена.
Но, как снежный ком, возникли новые проблемы, решение которых требовало больших средств. Выручили нас Российский фонд фундаментальных исследований и Международный научный фонд Сороса, поддержавшие два наших научных проекта. Обоснованию проектов способствовало то, что на колчеданном месторождении Яман-Касы в Оренбургской области была недавно открыта самая древняя в мире гидротермальная фауна. Это вызвало большой интерес специалистов не только России, но и зарубежных стран.
В каменных волнах былых океанов
Прежде всего возник вопрос: где искать «черных курильщиков» и сопутствующую фауну? Анализ геологических данных привел к выводу, что сначала следует выделить рудоносные гидротермальные поля. Этот термин еще не получил широкого распространения среди геологов, изучающих складчатые пояса. Да и в морской геологии он лишь недавно начал использоваться для обозначения участков, где изливаются горячие источники. Выделить такие поля в каменных волнах былых океанов — очень сложная задача. Ее решение требует знаний о распространении в геологическом пространстве гидротермальных отложений и продуктов их разрушения.
С первыми у нас особых проблем не было. Мы знали, что в устьях высокотемпературных источников отлагаются сульфидные руды, а вблизи менее горячих — кремнистожелезистые породы, сходные с яшмами. Но с продуктами разрушения гидротермальных отложений пришлось много поработать, чтобы установить их признаки. Особенно трудными для определения оказались продукты подводного окисления колчеданных руд. Сначала потребовалось установить, что такой процесс вообще шел на морском дне Десятки скважин и уступов в карьерах пришлось изучить, прежде чем мы доказали этот факт.
С помощью компьютерной технологии Олег Теленков и Валерий Масленников разработали способы, позволяющие распознавать продукты подводного окисления. Оказалось, что они выделяются повышенным содержанием фосфора, меди, цинка, золота. Как покажу дальше, это заключение имеет большое практическое значение.
Обобщив данные о геологическом строении палеогидротермальных полей, мы выяснили пути и условия их формирования. Первое условие — проницаемые зоны, по которым магма и гидротермальные растворы поступали на морское дно. Главными структурами такого типа были локальные рифты-раздвиги, по которым блоки земной коры расступались, давая путь глубинному материалу. В результате раздвигов формировались линейные впадины, в которых сосредоточены гирлянды вулканических куполов.
Второе условие — присутствие под вулканами долгоживущих магматических очагов, энергией которых морские воды нагревались, где они обогащались глубинными флюидами и превращались в рудоносные растворы. Конечно, это очень упрощенная схема, но главное здесь отражено: эффективность взаимодействия морской воды и магмы.
