Оказалось, что страна, лежащая вблизи магистрали Мурманской железной дороги, была совершенно неизвестна: там, где на картах были обозначены низины, исследователи находили скалистые горные хребты, а многие реки протекали совсем не в тех направлениях, которые были показаны на картах. Эта страна нуждалась не только в геологическом, но и в географическом изучении.
Через 6 лет после начала работ уже стали известными залежи хибинского апатита, и вскоре начались промышленные разведки, выявившие грандиозные их масштабы, и постройка железнодорожной ветки.
Так, после пионерских дерзаний Рамзая советские геологи ценой геройских подвигов и усилий открыли путь к богатствам, заключенным в огромном массиве щелочных горных пород, внедрившимся в земную кору около-300 млн. лет назад.
Хибинские и Ловозерские Тундры представляют собой крупнейший в мире выход на поверхность глубинных горных пород, прорвавших древнейшие кристаллические; сланцы Фенноскандинавского щита, часть которого составляет Кольский полуостров. Щитами и платформами, как. известно, называются участки земной коры, подвергнувшиеся интенсивной складчатости в первые периоды ее существования, оказывающие большое сопротивление в дальнейшем горообразовательным силам. Частями одного из замечательнейших щитов являются Скандинавский полуостров, Финляндия и Кольский полуостров, который уже с девонского периода геологической истории Земли никогда не был под поверхностью моря и не сминался в складки. Только окраины его были смяты горообразовательными, процессами или изломаны сбросами.
Хибинская научно-исследовательская горная станция Академии Наук
Фото К. Д. Щербаковой
Однако в отдаленную палеозойскую эру существования Земли в толщу сланцев, слагающих район Хибин, из глубин земли вторглись массы жидкой щелочной магмы, которые частично, может быть, даже излились на ее поверхность.
Охладившаяся лава и залегавшие под ней сланцы впоследствии были разрушены действием воздуха, воды и смены температур, а застывший на глубине массив кристаллических горных пород стал возвышаться над размытой поверхностью земли.
Замечательная особенность Хибинских и Ловозерских Тундр — их кольцевое строение: внешние дуги, сложенные из крупнозернистых нефелиновых сиенитов — хибинитов, окружают центральное ядро также из сходных по составу пород — фойяитов. А между ними кольцевыми дугами залегают более молодые горные породы, отличающиеся по своей структуре от пород внешнего кольца и центрального массива. Эти более молодые дуги (расчорриты и ийолит-уртиты) прорезаны апатито-нефелиновыми породами.
Когда магматический массив уже покрылся твердой корой, в трещины ее врывались массы более жидкой, насыщенной летучими веществами магмы, содержавшей в растворе-расплаве соединения редчайших элементов. Они застывали в виде пегматитовых жил, в которых мы находим минералы, содержащие цирконий, титан и редкие земли.
Горные породы Хибинских и Ловозерских хребтов настолько отличаются от известных в других местах горных пород, что геологи дали им даже особенные названия по имени сложенных ими гор.
Исследуя склоны Хибинских и Ловозерских Тундр, геологи сделали много ценных для нашей горной промышленности открытий. Они нашли там неисчерпаемые залежи горных пород с высоким содержанием минерала апатита.[6]
Апатито-нефелиновые «дуги» Хибин — единственное в мире явление как по составу этой горной породы, так и по доступному для эксплоатации количеству апатитовой руды. Восточная дуга, содержащая наибольшие запасы, вытянулась на 11,5 км. Мощный пласт апатитовой руды проходит по склонам гор, прерываясь в местах пересечения их речными долинами.
Наглядное представление о форме этой огромной залежи дает акад. А. Е. Ферсман, который делает допущение, что залежь апатитовой руды имеет форму плоского опрокинутого конуса с вершиной, расположенной под склонами Эвеслогчора на глубине 5–7 км. «Тогда наша рудная полоса, — говорит акад. Ферсман, — будет выстилать основание этого конуса и в виде фестонов висеть на его поверхности. Глубокие речные долины и ледниковые цирки разрушили его, как бы разорвали на отдельные части, но геологический и гео-химический анализы позволяют связать их всех в единую по происхождению дугу. На. севере этот замечательный пояс начинается в долине маленького притока р. Лопарской — Воркеуай («гремящий ручей» по-лопарски), где он оказывается зажатым между нефелиновыми породами — уртитом и луявритом; далее быстро расширяется и на склонах южного отрога Кукисвумчорра представлен грандиозным размером современного рудника, идущего как вдоль по простиранию, так и в долине р. Лопарской по падению. Здесь мы с особой ясностью видим, что верхняя граница апатитового тела весьма неправильна, что она отдельными жилами врывается далеко в кровлю, ветвясь и разделяясь, сохраняя, однако, вообще свое падение к востоку. Долина р. Лопарской своими коренными отложениями и речными наносами скрывает дальнейшее продолжение пояса, но глубокие буровые скважины проникли уже на 100 м ниже уровня озера Большого Вудъявра, все время обнаруживая высокосортный апатит.
Далее апатитовая дуга начинает подниматься по склону горы Юкспора; внизу она вскрыта новым рудником, разведочными канавами и, наконец, на самой вершине Юкспора, на высоте около 800–900 м над уровнем моря, она расширяется в значительное плато. Следуя на юго-восток, мы видим, как дуга начинает опускаться по южному склону Юкспора в долину Юкспориока, но здесь она быстро уменьшается по своей толщине и, наконец, на высоте 610 м сходит почти совершенно на-нет…
Еще далее эти отрывки, возможно, сливаются с огромным апатитовым полем Западного Расвумчорра, так что, если представить себе Апатитовый цирк заполненным, то все эти части вместе с Юкспором составили бы один большой фестон».
Апатитовая дуга подстилается горной породой, содержащей до 85 % нефелина,[7] которая залегает в виде второй, наружной, дуги, концы которой уходят гораздо дальше, чем у апатитовой дуги. Эта нефелиновая дуга занимает площадь более 25 км2. Запасы апатита, содержащего до 34 % фосфорной кислоты, намеряются сотнями миллионов тонн, запасы нефелина — десятками миллиардов тонн.
Расплавленная, насыщенная газами магма, застывшая в виде апатитовых и нефелиновых пород, внедрилась среди ранее затвердевших дуг, слагающих Хибинский массив.
Вот что говорит А. Е. Ферсман о происхождении этих пород:
«Образование апатитовых и нефелиновых пород надо себе представить таким образом: в последние моменты остывания огромного подземного очага магмы, когда даже центральная часть канала была сверху закрыта затвердевшими массами, снизу снова поднялись расплавы, богатые летучими веществами, и пробили себе дорогу по образующей того конуса, о котором говорилось выше, как раз между дугами ранее застывших пород. При этом внедрении они частично переплавили эти образования, частью проникли отдельными жилами. Как тягучая масса, застывали они в этой обстановке, обволакивая куски, падающие в них с кровли, растекаясь в виде густой массы, которая наверху накапливала летучие газы, а внизу располагалась слоями, по мере охлаждения образуя те «флюидальные структуры», которые с замечательной резкостью наблюдаются на руднике Кукисвумчорра. При этом произошло и разделение апатитовой породы на две части: на верхнюю богатую зону, которая по своему строению получила название пятнистой, и нижнюю — сетчатую».
Кроме апатита, разведчиками Хибинских и Ловозерских Тундр были найдены богатые залежи редких минералов. Десятки жил малинового эвдиалита, содержащего цирконий, были открыты на перемычке Куэльпора, а в одном из ущелий оказались крупные скопления редчайшего минерала — ловчоррита (содержащего много редких земель); даже около самой Горной станции Академии Наук было найдено месторождение чистейшего плавикового шпата.
6
Апатит оказался не просто соединением фосфорной кислоты и окиси кальция, но значительно более сложным соединением, в состав которого входят также редкие земли, окись стронция и фтор. В чистом минерале содержится около 40 % фосфорного ангидрида.
7
Нефелин представляет собой минерал из группы алюмосиликатов, отличающийся сравнительно высоким содержанием окиси алюминия — 3,25 % и окиси натрия и калия — 20 % при чрезвычайно легкой растворимости в кислотах.