Феодосий Николаевич Чернышев (1856—1914): читать книгу онлайн полностью и бесплатно

1 мая 1882 г. на заседании Присутствия Геологического комитета В. И. Мёллер доложил о состоянии работ по геологической съемке западного склона Южного Урала и предложил проект их продолжения. По этому проекту оставшаяся неисследованной площадь около 100 тыс. квадратных верст разделялась на четыре района, картирование которых поручалось определенному геологу: северный участок был закреплен за кандидатом Казанского университета П. И. Кротовым, второй с севера — за младшим геологом комитета А. А. Краснопольским, третий — за профессором Казанского университета А. А. Штукенбергом. Ф. Н. Чернышев получил южный участок, граничивший с районом его работ 1881 г. Предполагалось заснять всю эту площадь к 1886 г., и Ф. Н. Чернышев успешно справился с этой задачей.

При подготовке Общей геологической карты Европейской России в числе первых работ была предложена территория 139-го листа, материал для которого мог быть собран в относительно короткий срок. В Горнозаводской части Южного Урала ученые начали работать еще во второй половине XVIII в. В 1770 г. по площади 139-го листа прошли маршруты экспедиции академиков П. С. Палласа и И. И. Лепехина, которые в своем описании ограничились отдельными указаниями на выходы некоторых пород и полезных ископаемых. С 1783 по 1791 г. Южный Урал трижды посетил И. Г. Герман, в трудах которого имелись указания на геологическое строение площади от Симского завода до Уральского хребта, сложенной известняками, мергелями, песчаниками, сланцами, гнейсами и гранитами, И. Г. Герман зафиксировал целый ряд особенностей геологического строения этого района. Им же была составлена первая геологическая карта местности с указанием выходов различных пород и месторождений полезных ископаемых. В 1826 и 1834 гг. П. П. Аносов опубликовал в «Горном журнале» две статьи, в которых затрагивались некоторые вопросы геологического строения района Златоустовских заводов. В 1828— 1829 гг. появилась работа по Южному Уралу молодых геологов Э. К. Гофмана и Г. П. Гельмерсена с приложением 50-верстной карты и описанием орографии местности. В 1841 г. вышла из печати крупная работа Г. Е. Щуровского «Уральский хребет в физико-географическом, геогностическом и минералогическом отношениях» с приложением нескольких геологических карт.

Наиболее значительной работой раннего этапа изучения Урала следует считать книгу Г. Розе «Минералого-геогностическое путешествие на Урал, Алтай и Каспийское море» (1842 г.), в которой был дан свод геологических наблюдений, собранных экспедицией А. Гумбольдта, Г. Розе и X. Г. Эренберга. В работе Г. Розе можно найти много интересных сведений о петрологии и минералогии Урала.

Подлинным реформатором в деле изучения геологии Урала, особенно его осадочных толщ, явился Р. Мурчисон, глава экспедиции, приглашенной русским правительством для геологического изучения России; впоследствии он был избран академиком Петербургской Академии наук. Стратиграфическое расчленение осадочных толщ Русской платформы и Урала, проведенное Р. Мурчисоном, составило научную основу для последующих стратиграфических исследований. К труду Р. Мурчисона «Геология России» (1845 г., русский перевод 1849 г.) было приложено описание палеонтологического материала экспедиции, сделанное такими крупными специалистами, как Э. Вернейль и А. Д’Орбиньи.

Стратиграфо-фаунистическими исследованиями на Южном Урале занимался спутник Э. К. Гофмана М. Грюнвальдт, который ошибочно, по мнению Ф. Н. Чернышева, отнес к силуру ряд горизонтов, в частности известняки Юрюзанского и Белорецкого заводов, а артинские песчаники поместил среди каменноугольных отложений. Достаточно полное геологическое описание Южного Урала было сделано в 1859 г. Н. П. Барботом де Марии, который, как и М. Грюнвальдт, отнес мощные толщи осадков к силурийской системе.

Экспедиция X. И. Пандера и В. И. Мёллера (1861 г.) установила ошибку Р. Мурчисона и М. Грюнвальдта в определении возраста артинских песчаников, а с 1862 г. В. И. Мёллер начал описание каменноугольной фауны Урала. Его труд остался незаконченным, и Ф. Н. Чернышев продолжил эту работу в своей капитальной монографии по верхнекаменноугольным брахиоподам. В. И. Мёллером в 1869 г. была составлена геологическая карта западного склона Урала в 20-верстном масштабе.

Таким образом, систематической геологической съемке территории 139-го листа предшествовали многие геологические исследования, но они касались мест, прилегающих к заводам, и северной, более доступной части района; «вся же глухая Башкирия представляла девственную почву для исследований, так как многие пункты в первый раз увидели человека, преследующего в своих путешествиях научные цели» ^[3].

139-й лист был составлен благодаря исследованиям четырех геологов: А. П. Карпинский собрал материал по восточной части листа; Ф. Н. Чернышев —по западному склону Урала; И. В. Мушкетовым была составлена карта Златоустовского округа, т. е. территории между площадями А. П. Карпинского и Ф. Н. Чернышева; А. А. Краснопольский заснял юго-западный угол листа. Больше всех на площади листа пришлось работать Ф. Н. Чернышеву, он же составил затем его геологическое описание.

По сложности геологического строения район этого листа был особенно труден. Поэтому работа потребовала больших усилий как в полевых условиях, так и при обработке материала и составлении карты, основная доля которых легла на Ф. Н. Чернышева, составившего самый объемный третий том «Трудов Геологического комитета» (1885—1889 гг.), в котором сведены данные по территории 139-го листа. В него входят работы Ф. Н. Чернышева «Фауна нижнего девона западного склона Урала», А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышева и А. А. Тилло «Орографический очерк и абсолютные высоты 139-го листа», Ф. Н. Чернышева «Фауна среднего и верхнего девона западного склона Урала» и Ф. Н. Чернышева «Описание центральной части Урала и западного его склона в пределах 139-го листа».

В предисловии к геологическому описанию 139-го листа Ф. Н. Чернышев писал: «Опубликование этой работы значительно замедлилось как вследствие обилия фактического материала, собранного в течение трех лет, так и потому, что систематическое описание возможно было начать только тогда, когда были покончены работы, послужившие основанием для установления тех хронологических подразделений, которые допущены на нашей карте. Одним из самых важных вопросов было выяснить возраст той громадной толщи, которая считалась прежде немой в палеонтологическом отношении и относилась большинством моих предшественников к силуру. Тщательно собранный обширный материал, а также систематические стратиграфические наблюдения дали возможность доказать, что все эти отложения относятся к девону, и что среди них можно отличить на Урале полную серию девонских отложений Запада Европы и Америки. Все фаунистические данные, на которых основаны мои соображения, заключаются в двух монографиях, помещенных в Трудах Геол. Комит. (Т. Ill, № 1 и 3). К сожалению, я не могу при описании каменноугольного материала опираться на такие же палеонтологические работы, так как верхне- и нижнекаменноугольная фауна Урала требует серьезной монографической переработки»^[4]. Впоследствии Ф. Н. Чернышев восполнил этот пробел^[5].

Описывая трудности работы, Ф. Н. Чернышев отмечал: «...лишь четвертую или пятую часть маршрутов удалось совершить на телеге; все остальное пространство пройдено пешком, на лодке или утлом плотике. Вообще не лишне заметить, что почти все затруднения в исследованиях Южного Урала, о которых упоминали Гофман и Гельмерсен полстолетия с лишком тому назад, целиком сохранились до сих пор... Если читатель вспомнит, что район каждогодных исследований обнимает от 10 до 12 тысяч квадратных верст, что иногда случалось проходить до сотни верст в почти девственных, безлюдных местностях, по целым неделям не иметь возможности облегчиться от собранных коллекций, что сопровождалось множеством других мелких, может быть, затруднений, но которые, при безостановочном ежедневном движении вперед, составляют заметное лишение,— то, надеюсь, оценит во всяком случае по достоинству собранный материал» ^[6].

Академик Д. В. Наливкин так описывает работу Ф. Н. Чернышева на Урале в эти годы: «Геологический комитет выдавал весьма скромные средства на производство работ. Приходилось быть очень экономным и расчетливым. На Урале Феодосий Николаевич покупал лошадь, благо травы было достаточно, из местных жителей нанимал рабочего, брал скудный запас провизии и отправлялся на недели в горы и леса. Палаткой Чернышев не пользовался, так как она доставляла много хлопот при перевозке. Он предпочитал проводить ночи под открытым небом, завернувшись в кошму, с седлом под головой. Работал он всегда много и не знал усталости. Во время экспедиций его помощники часто отставали от своего руководителя, постоянно подбадривавшего их в пути» ^[7].

В 1883 г. Ф. Н. Чернышев работал на площади, ограниченной на севере параллелью Верхнеартинского завода, на юге — р. Большой Ик, на востоке — реками Ургала (приток Арши, впадающей в Ай) и Ураим (приток Уфы), на западе —р. Уфой от Усть-Маша до Усть-Байков. Тем самым геологической съемкой была покрыта территория, на севере смыкающаяся с районом работ А. А. Штукенберга, на востоке — А. П. Карпинского, и на будущий год оставалось заснять площадь к западу от р. Уфы.

Ф. Н. Чернышев начал работы с востока, с Нязе- Петровской дачи, поскольку стремился проверить справедливость своих заключений, полученных предыдущими работами, об ошибочном датировании возраста полосы известняков, бедных ископаемыми и залегающих под нижнекаменноугольными отложениями. Им было установлено, что светло- и темно-серые известняки, считавшиеся до сих пор верхнесилурийскими, должны быть отнесены к девонскому возрасту, а именно к верхним горизонтам нижнего девона. В обнажениях на берегу Уфы в этих известняках им была обнаружена богатая фауна; из 33 форм 11 оказались исключительно девонскими, причем пять из них встречаются преимущественно в среднедевонских отложениях, шесть форм общих для верхнего силура и девона, но из них три переходят в верхний девон, а одна — в каменноугольные отложения; три формы из слоев Барранда и три формы новые. Ф. Н. Чернышев заключает: «Уже этих пояснений совершенно достаточно, чтобы оправдать мой высказанный в предварительном отчете прошлого года (1882) взгляд на возраст известняков Серьгинской дачи, составляющих северное продолжение известняков Нязе-Петровской дачи; в своем отчете я, на основании некоторых соображений, высказал, что возраст указанных известняков едва ли можно считать не девонским, а верхнесилурийским, как это сделал покойный Н. П. Барбот де Марии»^[8].

Толщи глинистых сланцев, конгломератов, песчаников и кварцитов, залегающих под описанными известняками, на основании целого ряда стратиграфических и палеонтологических данных были отнесены Ф. Н. Чернышевым к нижнедевонским отложениям. К этому же возрасту была отнесена толща метаморфических сланцев (тальково-глинистых, хлоритовых, слюдяно-хлоритовых и т. д.), которая стратиграфически тесно связана с нижнедевонскими глинистыми сланцами, песчаниками и кварцитами.

Девонские отложения окаймляются полосой нижнекаменноугольных известняков, которая, то суживаясь, то расширяясь, протягивается от Шамагинского завода к верховьям Ургалы. Западнее расположено широкое поле залегающих почти горизонтально артинских отложений. Последние встречаются в виде отдельных островков и на восток от полосы каменноугольных известняков, залегая согласно на последних.

На западе исследованного района песчаники и сланцы, аналогичные артинским, лежат в основании мощной известково-доломитовой толщи, которую Ф. Н. Чернышев на основе фаунистической характеристики датировал как пермо-карбоновую и разделил на четыре горизонта. Установить более точное положение в ней артинских песчаников, содержащих фауну головоногих, ему в 1883 г. не удалось из-за скудости фаунистических находок.

Над пермо-карбоновой толщей доломитов, по его данным, расположены серые рыхлые карбонатные породы, которые условно из-за отсутствия в них палеонтологического материала можно отнести к пермским отложениям.

В области верхнекаменноугольных отложений на Уфимском плоскогорье было прослежено до пяти палеонтологически и петрографически охарактеризованных горизонтов. При этом на верхнем из них непосредственно и согласно залегают артинские отложения.

В третьем из выделенных верхнекаменноугольных отложений Уфимского плоскогорья Ф. Н. Чернышев отметил практическое значение горючего сланца, а в нижнем горизонте пермо-карбоновых отложений, распространяющемся на сотни километров,— белого гипса.

Следовательно, именно в предварительных отчетах о геологических исследованиях на западном склоне Южного Урала в 1882—1884 гг. было впервые зафиксировано крупнейшее открытие Ф. Н. Чернышева как стратиграфа — девонский возраст группы осадков, занимающих обширную площадь вдоль западного склона Урала и принимавшихся ранее за силурийские. Весьма существенно, что девонский возраст этих толщ был палеонтологически доказан не только для известняков, но и для песчаников. Важным было также доказательство непосредственного налегания известково-доломитовой толщи с преобладающей в верхних горизонтах пермской фауной на артинские отложения песчаников.

В 1884 г. Ф. Н. Чернышев, кроме работ, порученных ему Геологическим комитетом в 1882 г., был обязан закартировать центральную часть Урала в междуречье Урала и Белой, чтобы увязать результаты своих работ предыдущих лет с таковыми на площади, закартированной А. П. Карпинским по восточному склону Урала. Задача усложнилась тем, что лето оказалось дождливым. Это замедлило его работы и усугубило трудности, вызванные непредвиденной сложностью геологического строения района междуречья Белой и Урала.

Ф. Н. Чернышев прежде всего внес серьезные коррективы в представления Г. П. Гельмерсена, Э. К. Гофмана, Р. Мурчисона об орографии междуречья. Краткая и четкая оценка геологических исследований Ф. Н. Чернышева в этот полевой сезон была дана в отчете Геологического комитета за 1885 г.: «Главные результаты этих работ состоят: 1) в подробном изображении весьма сложного геологического строения упомянутого центрального пространства Урала на геологической карте 2-верстного масштаба; 2) в определении нижнедевонского возраста известняков верховьев р. Белой и кварцитов, образующих высочайшие хребты Южного Урала Иремель, Бакты, Аваляк и др. и причислявшихся прежде, совместно с упомянутыми известняками, к силурийской системе; 3) в определении географического положения центрального Уральского хребта, образованного до самых южных пределов области 139-го листа 10-верстной карты метаморфическими сланцами, причем кряжи Аваляк и Караташ не могут быть рассматриваемыми за продолжение Уралтау, как это думали ранее» ^[9].

Ф. Н. Чернышевым было установлено, что центральный хребет Уралтау тянется в виде непрерывной полосы метаморфических сланцев от южной границы 139-го листа до Златоустовского округа. Изучение местности к востоку от полосы метаморфических сланцев потребовало от Ф. Н. Чернышева много времени и труда. Здесь выходы коренных пород сосредоточены не по берегам рек, а на значительном удалении от них на отдельных возвышенностях, каждую из которых приходилось осматривать, так как наблюдалась частая смена выходов различных пород, и это было трудно отразить даже на 2-верстной карте. Ф. Н. Чернышевым были выделены четыре группы пород: зеленые сланцы и обломочные зеленокаменные породы, змеевики, сиениты, порфиры. Из осадочных здесь были встречены породы девонского и каменноугольного возраста. Часть зеленых сланцев Ф. Н. Чернышев определил как измененные метаморфизмом верхнедевонские сланцы, песчаники, конгломераты, а материнской породой змеевиков посчитал энстатитовую породу.

Кварциты Бакты, Иремеля, Аваляка и Ягодных гор были отнесены Ф. Н. Чернышевым к девону на основании их залегания между известняками с фауной верхнего горизонта нижнего девона и известняками верховьев р. Белой, фауна которых коррелируется с классической девонской фауной Северной Америки и Гарца. Другим основанием для определения возраста известняков верховьев р. Белой, по Ф. Н. Чернышеву, является то, что они отличаются от типичных верхнесилурийских известняков, описанных Ф. Б. Шмидтом в Прибалтике. Большая же часть известняков на площади, изучавшейся Ф. Н. Чернышевым в 1884 г., была отнесена им к нижнекаменноугольному возрасту.

Данный район представлял для Ф. Н. Чернышева и ту трудность, что он был насыщен интрузивными телами и метаморфизованными толщами, с которыми он до тех пор не сталкивался. Это сильно затрудняло определение возрастных отношений между осадочными породами района: «Породы девонского и каменноугольного возраста представляются отдельными островами, причем слои их сильно переломаны и прорезаны изверженными породами. Несмотря на то что осадочные породы сильно метаморфизованы, мне удалось в нескольких пунктах добыть палеонтологический материал» ^[10].

Ф. Н. Чернышевым были описаны также послетретичные отложения картируемого района, а также полезные ископаемые. Среди последних он отмечает месторождения хромистого железняка в змеевиках, бедных медных руд, железных руд, талька и магнезита.

Поскольку на западный склон Урала в 1884 г. Ф. Н. Чернышев смог перейти лишь в августе, он по- настоящему не начал проводить работы в области, прилегающей к Каратау, а предпочел завершить геологическое картирование территории, которое было поручено ему еще в 1882 г.

Летом 1885 г. Ф. Н. Чернышев сосредоточил свои работы между р. Уфой и северо-западной границей участка, а также в области, прилегающей к хребту Каратау. Прежде всего он решил повторить маршрут профессора В. И. Мёллера и проплыл на лодке по Уфе от с. Спасского до устья Усы, изучив на этом пути все обнажения, что позволило проследить взаимоотношения верхнекаменноугольных известняков и пермо-карбоновых оолитов, доломитов и известняков. Было установлено, что среди пермо-карбоновых и пермских слоев лежит обширное поле верхнекаменноугольных известняков, представляющих собой антиклинальную складку с крутым восточным и пологим западным крыльями. На западе верхнекаменноугольные известняки уходят под отложения пермо-карбона. На юге и востоке между этими группами отложений вклиниваются артинские слои песчаников, отсутствие которых на западе Ф. Н. Чернышев объяснил перерывом в отложении. Верхний ярус пермо-карбона петрографически и палеонтологически тесно связан с нижнепермскими доломитами и известняками, а последние, в свою очередь, постепенно переходят в пестроцветные породы, часть которых, по палеонтологическим данным, должна быть отнесена к перми. В целом же со стратиграфией пермских отложений в этом районе Ф. Н. Чернышеву не удалось разобраться до конца из-за недостатка палеонтологических данных по некоторым горизонтам. Выходы на поверхность верхнекаменноугольных известняков он объяснял значительным размывом, на что указывало наличие валунов массивных метаморфических и девонских пород, вымытых из петроцветных конгломератов.

Ф. Н. Чернышев сформировал новое представление о природе Уфимского ллоскогорья, названного так В. И. Мёллером. Он трактует эту область как антиклинальную складку, на восточном крыле которой верхнекаменноугольные известняки последовательно сменяются артинскими песчаниками. Процессы размыва усложнили геологические границы между этими образованиями, поэтому их нельзя проводить, руководствуясь только орографическими признаками, как это было сделано В. И. Мёллером. На протяжении ряда лет Ф. Н. Чернышев измерял абсолютные высоты в различных точках картируемой площади и установил, что на так называемом Уфимском плоскогорье и за его пределами они колеблются примерно в одном и том же диапазоне, что исключает подобную его геоморфологическую квалификацию. Он писал: «В первый год моих странствований в местности, прилегающей к большому тракту (Тастуба, Байки), я, подобно В. И. Мёллеру, смотрел на верхнекаменноугольное поле как обособленное орографически от окружающей местности; такое впечатление вполне понятно на основании указанных особенностей строения области, лежащей у Тастубы. Но более подробное изучение не дает подтверждения такому взгляду,, и после всего вышесказанного едва ли можно говорить об Уфимской плоской возвышенности как строго орографически выраженной среди окружающей местности» ^[11].