Общая нефтяная геология

Опытный метод также  не остался чужд геологии. В сороковых  годах нынешнего столетия химик-геолог Бишоф путем лабораторных исследований показал возможность решить некоторые  геологические вопросы в лаборатории. В особенности громадная заслуга  этого ученого заключается в  показании химической роли воды на различные минералы и горные породы, а также для выяснения вопроса  о различных химических изменениях, происходящих в твердой земной коре под влиянием циркулирующей в ней воды. Другой ученый — француз Добрэ — доказал возможность искусственным путем показать то, что под влиянием физических и механических процессов совершается с твердой корой Земли в природе. Наконец, в 1858 г. англичанин Сорби применил микроскоп к изучению горных пород и показал, что осторожным стачиванием твердых и непрозрачных горных пород можно получить тонкие и прозрачные препараты, доступные изучению при сильных увеличениях микроскопа. Такой метод дал возможность детально изучить составные части горных пород и разложить те из них, которые до применения микроскопа являлись вполне однородными. Этот метод нашел быстрое применение в Германии, и в руках Циркеля, Фогельзанга, Розенбуша, Ласо и др. эта часть геологии о горных породах возросла до отдела самостоятельных знаний. Если в Германии первая работа в этом направлении появилась в 1864 г., то в России надо отметить 1867 г. Позднее Фукэ и Мишель-Леви применили этот метод во Франции; в Англии он нашел применение только недавно. Помимо установки классификации этот метод дал возможность судить о способе образования горной породы и заглянуть в процессы тех видоизменений, которым она подвергается, т. е. изучить минеральную их жизнь, а равно проследить и за процессами выветривания, а с ними и распадения плотной породы в рыхлый материал.

Итак, с одной стороны, исторический путь, выяснивший значение геологии, с другой — нахождение методов для чтения прошедшей  жизни Земли, — все это совместно  содействовало созданию науки, и  некоторые из ее отделов стали  принимать такие размеры, что  близко время их выделения в область  особых знаний. Впрочем, уже и ныне геологи распадается на несколько  отделов, изучение которых должно предшествовать преследованию основной задачи геологии, т. е. классификации и реставрации  памятников Земли. 

1.2. Разделы геологии.

Первым отделом будет  отдел о современных геологических  явлениях; он известен также под  именем динамической, или физической геологии — наименований, не исчерпывающих собой современных геологических явлений, в разряд которых, кроме явлений механических и физических, входят и явления химические.

Задачей этого отдела служит изучение тех явлений, которые на глазах людей изменяют поверхность  Земли и обусловливают этим как  известные формы, так и известные  образования. Таким деятелем служит атмосфера, влияющая на Землю своей температурой, составом и массой. Это ее влияние надо признать за нивелирующее: она стремится понизить высоты и материалом их выстлать неровности.

Другим деятелем является вода, действующая на Землю как в жидком, так и в твердом состоянии. В жидком состоянии деятельность воды может быть или механической, или химической. Когда вода стекает по поверхности Земли из мест возвышенных в места низменные, то обладает известной скоростью течения, которая будет обусловливать возможность переноса измельченного материала земли в механически взвешенном состоянии, а равно и отложение его там, где скорость течения уменьшится. Но часть воды будет также просачиваться в горные породы и действовать на них как растворитель, в среде которого могут происходить разнообразные химические превращения. Значение последних усиливается, если обратить внимание на то, что на глубинах давление больше одной атмосферы, что, в свою очередь, должно увеличивать интенсивность растворения и химических превращений. Скопление на высоких горах и в странах полярных воды в твердом состоянии было бы чрезмерно, если бы природа не практиковала известной разгрузки этого запаса. Такая разгрузка идет путем образования и падения лавин, а равно и ледяными реками, известными под именем ледников, или глетчеров. Лавины и ледники запечатлевают на Земле следы своего пребывания чрезвычайно резкими чертами. Деятельность воды в общем так же, как и атмосферы, нивелирующая.

Третьим деятелем, изменяющим поверхность Земли, является жизнедеятельность растительных и животных организмов. Растения, умирая, скапливают более или менее значительные массы органического материала. Если он постепенно вводится в виде корней в разрыхленные части земной поверхности, то этим путем получаются растительные почвы, распространение которых в природе громадно. Если остатки растений погребаются в воду, то процесс разложения остатков принимает другое направление, чем на открытом воздухе, где органический материал под влиянием кислорода воздуха сгорает вполне, остаются только в виде золы минеральные части, входящие в состав растений. Под водой в силу недостатка кислорода разложение растений идет главным образом за счет составных частей самих растений, при этом образуется довольно много разнообразных органических соединений в виде сложных кислот, соединений нейтральных и в особенности углеводородов, выделение которых из болот есть явление весьма обыкновенное, и одному из выделений даже дано название болотного газа. Таким путем в котловинах, в сырых климатах может скопиться более или менее значительный запас полуразложившихся растений (торфа), уже значительно обогатившихся углеродом и обедневших другими составными частями. Таким же путем может происходить скопление растений и в котловинах дна озер, морей и океанов при посредстве отчасти водных растений, отчасти от выноса реками в эти бассейны наземной растительности. Постепенное разложение их под водой с течением времени, конечно, может обусловить значительное обогащение углеродом и образование различных бурых, каменных углей и антрацитов.

Различие разложения растений на открытом воздухе и в воде, в свою очередь, объясняет, почему растительные почвы в различных местах земного  шара представляют такое значительное разнообразие. В климатах сырых в  них больше органических кислот, чем  в климатах сухих, а там, где влаги  выпадает очень мало, растительный материал, введенный в почву, может  совершенно сгореть, от него останется  только зола, и растительной почвы  не будет; рыхлый материал земной поверхности, ничем не связанный, сделается в  таких местах достоянием ветра и  может подвергнуться движению и  нагромождению в форме дюн  или барханов.

Жизнедеятельность животных также содействует скоплению на поверхности Земли твердого материала, как остатка внутреннего или наружного скелета. Конечно, таких скоплений будет больше там, где животные живут колониями, и действительно, в морях этим путем образуются скопления раковинных банок или мелей; в океанах как моллюски, так в особенности кораллы производят своими скелетами грандиозные сооружения, измеряемые иногда сотнями километров. Наконец, и низкоорганизованные животные, как корненожки или оригинальный ботибий, также перерабатывают сернокислую известь морской воды в углекислую и отлагают ее или в форме скорлупы, или своеобразных выделений, и этим содействуют скоплению известкового ила на широких пространствах дна океана. Принимая во внимание, что жизнедеятельность животных обнаружила свое влияние на Землю с момента их появления, очевидно, и за животными надо признать один из важных факторов.

Четвертым деятелем, изменяющим поверхность Земли, будет вулканизм, под именем которого понимают то влияние, какое обнаруживает внутренняя теплота Земли на ее поверхность. Изучать это влияние возможно: в явлениях поднятий и опусканий различных участков земной поверхности, т. е. изучая обмен между сушей и морем; в явлениях землетрясений и в деятельности вулканов. Обмен между сушей и морем может происходить или быстро, или медленно. Быстрые поднятия и опускания свойственны странам вулканическим, где иногда в береговой полосе после извержения соседнего вулкана или после землетрясения можно сразу определить величину изменения. Медленный обмен между сушей и морем выражается иногда цифровыми величинами ничтожных размеров, и наблюдать его можно веками — вот почему эти явления иногда называют вековыми; вековым колебаниям подвержены значительные участки суши. Достаточно указать, что Скандинавия с Финляндией, север Европейской и Азиатской России до Берингова пролива находятся в состоянии такого поднятия. Южная часть Скандинавии и побережье Пруссии, Голландии и Бельгии подвержены вековым опусканиям, равно как и дно Тихого океана, а в Индийском — идет чресполосно поднятие, сменяющееся опусканием, и т. д. Если у большинства геологов относительно быстрых колебаний нет особого разногласия в смысле принадлежности их к явлениям вулканическим, то того же нельзя сказать относительно вековых колебаний. В настоящее время можно найти объяснения причинности их и другие. Так, одни объясняют вековые колебания минеральной жизнью горных пород, другие — явлением прилипания воды морей и океанов к материкам и зависимость таких прилипаний от величины материков и возможности их увеличения или уменьшения. Колебания поверхности Земли, или землетрясения, точно так же, по-видимому, могут быть вызваны различными причинами, хотя те из них, которые занимают большие пространства, едва ли найдут удовлетворительное объяснение помимо вулканизма. Те геологи, которые не признают за землетрясениями явлений вулканических, возводят их в особый разряд явлений сейсмических.

Проявление вулканизма, наиболее доступное для изучения, представляют вулканы. Здесь на глазах людей из недр Земли появляются огненно-жидкие массы, свидетельствующие о нахождении внутри Земли высокой температуры. Изучение продуктов, доставляемых вулканами, строения этих последних, явлений, сопровождающих извержение и ему предшествующих и последующих, — все это дает до известной степени ключ и к  изучению механизма извержения. Во всех своих проявлениях вулканизм  нарушает то однообразие, к которому стремятся атмосфера, вода и жизнедеятельность  организмов. Явления опусканий и  поднятий могут обуславливать изменения  в распределении климатических  условий на земной поверхности и  вызывать значительные уклонения в  этих последних. Концентрированием  материков у полюсов или у  экватора можно вызвать два крайних  предела в таких изменениях. Первое должно дать климат на всей Земле однообразный, холодный, содействующий образованию  больших околополярных ледников или глетчеров; второе — представить  климат всей Земли теплый и влажный. Конечно, между этими двумя крайностями  много промежуточных форм в распределении  материков и морей, а с ними и разнообразных климатов. Землетрясения  еще резче нарушают однообразие  земной поверхности, вызывая на этой последней образование трещин, провалы, перемещения значительных масс земли  и т. п. Вулканы нагромождают на Земле  продукты своей деятельности, часто  в громадных массах, и содействуют  образованию высочайших гор на поверхности  Земли. Этна, Эльбрус, Казбек, Тенерифский  пик, Гвалатиери, или Сагама, и целый  ряд других высочайших гор суть продукты вулканической деятельности. Если атмосфера, вода и организмы могли обнаружить свое влияние на Землю с момента  их появления, то вулканизм присущ Земле  с момента ее образования. Современное  состояние Земли показывает, что  борьба между различными геологическими деятелями далеко не окончена и, вероятно, захватит собой еще несколько  геологических эпох, и в этой борьбе надо видеть жизненность нашей планеты, потому что в случае уничтожения  одного из главных деятелей, например, воды или вулканизма, Земле грозит или смерть, или то безотрадное состояние, которое представляет собой спутник Земли — Луна.

Второй отдел геологии, почти уже достигший размеров самостоятельной науки, изучает  состав твердой оболочки Земли: это петрография, или наука о горных породах. Изучение последних показало, что горные породы представляют агрегат или одного, или нескольких минералов, или являются составленными из обломков других пород. Отсюда можно видеть, что горные породы легко подразделить на породы простые, сложные и обломочные. Указанный выше микроскопический метод изучения горных пород представил возможность заглянуть детальнее в их состав при помощи микроскопа и разложил на составные части даже такие породы, состав которых был недоступен невооруженному глазу.

При помощи микроскопического  метода изучения установилась классификация  горных пород и выводится известная  закономерность в сочетании различных  минералов между собой. В таком  сочетании минералов, образующих горные породы, можно усмотреть, что в  состав простой и сложной горной породы входят как главные, так и  побочные минералы, и при этом наблюдается, что некоторые из них могут  как бы замещать друг друга, т. е. являются эквивалентами один другого. Такая  эквивалентность уже теперь для  некоторых случаев находит себе простое объяснение в минеральной  жизни горной породы. Хотя в некоторых  сложных породах уже невооруженному глазу была доступна для изучения та промежуточная основная масса, которая  иногда связует между собой отдельные  минералы, но при помощи микроскопа явилась возможность не только ее детального изучения, но и находки  ее в горных породах иногда в ничтожных  количествах. Такое изучение заставляет смотреть на основную массу как на кристаллизационный остаток, сохранившийся  в породе со времени ее образования, а так как породы, содержащие основную массу, есть породы изверженные, то и  кристаллизационный остаток их сохранился со времени охлаждения породы. Наблюдения под микроскопом над горными  породами дали возможность на основании  более положительных данных судить о способе происхождения горной породы и заглянуть в их минеральную  жизнь. Материал для суждения о способе  происхождения дают различные посторонние  включения в минералах и основной массе горной породы; в некоторых  случаях можно даже по этим включениям судить и о температуре, которая была при образовании горной породы. При пособии микроскопа теперь возможно следить за малейшим изменением горных пород от зародышевого состояния и в некоторых случаях наблюдать даже полнейшее замещение таким путем одних составных частей — другими, которые и являются петрографическими эквивалентами первых. Такое перерождение одного минерала в другой иногда сопровождается освобождением некоторых химических составных частей в виде рудных минералов, а это, в свою очередь, бросает новый свет на образование некоторых руд и объясняет старинное, не имевшее до настоящего времени научного основания выражение, почему такая-то руда "любит" такую-то горную породу. Направление в характере перерождения одного минерала в другой под влиянием циркулирующих в горных породах вод может вызвать не только изменение одной породы в другую, причем порода сохранит плотность, но и ее распадение на составные части, т. е. выветривание, которое можно назвать смертью горной породы.

Третий отдел геологии составляет палеонтология, т. е. наука об ископаемых организмах. Она изучает остатки как растительного, так и животного царства, реставрирует их и находит им место в ряду других растений и животных. Заимствуя у геологии коэффициент — время, палеонтология могла подметить генетическую связь одних организмов с другими и для некоторых построить более или менее полный генетический ряд, связанный переходами. Обилие ископаемого материала отвлекает палеонтологов от более широких обобщений целых флор и фаун; этой стороной дела до сих пор занимается историческая геология. Но со временем надо ожидать, что при расширении палеонтологических сведений палеонтологу предстанет задача подметить законность в изменении общего характера флор и фаун во времени, а не довольствоваться только их изучением и в редких случаях попытками к разъяснению изменения флор и фаун в горизонтальном их распределении.