Глава 1 история и этапы изучения геологии

В истории развития и изучения геологии можно выделить восемь ос-новных этапов: зарождающийся, охватывающий период от зарождения Зем-ли до зарождения человечества; доисторический (до Х в. до н. э.); древней-ший (до I в. н. э.); древний (до XVIII в.); средневековый (до XXI в.); новый (до XX в.); новейший (XX в.) и современный (XXI в.).

Зарождающийся период предопределил современный лик Земли. Гео-логические гипотезы относят время зарождения Земли, т.е. ее возраст, в 5–6 млрд лет. Вероятнее всего, воспроизвести модель зарождения Земли не представляется возможным, но предположительно Земля сформирова-лась из межпланетного вещества в результате галлактического взрыва ги-гантской праматери – планеты. В течение 3–4 млрд лет Земля представляла собой расплавленный шар, который затем постепенного остывал. В ре-зультате сложной эволюции твердой Земли сформировались твердая зем-ная кора (толщиной около 70–90 км), континеты и океанические впадины. Ученым удается проследить геологическую историю развития Земли в те-чении последних 500 млн – 1 млрд лет.

Доисторический период уходит своими корнями непосредственно к истокам зарождения человечества, когда человек делал первые робкие ша-ги в познании и освоении геологии и окружающего мира. Период длился несколько сотен тысяч лет, в течение которых человеческое общество пре-терпело этапы своего развития, получившие название каменный и бронзо-

вый века.

Каменный век охватывает более 99 % всей истории человечества – от первых сведений о древнейших племенах (800 тыс. лет до н. э.) до появле-ния в обиходе народов предметов из меди (8–4 тыс. лет до н. э.). Каменный век разделяется на три части: самую древнюю – палеолит, среднюю – ме-золит и позднюю – неолит.

Палеолит продолжался до 10 тысячелетия до н. э. Жизнь древнейшего человека была неотделима от окружающей природы. На этой примитивной ступени он использовал твердые горные породы – кремень, кварцит, обсиди-ан, изготавливая из них ножи и скребки. Природные камни только оббива-лись до нужных форм. В качестве жилищ использовались пещеры. Ранний обитатель земли жил стадным образом в теплых краях, промышляя охотой на мелких зверей, птиц и пресмыкающихся, собирал съедобные растения.

Мезолит (10–6 тысячелетие до н. э.) характеризуется существенным изменением образа жизни первобытного человека. На смену неандерталь-цу пришел человек современного вида. Стадо сменилось родовой общи-ной, резко улучшилась техника обработки камня. Создаются новые виды каменных орудий, заостренные каменные пластинки используются в каче-стве режущих элементов в ножах и для наконечников стрел и копий. Чело-

7

век начинает строить жилища из камня и дерева. В пещерах появляется на-скальная живопись. В речных песках собираются золотые самородки, ис-пользуемые в качестве украшений.

Неолит (6–4 тысячелетие до н. э.) отмечен тщательной обработкой каменных изделий и широким развитием керамического производства, обустройством первобытных стоянок, изготовлением простых украшений из золота, камней и керамики.

Бронзовый век (4–1 тысячелетие до н. э.) начинался с использования человеком самородной меди, которую он находил в зонах окисления суль-фидных месторождений. Медь легко ковалась, из нее изготавливались раз-нообразные предметы быта, чаши, украшения и ритуальные изделия. Но-вым этапом в истории геологии явилось открытие сплавов меди с оловом, свинцом, сурьмой и серебром, которые стали называть бронзой и которые в отличие от чистой меди были прочными.

Древнейший период (X в. до н. э. – I в. н. э.) знаменуется коренным пе-реломом в укладе жизни. Активно формируется рабовладельческое обще-ство. Замена в основной структуре хозяйственного производства дорогой бронзы дешевым железом резко повысила его эффективность.

Особенно активно развивалось сельское хозяйство. В хозяйственный оборот были вовлечены обширные земельные угодья. В результате отме-чен резкий скачок в увеличении народонаселения, приходившийся на пе-риод IX–VIII в. до н. э., возросла продолжительность жизни. Началась ин-тенсивная колонизация территорий и народов.

Введение в хозяйственный оборот железных изделий, активное со-вершенствование технологии получения бронзы, обилие золота и серебра ускорило социальное, политическое и культурное развитие человеческого общества. Создаются мощные центры мировой цивилизации. Наиболее грандиозным по масштабам и последствиям с началом железного века стал формироваться западноевропейский центр. Древнегреческие философы развили две генеральные линии в науках о Земле, которые предопределили успехи в создании научной картины мира. По имени бога морей Нептуна первое направление получило название «нептунизм», в честь бога подзем-ного огня Плутона, второе направление стали называть «плутонизмом».

В античную эпоху одной из важнейших предпосылок для расцвета возникающих государств было наличие на их территории месторождений полезных ископаемых. За обладание минеральными ресурсами велись по-стоянные локальные войны.

Древний период охватывает промежуток времени, в течение которого были заложены основы рудной геологии и создана горнорудная промыш-ленность. Этот период характеризуется спадом в темпах эволюции обще-ства, застоем в развитии горнорудной деятельности. Отмечается только некоторый прирост продукции горного дела за счет вовлечения в произ-

8

водство новых рудных объектов на севере Скандинавии, на Кавказе, в Средней Азии и на Урале.

древний период и в течение всего раннего средневековья использо-валась одностадийная прямая технология получения из руды железа, так называемой крицы. Крупным шагом в развитии материального производ-ства, приходившимся на XIV–XV вв., явилось получение литейного чугу-на, литейной бронзы. При последующем переплавлении чугуна в присут-ствии воздуха стали производить сталь. Все эти новшества способствовали замене каменных ядер на чугунные, изготовлению литейных пушек и мас-сы литых изделий для быта.

Средневековый период характерен для Западно-Европейского центра цивилизации. С ним связан интеллектуальный всплеск. Создаются новые и расширяются старые города, возникают архитектурные стили – ренессанс

барокко, мощное развитие получает кузница Европы в Рудных горах (Саксонские Альпы), снабжавших все страны этого региона таким сырьем, как серебро, свинец, олово, железо, медь и разнообразные краски. Появля-ются первые научные идеи о рудообразовании.

России эпоха выразилась в общем подъеме материальной культуры

накоплении эмпирических сведений о минеральных сокровищах недр. Наиболее значительные события происходили во время царствования Пет-

ра I (1672–1725 гг.).

Становление Российской империи связано с освоением минеральных ресурсов. На ее обширных пространствах во все возрастающих количест-вах добывались строительные материалы (главным образом известняки Подмосковья), каменные жернова для водяных и ветряных мельниц и соли (Урал, бассейн Камы и Двины), сера (низовья Волги), слюды для окон (их называли мусковитами по имени Москвы). Повсеместно на Русской рав-нине разрабатывались болотные, озерные осадочные лимонитовые и сиде-ритовые железные руды. В горных областях (на Кавказе, Алтае, Саянах) добывали золото, серебро, медь, свинец, олово, сурьму и ртуть.

Начиная с правления Ивана Грозного развивалась система контроли-руемого государством горнорудного производства. Этим процессом руко-водил Приказ каменных дел (1584 г.), затем, во времена Петра I, – Приказ рудокопных дел (1700 г.) и Бергколлегия (1717 г.). Основной задачей дан-ных учреждений была организация правительственных экспедиций по по-искам полезных ископаемых: в 1491 г. – отряд Андрея Петрова и Василия Болотина для поисков серебра на Печору; в 1617 г. – экспедиция И. Бер-теньева на Урал, обнаружившая медные руды; в 1640 г. – экспедиция боя-рина Стрешнева для поисков золота в Пермь; в 1677 г. – большая группа Якова и Венедикта Хитровых вела поиски серебряных руд в Сибири.

Царь Михаил Федорович (1596–1645 гг.) приглашал из Саксонии гор-ных мастеров для освоения медных месторождений в районе Перми на го-ре Григорьевской. Начиная с деятельности Петра I, поиски минерального

9

сырья были регламентированы в серии законов под общим названием «Горная привилегия». Масштаб горноразведочных и поисковых работ в течение всего XVII в. был очень большим. Особенно активно осваивались богатства Урала. Здесь в период с 1623 по 1699 гг. работало 106 поисковых отрядов. На крупных заводах (Кунгурском, Уктусском и Алапаевском) бы-ли открыты первые горнозаводские школы.

Одной из первых сводок о минеральных богатствах служит написанная В.Н. Татищевым (1686–1750 гг.) многотомная «История Российская...». Под-робные сведения о 25 уральских и сибирских горных заводах имеются в тру-дах В.И. Геннина (1676–1750 гг.) – генерал-лейтенанта, более 20 лет руково-дившего горными заводами сначала Олонецкого края, а затем Урала.

Одной из самых ярких звезд мировой науки на заре ее формирования был М.В. Ломоносов. Его энциклопедический ум позволил заложить осно-вы методики научного анализа. Многочисленные успехи в решении кон-кретных задач геологии, минералогии, горного дела, полезных ископае-мых, физики, химии и других наук интересны для современной истории естествознания.

Средневековье характеризуется появлением ранних теоретических концепций о происхождении месторождений полезных ископаемых и соз-данием горнорудной промышленности. Именно в это время велись великие геологические споры о строении земли, ее эволюции, о зарождении гор и их разрушении.

Новый период начинается с XIX в. Особенно бурно развивается есте-ствознание, горнорудное производство и промышленность. Новое время характеризуется становлением науки как одной из важнейших сфер чело-веческой деятельности, созданием разветвленной государственной и част-ной структуры горнорудного дела и лавинного ускорения научно-технического прогресса. Середина XIX в. – смена в ведущих странах мира феодальной системы капиталистической.

В этот период была освоена технология отливки чугуна и он молние-носно занял лидирующие позиции во всех видах строительных работ, в ар-хитектуре, декоративном искусстве, военном деле и в бытовых изделиях. XIX в. называют веком чугуна. Этап характеризуется энергичным освое-нием минеральных ресурсов. Создаются гигантские промышленные цен-тры, объединяющие угольные и железорудные бассейны: Лотарингский, Минас Жераис в Бразилии, Английский, Донбасский, Уральский, Рудно-горский в Центральной Европе и другие, создается мировая сеть железных дорог, многократно увеличивается мощь артиллерии, создаются первые крупные морские военные исполины – крейсеры и линкоры. С этапом свя-зано создание теоретических основ современной геологии, и, прежде всего, учения о полезных ископаемых. Была разработана теория происхождения месторождений из магматических расплавов.

10

Новейший этап приходится на XX в. Для него характерна кардиналь-ная перестройка мировой экономической системы. Создаются важнейшие регуляторы минеральных сырьевых потоков – главные биржи. Опираясь на новейшие виды вооружений, промышленно развитые страны предприняли два передела сырья – Первая и Вторая мировые войны – по переделу мира

сфер влияния. Были созданы новые отрасли науки и производства – элек-тротехническая, автомобильная, ядерная, радиоэлектронная. Существенно увеличились объемы добычи железных, медных, марганцевых, фосфор-ных, никелевых, кобальтовых, ртутных, сурьмяных и некоторых других типов руд. В промышленный оборот были вовлечены новые виды полез-ных ископаемых – урановые, пьезооптические, диэлектрические, расши-рился список добываемых легких, цветных, редких и малых элементов, химических типов сырья и строительных материалов. Мощный толчок в развитии промышленности и минерально-сырьевых источников был дан событиями Второй мировой и связанной с ними гонкой вооружений.

Характерно завершение формирования мировой горнорудной инфра-структуры, создание серии могучих транснациональных концернов и кор-пораций, выдвижение геологии и связанных с ней отраслей в разряд стра-тегических. В ведущих странах мира создаются геологические службы или геологические комитеты.

Новейший этап характеризуется лавинообразным развитием науки, производства и искусства. К традиционным методам геологических иссле-дований добавились новые, обусловленные научно-техническим прогрес-сом. Внедрение дистанционных методов исследований, создание банков геологических материалов, использование электронных систем и программ в геологии привели к формированию новейших ГИС-технологий в струк-туре дедуктивных и индуктивных методов исследований. С расширением и усложнением геологических задач развивается профессиональная и регио-нальная специализация, ставится задача не только фиксации, но и управле-ния геологическими процессами. В начале XXI в. существенно изменились техника и технология геологических исследований, промышленная и соци-альная направленность геологии с расширением ее экологических функ-ций. Прикладные геологические работы направляются на обеспечение сис-тем управления состоянием окружающей среды, фундаментальные геоло-гические исследования нацеливаются на оценки геологического прошлого

прогнозные решения геологического будущего.

Современные достижения космической геологии, физики земли, ме-ханики, математической геологии и компьютерной технологии привели к крупному прорыву в геологии. Геология и учения о полезных ископаемых стали на рельсы фундаментальной науки естествознания. В настоящее время геология владеет всем арсеналом научных методов: математическое и физическое моделирование, компьютерные технологии, оценки мине-ральных ресурсов различных территорий, аэрокосмические поисковые

11

системы, мощная буровая и геофизическая аппаратура, разнообразные ин-женерные приемы изучения минерального состава и строения месторож-дений, а также горных пород, грунтов и подземных вод.

Современные геологические исследования многообразны, они на-правлены на решение разнообразных задач. В решении геологических за-дач используется системная последовательность приемов и методов иссле-дования (табл. 1).

Таблица 1

Классификация геологических направлений

Признак выделения

Раздел

Геологические и генетические

Общая геология

Геология континентов

категории Земли

Геология морей и океанов

Отрасли

Динамико-возрастные

Динамическая геология.

Историческая геология

изучения

Тектоника

Земли

Генетические

Структурная геология

Геологические показатели природных

Аналитическая и математическая геология.

объектов

Синтетическая и геохимическая геология

Назначение геологических исследований

Теоретическая геология

Прикладная геология

Территориальный охват геологических

Планетарная геология

исследований

Региональная геология

Полевая геология

Экспериментальная и инженерная геология

Методы и геотехнологии

Дистанционная геология

изучения геологии

Геодезия

Геофизика

Геоэкология

В совокупности все они образуют единый уровень геологических ме-

тодов исследования.

12