Обломки горных пород, захваченные речными потоками, переносятся ими, как мы говорили, по течению. Некоторые реки впадают во внутренние бассейны — озера, но большинство рек течет в моря. Поэтому именно море является местом, куда сносится с материков основная масса обломочного и растворенного материала. На дне моря этот материал заново отлагается. Количество обломочного материала, сносимого реками, очень велико. За 50 дней половодья Волга сносит около одного миллиона, а Аму-Дарья за год — 45 миллионов кубометров песка и ила. Общее количество обломочного материала, выносимого всеми реками в моря за год, достигает, по приблизительным подсчетам, 10 куб. километров.
Море, являясь преимущественно местом отложения осадков и образования новых, горных пород, само также ведет немалую разрушительную работу: волны морского прибоя разрушают берега материков. Во время бури волны ударяют о берег с огромной силой, достигающей 30 т на 1 кв. метр. Под ударами волн трескаются прибрежные скалы и отрываются куски камней. Волны подхватывают эти камни и, ударяя ими в те же скалы, все сильнее и сильнее разрушают берег. Отбитые от скал камни, перекатываясь и ударяясь друг о друга, сами дробятся на все более мелкие куски. Волны окатывают и сглаживают их, превращая в гальки, а при дальнейшем измельчении из них образуется морской песок. Как мы уже говорили, галечные и песчаные пляжи, тянущиеся вдоль берегов морей, образовались за счет скалистых берегов, разрушенных прибоем.
Скорость разрушения берегов очень велика. В отдельных местах море наступает на сушу со скоростью до нескольких метров в год. Остров Гельголанд в XI в. имел площадь 900 кв. километров, а к XX в. от него осталась узкая скала площадью в полтора квадратных километра. Вся остальная поверхность была разрушена морским прибоем.
Итак, с одной стороны, реки выносят в море частицы горных пород в виде галек, песчинок, ила, а также в растворенном состоянии, с другой стороны — в прибрежной полосе оказываются Обломки, отбитые от берегов прибоем. Весь этот обломочный материал, попав в море, постепенно оседает на дно. Ближе всего к берегу оседает наиболее грубый материал — гальки. Песчинки, подхваченные волнами я прибрежными течениями, относятся дальше от берега и оседают на дне в полосе шириной иногда в несколько километров. Долго остаются взмученными в воде илистые частицы, которые уносятся подчас очень далеко от берега — на километры и десятки километров, а местами очень сильные течения увлекают их и много дальше. Так образуются на дне моря слои галечника, песка и глины, следующие друг за другом полосами в указанном порядке по мере удаления от берега.
Те частицы, которые были растворены речными водами, в растворенном состоянии приносятся и в море. Первое место (60%) среди растворенных в речной воде солей занимают известковые соли (углекислый кальций). Эти соли почти целиком поглощаются морскими организмами. Не будет преувеличением сказать, что большая часть морских организмов обладает либо известковой раковиной, либо известковым скелетом. Внешняя известковая оболочка и внутренний скелет придают устойчивость и прочность и животным и растительным морским организмам. Это особенно важно для организмов, живущих в прибрежной части моря и на малых глубинах, где часто бывает сильное волнение и где поэтому они подвергаются опасности удариться о камни. Морские берега во многих местах усеяны огромным количеством преимущественно мелких организмов, защищенных раковинами. Примером морских животных, потребляющих известь в большом количестве являются кораллы, откладывающие ее и на поверхности и внутри своего тела. Существуют также многочисленные отряды известковых водорослей.
Морские организмы поглощают и другие соли, принесенные реками: например, соли фосфора идут на образование костных тканей морских животных, азотные соли — для построения белковых клеток; некоторые организмы поглощают в большом количестве железистые соли. В очень большом количестве поглощается из воды кремнезем: существуют многочисленные морские организмы как животные, так и растительные, преимущественно микроскопические, имеющие кремнистый скелет.
После смерти все морские организмы падают на дно. Мягкие части организмов разлагаются, а известковые и кремнистые скелеты и раковины остаются. Так образуются на дне моря слои известняков, составленных из целых или разрушенных раковин и остатков скелетов. По происхождению различают поэтому известняки-ракушечники, коралловые известняки, известняки, состоящие из обломков морских лилий, и многие другие. Там, где жили и умирали в большом количестве кремнистые организмы, образуются слои кремнистых горных пород.
Слои известняка или кремнистых пород образуются обычно в отдалении от берега, куда не достигает песчаная и илистая муть.
Первоначально слои галечника, песка, ила, известняка и других пород бывают рыхлыми и насыщенными водой. Они не похожи еще на камень, на настоящую горную породу. Это еще не слежавшиеся осадки. Но постепенно тяжестью слоев, которые ложатся поверх ранее отложившихся, слои уплотняются и укрепляются. Большое значение имеет то, что из воды выпадают известковые и другие соли, которые закупоривают поры внутри осадков и как бы цементируют его. В результате из рыхлого осадка получается прочная, крепкая порода: из галечника — конгломерат, из песка — песчаник, из ракушечника — известняк.
С образованием разнообразных осадочных горных пород связано формирование и различных полезных ископаемых. Если с магматическими горными породами сочетаются главным образом металлические руды, то в осадочных породах преобладают скопления неметаллических полезных ископаемых. Впрочем, некоторые металлы также встречаются в осадочных породах.
Процессы выветривания и переноса текучими водами способствуют разделению минеральных обломков в соответствии с их весом, растворимостью или прочностью. Если часть обломков растворяется и уносится водой прочь, то оставшаяся часть может обогатиться какими-либо менее растворимыми минералами. Такое обогащение может достигнуть размеров, достаточных для практического использования.
Представим себе другой случай. На большой площади в горной местности рассеяны магматические жилы, в которых встречаются полезные минералы. В каждой отдельной жиле концентрация этих минералов недостаточна, чтобы стоило ее разрабатывать. Однако все жилы находятся на площади одного речного бассейна, и отваливающиеся от них обломки, пройдя какой-то путь по мелким ручейкам, в конце концов скопятся в русле одной основной реки. Если эти обломки прочны (например, интересующий нас минерал включен в кварц), то может произойти значительное их накопление. Так образуются россыпные месторождения некоторых металлов в результате сноса их с большой площади в одно русло реки. Особое значение имеют россыпные месторождения золота и олова. Они встречаются и в руслах современных рек, и в сохранившихся осадках древних рек, сейчас уже не существующих. Встречаются россыпи граната, монацита (радиоактивный минерал), драгоценных камней (алмаза, топаза и др.).
Из месторождений, которые образуются в результате обогащения на месте при выветривании в результате удаления других составных частей в растворах, следует указать на месторождения бокситов — важнейшей алюминиевой руды. При выветривании различных пород на месте накапливается полуторная окись алюминия, тогда как кремнезем и другие составные части пород в значительной степени уносятся в растворенном виде. Приблизительно так же могут образовываться некоторые месторождения никеля, железа, свинца, меди и др.
В основе таких «остаточных» месторождений, связанных с выветриванием и растворением, часто находятся, как и в случае россыпных месторождений, коренные скопления металлов в магматической породе, но скопления бедные, практически неинтересные. В результате выветривания и частичного растворения руда значительно обогащается, увеличивается концентрация в ней полезного минерала. Химический состав руды при этом может измениться.
В других случаях рудный материал не остается на месте, а уносится в растворенном состоянии подземными водами и потом, после некоторого пути, выпадает из них, заполняя трещины и полости в осадочных слоях. Тогда на том или ином расстоянии от месторождения магматического происхождении может образоваться осадочное месторождение того же металла за счет разрушения первого. Известны такие «вторичные» месторождения марганца, меди, ванадия, барита, фосфора и др.
Для толщ осадочных горных пород, как было сказано, особенно характерны неметаллические ископаемые. Некоторые осадочные породы целиком представляют собой полезное ископаемое, тогда как в других случаях полезное вещество лишь содержится внутри осадочной породы.
Например, слои каменной соли, гипса или цементных мергелей, песка, галечника и глины представляют собой целиком скопления полезных материалов. Дело лишь в качестве каждого конкретного слоя и экономической целесообразности его разработки. Последняя же определяется, кроме качества материала, толщиной слоев, их доступностью для разработки, удаленностью от потребителя, состоянием путей вывоза и т. д. Какой-нибудь слой песка лежит себе в склоне оврага и никто на него не обращает внимания. Но стоит лишь начать постройку дороги по соседству, как тот же слой становится месторождением крайне нужного полезного ископаемого, и его начинают разрабатывать.
Осадочной породой, представляющей собой одновременно и полезное ископаемое, является уголь. Он образуется из торфа древних болот. Постепенно под действием уплотнения и некоторых химических изменений торф переходит в бурый уголь, а под влиянием давления и нагревания этот последний может превратиться в каменный уголь и антрацит. Практическая ценность угольных пластов зависит также от их количества, толщины, глубины залегания. Районы, где угольных пластов много и где общие запасы угля велики, называются угольными бассейнами.
Примерами полезных ископаемых, содержащихся внутри осадочных горных пород — в порах между их зернами и в трещинках, являются нефть и горючий газ. Нефть состоит из сложных жидких углеводородов. По поводу ее происхождения идут споры между учеными, но большинство считает, что она образовалась в результате разложения множества мельчайших одноклеточных животных и растительных организмов, накопившихся в прошлые геологические эпохи в некоторых слоях осадочных пород. Природный горючий газ состоит главным образом из простого углеводорода — метана, и происхождение его представляется близким к происхождению нефти.
Так как осадочные горные породы обычно пропитаны водой, а нефть и газ легче воды, то они стремятся занять место над водой. Они скапливаются в виде своеобразных «шапок» в тех местах, где пористые слои (чаще всего — пески или песчаники) изогнуты кверху в форме купола или арки. Вверху такого купола скапливается газ, ниже — нефть, а еще ниже, внутри наклонных слоев, собирается вода. Очень важно, чтобы пласт, наполненный газом и нефтью, был прикрыт сверху непроницаемым пластом (например, глиной). Иначе газ и нефть, стремясь вверх под давлением воды, выйдут на поверхность и улетучатся. Задача разведчиков — пробурить скважины так, чтобы они попали на газовую или нефтяную «шапку» месторождения. Скважина, заложенная неточно, может пройти мимо такой «шапки» и найти в пласте только, воду. По мере того, как газ и нефть извлекаются скважинами на поверхность, окружающее их водяное кольцо сжимается, а когда весь запас газа и нефти в этом месторождении будет исчерпан, вода заполнит весь тот пласт, который был раньше газонефтяным.
Источник: В.В. Белоусов. Земля, ее строение и развитие. Издательство Академии наук СССР. Москва. 1963