В настоящем томе «Избранных трудов» академика Александра Евгеньевича Ферсмана печатаются первый и второй тома «Геохимии», изданные в 1933-1934 гг.
При подготовке к печати в текст внесены некоторые исправления и дополнения, сделанные автором до 1940 г. В связи с тем, что переиздаваемая работа была написана автором более 20 лет тому назад, а за истекшие годы вопросы геохимии получили значительное развитие, Редакция сочла возможным дать в ряде случаев подстрочные примечания, отражающие современное состояние рассматриваемых проблем, с указанием литературных источников. Кроме того, в виде приложений к соответствующим главам даны современные таблицы радиусов ионов и кларков литосферы и метеоритов.
Литература, относящаяся ко всем четырем томам «Геохимии», которая в предыдущем издании была приведена в начале первого тома, для удобства читателей размещена по главам. Годы, приводимые А. Е. Ферсманом в скобках после упоминания авторов, не всегда являются ссылкой на работу, помещенную в списке литературы, а обозначают год того или иного исследования.
Несколько неожиданно для меня самого настоящее исследование превратилось в целый объемистый том моей «Геохимии». Сначала это должно было быть лишь краткое исследование о применении периодической системы Менделеева к геохимии, и небольшая брошюра должна была кратко отразить влияние этого закона на развитие кристаллохимии и геохимии. Затем, в связи с докладом на юбилейном Менделеевском съезде осенью 1934 г., мне пришлось углубиться в эти вопросы, и я не мог ограничиться только формальным указанием того, что сделано, без более глубокого анализа проблемы в целом. Я счел необходимым попытаться подойти и к самой Менделеевской таблице н к геохимии с точки зрения идей энергетики; блестящие обобщения В. И. Вернадского толкали меня на этот путь, и поэтому скоро проблемы энергии кристалла в достижениях М. Борна и А. Ф. Капустинского сделались исходными точками моих исканий. Задача разрасталась в целое исследование. В сущности таким образом я стал подходить к последнему тому моей «Геохимии», как я его замыслил в самом начале, в котором я хотел вывести основные законы природных процессов из главнейших химических параметров атома. Сейчас именно эта идея вылилась у меня в виде целой монографии, и, не желая задерживать ее изложение, я решил посвятить ей настоящий, третий том «Геохимии», нарушив несколько намеченный вначале порядок изложения.
Начало XX века ознаменовалось в истории геологических знаний крупнейшим событием — рождением геохимии, первые проблемы которой наметил еще М. В. Ломоносов. Эту ветвь геологической науки, изучающую законы распределения и перемещения атомов на нашей планете, создали и оформили в самостоятельную дисциплину наши замечательные русские ученые — академик В. И. Вернадский и его лучший и талантливейший ученик академик А. Е. Ферсман. Эта новая отрасль геологии с ее важными проблемами и широкими возможностями была создана не сразу и потребовала громадной творческой работы. Но она же была и наиболее подходящей областью для плодотворного применения богатых творческих сил А. Е. Ферсмана.
Данная книга посвящена коре выветривания территории СССР, под которой мы понимаем (в широком смысле) верхнюю часть литосферы, связанную в своем строении и химизме с воздействием на горные породы воздуха, воды и живых организмов. Кора выветривания представляет собой сложную и наиболее деятельную, с точки зрения геологических и геохимических процессов, геосферу земной коры. Под влиянием солнечной энергии, воды, кислорода, углекислоты, органического мира в ней происходят самые разнообразные процессы изменения горных пород и образования новых минеральных веществ, устойчивых в термодинамических условиях зоны выветривания. Эти процессы приводят к физическому разрушению и химическому разложению пород, в которых принимают участие растворение и выщелачивание пород; среди них нужно отметить окисление и восстановление, гидратацию и дегидратацию, карбонатизацию и декарбонатизацию, разложение трупов остатков животных и растений, коллоидные процессы переноса и отложения веществ; они вызывают образование различных типов продуктов выветривания и почвообразования—грунтов, почв и биолитов.
В книге описываются зональные геохимические типы коры выветривания. Под последними понимаются зональные, сменяющиеся в пространстве продукты выветривания и почвообразования, характеризующиеся определенными генетическими свойствами и геохимическими процессами, протекающими специфически в разных физико-географических зонах в зависимости от совокупности и взаимодействия факторов географической среды.
В книге охарактеризована зональность оруденения эндогенных месторождений, различных по ассоциациям рудных элементов: Cr, Pt; Ti, Fe, V, Cu; Fe, Mn, Zn, Pb; Fe, Cu, Zn, Pb, Ag, Au; Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, Hg; W, Au, Ag; Mo, Au, As, Zn, Pb; U, Mo; Ti, Zr, Nb, Ta, TR и др. В качестве главных выделены три характеристики зональности: ряды зональности с упорядоченным расположением рудных элементов, их пространственная ориентировка и направленность развития во времени. Рассмотрены особенности зональности согласных (стратиформных), секущих (жильных, штокверковых, трубообразных и др.) и контактовых месторождений.
Приведены ряды зональности для типовых месторождений каждой группы и сводные ряды для родственных групп месторождений. Показана возможность использования зональности для описания структур и выделения рудных формаций, а также при перспективной оценке, поисках и разведке месторождений.
Книга предназначена для широкого круга геологов, занимающихся поисками, разведкой и изучением эндогенных рудных месторождений.
Книга представляет первую попытку систематического рассмотрения условий формирования и принципиальных особенностей зональности метасоматических пород с позиций прямого экспериментального моделирования метасоматических процессов. Экспериментально воспроизведены и изучены все главные типы околорудных метасоматитов, построены количественные физико-химические диаграммы, характеризующие условия их образования по Т, Р, рН, fO₂, концентрации компонентов растворов. Рассмотрены различные аспекты диффузионного и инфильтрационного транспорта вещества в поровых растворах горных пород, численные модели метасоматической зональности. Полученные результаты использованы для интерпретации условий метасоматизма на рудных месторождениях. Для геологов, минералогов, петрографов, геохимиков.
Во II т. двухтомного издания «Зональность гидротермальных рудных месторождений» продолжено начатое в I т. рассмотрение особенностей зональности в различных группах гидротермальных месторождений. Кроме того, освещены общие вопросы, касающиеся условий и главных факторов возникновения зональности гидротермальных месторождений, теории пульсационной зональности, критериев стадийности минералообразования и использования зональности для оценки перспектив оруденения на глубину.
В т. I после краткого обзора развития исследований по зональности эндогенных рудных месторождений даются в виде отдельных разделов материалы о проявлениях зональности оруденения и сопряженной минерализации в месторождениях оловорудных, вольфрамовых, молибденовых, комплексных и т. д. и в отдельных группах редкометальных месторождений — бериллиевых, редкометально-полиметаллических, торий-ниобиевых, урановых.
Работа по изучению минералогии зоны окисления рудных месторождений степной части Казахстана (Центральный и Северный Казахстан) была начата автором в 1936 г. и продолжалась с перерывами до 1945 г. Основной материал был собран в период с 1937 по 1939 г., когда автор руководил одним из отрядов Центрально-Казахстанской комплексной экспедиции СОПС АН СССР.
Классическая монография акад. С. С. Смирнова «Зона окисления сульфидных месторождений», вышедшая первым изданием в 1936 г., явилась результатом его многолетних обширных исследований в области минералогии гипергенных образований.
Ещё в самом начале своей научно-практической деятельности С. С. Смирнов обратил внимание на те глубокие превращения, которые претерпевают первичные сульфидные руды в зоне выветривания. Он особо заинтересовался вопросами геохимии и, в частности, миграции химических элементов при этих изменениях и сразу оценил всю важность детального минералогического изучения зон окисления, с которыми геологу приходится иметь дело в первую очередь при поисках рудных месторождений.