Образование янтаря
С давних пор люди пытались объяснить происхождение янтаря.
Первые, довольно наивные представления относительно возникновения янтаря находим у античных авторов. Так, Эсхил и Софокл отождествляли янтарь со слезами. Эта аналогия не случайна, некоторые выделения янтаря действительно похожи на капли. Плиний Старший в одном из томов «Естественной истории» излагал наиболее распространенные взгляды на происхождение янтаря. Древнегреческий философ-материалист Демокрит считал, что янтарь - это окаменелая моча диких животных, в частности рыси. Образно толковал возникновение янтаря Ниней: он заключил, что янтарь - это концентрат солнечных лучей, выброшенный волнами на берег. Сам же Плиний Старший, как и Аристотель, отмечал растительное происхождение янтаря. По его мнению, янтарь образовался из жидкой живицы хвойных и со временем затвердел от холода. Справедливость такого утверждения Плиний видел в следующем: при трении янтарь пахнет смолой и, как смола хвойного дерева, горит коптящим пламенем.
Близкие взгляды на образование янтаря высказывал древнеримский историк Тацит. Он писал о литовских племенах эстах: «<...> они - единственный народ, который на мелких местах моря на берегу собирает янтарь, называемый ими „глезем" <...> Сам же янтарь, как легко можно видеть, не что иное, как сок растений, так как в нем иногда встречаются зверьки и насекомые, заключенные в некогда еще жидкий сок. Очевидно, что эти страны покрыты были пышными лесами, которые, так же как и в таинственных странах Востока, выделяли из себя бальзам и амбру. Лучи низкого солнца изгоняли этот сок, и жидкость капала в море, откуда она бурями выносилась на противоположный берег».
Позже янтарь принимали за специфическое выделение китов, которое напоминало амбру.
В средние века происхождение янтаря мало занимало ученых, которые, по существу, не внесли ничего нового в этот вопрос.
Некоторые сведения о янтаре находим у одного из авторов раннего средневековья - Кассиодора (первая четверть VI в.), канцлера короля остготов. Он благодарит эстов за присланные королевскому двору янтарные дары: «Море дарит вам этот камень, который сверкает таким волшебным блеском и происхождения которого вы, по вашим же словам, не знаете, хотя первыми получаете его в дар от моря».
Полупрозрачный и непрозрачный янтарь
В книге Ибн Сины «Канон врачебной науки» не только описаны лечебные свойства янтаря, но и приведены сведения о его происхождении: «Говорят, что дерево румского ореха растет в реке, которая называется Ларинданос. Из этого дерева вытекает камедь; выделяясь, эта камедь тотчас же сгущается в воде. Это то, что называется иликтрун, а некоторые люди называют его хусуфури, и это янтарь. Если его потереть, от него распространяется приятный запах, а цвет его такой, как цвет золота».
Среднеазиатский ученый-энциклопедист Бируни в известном трактате «Собрание сведений для познания драгоценностей» (1048) уделил вопросам образования янтаря больше внимания. Он, пожалуй, одним из первых подметил различие между янтарем и янтареподобной ископаемой смолой - копалом, установив, что копал плавится при более низкой температуре (200°С), чем янтарь (360°С). Бируни опроверг мнение персидского ученого Хамзы, считавшего, «что янтарь - это сорт бус, плавающих в Средиземном и Каспийском морях». Он писал, «что это не так, так как в обоих морях не видно тех трав и жучков, подобных тем, которые есть в смоле янтаря». К тому же янтарь - это не готовые бусы, а куски, из которых вышлифовываются бусы и другие изделия. Бируни принимал янтарь за растекшуюся по земле древесную смолу, которая медленно застывала, и именно поэтому в янтаре «находят то, что в него попадает из насекомых и прочего».
Существовали представления о янтаре как о морской пене, застывшей под действием солнечного света; нефти, окаменевшей на дне моря; затвердевшем жире неведомых рыб.
Начиная с XVI в. янтарь интересует многих исследователей. Однако происхождение его по-прежнему толкуется по-разному. Немецкий ученый Г. Агрикола источником янтаря считал жидкие битумы, выделяющиеся на морском дне из разлома и затвердевающие на воздухе. Как уже говорилось, автор первой книги о янтаре А. Аурифабер принимал янтарь за ископаемое битуминозное вещество, изменяющее свою консистенцию при вытекании из недр Земли. Голландский исследователь А. Кирхер также принимал янтарь за битум, однако последний вопреки распространенному мнению вытекал из недр Земли не на суше, а на дне моря. Всплывая па поверхность, он волнами разносился по морю и выбрасывался на берег. Итальянский ученый А. Чезальпино не отрицал растительного происхождения янтаря, но считал его застывшей живицей, сносимой реками в море и распределяемой волнами вдоль берега. К оригинальному заключению относительно природы янтаря пришел немецкий ученый Ф. Гартман. По его мнению, ископаемая древесина и янтарь имеют неорганическое происхождение, оба они являются жильными образованиями. Итальянский исследователь П. Боккони принимал янтарь за нефть, затвердевшую в морской воде. Немецкий исследователь Г. Лудельф заключил, что янтарь - смесь каменного масла, серной кислоты и мочевины. Первые два вещества возникают в недрах Земли и, выделяясь по трещинам на дне моря, попадают в воду. Здесь они соединяются с мочевиной - продуктом разложения морских организмов. Эту смесь волны выносят на берег: здесь и происходит ее затвердевание и превращение в янтарь.
Из изложенного ясно, что спор о происхождении янтаря вели в основном сторонники двух гипотез - органической и неорганической.
Решающее значение в развитии органической теории происхождения янтаря имели труды М. В. Ломоносова «Слово о рождении металлов от трясения земли» (1757) и «О слоях земных» (1761). В них ученый подверг резкой критике сторонников неорганической гипотезы. На растительное происхождение янтаря, писал М. В. Ломоносов, указывают близкие значения плотностей янтаря и смолы хвойных деревьев, кроме того, вода, выделенная из янтаря, пахнет гарью, что присуще только растительному материалу. Янтареносные слои Германии и других стран заключают в себе полуистлевшие остатки «трухлого» дерева и бурый уголь (лигнит). К тому же в самом янтаре находятся также насекомые, пауки и другие мелкие животные вместе с листочками и ветвями растений. М. В. Ломоносов довольно остроумно отстаивал свои, близкие современным, взгляды на образование янтаря: «Кто таковых ясных доказательств не принимает, тот пусть послушает, что говорят включенные в янтарь червяки и другие гадины. Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошествующим влажным растениям, искали и собирали все, что служит нашему пропитанию; услаждались между собою приятностью благорастворенного времени и, последуя разным благовонным духам, ползали и летали по травам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти. И так садились мы на истекшую из дерев жидкую смолу, которая нас, привязав к себе липкостью, пленила и, беспрестанно изливаясь, покрыла и заключила отовсюду. Потом от землетрясения опустившееся вниз лесное наше место вылившимся морем покрылось; деревья <...> илом и песком покрылись, купно со смолою и с нами: где долготою того времени минеральные пески в смолу проникали, дали большую твердость и, словом, в янтарь превратили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные богатые на свете люди иметь могут».
Высмеивая сторонников образования янтаря на нефти при воздействии на нее кислотами, М. В. Ломоносов писал:
«Еще ни один химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи и из земли янтаря не составил».
Взгляды М. В. Ломоносова на происхождение янтаря намного опередили научную мысль середины XVIII в. и своевременно не были должным образом оценены. Лишь спустя десятилетие они нашли своего первого и истинного приверженца в лице немецкого исследователя Ф. Бокка. Однако споры еще долго не затихали. Много лет спустя после изложения идей М. В. Ломоносова известный естествоиспытатель Ж. Бюффон утверждал, что янтарь образовался из меда пчел, а исследователь X. Жиртаннер принимал янтарь за продукт жизнедеятельности больших лесных муравьев.
Как же образовался янтарь? Когда-то, примерно 50 млн. лет назад, задолго до появления человека, на территории нынешней Швеции и части Балтийского моря располагалась суша. Климат этого времени был гумидным. Первоначальным актом в образовании янтаря явилось обильное выделение смолы из хвойных. Причины его самые разнообразные. Главной следует считать резкое потепление климата. Сосны были чувствительны и к внешним воздействиям. Во время гроз, ураганов и им подобных явлений они выделяли смолу-живицу, имевшую защитную функцию: быстро затвердевая, живица засыхала на пораженном участке, предохраняя дерево от заражения через рану. Основная масса смолы вытекала из деревьев, сломанных при весенних буреломах. Не менее обильно истекала смола, когда разные вредители леса грызли, прокалывали и долбили кору. Деревья вынуждены были залечивать нанесенные им раны. Густая клейкая смола образовывала на деревьях желваки, сгустки, гроздья, капли, которые, не выдержав собственного веса, падали на землю. Иногда процесс смоловыделения прерывался и через некоторое время возобновлялся, что способствовало образованию многослойных выделений смолы. На смолу садились насекомые и приклеивались. Не в силах высвободиться из липкой массы, они навечно оставались в ней.
Падали на землю или умирали на корню и от старости сосны, содержавшие значительное количество смолы не только на поверхности, но и в середине дерева.
Смолопродуктивность сосен в основном зависит от их способности выделять смолу, что, в свою очередь, обусловлено характером протекающих в дереве физиологических процессов. Предполагают, что смолоносные системы сосен, росших 50 млн. лет назад, и современных хвойных различаются: в далеком прошлом были больше смоляные карманы. Поэтому истечение смолы из сосен могло происходить и в обычных условиях. Нарушение последних приводило к увеличению или уменьшению выходов живицы.
Согласно наблюдениям у современных хвойных смола выделяется интенсивнее по направлению к югу, т. е., чем выше температура, тем больше выход живицы. Этому процессу также благоприятствует повышенная влажность воздуха и оптимальная для сосен влажность почвы. В тропиках Юго-Восточной Азии произрастает огромное (диаметр 15 м) даммаровое дерево (Dammara australis). Ствол дерева сплошь покрыт темной смолой. Желтоватой смолой покрыта даже почва, иногда на довольно значительных глубинах. В литературе описан кусок даммаровой смолы весом 20 кг.
На втором этапе происходило захоронение смолы в лесных почвах. Оно сопровождалось рядом физико-химических превращений смолы, характер которых в значительной степени зависел от того, в какие условия эта смола попадала. В сухой, хорошо аэрируемой почве смола преобразовывалась при участии кислорода. Устойчивость смолы повышалась, увеличивалась ее твердость. В заболоченных участках, в анаэробной обстановке, смола сохраняла свою хрупкость.
Третий этап в образовании янтаря отмечен размывом, переносом и отложением ископаемых смол в водный бассейн. Условия, благоприятные для возникновения и накопления янтаря, связаны с геохимической и гидродинамической спецификой бассейна.
Превращение смолы в янтарь идет при участии кислородсодержащих, обогащенных калием щелочных иловых вод, которые при взаимодействии со смолой способствуют появлению в ней янтарной кислоты и ее эфиров. На заключительных стадиях этого процесса формируется не только янтарь, но и глауконит - минерал, постоянно сопровождающий скопления янтаря, т. е. превращение ископаемой смолы в янтарь и образование глауконита происходит в одной окислительно-восстановительной обстановке. Находка глауконита - свидетельство слабощелочной и слабовосстановительной среды. Отсутствие этого минерала в породе - лишнее доказательство интенсивной аэрации осадков.
В итоге описанных превращений ископаемая смола заметно уплотнилась, растворимость ее уменьшилась, твердость, температура плавления и вязкость увеличились. Малые молекулы, входящие в состав ископаемой смолы, объединились в одну макромолекулу. Так сформировалось прочное высокомолекулярное соединение со свойствами современного янтаря. Концентрация янтаря в породах контролируется двумя главными факторами - окислительно-восстановительной обстановкой минералообразующей среды и количеством ископаемой смолы, поступившей в бассейн седиментации. Глауконита в осадочных породах значительно больше, чем янтаря. Следовательно, обстановка, благоприятствующая возникновению обоих веществ, не так уж редко создается в земной коре. Однако янтарь в этих условиях может возникнуть лишь при поступлении в бассейн ископаемой смолы из недалеко расположенных источников сноса.
Так образовалось Приморское месторождение янтаря. Необходимо подчеркнуть, что в нем выявлены не только самые большие запасы янтаря, но и наибольшие (из всех месторождений янтаря) количества глауконита. Накопление янтаря на территории Северной Украины проходило не в таких благоприятных условиях, как в Прибалтике. Среднее содержание янтаря в находящемся здесь Клесовском месторождении примерно в 40 раз, а глауконита в 4 раза меньше, чем в Приморском.
Специфику аутогенного минералообразования в какой-то мере отражает состав глауконита, содержащего до 20 химических элементов. Отметим, что условия для образования глауконита существуют и сейчас в Балтийском море.
В накоплении янтаря имеет значение и гидродинамический фактор. Дело в том, что движение воды - величина непостоянная и по-разному проявляется в отложениях. Скопления янтаря приурочены как к грубо-, так и к мелкозернистым осадкам, чего не должно быть при активном движении водного потока. Поток способен унести весь мелкий янтарь, но в действительности этого не происходит. Глинистые отложения, оседающие в спокойной обстановке, могли вообще не содержать янтарь, а они его вмещают, да еще в значительном количестве.
Сортирующему действию гидродинамических агентов более подвержен глауконит. Он формируется в поверхностном слое рыхлого осадка на участках замедленного движения водной среды. Здесь же осаждается и обломочный материал. При увеличении скорости течения осадок с отложившимся глауконитом может быть подвержен локальному перемыву. С этим процессом, видимо, и связано значительное количество перемытых зерен глауконита в Приморском месторождении. Незначительное распространение перемытого глауконита в Клесовском месторождении свидетельствует о спокойной обстановке минералоотложения. Близкое к горизонтальному положение кусков янтаря во вмещающих породах служит косвенным подтверждением спокойной седиментации осадков во время накопления янтаря.
«Янтарный» лес
Признав растительное происхождение янтаря, ученые по растительным фрагментам, заключенным в нем и во вмещающих породах, стараются полнее воссоздать облик того таинственного «янтарного» леса, который занимал территории нынешней Скандинавии, Карелии, Кольского полуострова. Природа этой области, именуемой Фенноскандией, в настоящее время не имеет ничего общего с богатой природой третичного времени. Сейчас здесь холодно. Погодные условия короткого полярного лета вызывают к жизни лишь скудную растительность. И только богатое воображение да фактический материал, обнаруженный в янтаре, позволяют представить, что за лес произрастал на этой территории 50-40 млн. лет назад.
Климат на севере Европы был гумидным, теплым, с четкой дифференциацией на сухие и влажные периоды года. В общих чертах он напоминал современный климат южной части Европы и субтропиков. Среднегодовая температура не опускалась ниже 18° С. Она благоприятствовала существованию весьма богатой фауны. Освещенность в глубине леса была относительно невелика, так как сомкнувшиеся кроны высоких деревьев пропускали немного света к нижним ярусам. Часть солнечного света попадала под кроны деревьев в виде отраженных лучей от листьев с блестящей поверхностью. Однако, несмотря на это, до почвы все же доходило мало света. Проникновению солнечных лучей к поверхности почвы препятствовали живущие на стволах и ветвях растения. Лесные почвы песчанистые, покрыты слоем почвенной подстилки, мягкие. Воздух сильно насыщен водяными парами, поднимавшимися с влажной земли. В таком климате развивается пышная растительность.
«Янтарный» лес - сложнейшее растительное сообщество. Его не могут охарактеризовать даже самые подробные описания. Особо следует подчеркнуть видовое разнообразие растений. Из деревьев преобладали сосны, они составляли около 70% всех встречавшихся в лесу видов высших растений. Украинский исследователь С. Я. Парамонов полагает, что их насчитывалось до 20 видов. Наиболее многочисленны были виды, объединенные названием «пинус сукцинифера» - сосна янтареносная. Внешне их едва ли можно отличить от южных видов этого дерева, что и поныне произрастают у нас на Черноморском побережье Кавказа. Местами на песчаных почвах росли сплошные сосновые леса.
Кроме сосен, в лесу произрастали один вид туи, один вид секвойи - самого высокого дерева из ныне живущих, пиния, ель. Среди лиственных деревьев установлено десять видов дуба, четыре - платана, два - бука, пять - клена, несколько видов ясеня.
Среди прочих вечнозеленых растений росли три вида коричного дерева, один вид магнолии, шесть видов подбела, изобиловали представители лавровых и миртовых. Своеобразный облик «янтарному» лесу придавали пальмы (четыре вида) с листьями веерного и перистого типов. Высота их была разная: одни имели короткий ствол, а другие не имели его совсем и состояли только из венца расходящихся перистых листьев. У миртовых ароматическими были не только цветы и листочки, но и все дерево, покрытое смолистыми каплями выделяющегося сока. Произрастали камнеломковые с круглыми красноватыми листьями, покрытыми редкими волосками.
Растения в «янтарном» лесу не только росли вплотную друг к другу, но и образовывали сложную систему ярусов по вертикали. Таких ярусов насчитывалось четыре: верхний, средний, низкий и самый низкий. Верхний ярус представлен секвойями, стройные стволы которые напоминали колонны греческих храмов и достигали высоты 100 м и более. Кроны секвой не смыкались, эти деревья попадались редко. Под ними развивались кроны деревьев ниже расположенных ярусов. Так, кроны деревьев среднего яруса, высотой около 50 м, образовывали сомкнутый полог, однако их кроны не были такими широкими, как у деревьев верхнего яруса. Среди них преобладали сосны, лучше других приспособленные к использованию энергии солнечного света. Благодаря этому они быстро обгоняли в росте широколиственные формы, которые со временем переходили на положение подлеска. Деревья верхнего и среднего ярусов были так высоки, что даже при сильном ветре в лесу было тихо и спокойно. Слышен был только могучий гул в вышине.
Корочка выветривания на янтаре
Степень развития нижнего древесного яруса во многом зависела от освещенности. Господствовали дубы, платаны, буки, коричное дерево, росла туя. К ним примешивалось значительное количество восковниц, лавровых, миртовых, магнолиевых, камнеломковых и в меньшей степени лиан. Лианы - одна из достопримечательностей растительного покрова «янтарного» леса. Для своего развития они требуют хорошего освещения, поэтому обычно встречаются по лесным опушкам, на естественно образовавшихся осветленных участках леса. Переплетающиеся кроны и ветви деревьев нижнего яруса образовывали своеобразный шатер, местами почти непроницаемый для солнечных лучей.
Под пологом густого леса располагался еще один ярус низкорослых деревьев, кустарников, состоящий из подбелов, древовидных папоротников, банановых. Многие кустарники переплетались лианами. Характерным растением подлеска были пальмы. Растущие на склонах гор и болотистых участках, они придавали «янтарному» лесу своеобразный облик. Любопытно, что пальмы соседствовали с бузиной и с «волчьей ягодой», цветы которых изредка находят в кусочках янтаря. Составным элементом подлеска были эпифиты - растения, живущие на деревьях. Особенно много эпифитов было там, где осадки обильны, а воздух влажен. Эпифитами были и многие папоротники. Прочно прикрепляясь к коре и ветвям деревьев, они свисали наподобие фестонов. На деревьях росли также «дочери воздуха» - орхидеи, берущие питательные вещества исключительно из воздуха и дождевой воды. В лесу было много растений-паразитов, которые присосками врастали в ткань дерева и тянули из него соки.
Влажная атмосфера благоприятствовала образованию почвенной подстилки, состоящей из перепревших листьев, хвои и растительной трухи. Она была субстратом для произрастания папоротников и других низших споровых растений.
Редким, но примечательным элементом «янтарного» леса были дикие бананы. Это самые высокие травянистые фенерофиты со стволом, образованным листоватыми влагалищами, и довольно крупными (3 м в длину и 60 см в ширину) листьями, похожими на распущенные зеленые зонты.
В условиях постоянной высокой влажности воздуха низшими растениями заселяются даже листья, и прежде всего листья деревьев нижнего яруса влажного «янтарного» леса. На них поселялись лишайники и мхи. Первые не играли существенной роли в «янтарном» лесу, вторые в виде бород свисали с ветвей деревьев.
Под самым низким ярусом - влага и полумрак. Здесь нет трав и пышных цветов. Землю устилали гниющие остатки листьев, ветвей и огромные стволы мертвых деревьев.
Болотистые участки в лесу были заняты влаголюбивыми растениями из семейства ароидных, часто достигавшими гигантских размеров. Особенность этих растений в том, что на ранних стадиях они развивались как лианы, а затем теряли связь с почвой и превращались в эпифиты. На берегах росли также многие виды подбелов, волчниковые, вересковые, ольха и ива. Здесь же произрастали таксодиевые (болотный кипарис, глиптостробус) и кипарисовые (либоседрус и виддрингтония). В озерах цвели кувшинки.
В холмистой местности «янтарный» лес более однообразен: в нем вместе с соснами много древовидных можжевельников. Древостой разреженный; обилие различных трав - злаков, папоротников. В солнечную погоду в лесу светло и жарко, пахнет душистой смолой.
Сосны в лесу были покрыты каплями, струйками, а то и целыми потоками смолы, обильно сочившейся из различного рода древесных ран и накапливавшейся у основания деревьев. Словно плача от боли, роняли хвойные капли живицы, способствующей заживлению ран (отсюда ее русское название). Даже у ослабленных деревьев выделявшаяся смола покрывала обнажившуюся растительную ткань, защищая ее от отрицательного атмосферного влияния и проникновения инфекции. Давно отмечено губительное действие смолистых веществ хвойных деревьев на стволовых вредителей, в частности на повреждение их различными насекомыми-древоточцами.
Попробуем совершить краткую экскурсию по «янтарному» лесу и начнем ее ясным и тихим утром. Из-за плотной сомкнутости крон свет в лесу едва пробивается, бросая пестрые лучи на землю и низкорослые растения. На изящной филигранной зелени листьев красивое кружево света и тени. Солнечные лучи разноцветными огоньками блестят в алмазных каплях росы, повисших на листьях и траве. Некоторые деревья обвиты толстыми лианами. Гирляндами свисают они с крон, как змеи, ползут по земле, перекидываются на другие деревья, добираются до самых их верхушек и там выбрасывают свою листву навстречу солнцу. Большое их разнообразие придает лесу необычайную пышность. Стволы деревьев и лиан густо усеяны мелкими цветами. Выделяются фиолетовые кисти цветов лиан. Естественной красотой сверкает мир диковинных орхидей. Одни из них небольшие, по величине и форме напоминают бабочку, другие большие, имеют сходство с какой-то птицей. Окраска варьирует от ярко-алой и желтой до ослепительно белой, в них мягко и гармонично сочетаются белые, фиолетовые и розовые тона. Привлекают внимание большие и яркие цветы магнолии, которые часто растут на довольно крупных деревьях. Со стволов свисают и плоды. «Янтарный» лес цветет и плодоносит в любое время. На одном дереве одновременно можно видеть бутоны, цветы, завязи и созревшие плоды.
На полянах картина несколько иная: солнечного света здесь достаточно. Пышно растут зонтичные, гераниевые, льновые, гречишные, разноцветия из губоцветных и других растений с сильным пряным и дурманящим запахом.
Через три-четыре часа утренняя прохлада постепенно исчезает, воздух, напоенный запахом цветущих зарослей, смолы и сырой земли, теряет утреннюю свежесть и становится жарким.
В «янтарном» лесу кипит жизнь. Бросается в глаза обилие муравьев. С первого взгляда они ничем не отличаются от обитающих в наших лесах, садах и парках. Муравьи всегда заняты делом. Сцепившись челюстями и ножками, они образуют на деревьях тонкие цепочки, местами касающиеся земли. По такой цепочке, как по мосту, взбегают другие муравьи. На дереве они надежно охраняют листву от посягательств мелких животных, личинок и гусениц. При этом они ощупывают листок за листком, продвигаясь по веткам все выше, затем возвращаются назад и начинают все сначала.
Вдруг в воздухе замелькали живые потоки насекомых. Солнце блестит на хитине коричневых тел, серебрит крылья. Это -термиты, или «белые муравьи». Насекомые летают невысоко. Порыв ветра относит их подальше, но чаще они опускаются там, где поднялись. Над почвой возвышаются кирпично-красные или желтоватые земляные холмики - термитники. У нас термиты широко распространены в области южных пустынь и в некоторых местах Закавказья.
Вот на зеленом стебле зонтичного растения притаился, почти сливаясь со стеблем, богомол. Он прижал к груди усаженные острыми шипами передние ножки и непрерывно вращает головой не только в обе стороны, но и назад. Богомол охотится не только на пчел и других насекомых, но и на небольших птиц, мышей, мелких змей. Некоторые богомолы принимают такие позы, что их можно принять за сучки дерева, бабочек, листья.
В хороводе кружащихся на поляне насекомых привлекли внимание блестящие стрекозы, ловившие добычу в воздухе. Их крылья бесцветные, красные, желтые, иногда зеленые. Красива в полете стрекоза, когда она то круто взмывает вверх, то стремительно падает вниз, производя при этом сложные пируэты.
В затененных местах много паутины. Никто не плетет ее в таком изобилии, так хорошо и правильно, как пауки. Думается, что им «известны» тайны геометрии, пространственного воображения и черчения. Мы даже задели рукой туго натянутое полотно крепкой паутины площадью в несколько квадратных метров. Небольших пауков много в траве, на них охотятся черно-красные осы.
Ловко побежал по бузине, маневрируя ногами-ходулями, паук-сенокосец, чьи голова и грудь слились в пулевидное компактное тело. Кажется, что ноги пауку дала природа в приливе гигантомании. Поймать животное можно только за одну из них. Но первого нашего прикосновения оказалось достаточно, чтобы нога отделилась от тельца. Однако она не осталась неподвижной, а как бы продолжала жить: рывками сгибалась и разгибалась, невольно привлекая внимание наблюдателя. Паучок за это время резво ускакал, да и вряд ли он сильно пострадал - ведь у него осталось еще семь ног. Здесь не ноги жалко, а важно остаться живым.
Над цветочными растениями много пчел и ос, их по всегда можно отличить друг от друга - так они похожи по окраске. Неспешно пролетела пара ос-блестянок, сверкнувших на солнечном свету как драгоценные камни. Недаром этих насекомых называют перепончатокрылыми жар-птицами. Цветущие травы неторопливо облетают деловые шмели в ярко расцвеченных мохнатых нарядах,состоящих из поперечных желтых, черных и красноватых полосок.
Все время вьются над цветами мухи-журчалки, питающиеся нектаром. По окраске их можно принять за ос. Много на цветах зонтичных щелкунов и более крупных темных и пестрых мух. Тела их покрыты серебристыми и белоснежными волосками, хорошо отражающими сильный поток солнечных лучей.
В «янтарном» лесу много ярких дневных бабочек. Некоторые бабочки по сравнению с современными видами выглядят несколько крупнее, к тому же они снабжены более мощными щупиками. Ночные бабочки хоронятся под листьями, у них толще тело, менее яркая окраска и гуще волосяной покров.
На открытых пространствах сверкают в лучах солнца личинки муравьиных львов. Они имеют длинные серповидные челюсти, которыми роют ловчие ямки, фонтанчиками разбрасывая пыль во все стороны. Вот суетливо подбежал к ямке муравей. Не удержавшись на зыбком песке, он быстро скатился по склону и стал жертвой ненасытной личинки. Спрятавшись на дне ямки и выставив большие челюсти, она подстерегала добычу. Пытающихся выбраться муравьев личинка сбивает песчинками, которые она подбрасывает головой.
Приглядимся внимательнее к обитателям небольших норок в сухом грунте. Вот к одной из них резво спешит поджарая оса, в челюстях она держит небольшой камешек. По черному телу и бросающемуся в глаза красному пятну на конце узкого брюшка в ней можно узнать роющую осу-аммофилу. С помощью своих мощных челюстей и передних ног со своеобразными щитками из жестких щетинок оса отрыла норку, необходимую ей для выведения потомства. Мы встретили осу в то время, когда она спешила закрыть и замаскировать вход в норку зажатым в челюстях камешком.
По пути нам встретился влажный участок леса. В нем обнаружились обильные россыпи грибов - голубых и оранжевых, растущих на пнях и стволах деревьев, как правило до основания изъеденных личинками грибных комариков и комаров, долгоножек, гусеницами бабочек и другими грибоедами. Под вывороченным пнем нашли в самих грибных комариков - невзрачных желтоватых насекомых с длинными ногами. Рассматривая этих животных, мы потревожили уховертку - насекомое с удлиненным телом, короткими надкрыльями и двумя длинными выростами - «саблями» на конце брюшка. Такие же два выроста на конце хвоста, но более длинные и острые, украшают и двухвостку. Удирая от нас задом вперед, насекомое тщательно ощупывало этими выростами все предметы на пути своего следования. Здесь же в лесной подстилке обитает и проворная серебристо-серая щетинохвостка. Среди лишайников можно увидеть мелких невзрачных насекомых - ногохвосток, совершающих небольшие прыжки с помощью двух отростков (вилки) на конце брюшка. Они питаются лишайниками. Грибами и лишайниками питаются также и мелкие насекомые с нитевидными усиками - сеноеды. Их можно заметить не только в почве, но и под камнями, среди растений, особенно на деревьях и кустарниках.
В послеполуденное время мы подошли к небольшой речке с мягкими илистыми берегами, покрытыми зарослями пышной растительности. Первое, что бросилось в глаза, это обилие крылатых насекомых у воды и над водой. Казалось, они совершают какой-то замысловатый танец. У насекомых прозрачные сетчатые крылья, передние крылья заметно больше задних, брюшко длинное, тонкое, а на конце его три хвостовые нити, это поденки. На берегу под растениями прячутся веснянки - ничем не примечательные насекомые темно-бурого цвета - и похожие на них ручейники с густым покровом волосков на теле и крыльях. В неглубоких участках речки, заросшей водной растительностью, в заводях, много комаров и водомерок - узкотелых насекомых, рывками скользящих по поверхности воды. На прибрежной растительности, на стволах деревьев можно увидеть вислокрылку. В спокойной позе насекомое сидит, сложив кровлеобразно крылья, которые закрывают тело.
«Янтарный» лес населяли не только насекомые и пауки. В нем довольно часто попадались гекконы - небольшие (первые сантиметры) лазающие ящерицы с приплюснутым туловищем и крупной головой. Заметить этих позвоночных иногда довольно трудно, так как по своей окраске они сливаются с корой дерева. Подвижность гекконов, малый размер, способность легко бегать по ветвям и листьям деревьев и кустарников делают их весьма ловкими охотниками за многими насекомыми.
Нам неоднократно приходилось наблюдать высокие стволы зонтичных растений с изломанными зонтиками, из которых тщательно были выбраны все семена. По-видимому, это дело мышей, похожих на наших мышей-полевок, хорошо лазающих по тонким стеблям растений.
В лесу обитали и птицы, преимущественно насекомоядные. Мы смогли увидеть знакомого нам дятла золотистого, особенно тщательно собирающего насекомых у корней деревьев; зеленого дятла, который ловко бегает не только по стволам, но и по земле; черного дятла-желну, снабженного вытягивающимся, длинным с шипиками на конце языком, которым он без устали извлекает муравьев из-под коры деревьев. Нельзя не залюбоваться работой дятла, к ней он относится весьма добросовестно. Постукает некоторое время с одной стороны ствола, затем быстро перескочит на другую его сторону, как бы желая проверить, не продырявил ли он дерево насквозь. В действительности же птица собирала потревоженных и вылезших на поверхность насекомых и гусениц.
Из других насекомоядных птиц, живших в «янтарном» лесу, следует отметить синиц, неустанно собирающих насекомых и пауков. Эти птицы - типичные обитатели хвойного леса.
Мы закончили экскурсию по «янтарному» лесу. Обилен и разнообразен в нем растительный и животный мир, сложны связи, существовавшие между организмами. «Янтарный» лес произрастал в горах и долинах, окаймлял озера, заболоченные участки и водоемы с медленно текущей водой. Ареал «янтарного» леса достигал побережья теплого тропического моря. Лес оказывал влияние па климат, гидрологию, гидрографию, почвенный покров, состав атмосферы, животный мир.
Некоторые произраставшие в нем деревья встречаются и теперь, хотя и в весьма отдаленных от Европы областях. Так, секвойя растет в горах Калифорнии и Южного Орегона (США), на западных склонах хребта Сьерра-Невада. Болотный кипарис распространен в юго-восточных штатах США и Мексики, водяная сосна (глиптостробус) произрастает лишь в странах Восточной Азии.
Сохранившиеся остатки в янтаре позволяют не только реконструировать внешний вид растений и животных, но и сделать заключение об их образе жизни, о климате того времени и даже об атмосфере. Мы можем не только представить «янтарный» лес в своем воображении, но и мысленно войти под его полог. Этому в значительной мере помогают искусно выполненные диорамы «янтарного» леса, которые демонстрируются в музеях янтаря в Калининграде и Паланге.
Жизнь любого леса и его многочисленные связи с земной средой еще полны глубоких тайн. Много загадок таит в себе и «янтарный» лес - явление исключительное в живой природе. Почему этот лес рос только на севере Европы? Чем объяснить, что сосны «янтарного» леса по сравнению с современными хвойными вмещали значительно больше смолы? В чем причина гигантизма многих деревьев росших в «янтарном» лесу? Каковы были в нем почвы? Отличались ли взаимоотношения насекомых и растений в «янтарном» лесу от таких же взаимоотношении в современных лесах? Эти вопросы и ряд других все еще ждут своего разрешения.
Прошли десятки миллионов лет. Очертания континентов стали совсем непохожи на те, что были раньше. Большая часть территории, занимаемой «янтарными» лесами, погрузилась в океан, а из морской пучины поднялись новые материки, исчезли древние культуры и появились новые. Посуровел климат. «Янтарные» леса исчезли с лица Земли. И только янтарь - окаменевшая смола далекого прошлого с включенными в него органическими остатками - свидетельствует о тех мирах, которые cуществовали на планете задолго до появления человека.
Палеоботаники на основании тщательного анализа растительных включений в янтаре отметила явное сходство «янтарной» флоры Северной Европы с современной японской, южнокитайской и горной мексиканской. Палеонтологи, изучив в янтаре включения насекомых и паукообразных, заключили, что большинство из ныне живущих видов, предки которых представляли фауну в «янтарных» лесах, практически не изменились за десятки миллионов лет.
Вот каким ценным свойством обладает янтарь: только он, и никто другой, смог поведать людям о жизни в огромных лесных массивах на севере Европы.
Типы месторождений
Месторождения янтаря, кроме Приморского изучены слабо. Происхождение многих из них неясно, потому трудно разработать полную классификацию месторождений янтаря. Общую характеристику их приводим в основном по данным В. С. Трофимова [1974]. Месторождения янтаря делятся на первичные и вторичные (россыпи).
Первичные залежи янтаря пространственно и генетически связаны с угольными месторождениями. Они образовались там, где росли леса. Янтарь здесь распределен неравномерно. Это так называемые аллохтонные (перенесенные) месторождения. К ним относятся Фушунское в Китае, Угловское и Краеугольноспасское на Дальнем Востоке в СССР, Аляскинское в США. Аллохтонные месторождения янтаря приурочены к глинам, пескам и песчаникам, содержащим мелкие линзы и пласты бурых углей и лигнитов. Такие месторождения возникают в непосредственной близости от участков, занятых лесами, в различных водоемах, болотах. К аллохтонным относятся месторождения в Хатангской впадине и на Урале в районе Каменного завода в СССР, в Канаде, в Австрии. В месторождениях этого типа крупные куски янтаря отсутствуют, промышленного значения они не имеют.
Во вторичных месторождениях (россыпях) скопления янтаря несколько удалены от мест их первичного залегания. Янтарь в отличие от большинства полезных ископаемых имеет плотность немного больше единицы и хорошую плавучесть в водной среде. Это ставит янтарь в особое положение и требует для его накопления в осадочных породах исключительных условий, которые учитывают ряд благоприятных для осаждения янтаря факторов. Среди вторичных выделяются россыпи элювиальные, делювиальные и пролювиальные, аллювиальные, дельтовые и лагунные, прибрежно-морские, морские и ледниковые.
Элювиальные россыпи возникают у основания автохтонных и аллохтонных месторождений янтаря. К ним относятся скопления янтаря на реках Аляски.
Делювиальные и пролювиальные россыпи распространены в областях, подвергшихся действию ледника. В результате размыва моренных, флювиогляциальных и им подобных ледниковых отложений янтарь сносится по склонам возвышенностей и накапливается у их подножий, в понижениях рельефа. Делювиальные и пролювиальные россыпи янтаря находятся в ГДР, ФРГ, ПНР, СССР.
Аллювиальные россыпи встречаются реже. Для концентрации в них янтаря требуются особые условия. В. С. Трофимов среди этих условий выделяет такие: 1) наличие на реках древесных заторов, препятствующих движению янтаря в отложениях текущих вод; 2) присутствие в текущей воде кусков стволов и ветвей деревьев, валунов и гальки, под действием которых взвешенный в воде янтарь как бы прижимается ко дну и накопляется в его неровностях; 3) существование на реках низких берегов, отмелей и кос, покрытых травяной растительностью,которая затопляется во время половодья. Янтарь запутывается в водорослях и остается в них после спада воды. Здесь его и собирают местные жители. Аллювиальные россыпи янтаря известны по рекам Аляски, Днепру (у Киева) и др.
Дельтовые лагунные россыпи находятся на побережье на участках дельт и лиманов, где скорость течения воды резко падает, в связи с чем создаются условия для накопления не только янтаря, но и других полезных ископаемых. Скопления янтаря в таких россыпях характеризуются хорошей сортировкой по крупности, он мелкозернистый, сравнительно хорошо окатан. Примером россыпей такого генезиса являются некоторые россыпи Хатангской впадины.
Россыпи прибрежно-морского происхождения образуются вследствие следующих геологических факторов: 1) размыва залежей янтаря, расположенных ниже уровня моря, волнами; 2) размыва реками месторождений янтаря, находящихся в их бассейнах; 3) размыва почв, содержащих янтарь, во время трансгрессий. Прибрежно-морские россыпи литоринового моря располагались на месте современного Балтийского моря в 5500-2000 гг. до н. э. Полоса литориновых россыпей протягивается от Балтийской до Куршской косы и продолжается далее на север. В настоящее время россыпи находятся на 4-15 м ниже уровня моря, содержание янтаря в них достигает 0,2 кг/м2. При штормах россыпи размываются и бушующими волнами выбрасываются на берег тонны янтаря. В Литве и Латвии выброшенный морем янтарь является основой янтареперерабатывающей промышленности. Современные прибрежно-морские россыпи широко распространены по берегам морей и океанов (Средиземное, Черное и Балтийское моря, Северный Ледовитый океан).
Россыпи морского происхождения возникали в достаточно глубоких заливах, защищенных от действия ветров. Характерной особенностью осадков, содержащих янтарь, является значительное присутствие в них глауконита. Благодаря ему янтареносная порода имеет зеленовато-голубой оттенок и называется «голубой землей». Россыпи янтаря с глауконитом - главный источник поделочного янтаря. Они распространены в основном в Балтийско-Днепровской провинции, протягивающейся от берегов Северного моря через Данию, ГДР, Польшу, Белоруссию и Украину до Черного моря. Здесь в настоящее время сосредоточено более 95% всех ископаемых смол, около 80% которых составляет поделочный янтарь Приморского месторождения. Морские россыпи янтаря есть в Румынии, Польше, Бирме, однако содержание янтаря в них небольшое.
Россыпи ледникового происхождения сформировались в областях оледенения за счет разрушения движущимся ледником ранее образовавшихся месторождений янтаря. Янтарь накапливался в моренных отложениях (глинах и суглинках); распределение его неравномерное, бедное. Моренные россыпи янтаря известны в ГДР, Польше, ФРГ, СССР (Овручский, Ковельский и другие районы Украины, в Литве и Белоруссии). При выносе янтаря подледниковыми водами образуются флювиогляциальные россыпи. Содержание янтаря в них низкое. Встречаются они в тех же странах, что и моренные россыпи. Часть янтаря в результате разрушения ледником его залежей могла переотложиться в озерных впадинах. Так возникли озерно-ледниковые россыпи в ГДР, ФРГ и Польше.
Россыпи эолового происхождения возникают за счет аллювиальных, прибрежно-морских и других россыпей. Концентрация янтаря в них происходит под влиянием ветровой деятельности. Известны такие россыпи на морском побережье и песчаных берегах ряда рек Аляски.
Приморское месторождение
Крупнейшее в мире Приморское месторождение янтаря находится возле поселка Янтарного на Балтийском море, в 8 км южнее мыса Таран и в 40 км к северо-западу от Калининграда. Месторождение известно со времен палеолита, об этом свидетельствуют находки кусков необработанного янтаря на стоянках первобытного человека. Янтарь собирали на морском пляже, вылавливали сачками (мережами) на мелководье, а перед этим разрыхляли янтареносный пласт с лодок. С середины XVII в. месторождение начали осваивать с помощью небольших горных выработок - карьеров и колодцев, неглубоко проникающих в янтареносные породы. Со второй половины XVIII в. добыча янтаря велась с помощью подземных горных выработок - шахт и штолен, которые закладывались в обрыве коренного берега моря. Этот способ с небольшими перерывами существовал до первой четверти XX в. (последняя шахта была закрыта в 1922 г.). Несколько ранее, в 1912 г., для добычи янтаря к северу от поселка был построен карьер, который эксплуатировался с перерывами до 70-х годов XX в.
После окончания Великой Отечественной войны геологоразведочная экспедиция Северо-Западного территориального геологического управления приступила к систематическому изучению янтареносности палеогеновых отложений Южной Прибалтики. Детальные геологоразведочные работы в окрестностях Янтарного, произведенные под руководством И. И. Деонисяка, показали, что янтареносная «голубая земля» залегает на глубинах с абсолютной отметкой от -2,31 до -5,58 м, мощность ее уменьшается с юга на север от 8,5 до 5,15 м. Средняя мощность «голубой земли» 7,4 м. Содержание в ней янтаря колеблется от 587 до 1464 г/м3, среднее - 853 г/м3. В 1949- 1957 гг. разведочными работами под руководством М. П. Жаркова были уточнены данные о распределении янтаря, по гидрогеологии района и его инженерной характеристике. Работы завершились открытием новой залежи в районе современного пляжа - Пляжевой.
Пляжевый участок представляет собой пластовую россыпь в песчано-алевритисто-глинистых породах. Мощность залежи 2,9-6,2 м, среднее содержание янтаря 1588-2471 г/м3. Янтареносные породы залегают на глубине 8-10 м и перекрываются песчаными отложениями мощностью от 3,7 до 21,3 м. Вскрышные породы легко размываются, что позволяет удалять их гидромонитором.
Россыпь находится на пляже Балтийского моря и под его дном. Причем на морском берегу она залегает ниже уровня моря. Вскрышные пески янтареносной залежи накопились в течение последних 20 лет. Еще в 1952 г. значительная часть залежи располагалась под морским дном. Пляжевый участок вытянут вдоль берега на 750 и при ширине 150-200 м.
Залежь янтаря не оконтурена. На востоке она ограничена старыми подземными горными выработками. На западе продолжается за пределы береговой линии Балтийского моря на расстояние около 500 м. Здесь янтаре-носная порода обнаруживается на глубине порядка 8 м под покатым склоном. Дальше в море глубина залежи резко увеличивается. На севере границей участка служит огромный конус выноса песчаных отложений, образовавшихся в результате сброса вскрышных пород из действующего карьера.
Месторождение специфично, что создает при его эксплуатации определенные трудности. Вызваны они следующими факторами: а) наличием подпродуктивного напорного водоносного горизонта; б) существованием надпродуктивного горизонта грунтовых вод, имеющего прямую связь с морем; в) расположением залежи янтаря непосредственно на берегу Балтийского моря в пределах искусственного, недавно образованного пляжа. Месторождений янтаря, разрабатываемых в аналогичных условиях, нет. Поэтому эксплуатация Пляжевого участка во многом носит экспериментальный характер. Ненадежность водоупора, подстилающего продуктивную толщу, создает опасность прорыва вод подпродуктивного напорного горизонта в карьер и образования оползней на его бортах. Маркшейдерско-геологический отдел Янтарного комбината под руководством главного гидрогеолога В. В. Борисенко ведет регулярные гидрогеологические и инженерно-геологические наблюдения притока воды со стороны моря.
Пляжевый участок сложен из пород палеогенового, неогенового и четвертичного возраста. Палеогеновые породы янтареносны. В основании разреза, который обнажается в карьере, залегают глинистые и слюдистые пески, переходящие в глины. Они содержат желваки фосфоритов, гальки гравия и кварца, стяжения сульфида железа - пирита. Этот слой носит название «дикой земли». Максимальная его мощность (6 м) приурочена к восточной части участка. В «дикой земле» янтарь встречается редко и только в верхней части.
Выше по разрезу залегает слой «голубой земли». Здесь янтарь почти не изменился до наших дней. Это порода морского происхождения, в которой наряду с глинистыми частицами находится много песчаного материала. При рассмотрении породы в бинокулярную лупу хорошо видны комочки глины, скопления мелких прозрачных зерен кварца, угловатых и окатанных, блестящие листочки слюды, тусклые таблички полевых шпатов и характерные для этой породы зернышки ярко-зеленого глауконита. В средней и верхней ее частях отмечены прослои и линзы кварцево-глауконитовых водоносных песков. Мощность слоя колеблется от 1 до 10,2 м.
Следует отметить, что на территории Южной Прибалтики «голубая земля» распространена довольно широко. Она залегает на различной глубине. Ближе всего к поверхности (не глубже 10 м) находится под современным морским пляжем около поселков Покровское, Янтарный, Синявино. В районе поселка Филино янтарьсодержащая порода обнажается в основании береговых обрывов. По мере удаления от побережья Балтийского моря глубина ее залегания увеличивается.
Костяной янтарь
Вверх по разрезу «голубая земля» переходит в породу «верхний плывун». Оба слоя по своему составу близки, по различаются неодинаковым содержанием глинистого и песчаного материала. «Голубая земля» - водоупор, а «верхний плывун» - водоносная порода, содержащая очень мало янтаря.
Пески «верхнего плывуна» распространяются неравномерно. На участке, вытянутом параллельно береговой линии, они отсутствуют. Мощность «плывуна» 5 м, наибольшая во впадинах в подстилающих породах. Подмечено, что с увеличением мощности «верхнего плывуна» уменьшается мощность «голубой земли». Следовательно, значительная часть «верхнего плывуна» образовалась за счет перемыва мелеющим морем верхней части «голубой земли».
Миоценовые отложения мощностью 3,6 м выделены в юго-восточной части Пляжевого участка. Это тонкослоистые слюдистые глины с прослоями песка от темно-коричневого до почти черного цвета.
Среднечетвертичные породы сложены серыми и коричневыми вязкими пластичными глинами, иногда песчанистыми бурыми и серыми кварцево-полевошпатовыми песками с включениями гравия, галек и валунов. Мощность среднечетвертичных отложений 18 м.
Янтарь в «голубой земле» распределен неравномерно. Наиболее обогащены им нижние участки продуктивного слоя. В породе мелкие куски янтаря всегда находятся вместе с крупными. Это наблюдается не только по разрезу, но и по площади. Так, при эксплуатации Пляжевого участка было подмечено, что содержание янтаря крупностью +32 мм в южной части карьера выше, чем в северной.
Распределение янтаря в зависимости от величины частиц вмещающих пород исследовано недостаточно. До самого последнего времени считалось, что уменьшение количества янтаря в «голубой земле» обусловлено увеличением в ней глинистых минералов, а также слюды и пирита. Однако, как показали исследования автора книги, в ряде случаев большое количество янтаря приурочено к глинистым отложениям. По данным гидрогеолога В. В. Борисенко, значительное содержание янтаря (до 600 г/м3) находится в выдержанном по мощности втором, глинистом слое Приморского месторождения. Таким образом, глинистые минералы, оседающие при крайне слабом течении, содержат янтарь, да еще и в заметных количествах. А это свидетельствует о том, что и в спокойных условиях седиментации возможно накопление янтаря.
Клесовское месторождение
О янтаре в окрестностях поселка Клесова (Ровенская область УССР) было известно давно. Однако только в 1979 г. здесь на площади более 200 км2 были выявлены отложения с промышленными концентрациями россыпного янтаря. Месторождение состоит из нескольких участков.
В геологическом строении наиболее перспективного участка Пугач выделяются два яруса: нижний, представленный кристаллическими породами докембрия (клесовиты), и верхний, сложенный осадочными песчано-глинистыми образованиями палеогенового, неогенового и четвертичного возраста.
Кристаллические породы фундамента в своей верхней части сильно выветрелые, состоят из обломков - «катунов» - кристаллических пород сечением от 5 до 50 см. Промежутки между «катунами» заполнены песчано-глинистым материалом, содержащим гальку черных кремней и кристаллических пород величиной до 10 см. Содержание грубообломочного материала достигает 10%. В кварцевом песке между «катунами» встречаются обугленные растительные остатки и кусочки янтаря. Мощность слоя 0,3-0,5 м.
Иногда на древней коре выветривания можно обнаружить слой плотной серой глины мощностью до 2,5 м. На коре выветривания, а местами на глинах залегает слой мелко- и среднезернистого песка мощностью 0,3-10 м. Нижняя часть его обогащена темным органическим веществом и зеленым глауконитом. В слое встречаются куски янтаря величиной от 1 до 10 см.
Выше по разрезу залегает слой мелко- и среднезернистого песка темно-серого цвета мощностью 0,5-1,6 м с пропластками светло-серых песков. Маломощные прослойки обогащены гумусовым материалом. В песках находят окатанные куски янтаря величиной до 5 см.
Продуктивный горизонт перекрыт мелкозернистыми косослоистыми кварцевыми песками мощностью 3,5 м. На них залегает почвенно-растительный слой.
На основании палинологических данных возраст янтарьсодержащих пород определяется как ранне-, средне-и позднеолигоценовый. В то далекое время на территории Северной Украины росли смешанные хвойно-широколиственные леса, в низинах на заболоченных участках произрастали гигантские секвойи, глиптостробусы, таксодиевые деревья, а по берегам рек и озер - ольха и ива.
Распределение янтаря в месторождении неравномерное. На участке Пугач оно колеблется от 15 до 310 г/м3. Среднее содержание янтаря в северной части больше (70 г/м3), чем в южной (44 г/м3), по всему участку оно составляет 60 г/м3.
Клесовское месторождение - единственное на Украине. Подобно сравнительно хорошо изученному Приморскому, оно представляет собой пластовую россыпь ближнего сноса. Янтарь рассеян в песчано-алевритисто-глинистых породах. В отличие от Приморского месторождения россыпь находится в породах, не содержащих заметных скоплений глауконита. Она подстилается не литологически близкими к «голубой земле» породами с включениями фосфоритов, а корой выветривания кристаллических пород Украинского щита. Запасы янтаря значительны.
Клесовский янтарь исследован недостаточно, поэтому рассмотрим подробнее его состав и свойства.
Морфология кусков янтаря, характер поверхности и отпечатки на ней, строение, размеры и другие особенности отражают различные моменты истечения смолы из дерева и позволяют сделать обоснованное заключениео процессах смоловыделения. По морфологическому признаку все куски янтаря разделяются на две группы - наствольные (поверхностные) и внутриствольные.
Основная масса кусков клесовского янтаря представляет собой излившиеся на поверхность ствола комки смолы. Натечные (наствольные) формы янтаря имеют слоистое строение. Они желтые, коричневые, полупрозрачные; многочисленные включения коры и остатков древесины обусловливают их непрозрачность. Натечные формы типа сосулек немногочисленны, но разнообразны по форме и величине. Они сложены коричневато-желтым янтарем, редко имеющим в поперечном сечении концентрическое сложение. Форма сосулек удлиненная, конусовидная. Капли янтаря редки, величина их обычно не превышает 1 см. Образованы они красноватым полупрозрачным янтарем. Встречаются капли с хорошо просматривающимися внутренними серповидпыми трещинами. Впутриствольные образования представляют собой слегка вогнутые пластинки, постепенно утончающиеся к краям и содержащие на своей поверхности отпечатки волокон древесины.
По внешнему виду все куски янтаря отчетливо разделяются на округлые и угловатые. Преобладают янтари первой группы. Находят их главным образом в палеоген-неогеновых породах. Форма кусков округлая. Поверхность сглаженная, как бы окатанная, в выветрелых разностях слегка шершавая. Янтари второй группы возникли, по-видимому, в результате частичного растворения округлых кусков янтаря. Форма их неправильная, угловатая. Поверхность ямчатая, кавернозная. Угловатые куски встречаются преимущественно в коре выветривания кристаллических пород фундамента - в песках и глинах среди «катунов».
Величина кусков янтаря достигает 15 см. Наибольший кусок, обнаруженный автором, имеет размеры 6,8×5,2×1,8 см. Его вec 46,8 г. Максимальный вес найденного в месторождении куска янтаря достигал 700 г. Преобладают куски 3-10 см в сечении, весом от 20 до 100 г.
Куски янтаря, покрытые корочкой выветривания
Сравнение среднего элементного состава неизмененных янтарей Клесовского и Приморского месторождении показало, что они близки. Средние значения их основных компонентов (С и Н) соответственно равны 78,05 и 9,55 % (12 анализов) и 76,50 и 9,94% (29 анализов).
Вместе с тем янтари Клесовского месторождения занимают особое место по содержанию в них серы - от 0,59 до 1,45%, в балтийском сукцините всего 0,55%. В янтарепроявлениях Предкарпатья до 3,2%серы. В некоторых кусках клесовского янтаря обнаружено свыше 8% золы.
Неизмененные янтари Клесовского месторождения по сравнению с янтарями других месторождений и проявлений вмещают больше примесных химических элементов - 17. В янтарях Приморского месторождения таких элементов всего 12, а в проявлениях Куршской косы и Предкарпатья - соответственно 11 и 13. Янтари всех месторождений заметно обогащены кальцием и железом. Главные и постоянные элементы-примеси в клесовских янтарях - кремний, магний, железо и кальций. Количество первых трех элементов достигает 0,1%, а железа - 0,5%. Присутствие их объясняется включениями минералов глин, кальцита и пирита. Содержание постоянно обнаруживаемого в янтарях алюминия не превышает 0,003%. Марганец и титан распределены неравномерно. Их присутствие следует связывать с включениями минералов глин. Постоянно в янтарях встречаются медь (до 0,001%) и цинк (до 0,03%). Их нахождение обусловлено включениями зерен пирита. Янтари содержат заметную примесь свинца (до 0,005%) и циркония (до 0,003%). Бор, барий и ниобий достаточно редки (до 0,001%). Наличие иттрия и ванадия, видимо, зависит от включений в кусках янтаря растительных остатков.
Итак, большинство элементов, найденных в янтарях, связано с включениями в них посторонних минералов, сопутствующих янтарю. При этом необходимо учитывать, что последние также имеют свой набор элементов. Естественно предположить, что качество янтарей, загрязненных многими химическими элементами, невысокое.
Изотопный состав углерода ископаемых смол изучен слабо. Он зависит от климатических условий произрастания растительности, структурных превращений в процессе фоссилизации и от температуры. Средние значения δ13С углерода неизмененных янтарей Клесовского (-20,4‰, 5 анализов) и Приморского ( -20,5‰, 10 анализов) месторождений почти совпадают.
Цветовая палитра янтаря довольно разнообразна - от бесцветного и белого через оттенки оранжевого и красноватого до почти черного. В. И. Панченко разделяет все янтари Клесовского месторождения по цвету на три группы: красные (прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные), медово-желтые (прозрачные, полупрозрачные, непрозрачные), восково-белые с желтоватым оттенком (непрозрачные). Между ними существует много переходных разностей. Преобладают медово-желтые и желтые янтари, покрытые коркой выветривания. Вишнево-красный цвет корки придает кускам янтаря коричневатый оттенок. Только после осторожного снятия корки можно получить представление об истинной окраске янтаря. Редко встречаются черные и слегка голубоватые янтари. Возникновение голубой окраски вызвано наличием в массе янтаря небольшого количества (до 20% объема янтаря) мельчайших (0,0008-0,001 мм) круглых воздушных пустоток. В мутном веществе при прохождении белого света с частицами подобного размера свет кажется голубым. В процессе выветривания янтарь, как правило, приобретает более интенсивную окраску (бурую, темно-бурую и даже черную).
Степень прозрачности клесовских янтарей различна. Прозрачность янтаря зависит от окраски, наличия пузырьков воздуха, механических примесей посторонних веществ и степени выветривания. Обычно светлоокрашенные разности (желтые, медово-желтые, красноватые) прозрачны и полупрозрачны, янтари густой окраски (красные) почти не просвечивают. В зависимости от густоты воздушных пузырьков и их распределения в массе янтаря выделяются следующие разности: прозрачный - различных оттенков желтого цвета до бесцветного; дымчатый - замутненный, местами прозрачный; бастард - средней прозрачности желтого цвета с серым до темного оттенком; костяной - непрозрачный, цвета слоновой кости; пенистый - непрозрачный, пористый, светлый, сильно напоминает застывшую пену.
В месторождении преобладают полупрозрачные янтари (бастард, дымчатый). Менее распространены прозрачные (желтые) и непрозрачные (костяные) янтари. Прозрачные янтари или не содержат воздушных пузырьков, или содержат редкие крупные (до 1 мм) пузыри. В полупрозрачных янтарях значительно количество достаточно крупных (до 0,2 мм) пузырьков, занимающих до 30% объема куска. Непрозрачные янтари вмещают много мелких (до 0,001 мм) пузырьков, составляющих до 50% объема куска. Зоны, обогащенные включениями, образуют интересные узоры в янтарях. Между выделенными категориями прозрачности существует много переходных разностей, обнаруживаемых даже в одном куске.
В значительной мере прозрачность янтаря зависит от наличия в нем посторонних примесей. Ими, как правило, бывают кусочки коры хвойных, древесная труха и другие растительные остатки. Янтари, переполненные такими включениями, обычно темные до черных. В процессе выветривания степень прозрачности янтарей уменьшается.
Важной величиной является степень однородности янтарей по твердости (и, очевидно, по внутреннему строению). Наиболее однородны янтари Клесовского и Приморского месторождений. При анализе полученных результатов необходимо отметить аномальный рост твердости с увеличением нагрузки. Это обстоятельство связано с особенностями внутреннего строения янтарей, в частности с их вязкостью.
Клесовский янтарь хорошо поддается механической обработке: он легко режется, сверлится, шлифуется, полируется.
Янтарь, как аморфное вещество, не обладает спайностью. За нее можно принять отдельность некоторых кусков. Отдельность - свойство вещества раскалываться при ударе в определенных направлениях - в янтаре имеет различную природу. Она обусловлена характером истечения смолы, различного рода трещинами, выветриванием, проявляется в основном в образцах с натечно-скорлуповатым строением. Слойки янтаря легко отделяются, вынимаются один из другого. Этому в значительной мере способствует присутствие на них тонкого выветрелого слоя. Иногда куски янтаря при ударе раскалываются по трещинам на более мелкие кусочки. Одни из таких трещин закладываются еще в процессе окаменения смолы, другие вызваны тектоническим воздействием на янтарь или на содержащие его породы. Отдельность, связанная с окислением янтаря, проявляется в расслоении корочки выветривания на тонкие пластинки (чешуйки).
Излом характеризует поверхность, которая образуется при раскалывании янтаря. У костяного янтаря излом плоский, неровный, у бастарда и облачного - крупнораковистый. Плоскость излома осложнена различными фигурами.
Клесовские янтари содержат растительные, минеральные, газовые и газожидкие включения. Многие образцы насыщены обрывками коры, кусочками древесины, стебельками растений и их частями. Кусочки древесины с параллельным расположением волокон почти целиком выполняют круглые пузыри. Ориентированное расположение таких остатков указывает на направление течения смолы. В связи с неполнотой захоронения растения трудно поддаются диагностике. Только однажды в кусочке янтаря удалось определить видовую принадлежность растительного включения. Характерная особенность его состояла в наличии небольших зонтиков на коротких цветоносах. Длина растения (или его части) 6 мм. Это омежник водяной, произрастающий и в настоящее время по берегам водоемов, в канавах.
Минеральные включения (кальцит, пирит, минералы глин) распространены незначительно. Тонкозернистые включения минералов могли попасть в янтарь такими путями: поглотиться смолой, стекающей по дереву в прикорневой его части; быть занесенными в жидкую смолу при помощи атмосферных агентов или лапками насекомых; выпасть из минерализованных растворов в трещинах и пустотах уже сформированного янтаря. Первым и вторым путем могли оказаться в янтаре минералы глин с зернышками кварца. Глинистое вещество серое, темно-серое, состав его гидрослюдисто-монтмориллонитовый.В прозрачном янтаре наблюдались слойки коричневатого глинистого вещества мощностью порядка 1 мм. Форма включения отвечает форме полости в янтаре. Агрегаты светлого и серого кальцита отмечены в тонких трещинках. Более часты в различного рода трещинах пленки латунно-желтого пирита с присущей этому минералу радужной побежалостью. Различные по толщине пленки пирита покрывают поверхность плоскостей отдельности в слоистых натеках янтаря. Кроме латунно-желтого с металлическим блеском пирита, отмечены сажистые выделения этого минерала.
Газовые и газожидкие включения в янтарях круглые или овальные, от 0,001 до 2,0 мм в сечении. Прихотливо располагаясь, они (особенно мелкие) создают в янтаре самые фантастические узоры. Чрезвычайно мелкие неупорядоченные воздушные включения в клесовских янтарях напоминают изморозь.
Иногда стенки небольших пустоток и узких трещин выстилаются пленкой коричневого битуминозного вещества, хорошо заметного на фоне более светлой основной массы янтаря. Битум хрупкий, часто отслаивается и поэтому как бы заполняет всю трещинку.
Поверхность большинства кусков янтаря неровная, с множеством различных углублений сечением от долей миллиметра до 4 мм. Характер поверхности стенок углублений наводит на мысль, что янтарь во вмещающих его отложениях под действием природных реагентов в той или иной мере растворялся. Корродирующее действие растворов па янтарь зависело от многих факторов (характера растворителя, разности янтаря и времени воздействия па него растворителя). Оно и проявилось в чрезвычайно большом разнообразии углублений на янтаре - от едва заметных вмятин до щелевидных отверстий.
Янтарь, как и другие органические соединения, в условиях интенсивного доступа к нему кислорода изменяется, на кусках образуются корочки выветривания. Такие корки отличаются от неизмененного янтаря более интенсивной окраской, составом, строением и рядом других свойств. На клесовских янтарях корки выветривания достигают толщины 3 мм. В процессе выветривания гладкая поверхность янтаря существенно изменяется. Чаще всего она приобретает полигональное строение за счет появления круглых или угловатых выступов высотой до 1 мм. Вместе с тем янтарь становится рыхлым, слоистым, трещиноватым. Образующаяся корка по сравнению с неизмененным янтарем несколько тверже, но более хрупкая и поэтому совсем не годится для поделок. Она сравнительно легко удаляется, обнажая неизмененную середину куска.
Весьма наглядно процесс выветривания янтаря прослеживается в костяных его разностях. Здесь обнаружены все переходы - от непрозрачного матово-белого янтаря до полупрозрачного красноватого и коричневого. Отмечены куски с двух- и трехъярусным строением корок, различающиеся по цвету. Начальные этапы процесса выветривания янтаря проявляются в его пожелтении. В различного рода углублениях (мелких ямках-вмятинах и более крупных кавернах) желтый янтарь отчетливо превращается в коричневый, который, в свою очередь, покрывается серой с перламутровым отливом пленкой. Местами поверхность корок разрыхляется до мучнистого состояния; рыхлая порошковатая масса скопляется в полостях трещинок и других углублениях. Выветрелые янтари Клесовского месторождения по сравнению с неизмененными разностями содержат меньше химических элементов (в них отсутствуют ниобий, бор и барий, но присутствует олово). В корках содержание хрома и алюминия выше, а кальция ниже. В выветрелых янтарях Приморского месторождения магния, кальция и железа больше, чем в неизмененных янтарях. Природа такого избирательного обогащения янтарей химическими элементами в процессе выветривания не совсем ясна. При выветривании янтаря в нем уменьшается количество углерода, водорода, отчасти серы и увеличивается доля кислорода. Содержание этих элементов в желтовато-коричневом янтаре соответственно такое (в %): С 79,30 и 69,14; Н 9,69 и 9,06; S 1,09 и 0,59; N+0 9,47 и 21,21; зола 0,92 и 0,90. Возрастают плотность и показатель преломления янтаря.
Янтарь - прекрасный поделочный камень, широко применяющийся для изготовления различных ювелирных изделий. Поэтому неудивительно, что каждое открытое месторождение детально изучается и всесторонне оценивается. Определяются художественные достоинства камня, его запасы, общие горнотехнические условия и связанные с ними вопросы экономической целесообразности добычи янтаря. Полученные данные сравниваются с данными однотипного промышленного объекта и составляют основу заключения о практическом значении месторождения.
Оценка Клесовского месторождения янтаря производилась прежде всего по геологическим критериям, т. е. выяснялись принадлежность месторождения к известному геолого-промышленному типу, наличие в нем кондиционного сырья, преимущественно с высокими художественно-декоративными качествами, и другие данные.
Клесовское месторождение представляет собой погребенную лагунно-дельтовую россыпь. Оно расположено в зоне сочленения кристаллических пород Украинского щита и осадочных пород Волыно-Подольской плиты. Здесь в палеогеновое время в прибрежно-лагунной области накапливался янтарь. Превращение смолы в янтарь в описываемых отложениях происходило в условиях, благоприятных для отложения глауконита. Однако количество этого минерала в Клесовском месторождении небольшое. Месторождение характеризуется неравномерным распределением янтаря. Он содержится лишь в олигоценовых отложениях, возрастная диагностика которых произведена с помощью спорово-пыльцевого анализа. По запасам янтаря месторождение значительно уступает Приморскому. Глубина залегания янтарьсодержащих пород небольшая, позволяет вести разработку открытым способом.
По внешнему виду среди клесовских янтарей выделяются те же разности, что и для балтийского сукцинита. Однако в Клесове меньше янтаря в виде капель и слоистых натеков. Декоративно-художественные качества клесовского и балтийского янтарей сходны. Камень обладает красивой окраской, четким, неповторимым рисунком, особенно проявляющимся в полированном виде. Клесовский янтарь преломляет световые лучи, поэтому его отшлифованные кусочки с оставленной на одной из сторон корочкой выветривания кажутся золотистыми.
В Клесове распространены красноватые янтари. Этот оттенок вызван особым составом исходной смолы; не исключено также влияние на окраску янтаря условий его окаменения. Непрозрачный янтарь легко облагораживается, если его прокипятить в растительном масле. При этом его можно подкрасить в нужный тон, добавив в масло органические красители.
Внутреннее строение клесовских янтарей довольно однородное. В них редки животные включения, тогда как в янтарях Прибалтики их очень много. Эта особенность, видимо, связана с некоторыми различиями «янтарных» лесов, произраставших в палеогеновое время на территории Северной Украины и Южной Прибалтики.
Отдельность одинаково выражена в слоистых натеках янтаря обоих месторождений. Однако в Клесове такие натеки распространены весьма незначительно. Плотность и рентгеновская характеристика янтарей обоих месторождений одинаковы.
Результаты проведенных исследований подтверждают, что янтарь Клесовского месторождения по своему составу и ряду свойств мало отличается от балтийского сукцинита. В россыпи находится достаточно кондиционного сырья, обладающего художественно-декоративными качествами. Даже кустарные изделия из янтаря, изготовляемые местными жителями с незапамятных времен, отличаются благородством и изяществом. В археологических раскопках на территории Украины встречаются ожерелья из кусков, обточенных в разные формы.