Жилы в геологии

— Ж. в геологии называются минеральные массы, выполняющие вполне или отчасти трещины в горных породах земной коры. Особенный практический интерес представляют рудные Ж., в которых содержатся разнообразные руды и полезные ископаемые. Хотя согласно вышеприведенному определению минеральная масса, выполняющая всякую трещину, несмотря на размеры этой последней, должна бы называться жилой, однако на практике выполнения мелких, имеющих незначительное протяжение, трещин различают под именем жилок, прожилков и пророслей. Из самого определения Ж. вытекает, что они должны иметь форму плоских масс, у которых длина и глубина значительно превышают толщину. Но так как стенки трещин не представляют ровных, параллельных между собой плоскостей, то и плоскости, ограничивающие Ж., или, как их называют, зальбанды, строго говоря, не являются ровными и параллельными, хотя, конечно, это не может влиять на общий вид Ж. При изучении Ж. наиболее важно определить толщину или мощность ее, простирание и падение. Мощность Ж. определяется непосредственным измерением кратчайшего расстояния между ее зальбандами, а для определения остальных данных принимают Ж., ограниченную двумя почти параллельными плоскостями, за одну плоскость и определяют отношение этой плоскости жилы к горизонтальной плоскости и к полуденной линии или меридиану. Плоскостной угол, образуемый плоскостью Ж. с горизонтальной плоскостью, измеряется отвесом и называется углом падения Ж.; при этом обыкновенно отмечается при помощи компаса и направление падения Ж. по отношению к странам света. По углу падения различают: отвесные Ж. (вертикальные или почти вертикальные), крутопадающие Ж. (угол падения 45-80°) и полого падающие Ж., с углом падения от 0 до 45°. Наконец, угол, образуемый на горизонтальной плоскости сечением плоскости Ж. с полуденной линией, определяет простирание Ж. На практике это последнее отмечается при помощи горного компаса (см. Компас) и выражается в градусах или часах. Направление падения Ж. всегда перпендикулярно к направлению простирания, и притом первое, как видно из вышеизложенного, лежит в вертикальной плоскости, а последнее — в горизонтальной. Отсюда вытекает необходимость для точного графического изображения Ж. давать два чертежа: профиль Ж., в которой плоскость чертежа будет вертикальная плоскость падения Ж., и план Ж., на котором плоскость чертежа будет горизонтальная плоскость. Простирание и падение Ж., в разных ее частях, не всегда остаются неизменными. Отклонение Ж. от прямолинейного простирания носит название склонения Ж.; при изменении угла падения говорят — Ж. падает (приобретает более крутое падение), Ж. поднимается (приобретает более пологое падение). Протяжение Ж. по простиранию называется длиной, по падению - глубиной Ж. В Ж., доходящих до земной поверхности, поверхностная, непосредственно видимая часть называется хвостом или выходом Ж. Выходы Ж. имеют очень различный характер: то они выступают в виде стен или гребней из боковой породы, когда Ж. образована материалом, трудно поддающимся выветриванию и разрушению, то наоборот — направление Ж. обнаруживается в виде лощины в том случае, когда жильная масса легко разрушается; возможны, конечно, и все промежуточные случаи между приведенными крайними. Протяжение Ж. в глубину большей частью остается неизвестным; это подало повод рудокопам говорить, что Ж. уходят в вечную глубину. И в самом деле, если в некоторых Ж., стоящих уже ближе к прожилкам, замечено выклиниванье на незначительной глубине, то имеются и такие даже рудоносные Ж., которые разработаны шахтами до глубины 1000 м и предела их не достигнуто. Такова, напр., шахта Адальберт в Пшибраме и Ж. рудников Клаусталя и Андреасберга на Гарце. Прослеживая Ж. по простиранию или по длине, можно заметить, что они оканчиваются двояко: или, постепенно суживаясь, теряются совсем, как говорят, выклиниваются, или, достигнув другой Ж. или массы другой горной породы, сразу обрываются, как говорят, пресекаются. Длина Ж., а равно и мощность их подвержена самым большим колебаниям. Так, напр., Ж., или дайки, вулканической породы на Этне тянутся на 10-15 км, не изменяя простирания и мощности, доходящей до 30 и более метров. Золотоносная кварцевая Мать-жила (Mother lode) в Калифорнии, прослеженная на 112 км, имеет мощность от 0,3 до 10 м. Это — самая длинная из известных Ж. Многочисленные золотоносные кварцевые Ж. на вост. склоне Урала имеют толщину от нескольких см до 2-3, редко более метра. Некоторые из них прослежены на несколько км в длину. Но и в одной и той Ж. мощность является крайне разнообразной, изменяясь нередко от толщины бумажного листа до нескольких метров. Постепенное уменьшение мощности Ж. называется сжатием, выклиниваньем, увеличение — расширением, раздувом Ж. Даже полное выклиниванье до размеров ничтожной трещины нельзя считать окончанием Ж., так как в большинстве случаев за таким сжатием следует снова расширение. В некоторых случаях сжатие и расширение чередуются настолько правильно, что Ж. распадается на ряд соединенных между собой чечевицеобразных масс; такие Ж. называются чечевицеобразными. В случае значительного местного расширения Ж. получается масса жильной породы, у которой все измерения приблизительно равны, такая масса носит название жильного штока. Весьма частое явление представляет деление жильной трещины на целый ряд более мелких, а вместе с тем и распадение Ж. на несколько более тонких или отделение от главной жильной массы тонких отжилков. Обыкновенно подобные отжилки имеют незначительное протяжение и скоро или выклиниваются, или снова соединяются с главной Ж. Такие места соединения Ж. представляют особое значение при разработке рудных Ж. Весьма часто главная Ж. сопровождается побочными, параллельно идущими по обеим ее сторонам — эти незначительной мощности и длины прожилки получили название спутников главной Ж. С увеличением количества спутников и уменьшением мощности главной Ж. получается переход к тому, что получило в горном искусстве название сложной Ж. Сложная Ж. представляет скопление параллельно идущих, сетчато-пересекающихся или лучисто-расходящихся тонких, часто выклинивающихся прожилков, между которыми залегает измененная боковая порода (рис. 1).

Рис. 1. Сложная жила. k — прожилки; g — измененная порода, отделенная зальбандом от неизмененной боковой породы G.

Все эти прожилки вместе с промежуточной массой могут рассматриваться как одна сложная Ж. В большинстве случаев простые или сложные Ж. со своими отжилками и спутниками встречаются не поодиночке, а соединяются в группы или, как говорят, свиты, состоящие из целого ряда Ж. с одинаковым или близким простиранием и углом падения. В зависимости от характера горных пород и геологической истории той или другой местности Ж., по крайней мере доходящие до поверхности, распределены в земной коре неравномерно. В местностях, богатых трещинами, мы встречаем иногда не одну Ж. и даже не одну свиту параллельно идущих Ж., но несколько свит, взаимно пересекающихся. В таких местностях отчетливо выступают весьма сложные явления, происходящие при встрече Ж., явления весьма важные, близкое знакомство с которыми существенно необходимо при разведках и разработках рудных Ж. Не вдаваясь в детальное описание всех тщательно изученных случаев взаимного отношения Ж., укажем только главнейшие группы наблюдаемых при этом явлений. Ж., принадлежащие к одной и той же свите параллельно идущих Ж, нередко при местном случайном изменении простирания сталкиваются между собой, при чем на некот. протяжении как бы сливаются, а затем снова расходятся (рис. 2).

Рис. 2. Сталкивание Ж.

При случайном изменении угла падения, напротив, может произойти пересечение Ж., которые в этом случае, т. е. при параллельном простирании, образуют так называемый вертикально-косой крест. При пересечении Ж. с неодинаковым простиранием происходит или прямоугольный, или косой крест (рис. 3), но пересечение таких Ж. сопровождается и более сложными явлениями, известными под именем отклонений и сбросов.

Рис. 3. Косой крест.

Отклонение состоит в том, что одна Ж., отклоняемая, встречаясь с другой — отклоняющей, тянется некоторое время возле последней, часто даже сливаясь с ней, а потом уже ее пересекает (рис. 4).

Рис. 4. Отклонение Ж.

При отклонении Ж. отклоняющая всегда древнее отклоняемой. Объяснение этого явления коренится в самом способе происхождения жильных трещин, впоследствии заполняемых жильной массой. Допускают, что отклоняющая трещина уже существовала в то время, когда началось образование трещины отклоняемой, и когда последняя при своем образовании встречала поперечную трещину, то изменяла свое прежнее направление на направление наименьшего сопротивления, т. е. вдоль отклоняющей трещины, и принимала прежнее направление уже с того места, с которого горная порода оказывала менее сопротивления. В окончательном результате и сбросы Ж. выражаются так же как отклонения; точно так же в простейшем случае, при пересечении двух Ж., одна из них отклоняется другой, так что продолжение отклоненной, или, как в этом случае говорят, сброшенной, Ж. мы найдем уже не в первоначальном направлении, но выше или ниже, вправо или влево; но при сбросах, наоборот, отклоняющая, или сбрасывающая, Ж. — новее, отклоненная, или сброшенная — древнее. Объясняют происхождение сбросов тем, что образование жильной трещины сопровождалось перемещением стенок ее, и если в этих стенках существовала уже ранее трещина или Ж., то и части этой Ж., перемещаясь вместе с окружающей их породой, изменяли свое положение. По строению и минералогическому составу на практике отличают обыкновенно пустые, каменные Ж. и рудные Ж. Как ни важно, однако, такое деление с практической стороны, с научной точки зрения оно мало целесообразно, и потому в настоящее время в большинстве случаев придерживаются классификации Ж., предложенной немецким ученым Лазо, которая основана на характере материала, выполняющего жильные трещины. Лазо делит все Ж. на: 1) аутогенные, которые выполнены породой, образовавшейся в самой трещине (смотря по составу и строению жильной массы, в этой группе можно различить: Ж., выполненные горной породой, и минеральные Ж.), и 2) аллогенные, заполненные обломками, принесенными в трещину извне. В форме Ж. встречается большинство изверженных горных пород: граниты, сиениты, диориты и диабазы, порфиры, порфириты и мелафиры, базальты и другие, но так как в Ж. они обладают некоторыми структурными и минералогическими особенностями, то в последнее время большинству жильных пород присвоены особые специальные названия. Ж. горных пород встречаются как в изверженных горных породах, так и в осадочных всевозможного возраста, начиная с самых древних и кончая самыми новыми, причем часто находятся в связи с более значительными массами горных пород того же состава. В породах осадочных Ж., залегающие между пластами и имеющие одинаковое с ними простирание и падение, называются пластовыми Ж.; Ж., пересекающие пласты, — секущими Ж. Чем значительнее размеры Ж., тем, за редкими исключениями, и породы, их составляющие, — крупнозернистее; равным образом, и в одной в той же Ж. очень часто структура породы не одинакова: в боковых частях Ж. преобладают мелкозернистые, даже иногда стекловатые разности, к центру порода становится крупнее зерном и часто содержит друзы, составленные из крупных кристаллов минералов, входящих в состав породы. Хотя в большинстве случаев Ж. горных пород относятся к числу пустых и представляют мало интереса для рудоискателя, однако известны в этой группе и рудные Ж. В этих последних в виде гнезд, прожилков, вкраплений или равномерно распределенными встречаются железные, медные, свинцовые, цинковые руды, а некоторые диабазовые Ж. в Австралии и у нас на Урале содержат в более или менее значительном количестве золотосодержащие колчеданы. Вторую группу составляют аутогенные минеральные Ж., состоящие из одного или неравномерной смеси нескольких минералов, причем характерно, что и по минералогическому составу, и по строению различные участки одной и той же Ж. крайне непостоянны, что и отличает существенно минеральные Ж. от Ж. горных пород. Большинство Ж. этой группы состоит из одного преобладающего минерала, наичаще кварца, известкового, тяжелого или плавикового шпата, и крайне разнообразных подчиненных и притом часто рудных минералов. Но существуют в этой группе и Ж. очень сложного строения, состоящие из нескольких минералов, часто располагающихся от периферии к центру Ж. последовательными слоями по времени своего выделения (рис. 5).

Рис. 5. Симметричное строение Ж.: а — кварц, б — свинцовый блеск, в — известковый шпат, г — боковая порода.

Многие минеральные Ж., относящиеся к числу рудных, представляют поэтому особенный интерес в практическом отношении и служат предметом деятельной эксплуатации. Знаменитые коренные месторождения золота в Австралии и Калифорнии — не что иное как кварцевые золотосодержащие Ж. в слоистых породах; того же типа Ж. находятся у нас на восточном склоне Урала около Екатеринбурга (Березовское месторождение), в Качкарской системе и др. местах. Серебряные руды Мексики, Калифорнии, Норвегии и у нас на Алтае извлекаются из Ж., состоящих из кварца, тяжелого шпата, реже кальцита и доломита. Весьма распространены также в минеральных Ж. железные, медные, свинцовые, цинковые и оловянные руды. — Последнюю группу, по Лазо, составляют аллогенные Ж., представляющие выполнения трещин материалом, принесенным извне. Редко такие Ж. выполнены просто песком или валунами, более обыкновенны случаи, когда выполняющим материалом являются обломки соседних осадочных или изверженных пород, сцементированные впоследствии в плотную массу углекислой известью, кремневой кислотой, бурой окисью железа или глиной. К группе аллогенных принадлежат, между прочим, некоторые кобальтовые, медные и цинковые рудные Ж. Саксонии, Венгрии и Богемии. — Что касается до распределения в Ж. минералов и влияния на минеральный состав их боковой породы, то таковые изучены более или менее детально только по отношению к рудным Ж. и рудным минералам, составляющим предмет разработки. Подобно тому как все Ж. в практическом отношении делят на рудные и пустые, так и в каждой Ж. практик горного дела различает жильную породу и руду, причем название преобладающей руды переносит и на всю Ж., хотя часто эта руда составляет ничтожную часть жильной массы. Внимательное изучение Ж. при их разработке показало, что в большинстве случаев руды распределяются в Ж. неравномерно: наряду с участками рудоносными встречаются и значительные промежутки, не содержащие рудных минералов. Выяснилось, что наичаще руды встречаются или гнездами, или вытянутыми полосами, направление которых не совпадает ни с простиранием, ни с направлением падения Ж., то, наконец, рудными столбами, длинная ось которых вытянута по линии падения Ж. Из других практических наблюдений над рудными Ж. следует указать, что в большинстве случаев в одной той же Ж. места, где Ж. расширяется, оказываются беднее или даже совсем не содержат руды, места сжатия Ж., напротив, обыкновенно богаче рудными минералами. Обыкновенно рудная Ж. содержит на всем своем протяжении руды одних и тех же металлов и лишь крайне редко встречаются обратные случаи, когда руда, преобладающая в верхних горизонтах, напр. цинковая, сменяется на глубине серебряными или медными рудами. Зато с глубиной весьма часто изменяется минеральный характер и химический состав руд. В верхних горизонтах руды встречаются преимущественно в виде кислородных и галоидных соединений, а на большей глубине преобладают сернистые соединения; такое различие состава руд ставят обыкновенно в связь с вторичными, метаморфическими процессами, происходящими в жильной массе. Хотя, как сказано выше, Ж. вообще не приурочены к каким-либо группам геологических образований по преимуществу, но в частности рудные Ж. сосредоточены, главным образом, в отложениях древнейших геологических систем и отчасти в массивных изверженных породах. Отношения между жильной массой и горной породой, в которой включена Ж., выражаются двояко. С одной стороны, горная порода несомненно влияет на состав Ж.: так, напр., замечено, что многие Ж., рудоносные в одной горной породе, сохраняя в общем свой состав, теряют рудоносность при переходе в другую породу. С другой стороны, и Ж. влияет на прилегающие участки горной породы, которые, напр., на спаю с рудною Ж. часто являются рудоносными. Прекрасным примером вышеуказанных отношений может служить известное Березовское месторождение на Урале, около Екатеринбурга, где свита крутопадающих золотоносных кварцевых Ж. от ничтожных размеров до 1 м мощностью пересекает вкрест простирания кристаллические сланцы, перемежающиеся с кварцевыми порфирами (березитами). Кварцевые Ж. рудоносны лишь там, где они пересекают березиты; вступая в полосу кристаллических сланцев, они теряют золотоносность. В свою очередь, кварцевые порфиры по соседству с Ж. отклоняются от нормального состава и содержат многочисленные вкрапления серного колчедана, перешедшего частью в бурый железняк. Крайне интересный вопрос о происхождении Ж. сводится к выяснению причин и способов образования трещин (см. Трещины горных пород) и способов их выполнения. Эти последние могут быть двух родов: 1) механические и 2) химические; те и другие часто действуют совместно. Примером механического способа могут служить все аллогенные Ж. Несравненно распространеннее и разнообразнее химические способы образования Ж., которые могут быть сведены в три главные группы: 1) кристаллизация из расплавленной массы; 2) выделение из растворов и 3) образование из газообразных продуктов возгона. К первой группе принадлежат все Ж. горных пород, мало отличающиеся по составу и способу происхождения от изверженных пород вообще (см. Горные породы). Исключительное выполнение трещин продуктами возгона представляет в чистом виде редкое явление, наблюдаемое в настоящее время и притом в нешироком масштабе в ближайшем соседстве с действующими вулканами; но совместно с другими факторами и продукты возгона принимают участие в заполнении многих минеральных Ж. сложного происхождения. Однако большая часть минеральных Ж. обязана своим происхождением выделению из растворов. Таким способом произошли наиболее интересные в научном и наиболее важные в практическом отношении Ж. [Выполнение трещин и образование Ж. составляет лишь один из многочисленных результатов деятельности циркулирующих в земной коре водных растворов, о чем см., напр., Вода (геолог.), Источники, Метаморфизм.]. Лишь для немногих, а именно для Ж. горных пород, образовавшихся через остывание и кристаллизацию расплавленных масс, наука допускает быстрое и иногда даже единовременное образование с появлением трещин, в которых они включены. Все минеральные Ж. носят ясные следы долговременного и часто не непрерывного образования под влиянием ничтожных в каждый данный момент, но громадных по своей непрерывности и продолжительности процессов. Ср. Гроддек, "Руководство к изучению рудных месторождений" (СПб., 1889); Lasaulx, "Die Gä nge".

Б. П.