«Руководство по элементарной геологии»

Доктор Маккаллох упоминает песчаник на острове Скай, который можно формовать как тесто, когда он только найден; и некоторые простые минералы, которые в наших коллекциях жесткие и твердые, как стекло, часто бывают гибкими и мягкими в своих естественных пластах; это относится к асбесту, салиту, тремолиту и халцедону, и сообщается, что это также происходит в случае берилла.

Мергель, недавно отложившийся на дне озера Верхнее в Северной Америке, мягкий и часто наполнен пресноводными раковинами; но если взять кусок и высушить его, он становится настолько твердым, что его можно разбить только сильным ударом молотка. Если бы, следовательно, озеро было осушено, такое отложение состояло бы из пластов мергелистого камня, подобного тому, что наблюдается во многих древних европейских формациях, и, подобно им, содержащего пресноводные раковины.

Вероятно, некоторые из гетерогенных материалов, которые реки переносят в море, могут сразу затвердевать под водой, подобно искусственной смеси под названием пуццолана, которая состоит из мелкого вулканического песка, содержащего около 20 процентов оксида железа, с добавлением небольшого количества извести. Это вещество твердеет и становится твердым камнем в воде, и использовалось римлянами при строительстве фундаментов зданий в море.

Консолидация в этих случаях достигается действием химического сродства на мелко измельченное вещество, ранее находившееся во взвешенном состоянии в воде. После отложения подобные частицы, по-видимому, оказывают взаимное притяжение друг на друга и собираются в определенных местах, образуя комки, конкреции и стяжения. Так, во многих глинистых отложениях встречаются известковые шары, или сферические конкреции, расположенные слоями, параллельными общей стратификации; расположение, которое произошло после того, как сланец или мергель были отложены последовательными ламинами; ибо эти ламины часто прослеживаются в конкрециях, оставаясь параллельными ламинам окружающей неконсолидированной породы. (См. рис. 55.) Такие известковые конкреции часто имеют раковину или другое инородное тело в центре.

Рис. 55.

Известковые конкреции в лейасе.

Среди наиболее примечательных примеров конкреционной структуры — те, что описаны профессором Седжвиком как изобилующие в магнезиальном известняке на севере Англии. Сферические шары бывают разных размеров, от размера горошины до диаметра в несколько футов, и они имеют как концентрическую, так и радиальную структуру, в то время как ламины первоначального отложения проходят через них непрерывно. В некоторых утесах этот известняк напоминает большую беспорядочную кучу пушечных ядер. Некоторые из шаровидных масс имеют свой центр в одном пласте, в то время как часть их внешней стороны проходит в пласт выше или ниже. Таким образом, более крупный сфероид на прилагаемом разрезе (рис. 56) проходит из пласта b вверх в a. В этом случае мы должны предположить отложение серии второстепенных слоев, сначала образующих пласт b, а затем вышележащий пласт a; затем произошло перемещение частиц, и карбонаты кальция и магния отделились от более нечистого и смешанного вещества, образующего все еще неконсолидированные части пласта. Кристаллизация, начавшись в центре, должна была продолжаться, образуя концентрические слои вокруг первоначального ядра, не нарушая ламинированную структуру породы.

Рис. 56.

Сфероидальные конкреции в магнезиальном известняке.

Когда частицы пород были таким образом перегруппированы химическими силами, иногда трудно или невозможно установить, обусловлены ли определенные линии разделения первоначальным отложением или последующей агрегацией подобных частиц. Так, предположим, что три пласта песчаника, A, B, C, неравномерно насыщены известковым веществом, и что B является наиболее известковым. Если консолидация происходит в B, конкреционное действие может распространиться вверх в часть A, где карбоната кальция больше, чем в остальной части; так что масса d, e, f, образующая часть вышележащего пласта, соединяется с B в одну твердую массу камня. Первоначальная линия разделения d, e, будучи таким образом стертой, линия d, f обычно считалась бы поверхностью пласта B, хотя строго говоря, это не истинная плоскость стратификации.

Рис. 57.

Давление и тепло. — Когда песок и ил опускаются на дно глубокого моря, частицы не сдавливаются огромным весом вышележащего океана; ибо вода, которая смешивается с песком и илом, сопротивляется давлению с силой, равной силе столба жидкости сверху. То же самое происходит в отношении органических остатков, которые заполняются водой под большим давлением по мере погружения, иначе они были бы немедленно раздавлены в куски и сплющены. Тем не менее, если материалы пласта остаются в податливом состоянии и не затвердевают, они будут постепенно сжиматься под весом других материалов, последовательно нагромождаемых на них, точно так же, как мягкая глина или рыхлый песок, на котором построен дом, могут просесть. Под таким направленным вниз давлением частицы глины, песка и мергеля могут быть упакованы в меньший объем и принуждены к постоянному сцеплению.

Аналогичные эффекты конденсации могут возникнуть, когда твердые части земной коры принудительно перемещаются в различных направлениях теми механическими движениями, которые будут описаны далее, в результате которых пласты были согнуты, сломаны и подняты над уровнем моря. Породы из более податливых материалов часто должны были прижиматься к другим, ранее консолидированным, и, будучи таким образом сжатыми, могли приобрести новую структуру. Недавнее открытие может помочь нам понять, как мелкий осадок, происходящий из детрита пород, может быть консолидирован простым давлением. Поскольку графит, или «черный свинец», торговли стал очень дефицитным, мистер Брокедон придумал метод, с помощью которого пыль более чистых частей минерала, найденного в Борроудейле, могла быть воссоздана в массу, столь же плотную и компактную, как природный графит. Порошок графита сначала тщательно подготавливается и освобождается от воздуха, а затем помещается под мощный пресс на сильную стальную матрицу с герметичными фитингами. Затем по нему наносятся несколько ударов, каждый силой в 1000 тонн; после чего порошок настолько идеально консолидируется, что его можно резать для карандашей, и при изломе он демонстрирует ту же текстуру, что и природный графит.

Но действие тепла на различных глубинах в недрах земли, вероятно, является самой мощной из всех причин отвердения осадочных пластов. К этой теме я вернусь, когда буду рассматривать метаморфические породы, а также сланцеватую и трещиноватую структуру.

Минерализация органических остатков. — Изменения, которые претерпели ископаемые органические тела с тех пор, как они были впервые заключены в породы, проливают много света на консолидацию пластов. Ископаемые раковины в некоторых современных отложениях почти не изменились за столетия, просто потеряв часть своего животного вещества. Но в других случаях раковина исчезла, оставив только отпечаток своей внешней формы, или слепок своей внутренней формы, или, в-третьих, слепок самой раковины, первоначальное вещество которой было удалено. Эти различные формы фоссилизации легко понять, если мы исследуем ил, недавно выброшенный из пруда или канала, в котором есть раковины. Если ил глинистый, он приобретает консистенцию при высыхании, и при вскрытии его части мы обнаруживаем, что каждая раковина оставила отпечатки своей внешней формы. Если мы затем удалим саму раковину, мы обнаружим внутри твердое ядро из глины, имеющее форму внутренней части раковины. Эта форма часто сильно отличается от формы внешней раковины. Так, слепок, подобный a на рис. 58, обычно называемый ископаемым винтом, никогда не был бы заподозрен неопытным конхиологом как внутренняя форма ископаемого брюхоногого моллюска b на рис. 58. Также мы не могли бы представить с первого взгляда, что раковина a и слепок b на рис. 59 были разными частями одного и того же ископаемого. Читатель заметит на последнем рисунке (b, рис. 59), что пустое пространство, заштрихованное темным, которое когда-то занимала сама раковина, теперь находится между охватывающим камнем и слепком гладкой внутренней части оборотов. В таких случаях раковина была растворена, а составляющие частицы удалены водой, просачивающейся через породу. Если бы ядро было извлечено, осталась бы полая форма, на которой внешняя форма раковины с ее бугорками и бороздками, как видно на a, рис. 59, была бы видна в виде рельефа. Теперь, если пространство, упомянутое между ядром и отпечатком, вместо того чтобы остаться пустым, было заполнено известковым шпатом, кремнем, пиритами или другим минералом, мы получаем из формы точный слепок как внешней, так и внутренней формы исходной раковины. Таким образом были сформированы окремненные слепки раковин; и если ил или песок ядра окажется несвязным или растворимым в кислоте, мы можем получить в кремне пустую раковину, которая по форме является точным аналогом оригинала. Этот слепок можно сравнить с бронзовой статуей, представляющей лишь поверхностную форму, а не внутреннюю организацию; но существует другое описание окаменения, отнюдь не редкое и гораздо более удивительного рода, которое можно сравнить с некоторыми анатомическими моделями из воска, где показаны не только внешние формы и черты, но и нервы, кровеносные сосуды и другие внутренние органы. Так мы находим кораллы, изначально известковые, в которых не только общая форма, но и мельчайшая и сложная внутренняя организация сохранены в кремне.

Рис. 58.

Phasianella Heddingtonensis и слепок той же особи. Коралловый известняк.

Рис. 59.

Trochus Anglicus и слепок. Лейас.

Такой процесс окаменения еще более примечательно проявляется в ископаемой древесине, в которой мы часто замечаем не только кольца ежегодного роста, но и все мельчайшие сосуды и сердцевинные лучи. Многие мельчайшие поры и волокна растений, и даже те спиральные сосуды, которые в живом растении можно обнаружить только с помощью микроскопа, сохранились. Среди многих примеров я могу упомянуть ископаемое дерево длиной 72 фута, найденное в Госфорте близ Ньюкасла, в пластах песчаника, связанных с углем. При нарезке поперечного среза, настолько тонкого, чтобы пропускать свет, и увеличении его примерно в пятьдесят пять раз, проявляется текстура, показанная на рис. 60. Текстура, столь же мелкая и сложная, наблюдалась в древесине крупных стволов ископаемых деревьев, найденных в карьере Крейглит близ Эдинбурга, где камень не был в малейшей степени кремнистым, а состоял главным образом из карбоната кальция с оксидом железа, глиноземом и углеродом. Параллельные ряды сосудов, видимые здесь, — это кольца ежегодного роста, но в одной части они несовершенно сохранились, древесина, вероятно, сгнила до того, как минерализующее вещество проникло в эту часть дерева.

Рис. 60.

Текстура дерева из угольных пластов, увеличено. (Уитэм.) Поперечный срез.

Пытаясь объяснить процесс окаменения в таких случаях, мы можем сначала предположить, что пласты очень часто пронизаны водой, заряженной мельчайшими порциями известковых, кремнистых и других земель в растворе. Каким образом они становятся так пропитанными, будет рассмотрено позже. Если органическое вещество подвергается на открытом воздухе воздействию солнца и дождя, оно со временем сгниет или разложится на свои составляющие элементы, состоящие главным образом из кислорода, водорода и углерода. Они легко поглощаются атмосферой или смываются дождем, так что все следы мертвого животного или растения исчезают. Но если те же вещества погружены в воду, они разлагаются более постепенно; а если захоронены в земле, то еще медленнее, как в знакомом примере деревянных свай или другой захороненной древесины. Теперь, если по мере того, как каждая частица высвобождается в результате гниения в жидком или газообразном состоянии, частица карбоната кальция, кремня или другого минерала, столь же мелкая, оказывается под рукой и готова к осаждению, мы можем представить, что это неорганическое вещество занимает место, только что оставленное незанятым органической молекулой. Таким образом, сначала может быть сделан слепок внутренней части определенных сосудов, а затем более твердые стенки тех же самых могут сгнить и претерпеть подобное превращение. Тем не менее, когда все это окаменеет, оно может не образовать одну гомогенную массу камня или металла. Некоторые из первоначальных древесных, костных или других органических элементов могут остаться смешанными в определенных частях, или само окаменяющее вещество может быть по-разному окрашено в разное время или так кристаллизовано, что по-разному отражает свет, и таким образом текстура исходного тела может быть верно отображена.

Студент может спросить, есть ли у нас на химических принципах основания ожидать, что минеральное вещество будет выпадать в осадок именно в тех местах, где идет органическое разложение? Следующие любопытные эксперименты могут послужить иллюстрацией этого момента. Профессор Гёпперт из Бреслау недавно попытался имитировать естественный процесс окаменения. Для этой цели он вымачивал различные животные и растительные вещества в водах, некоторые из которых содержали кремнистые, другие — известковые, третьи — металлические вещества в растворе. Он обнаружил, что в течение нескольких недель или даже дней органические тела, таким образом погруженные, минерализовались до определенной степени. Так, например, тонкие вертикальные срезы древесины, взятые из сосны обыкновенной (Pinus sylvestris), были погружены в умеренно крепкий раствор сульфата железа. Когда они были тщательно пропитаны жидкостью в течение нескольких дней, их высушили и подвергли красному калению, пока растительное вещество не сгорело и не осталось ничего, кроме оксида железа, который, как было обнаружено, принял форму древесины настолько точно, что слепки даже точечных сосудов, свойственных этому семейству растений, были отчетливо видны под микроскопом.

Другой случайный эксперимент был описан г-ном Пипсом в «Геологических трудах». В лаборатории около года без присмотра и в неподвижном состоянии простоял глиняный кувшин, содержащий несколько кварт сульфата железа. По истечении этого времени, когда жидкость была исследована, на поверхности был замечен маслянистый налет, а также желтоватый порошок, оказавшийся серой, вместе с некоторым количеством мелких волосков. На дне были обнаружены кости нескольких мышей в осадке, состоящем из мелких зерен пирита, других зерен серы, кристаллического зеленого сульфата железа и черного илистого оксида железа. Было очевидно, что несколько мышей случайно утонули в этой жидкости, и в результате взаимного воздействия животного вещества и сульфата железа друг на друга металлический сульфат лишился своего кислорода; отсюда и выпадение в осадок пирита и других соединений. Хотя мыши не подверглись минерализации или превращению в пирит, это явление показывает, как минеральные воды, насыщенные сульфатом железа, могут подвергаться дезоксидации при контакте с разлагающимся животным веществом, так что атом за атомом пирит может осаждаться и при благоприятных обстоятельствах замещать кислород, водород и углерод, на которые в конечном итоге разложилось бы исходное тело.

Покойный д-р Тернер отмечает, что когда минеральное вещество находится в «насцентном состоянии», то есть только что освободилось от предыдущего химического соединения, оно наиболее готово соединяться с другим веществом и образовывать новое химическое соединение. Вероятно, частицы или атомы, только что высвободившиеся, обладают чрезвычайной мелкостью, а потому движутся более свободно и более готовы подчиниться любому импульсу химического сродства. Какова бы ни была причина, из этого ясно следует, как было сказано ранее, что там, где органическое вещество, недавно заключенное в осадок, разлагается, химические изменения будут происходить наиболее активно.

Недавно был проведен анализ воды, стекавшей с богатого ила, отложенного рекой Хугли в дельте Ганга после ежегодного разлива. Было обнаружено, что эта вода сильно насыщена углекислым газом, удерживающим известь в растворенном состоянии. Теперь, если доказано, что свежеотложенный ил пропитан минеральным веществом в состоянии раствора, нетрудно понять, что разлагающиеся органические тела, естественно заключенные в осадок, могут окаменеть так же легко, как и вещества, искусственно погруженные профессором Геппертом в различные жидкие смеси.

Хорошо известно, что вода источников или та, что постоянно просачивается сквозь земную кору, редко бывает свободна от небольшой примеси железа, карбоната извести, серы, кремнезема, поташа или какого-либо другого землистого, щелочного или металлического ингредиента. Горячие источники, в частности, обильно насыщены одним или несколькими из этих элементов; и только в их водах кремнезем встречается в изобилии. Поэтому в определенных случаях, особенно в вулканических регионах, мы можем предположить, что кремнезем в окремнелом дереве и кораллах был доставлен водами термальных источников. В других случаях, как в триполи и меловом кремне, он мог быть получен в значительной степени, если не полностью, в результате разложения инфузорий или диатомовых водорослей, губок и других тел. Но даже если это признать, нам все еще предстоит выяснить, откуда озеро или океан могут постоянно пополняться известковыми и кремнистыми веществами, столь обильно извлекаемыми из них в результате секреции этих зоофитов.

В отношении карбоната извести трудностей нет, поскольку не только известковые источники очень многочисленны, но даже дождевая вода обладает способностью растворять небольшую часть известковых пород, по которым она течет. Следовательно, морские кораллы и моллюски могут обеспечиваться реками материалами для своих раковин и твердых опор. Но чистый кремнезем, даже если его измельчить в тончайший порошок и прокипятить, нерастворим в воде, за исключением очень высоких температур. Тем не менее, д-р Тернер в своем эссе по химии геологии хорошо объяснил, как разложение полевого шпата может быть источником кремнезема в растворе. Он отметил, что кремнистая земля, составляющая более половины объема полевого шпата, тесно соединена с глиноземом, поташем и некоторыми другими элементами. Щелочное вещество полевого шпата обладает химическим сродством к воде, а также к углекислоте, которая в той или иной степени содержится в водах большинства источников. Поэтому вода уносит щелочное вещество, оставляя глину, состоящую из глинозема и кремнезема. Но этот остаток разложившегося минерала, который в чистом виде называется фарфоровой глиной, содержит лишь часть кремнезема, присутствовавшего в исходном полевом шпате. Другая часть, следовательно, должна была быть растворена и удалена; и это можно объяснить двумя способами: во-первых, потому что кремнезем в соединении со щелочью растворим в воде; во-вторых, потому что кремнезем в том, что технически называется его насцентным состоянием, также растворим в воде. Отсюда рекам и морским водам обеспечивается бесконечный приток кремнезема. Ведь полевошпатовые породы распространены повсеместно, составляя столь значительную долю вулканических, плутонических и метаморфических формаций. Даже там, где они случайно отсутствуют в виде массивов, они редко не встречаются в поверхностном гравии или аллювиальных отложениях бассейна каждой крупной реки.

Разрушение слюды, другого минерала, который в значительной степени входит в состав гранита и различных песчаников, также может давать кремнезем, который может растворяться в воде, ибо почти половина этого минерала состоит из кремнезема, соединенного с глиноземом, поташем и примерно десятой частью железа. Окисление этого железа на воздухе является основной причиной разрушения слюды.

Однако нам еще многое предстоит узнать, прежде чем превращение ископаемых тел в камень будет полностью понято. Некоторые явления, по-видимому, подразумевают, что минерализация должна протекать со значительной быстротой, ибо стебли мягкого и сочного характера, а также самого недолговечного свойства сохраняются в кремне; и существуют примеры полной окремнелости молодых листьев пальмы, когда они только собирались прорасти, и в том состоянии, которое на Вест-Индии называется пальмовой капустой. Можно, однако, задаться вопросом, не было ли в таких случаях в воде какого-либо антисептического качества, которое замедляло гниение, так что мягкие части погребенного вещества могли долгое время оставаться без разрушения, подобно плоти тел, погребенных в торфе.

Г-н Стоукс указал на примеры окаменелостей, в которых сохранились более недолговечные, а в других — более прочные части дерева. Эти различия, предполагает он, несомненно, зависели от времени, когда был привнесен окаменяющий минерал. Так, в некоторых окремнелых стеблях пальм клеточная ткань, эта наиболее разрушимая часть, находится в хорошем состоянии, в то время как все следы твердого древесного волокна исчезли, а пространства, когда-то занимаемые им, пусты или заполнены агатом. Здесь окаменение должно было начаться вскоре после того, как дерево подверглось воздействию влаги, и приток минерального вещества должен был прекратиться или вода стала слишком разбавленной до того, как древесное волокно сгнило. Но когда обнаруживается только это волокно, мы должны предположить, что до начала окаменения прошел промежуток времени, в течение которого клеточная ткань была уничтожена. Когда сохраняются обе структуры, а именно клеточная ткань и древесное волокно, процесс должен был начаться на ранней стадии и продолжаться без перерыва до полного завершения.

ГЛАВА V.

ПОДНЯТИЕ ПЛАСТОВ НАД УРОВНЕМ МОРЯ — ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ И НАКЛОННОЕ ЗАЛЕГАНИЕ.

Почему положение морских пластов над уровнем моря следует относить к поднятию суши, а не к опусканию моря — Поднятие обширных масс горизонтальных пластов — Наклонное и вертикальное залегание — Антиклинальные и синклинальные линии — Изогнутые пласты на востоке Шотландии — Теория складчатости вследствие бокового движения — «Крипы» (ползучесть пластов) — Падение и простирание — Структура Юры — Различные формы выхода пластов на поверхность — Породы, разрушенные изгибом — Перевернутое положение нарушенных пластов — Несогласное залегание — Хаттон и Плейфэр о таковом — Разломы пластов — Полированные поверхности — Сбросы — Видимость повторяющихся чередований, вызванных ими — Происхождение крупных сбросов.

Суша поднялась, а не море опустилось. — Уже было сказано, что водные породы, содержащие морские окаменелости, простираются на обширные континентальные пространства и наблюдаются в горных цепях, поднимающихся на большую высоту над уровнем моря. Отсюда следует, что то, что сейчас является сушей, когда-то находилось под водой. Но если мы признаем этот вывод, мы должны представить себе либо то, что произошло общее понижение уровня вод океана, либо то, что твердые породы, когда-то покрытые водой, были подняты целиком из моря и таким образом стали сушей. Ранние геологи, оказавшись перед этой альтернативой, приняли первое мнение, предположив, что океан был изначально всеобщим и постепенно опустился до своего нынешнего уровня, так что нынешние острова и континенты остались сухими. Им казалось гораздо легче представить, что вода опустилась, чем то, что твердая суша поднялась вверх в свое нынешнее положение. Однако было невозможно придумать какую-либо удовлетворительную гипотезу для объяснения исчезновения столь огромного объема воды по всему земному шару, поскольку необходимо было бы предположить, что океан когда-то стоял на той высоте, на которой могли быть обнаружены морские раковины. Более того, по мере развития геологии становилось ясно, что определенные пространства на земном шаре попеременно были морем, затем сушей, затем эстуарием, затем снова морем и, наконец, снова обитаемой сушей, оставаясь в каждом из этих состояний в течение значительных периодов времени. Чтобы объяснить такие явления, не допуская никакого движения самой суши, мы должны представить себе несколько отступлений и возвращений океана; и даже тогда наша теория применима лишь к случаям, когда морские пласты, составляющие сушу, являются горизонтальными, оставляя необъясненными те более распространенные случаи, когда пласты наклонены, изогнуты или поставлены на ребро и явно не находятся в том положении, в котором они были первоначально отложены.

Геологи, следовательно, были наконец вынуждены прибегнуть к другой альтернативе, а именно к доктрине о том, что твердая суша неоднократно перемещалась вверх или вниз, чтобы постоянно изменять свое положение относительно моря. Существует несколько различных оснований для предпочтения этого вывода. Во-первых, это одинаково объясняет положение как тех поднятых масс морского происхождения, в которых залегание остается горизонтальным, так и тех, в которых пласты нарушены, разбиты, наклонены или вертикальны. Во-вторых, человеческий опыт подтверждает, что суша может постепенно подниматься в одних местах и опускаться в других. Такие изменения действительно происходили в наши дни и происходят сейчас, сопровождаясь в некоторых случаях бурными потрясениями, в то время как в других они протекали настолько незаметно, что их можно было установить только с помощью самых тщательных научных наблюдений, сделанных через значительные промежутки времени. С другой стороны, нет никаких доказательств из человеческого опыта понижения уровня моря в каком-либо регионе, а океан не может опуститься в одном месте, не вызвав понижения своего уровня по всему земному шару.

Эти предварительные замечания подготовят читателя к пониманию огромного теоретического интереса, связанного со всеми фактами, касающимися положения пластов, будь то горизонтальные или наклонные, изогнутые или вертикальные.

Теперь, самое первое и простое проявление — это когда пласты морского происхождения встречаются над уровнем моря в горизонтальном положении. Таковы пласты, которые мы встречаем на юге Сицилии, заполненные раковинами, по большей части тех же видов, что живут сейчас в Средиземном море. Некоторые из этих пород поднимаются на высоту более 2000 футов над уровнем моря. Можно упомянуть и другие горные массы, состоящие из горизонтальных пластов глубокой древности, которые содержат ископаемые остатки животных, совершенно непохожих на любые ныне известные. На юге Швеции, например, близ озера Венер, пласты одного из старейших ископаемых отложений, а именно того, что геологи раньше называли переходным, а теперь силурийским, залегают в таком же ровном положении, как если бы они недавно составляли часть дельты большой реки и остались сухими после отступления ежегодных паводков. Водные породы примерно того же возраста простираются на сотни миль по озерному краю Северной Америки и точно так же демонстрируют почти не нарушенное залегание. Столовая гора на мысе Доброй Надежды — еще один пример сильно поднятых, но совершенно горизонтальных пластов толщиной не менее 3500 футов, состоящих из песчаника очень древнего происхождения.

Вместо того чтобы воображать, что такие ископаемые породы всегда находились на своем нынешнем уровне и что море когда-то было достаточно высоким, чтобы покрыть их, мы предполагаем, что они составляли древнее дно океана и что они постепенно были подняты до своей нынешней высоты. Эта идея, какой бы поразительной она ни казалась на первый взгляд, вполне согласуется, как было сказано ранее, с аналогией изменений, происходящих в настоящее время в определенных регионах земного шара. Так, в некоторых частях Швеции, а также на берегах и островах Ботнического залива были получены доказательства того, что суша испытывает и испытывала на протяжении веков медленное поднятие. Плейфэр аргументировал это мнение в 1802 году; а в 1807 году фон Бух после своих путешествий по Скандинавии объявил о своем убеждении, что поднятие суши продолжается. Цельсий и другие шведские авторы еще столетием ранее заявляли о своей вере в то, что в течение веков происходило постепенное изменение относительного уровня суши и моря. Они приписывали это изменение падению вод как океана, так и Балтийского моря. Эта теория, однако, теперь опровергнута обильными доказательствами; ибо изменение относительного уровня не было ни всеобщим, ни везде одинаковым по величине, а составляло в одних регионах несколько футов в столетие, в других — несколько дюймов; в то время как в самой южной части Швеции, или провинции Скания, произошла фактически потеря, а не прирост суши, поскольку здания постепенно опустились ниже уровня моря.

Из наблюдений г-на Дарвина и других следует, что очень обширные регионы континента Южной Америки претерпевали медленное и постепенное поднятие, в результате чего ровные равнины Патагонии, покрытые недавними морскими раковинами, и Пампасы Буэнос-Айреса были подняты над уровнем моря. С другой стороны, постепенное опускание западного побережья Гренландии на пространстве более 600 миль с севера на юг в течение последних четырех столетий было установлено наблюдениями датского натуралиста д-ра Пингеля. И в то время как эти доказательства континентального поднятия и опускания посредством медленных и незаметных движений были недавно выявлены, ежедневно укреплялись свидетельства продолжающихся изменений уровня, вызванных бурными потрясениями в странах, где часты землетрясения. Там породы время от времени разрываются и поднимаются или опускаются на несколько футов за раз и нарушаются таким образом, что первоначальное положение пластов может в течение столетий измениться на любую величину.

Г-ном Дарвином также было показано, что в тех морях, где изобилуют кольцевые коралловые острова и барьерные рифы, происходит медленное и постоянное опускание подводных гор, на которых базируются коралловые массы; в то время как существуют другие области Южного моря, где суша поднимается и где кораллы были подняты далеко над уровнем моря.

Потребовался бы целый том, чтобы объяснить читателю различные факты, подтверждающие реальность этих движений суши, будь то поднятие или опускание, сопровождаемые землетрясениями или совершаемые медленно и без локальных нарушений. Подробно рассмотрев эти темы в «Принципах геологии», я буду исходить в настоящей работе из того, что такие изменения являются частью реального хода природы; и если их признать, они окажутся ключом к интерпретации множества геологических явлений, таких как поднятие горизонтальных, наклонных или нарушенных морских пластов, а также наложение пресноводных отложений на морские, которые будут описаны позже. В дальнейшем также станет ясно, какой свет доктрина о постоянном опускании суши может пролить на то, каким образом серия пластов, образовавшихся на мелководье, могла накопиться до большой мощности. Образование долин и другие последствия денудации, о которых я расскажу далее, могут быть поняты только тогда, когда мы должным образом оценим имеющиеся в настоящее время доказательства длительного поднятия и опускания суши на обширных территориях.

В заключение этой темы я могу напомнить читателю, что если бы мы приняли доктрину, приписывающую возвышенное положение морских формаций и опускание некоторых пресноводных пластов колебаниям уровня вод, а не суши, мы были бы вынуждены признать, что океан иногда был везде гораздо мельче, чем сейчас, а в другое время — более чем на три мили глубже.

Рис. 61.

Вертикальный конгломерат и песчаник.

Наклонное залегание. — Самым недвусмысленным доказательством изменения первоначального положения пластов является их вертикальное стояние на ребрах, что отнюдь не является редким явлением, особенно в горных странах. Так, мы находим в Шотландии, на южных склонах Грампианских гор, пласты пудинг-стона, чередующиеся с тонкими слоями мелкого песка, все они расположены вертикально к горизонту. Когда Соссюр впервые наблюдал определенные конгломераты в подобном положении в Швейцарских Альпах, он отметил, что галька, будучи по большей части овальной формы, имела свои длинные оси параллельными плоскостям залегания (см. рис. 61). Из этого он сделал вывод, что такие пласты должны были сначала быть горизонтальными, причем каждая овальная галька первоначально оседала на дно водоема своей более плоской стороной параллельно горизонту, по той же причине, по которой яйцо не будет стоять ни на одном из концов, если его не поддерживать. Некоторые из округлых камней в конгломерате иногда представляют собой исключение из вышеуказанного правила по той же причине, по которой мы видим на галечном пляже некоторые овальные или плоские камни, лежащие на своих концах или ребрах; они были протащены вдоль дна и друг против друга волной или течением, так что осели в таком положении.

Вертикальные пласты, когда их можно проследить непрерывно вверх или вниз на некоторую глубину, почти неизменно оказываются частями больших кривых, которые могут иметь диаметр от нескольких ярдов до нескольких миль. Сначала я опишу две кривые значительной регулярности, которые встречаются в Форфаршире, простираясь на двадцать миль в ширину, от подножия Грампианских гор до моря близ Арброта.

Масса пластов, показанная здесь, может достигать почти 2000 футов в толщину, состоя из красного и белого песчаника и разноцветных сланцев, причем пласты можно разделить на четыре основные группы, а именно: № 1. красный мергель или сланец; № 2. красный песчаник, используемый для строительства; № 3. конгломерат; и № 4. серый плитняк и кровельный сланец с зеленым и красноватым сланцем, содержащим своеобразные органические остатки. Взгляд на разрез покажет, что каждая из формаций 2, 3, 4 повторяется трижды на поверхности, дважды с южным и один раз с северным наклоном или падением, а пласты в № 1, которые почти горизонтальны, все еще дважды выходят на поверхность благодаря небольшому изгибу, по одному разу с каждой стороны от А. Начиная с северо-западной оконечности, кровельные сланцы и конгломераты № 4 и № 3 вертикальны, и они обычно образуют хребет, параллельный южным склонам Грампианских гор. Вышележащие пласты № 2 и № 1 становятся все менее и менее наклоненными при спуске в долину Стратмор, где пласты, имея вогнутый изгиб, по словам геологов, лежат в «мульде» или «бассейне». Через центр этой долины проходит воображаемая линия А, называемая технически «синклинальной линией», где пласты, наклоненные в противоположных направлениях, могут, как предполагается, встречаться. Наблюдателю крайне важно отмечать такие линии, ибо он заметит по диаграмме, что при движении с севера к центру бассейна он всегда переходит от более старых к более новым пластам; тогда как после пересечения линии А и продолжения своего пути в том же южном направлении он постоянно оставляет более новые и продвигается к более старым пластам. Все отложения, которые он исследовал ранее, начинают затем повторяться в обратном порядке, пока он не доходит до центральной оси холмов Сидло, где пласты образуют арку или «седло», имея антиклинальную линию В в центре. При прохождении этой линии и продолжении движения к юго-востоку формации 4, 3 и 2 снова повторяются в том же относительном порядке наложения, но с северным падением. У Уайтнесса (см. диаграмму) видно, что наклонные пласты покрыты более новым отложением, а, в горизонтальных пластах. Они состоят из красного конгломерата и песка, новее, чем любая из групп 1, 2, 3, 4, описанных ранее, и залегают несогласно на пластах группы песчаника № 2.

Рис. 62.

Разрез Форфаршира, с С.-З. на Ю.-В., от подножия Грампианских гор до моря у Арброта (вулканические или трапповые породы опущены). Длина разреза двадцать миль.

Пример изогнутых пластов, в которых изгибы или складки породы более резкие и гораздо более многочисленные на равном пространстве, был хорошо описан сэром Джеймсом Холлом. Он встречается близ Сент-Эббс-Хед, на восточном побережье Шотландии, где породы состоят преимущественно из голубоватого сланца, часто имеющего поверхность со знаками ряби. Волнообразные изгибы пластов достигают от вершины до подошвы скал высотой от 200 до 300 футов, и на протяжении около шести миль насчитывается шестнадцать отчетливых изгибов, причем кривизны попеременно вогнуты и выпуклы вверх.

Рис. 63.

Изогнутые пласты сланца близ Сент-Эббс-Хед, Бервикшир. (Сэр Дж. Холл.)

Рис. 64.

Эксперимент был проведен сэром Джеймсом Холлом с целью проиллюстрировать, каким образом такие пласты, если предположить, что они были первоначально горизонтальными, могли быть принудительно приведены в свое нынешнее положение. Набор слоев глины был помещен под груз, и их противоположные концы сжимались друг к другу с такой силой, чтобы заставить их сблизиться. После снятия груза слои глины оказались изогнутыми и сложенными, так что они имели миниатюрное сходство с пластами в скалах. Мы должны, однако, помнить, что в естественном разрезе или морском утесе мы видим складки лишь частично: одна часть невидима под морем, а другая, или верхняя часть, как предполагается, была унесена денудацией, или тем действием воды, которое будет объяснено в следующей главе. Темные линии на прилагаемом плане (рис. 64) представляют то, что действительно видно в пластах на части упомянутой линии утеса; более бледные линии — ту часть, которая скрыта под уровнем моря, а также ту, которая, как предполагается, когда-то существовала над нынешней поверхностью.

Рис. 65.

Мы можем еще легче проиллюстрировать эффекты, которые боковой толчок может произвести на гибкие пласты, положив на стол несколько кусков разноцветной ткани и, когда они будут разложены горизонтально, накрыв их книгой. Затем приложите другие книги к каждому концу и с силой сдвиньте их друг к другу. Складки ткани будут в точности имитировать складки изогнутых пластов. (См. рис. 65.)

Являются ли аналогичные изгибы в слоистых породах действительно следствием подобных боковых движений — вопрос довольно сложный. При описании вулканических и гранитных пород станет ясно, что некоторые из них, будучи расплавленными, насильственно внедрялись в трещины, в то время как другие, уже находясь в твердом состоянии, выталкивались вверх сквозь вышележащую земную кору, что должно было вызвать значительное смещение гибких пластов.

Но мы также знаем из изучения регионов, подверженных землетрясениям, что внутри Земли действуют причины, способные вызвать проседание почвы, иногда очень локальное, но иногда распространяющееся на обширную территорию. Частое повторение или продолжение в течение длительных периодов таких нисходящих движений, по-видимому, подразумевает образование и обновление полостей на определенной глубине под поверхностью, будь то в результате удаления вещества вулканами и горячими источниками, или в результате сокращения глинистых пород под воздействием тепла и давления, или любой другой комбинации обстоятельств. Каких бы предположений мы ни придерживались относительно причин, несомненно, что податливые пласты могут вследствие неравномерной степени опускания оказаться изогнутыми на любую величину и иметь весь вид внезапно сжатых боковым толчком.

«Крипы», как их называют в угольных шахтах, служат отличной иллюстрацией этого факта. — Во-первых, можно сказать в общем, что выемка угля на значительной глубине заставляет массу вышележащих пластов проседать целиком, даже когда оставлены опоры для поддержания кровли шахты. «В Йоркшире, — говорит г-н Баддл, — после выработки трех пластов угля внизу на поверхности были заметны три отчетливых проседания, и в вышележащей массе песчаника и сланца, которые таким образом осели, образовались бесчисленные вертикальные трещины». Точная величина проседания в этих случаях может быть точно измерена только там, где на поверхности скапливается вода или где через угольный бассейн проходит железная дорога.

Рис. 66.

Разрез каменноугольных пластов в Уоллсенде, Ньюкасл, показывающий «крипы». (Дж. Баддл, эсквайр.) Горизонтальная длина разреза 174 фута. Верхний пласт, или главный уголь, здесь выработанный, находился на глубине 630 футов от поверхности.

Когда пласт угля выработан, через определенные промежутки оставляются столбы или прямоугольные массы угля в качестве опор для поддержания кровли и защиты шахтеров. Так, на рис. 66, представляющем разрез в Уоллсенде, Ньюкасл, галереи, которые были выработаны, представлены белыми пространствами a b, в то время как прилегающие темные части — это части исходного угольного пласта, оставленные в качестве опор, а пласты песчанистой глины или сланца составляют почву шахты. Когда опоры уменьшаются в размерах, они вдавливаются весом вышележащих пород (толщиной не менее 630 футов) в подстилающий сланец, который тем самым сжимается и вытесняется вверх в открытые пространства.

Теперь можно было ожидать, что вместо поднятия почвы будет опускаться потолок, и этот эффект, называемый «сдвигом» (thrust), действительно имеет место там, где почва более твердая, чем кровля. Но обычно в угольных шахтах кровля состоит из твердого сланца или иногда песчаника, более податливого, чем основание, которое часто состоит из глины. Даже там, где глинистые подстилающие породы сначала тверды, они вскоре размягчаются и переходят в пластичное состояние при контакте с воздухом и водой в почве шахты.

Первым признаком «крипа», говорит г-н Баддл, является небольшая кривизна в нижней части каждой галереи, как в a, рис. 66: затем почва, продолжая подниматься, начинает раскрываться продольной трещиной, как в b: затем точки разрушенного гребня достигают кровли, как в c; и, наконец, поднятые пласты закрывают всю галерею, а разрушенные части гребня воссоединяются и сплющиваются сверху, демонстрируя изгиб, видимый в d. Тем временем уголь в опорах оказывается раздавленным и потрескавшимся под давлением. Также обнаружено, что ниже крипов a, b, c, d, нижний пласт, называемый «металлическим углем», толщиной 3 фута, был разрушен в точках e, f, g, h и поднялся, что доказывает, что восходящее движение, вызванное выработкой «главного угля», распространилось через толщу 54 футов глинистых пластов, залегающих между двумя угольными пластами. Это же смещение было прослежено вниз более чем на 150 футов ниже металлического угля, но оно постоянно уменьшается, пока не становится незаметным.

Ни одна часть описанного выше процесса не заслуживает нашего внимания больше, чем медленность, с которой происходит изменение в расположении пластов. Дни, месяцы или даже годы иногда проходят между первым изгибом почвы и моментом, когда она достигает кровли. Там, где движение было наиболее быстрым, кривизна пластов наиболее правильна, а воссоединение разрушенных концов наиболее полное; тогда как признаки смещения или насилия наиболее велики в тех крипах, на полное завершение которых потребовались месяцы или годы. Следовательно, мы можем заключить, что подобные изменения могли происходить в больших масштабах в земной коре вследствие частичных и постепенных оседаний, особенно там, где почва была подработана в течение длительных периодов времени; и мы должны остерегаться делать вывод о внезапном насилии просто потому, что искажение пластов чрезмерно.

Между слоями сланца, сопровождающими уголь, мы иногда видим листья ископаемых папоротников, разложенные так же регулярно, как высушенные растения между листами бумаги в гербарии ботаника. Эти листья папоротника, или вайи, должны были лежать горизонтально на мягком иле, когда они были впервые отложены. Если, следовательно, они и слои сланца теперь наклонены или стоят на ребре, это очевидно следствие последующего нарушения. Доказательство становится, если возможно, еще более поразительным, когда эти пласты, включая растительные остатки, изгибаются снова и снова и даже складываются в форме буквы Z, так что один и тот же непрерывный пласт угля прорезается несколько раз в одной и той же вертикальной шахте. Так, в угольном бассейне близ Монса, в Бельгии, эти зигзагообразные изгибы повторяются четыре или пять раз, как показано на рис. 67, где черные линии представляют пласты угля.

Рис. 67.

Зигзагообразные изгибы угля близ Монса.

Падение и простирание. — В вышеприведенных замечаниях использовалось несколько технических терминов, таких как падение, несогласное положение пластов, антиклинальные и синклинальные линии, которые, как и простирание пластов, я теперь объясню. Если пласт или слой породы, вместо того чтобы быть совсем ровным, наклонен в одну сторону, говорят, что он падает; точка компаса, в которую он наклонен, называется направлением падения, а степень отклонения от ровной или горизонтальной линии называется величиной падения или углом падения. Так, на прилагаемой диаграмме (рис. 68) серия пластов наклонена, и они падают на север под углом сорока пяти градусов. Простирание, или линия простирания, — это продолжение или протяжение пластов в направлении под прямым углом к падению; и поэтому его иногда называют направлением пластов. Так, в вышеприведенном примере пластов, падающих на север, их простирание должно обязательно быть с востока на запад. Мы заимствовали это слово у немецких геологов, streichen означает простираться, иметь определенное направление. Падение и простирание можно удачно проиллюстрировать рядом домов, идущих с востока на запад, где длинный конек крыши представляет простирание пласта сланцев, которые падают с одной стороны на север, а с другой — на юг.

Рис. 68.

Пласт, который является горизонтальным или совершенно ровным во всех направлениях, не имеет ни падения, ни простирания.

Геологу, который пытается понять структуру страны, всегда важно знать, как пласты падают в каждой части района; но требуется некоторая практика, чтобы не быть иногда обманутым как относительно точки падения, так и относительно его величины.

Рис. 69.

Кажущаяся горизонтальность наклонных пластов.

Если верхняя поверхность твердого каменистого пласта обнажена, будь то искусственно в карьере или волнами у подножия утеса, легко определить, в какую сторону компаса склон наиболее крут или в каком направлении текла бы вода, если бы ее налили на него. Это истинное падение. Но края сильно наклоненных пластов могут порождать совершенно горизонтальные линии на поверхности вертикального утеса, если наблюдатель видит пласты по линии их простирания, при этом падение направлено внутрь от поверхности утеса. Если, однако, мы подходим к разрыву в утесе, который демонстрирует разрез точно под прямым углом к линии простирания, мы тогда можем установить истинное падение. На прилагаемом рисунке (рис. 69) мы можем представить мыс, одна сторона которого обращена на север, где пласты казались бы совершенно горизонтальными человеку в лодке; в то время как на другой стороне, обращенной на запад, истинное падение было бы видно человеку на берегу под углом 40°. Если, следовательно, наши наблюдения ограничены вертикальным обрывом, обращенным в одну сторону, мы должны попытаться найти уступ или часть плоскости одного из пластов, выступающую за пределы других, чтобы установить истинное падение.

Рис. 70.

Редко бывает важно определять угол наклона с такой точностью, чтобы требовалась помощь инструмента, называемого клинометром. Мы можем измерить угол с точностью до нескольких градусов, встав точно напротив утеса, где демонстрируется истинное падение, держа руки непосредственно перед глазами и поместив пальцы одной руки в вертикальном, а другой — в горизонтальном положении, как на рис. 70. Таким образом легко обнаружить, делят ли линии наклонных пластов угол 90°, образованный встречей рук, пополам, давая угол 45°, или делят ли они пространство на две равные или неравные части. Верхняя пунктирная линия может выражать пласт, падающий на север; но если пласты падают точно в противоположную точку компаса, как на нижней пунктирной линии, будет видно, что величину наклона все равно можно измерить руками с равной легкостью.

Рис. 71.

Разрез, иллюстрирующий структуру Швейцарской Юры.

Рис. 72.

План денудированного хребта, рис. 71.

Рис. 73.

Поперечный разрез.

Уже было видно при описании изогнутых пластов на восточном побережье Шотландии, в Форфаршире и Бервикшире, что серия вогнутых и выпуклых изгибов иногда повторяется несколько раз. Они обычно образуют часть серии параллельных волн пластов, которые продолжаются в одном и том же направлении на значительном протяжении страны. Так, например, в Швейцарской Юре доказано, что эта высокая горная цепь состоит из многих параллельных хребтов с промежуточными продольными долинами, как на рис. 71, причем хребты образованы изогнутыми ископаемыми пластами, природа и падение которых иногда проявляются в глубоких поперечных ущельях, называемых «cluses», вызванных разломами под прямым углом к направлению цепи. Теперь предположим, что эти хребты и параллельные долины идут с севера на юг, тогда мы сказали бы, что простирание пластов — север-юг, а падение — восток-запад. Линии, проведенные вдоль вершин хребтов А, В, были бы антиклинальными линиями, а линия, следующая по дну прилегающих долин, — синклинальной линией. Будет замечено, что некоторые из этих хребтов А, В не нарушены на вершине, тогда как один из них, С, был разрушен вдоль линии простирания, и часть его была унесена денудацией, так что гребни пластов в формациях a, b, c выходят на дневную поверхность, или, как говорят шахтеры, выходят на поверхность (crop out) на склонах долины. План такого денудированного хребта, как С, как он дан на геологической карте, может быть выражен диаграммой рис. 72, а поперечный разрез того же самого — рис. 73. Линия D E, рис. 72, — это антиклинальная линия, по обе стороны от которой падение направлено в противоположные стороны, как выражено стрелками. Выход пластов на поверхность называется шахтерами их выходом (outcrop или basset).

Если, вместо того чтобы быть сложенными в параллельные хребты, пласты образуют выступ или куполообразное возвышение, и если мы предположим, что вершина купола снесена, план продемонстрировал бы края пластов, образующие последовательность кругов или эллипсов вокруг общего центра. Эти круги — линии простирания, а падение, будучи всегда под прямым углом, наклонено по ходу окружности к каждой точке компаса, составляя то, что называется квакваверсальным падением — то есть поворачивающимся в каждую сторону.

Существуют бесконечные вариации в фигурах, описываемых выходами пластов, в зависимости от различного наклона пластов и способа, которым они подверглись денудации. Одно из самых простых правил, с которым должен быть знаком каждый геолог, относится к V-образной форме пластов при их выходе в обычной долине. Во-первых, если пласты горизонтальны, V-образная форма также будет на одном уровне, и самые новые пласты появятся на наибольших высотах.

Во-вторых, если пласты наклонены и пересекаются долиной, наклоненной в том же направлении, и падение пластов менее крутое, чем склон долины, тогда V-образные формы, как их часто называют шахтеры, будут указывать вверх (см. рис. 74), причем те, что образованы более новыми пластами, будут казаться в более высоком положении и простираться выше всех по долине, как А видно над В.

Рис. 74.

Склон долины 40°, падение пластов 20°.

В-третьих, если падение пластов круче, чем склон долины, тогда V-образные формы будут указывать вниз (см. рис. 75), и те, что образованы более старыми пластами, теперь будут казаться самыми верхними, как В кажется над А.

Рис. 75.

Склон долины 20°, падение пластов 50°.

В-четвертых, в каждом случае, когда пласты падают в направлении, противоположном склону долины, каков бы ни был угол наклона, более новые пласты будут казаться самыми высокими, как в первом и втором случаях. Это показано на рисунке (рис. 76), который демонстрирует пласты, поднимающиеся под углом 20° и пересекаемые долиной, которая понижается в противоположном направлении под углом 20°.

Рис. 76.

Склон долины 20°, падение пластов 20°, в противоположных направлениях.

Эти правила часто могут быть весьма практически полезны; ибо различные степени падения, встречающиеся в двух случаях, представленных на рисунках 74 и 75, могут иногда встретиться при следовании по одной и той же линии изгиба в точках, удаленных друг от друга на несколько миль. Шахтер, не знакомый с правилом, который сначала исследовал долину (рис. 74), мог заложить вертикальную шахту ниже угольного пласта А, пока не достиг нижнего пласта В. Затем он мог перейти в долину рис. 75 и, обнаружив там также выход двух угольных пластов, мог начать свои работы в самом верхнем в ожидании спуститься к другому пласту А, который наблюдался бы выходящим на поверхность ниже по долине. Но взгляд на разрез продемонстрирует тщетность таких надежд.

В большинстве случаев антиклинальная ось образует хребет, а синклинальная ось — долину, как в А, В, рис. 62, стр. 48; но существуют исключения из этого правила, пласты иногда наклоняются внутрь с обеих сторон горы, как на рис. 77.

Рис. 77.

При следовании по одному из антиклинальных хребтов Юры, упомянутых ранее, А, В, С, рис. 71, мы часто обнаруживаем продольные трещины, а иногда и крупные разломы вдоль линии, где изгиб был наибольшим. Некоторые из них, как сказано выше, были расширены денудацией в долины значительной ширины, как в С, рис. 71, которые следуют линии простирания и которые, как мы можем предположить, были выдолблены в то время, когда эти породы еще находились под уровнем моря, или, возможно, в период их постепенного появления из-под вод. Существование таких трещин в точке наиболее резкого изгиба твердых пластов известняка — именно то, чего мы должны были ожидать; но иногда отсутствие всех подобных признаков разлома, даже там, где напряжение было наибольшим, как в а, рис. 71, не всегда легко объяснить. Мы должны представить, что многие пласты известняка, кремня и других пород, которые сейчас хрупки, были податливы, когда изгибались в свое нынешнее положение. Они могли быть обязаны своей гибкостью отчасти жидкой материи, которую они содержали в своих мельчайших порах, как описано ранее (стр. 35), и отчасти просачиванию морской воды, пока они еще были погружены.

Рис. 78.

Пласты кремня, песчаника и мергеля близ Сен-Жан-де-Люз.

На западной оконечности Пиренеев в морских утесах видны большие искривления пластов, где породы состоят из мергеля, песчаника и кремня. В определенных точках, как в а, рис. 78, некоторые изгибы кремнистого роговика настолько резкие, что можно было бы отломить образцы, хорошо подходящие для использования в качестве коньковой черепицы на крыше дома. Хотя этот кремень не мог быть таким хрупким, как сейчас, когда он был впервые сложен в эту форму, он, тем не менее, представляет здесь и там в точках наибольшего изгиба небольшие трещины, которые показывают, что он был твердым и не полностью неспособным к разрушению в период своего смещения. Упомянутые многочисленные разрывы не пусты, а заполнены халцедоном и кварцем.

Рис. 79.

g. гипс.

m. мергель.

Между Сан-Катериной и Кастроджованни, на Сицилии, встречаются изогнутые и волнистые гипсоносные мергели, с тонкими пластами твердого гипса, залегающими местами между ними. Иногда эти твердые пласты были разбиты на отдельные фрагменты, все еще сохраняющие свои острые края (g g, рис. 79), в то время как непрерывность более податливых и пластичных мергелей, m m, не была прервана.

Рис. 80.

Я завершу свои замечания об изогнутых пластах утверждением, что в горных регионах, подобных Альпам, опытному геологу часто трудно правильно определить относительный возраст пластов по наложению, так часто пласты были сложены обратно сами на себя, причем верхние части кривой были удалены денудацией. Так, если бы мы встретили пласты, видимые в разрезе рис. 80, мы бы естественно предположили, что существует двенадцать различных пластов или наборов пластов, причем № 1 — самый новый, а № 12 — самый старый в серии. Но этот разрез может, возможно, демонстрировать лишь шесть пластов, которые были сложены способом, видимым на рис. 81, так что каждый из них повторяется дважды, положение одной половины перевернуто, и часть № 1, первоначально самая верхняя, теперь стала самой нижней в серии. Эти явления часто наблюдаются в великолепном масштабе в определенных регионах Швейцарии в обрывах высотой от 2000 до 3000 футов по вертикали. В Изельтен-Альп, в долине Лучине, между Унтерзееном и Гриндельвальдом, видны кривые известкового сланца высотой от 1000 до 1500 футов, в которых пласты иногда погружаются вертикально на глубину 1000 футов и более, прежде чем они изгибаются снова. Существует много изгибов, не уступающих по размерам, в Пиренеях, таких как те, что близ Гаварни, у подножия Мон-Пердю.