В том виде, в каком территория Вашингтон представлена нам сейчас, она демонстрирует сцену гор, низменностей и возвышенных плато, которые полны интереса и разнообразия. Некоторое общее описание ее топографии уже было дано.
LOWER SNOQUALMIE FALLS, 268 FEET HIGH, ON LINE OF SEATTLE, LAKE SHORE AND EASTERN RAILWAY.
Горные породы и минералы Каскадных гор. Ядро этих высоких хребтов состоит в основном из пород, первоначально стратифицированных, которые были метаморфизованы под воздействием тепла, и, возможно, внутри всего этого, с ветвями, прорывающимися в различных местах, находятся плутонические породы, которые никогда не были стратифицированы. Таково положение дел на вершине Каскадного хребта, недалеко от перевала Сноквалми, а также на некоторых подчиненных пиках и хребтах. На горе Логан, горе Денни и т. д. находятся большие массивы сиенитового гранита, возраст которого я не имею возможности определить. В сочетании с этим встречаются кварциты мелкого зерна, чрезвычайно твердые, порфиры, а также серпентиноидные и хлоритовые породы различных видов, в которых залегают магнитные железные руды; а также большие пласты кристаллического известняка, как мелко-, так и крупнозернистого. Пересекая их под разными углами, проходят жилы, содержащие драгоценные и недрагоценные металлы.
Метаморфические породы сомнительного происхождения. Являются ли эти породы палеозойскими или архейскими по своему происхождению, или же они являются просто метаморфизованными пластами верхнего юрско-триасового или нижнего мелового периода — это вопрос для будущего изучения. Считается, что эти плутонические и метаморфические породы простираются через горный регион, лежащий к северу от реки Колумбия; и о них также сообщается в горах Кер-д’Ален. Совершенно точно, что на обоих склонах Каскадных гор мы находим в их естественном состоянии меловые конгломераты, песчаники и сланцы, несущие уголь, по крайней мере в их верхних пластах. Отложения на восточной стороне горы были сильно изрезаны и обнажены, пока мы не обнаружили лишь небольшие участки меловых пластов на реках Якима и Венатчи, а также хребет Пешастан между ними, с участком угленосных пород на Якиме и другим на Венатчи. На западной стороне горного хребта меловые и угленосные площади гораздо больше.
Угольные пласты. Угольные отложения всех меловых регионов Запада считаются принадлежащими к ларамийскому периоду, который завершил меловой век и представляет собой переходный период между меловым и третичным. Но я не считаю этот вопрос решенным. Низшие лигниты Скалистых гор и полулигниты, которые составляют верхние пласты мелового угля Вашингтона, должным образом принадлежат к ларамийскому периоду; но включение подстилающих битуминозных углей в ту же группу может быть предметом вопроса. Больше будет сказано об этих угольных пластах в следующем разделе. Западные угленосные породы начинаются на внешних горах, стоящих у западного подножия главного Каскадного хребта. Эти выступы различаются по размеру, высоте и направлению; но многие из них имеют высоту от 1 000 до 1 500 футов, и они встречаются группами, разделенными обнаженными пространствами, от Каскадных гор до Тихого океана и от границы Канады почти до реки Колумбия. Самое большое и важное месторождение, однако, находится к югу от реки Сноквалми и между Пьюджет-Саундом и Каскадными горами. Некоторые из углей, найденных в самой южной части месторождения и на Береговом хребте, относятся к третичному периоду.
Меньшее и совершенно неразработанное месторождение находится на реке Скаджит, а другое — на реке Беллингем-Бэй и к западу от нее. Подобные пласты найдены на острове Ванкувер. Угленосные пласты также найдены на реках Чехалис, Де-Шут, Нискуалли и Коулиц. Хотя некоторые из этих южных и западных пластов относятся к третичному периоду, систематического изучения их геологических связей не проводилось.
Вулканические горы и их великая активность. По-видимому, установлено, однако, что высокие вулканические горы, которые образуют заметные черты ландшафта Каскадного хребта, были активны в третичный период и не только воздвигли свои собственные гребни высотой от 9 000 до 15 000 футов, но и затопили большую часть окружающей страны лавой удивительной ширины и глубины. В этом регионе гора Бейкер, гора Рейнир (также называемая горой Такома), гора Сент-Хеленс и гора Адамс на территории Вашингтон, а также гора Худ в Орегоне были центрами величайших операций; и так продолжалось веками.
Мы видим гигантские результаты этой деятельности в каньоне Удивительный каньон реки Колумбия. глубиной от 1 000 до более 3 000 футов, который река Колумбия прорезала через это вулканическое вещество при прохождении через Каскадные горы. Это вулканическое отложение состоит из коричневого базальта, который при остывании кристаллизовался в вертикальные, многоугольные призмы, или колонны, которые были высечены погодой в бесконечно разнообразные формы, красивые, фантастические и величественные; в целом представляя собой сцену, или последовательность сцен, на протяжении двадцати пяти миль, которые нигде больше не могут быть равны на американском континенте, если только не поблизости, на притоке Колумбии, реке Де-Шут в Орегоне.
Великие пласты базальта. Эта огромная груда базальта была построена последовательными излияниями лавы, стыки которых отчетливо видны. Базальтовая область, хотя, возможно, самая толстая здесь, продолжается с толщиной от 1 000 до 1 500 футов вверх по Колумбии на сотни миль; действительно, все плато, или прерийная страна Восточного Вашингтона, которая представляет собой четырехугольник диаметром около 200 миль, является лишь продолжением великого лавового пласта, видимого у Каскадов и Даллеса. Через него реки Колумбия и Снейк прорезали глубокие каналы; и другие, хотя и более мелкие каналы, были прорезаны по поверхности плато ушедшими потоками.
Происхождение богатой почвы Восточного Вашингтона. Является ли чрезвычайно плодородная почва, которая покрывает базальт в Восточном Вашингтоне, верхним слоем вулканического пепла или разложившимся базальтом, определить нелегко. Ее нельзя отнести к ледниковому периоду, так как я не наблюдал никаких признаков дрейфа где-либо, кроме долины реки Спокан. Такое широкое распространение лавы не является беспрецедентным, учитывая несколько похожие излияния, происходящие сейчас с интервалами на Сандвичевых островах, где лава течет и растекается, как вода. Об этих гавайских потоках упоминает капитан К. Ф. Даттон в своем отчете о плато Зуни.
Пласт песчаника, принадлежащий миоценовому третичному периоду, виден под базальтом у нижнего каскада на реке Колумбия; а слой железной руды и растительного вещества найден на реке Уилламетт в Освего, лежащий горизонтально между огромными массами базальта, что показывает долгий интервал между излияниями. Вулканы не полностью потухли. Эти извержения, вероятно, продолжались с уменьшающейся силой почти до настоящего времени. Сообщается, что гора Худ испускала дым или пар со времени заселения Орегона. Кратер горы Рейнир был посещен двумя джентльменами в течение нескольких лет, и ночь была проведена в его нижней части рядом со струей пара. Таков, по крайней мере, рассказ, данный одним из них, г-ном Стивенсом.
Ледниковый дрейф. Четвертичный или дрейфовый период оставил обильные, хотя отнюдь не повсеместные следы своего присутствия. Как я уже намекал, я не видел его реликвий в Восточном Вашингтоне, за исключением отложения довольно мелкого, обычно очень мелкого и хорошо окатанного кварцевого гравия, густо усеивающего и фактически образующего равнины, граничащие с рекой Спокан. Этот гравий покрывает улицы города Спокан-Фолс и соседние дороги, делая их твердыми в любое время года. Эти гравийные низины не пригодны для обработки, за исключением нескольких мест.
Волнистая страна к северу и востоку от Пьюджет-Саунда во многих местах глубоко покрыта дрейфовым материалом, который показывает эффект как льда, так и воды. Глыбы частично окатанного гранита диаметром в несколько футов встречаются на холмах вокруг Сиэтла. Это гравийное отложение не часто встречается на высоких точках, но есть хребет в Каскадных горах, недалеко от Салал-Прери, который густо усеян на высоте 1 000 футов. Это, однако, было совершенно исключительным и может быть боковой мореной местного ледника. Отложение вокруг Сиэтла не только легко обрабатывать (его почва — светло-голубой суглинок), но оно кажется плодородным. Низинные земли свободны от гравия.
Вот и все об общей геологии.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ.
Примечание. — Расположение угольных месторождений и шахт, упомянутых на следующих страницах, можно увидеть на прилагаемой карте.
В разделе «Экономическая геология» я более подробно опишу минеральные пласты, имеющие коммерческую ценность, в следующем порядке: — I. Уголь; II. Железная руда; III. Гранит, известняк и мрамор; IV. Драгоценные и недрагоценные металлы. Толщина угольных пластов.
I. Уголь. — Толщина угольных пластов бассейна Пьюджет-Саунд оценивается Бэйли Уиллисом примерно в 14 000 футов, хотя он признает очевидную возможность ошибки в расчетах из-за необнаруженных разломов. Мы можем справедливо ожидать, однако, что они будут толще, чем та же группа в Скалистых горах, которая составляет около 9 000 футов. Как уже отмечалось ранее, осадочные породы становятся тоньше с запада на восток. Конечно, максимальной толщины не следует ожидать в каждой местности. Оценка г-на Уиллиса была сделана на месторождениях Уилкесон и Грин-Ривер и на самом деле не достигла предела угленосных пород. Угольные породы бассейна реки Сидар и Сноквалми никогда, насколько мне известно, не оценивались, но, вероятно, эта группа по толщине равна любой другой части месторождения. Трудность измерения возникает из-за многочисленных переломов и изменений простирания, которые существуют.
Пятнадцать рабочих пластов. Количество отдельных рабочих пластов угля толщиной три фута и более, принадлежащих к этим пластам, можно смело оценить не менее чем в пятнадцать.
Прежде чем рассматривать качество этих углей, я для лучшего понимания сделаю несколько предварительных замечаний относительно характера углей в целом. Древесный уголь обладает большей чистотой, чем обычно имеют минеральные угли, потому что в древесном угле нет ничего, кроме того, что естественно принадлежит древесному веществу. Минеральный уголь, однако, будучи погребенным в воде, грязи и песке, почти неизбежно должен иметь некоторую примесь постороннего вещества, либо сланца, который является просто затвердевшей грязью; кремнезема, который мог быть получен из песка; железа и серы, часть которых могла быть в дереве, но большая часть, вероятно, введена в растворах; к чему следует добавить невыведенный кислород, который не только бесполезен в качестве топлива, но и соединяется с частью содержащегося водорода и образует воду в веществе угля.
Доля золы в углях одного и того же класса обычно определяется количеством сланца в угле, в дополнение к минеральному веществу, которое изначально принадлежало растительному материалу, из которого образовался уголь. В чистом состоянии доля золы увеличивается по мере того, как происходит трансформация древесного волокна от торфа к антрациту.
Химические изменения в угольных пластах. Стоит отметить, какие изменения происходят в растительном веществе в процессе. Это можно описать одним словом как прогрессирующую потерю кислорода, и благодаря этой потере уголь становится богаче по причине, только что приведенной. Процесс дезоксидации осуществляется посредством химических изменений в веществе угольного материала. Кислород, соединяясь с определенной долей углерода, образует диоксид углерода, или углекислый газ; а другая определенная часть, соединяясь с водородом, образует воду. Оба они по своему характеру летучи и постепенно улетучиваются. Еще одна потеря осуществляется за счет соединения водорода и углерода, образуя болотный газ. У нас есть смертельное доказательство того, что эти соединения происходят во всех угольных шахтах, из-за появления «удушливого газа» и «рудничного газа», которые являются шахтерскими названиями этих газов.
Недостаточная номенклатура. К сожалению, у нас нет устоявшейся номенклатуры для разновидностей угля, за исключением широких названий лигнит или бурый уголь, битуминозный уголь и антрацит. Даже термин «битуминозный» научно неточен, так как на самом деле в любом угле нет битума. Но он применяется к таким углям, которые содержат больше кислорода, летучих горючих веществ и воды, чем антрацит, и меньше этих элементов, чем лигнит. Термин лигнит используется для обозначения большого разнообразия веществ, охватывающих лигниты юрско-триасового периода реки Джеймс (Датч-Гэп), которые сохраняют не только структуру, но и внешний вид гниющего дерева; лигниты штата Миссисипи, которые относятся к тому же геологическому возрасту, что и лигниты Скалистых гор, но из-за своего водянистого и рассыпчатого характера непригодны для рынка; лигниты рек Гранд и Моро в Дакоте, которые, как сообщается, не имеют коммерческой ценности; лигниты Бозмана, Монтана, которые действительно ценны, но быстро распадаются на щепу и крошку; лигниты Грин-Ривер, Вайоминг, которые являются твердыми, блестящими кусковыми углями; и лигниты округа Кинг, территория Вашингтон, многие из которых являются твердыми, блестящими паровыми и судовыми углями. И при доставке в лабораторию обнаруживается, что химически эти лигниты различаются даже больше, чем оптически.
Эту нехватку разнообразной номенклатуры следует сожалеть, потому что она иногда ставит хороший уголь в невыгодное положение из-за низшего названия. Лигнит — неподходящее название для углей территории Вашингтон. Только недавно ларамийские или меловые угли территории Вашингтон были разделены на лигниты, битуминозные угли и антрациты. Они переходят друг в друга настолько незаметно, что классифицировать их четко было бы невозможно. Ни один из лигнитов, которые я видел, не был таким низким по качеству, как типичный лигнит. Древесная структура была вполне различима в некоторых образцах угля Франклина и меньше в Ньюкасле и Грин-Ривер; но в отношении двух последних я не мог невооруженным глазом различить больше древесной структуры, чем видел в некоторых углях Западной Вирджинии, которые относятся к каменноугольному периоду. Я сидел у огня из угля Ньюкасла и соседних углей в течение месяца и не наблюдал необычного количества дыма и никакого специфического запаха. По анализу эти угли показывают больший процент кислорода, чем типичный битуминозный уголь, но определенно меньше, чем содержится в буром угле Германии или в некоторых лигнитах Монтаны. Им нужно новое название. Их теплотворная способность не так велика, как у битуминозных углей того же региона. Их черта и порошок менее черные, а излом более раковистый, но не определенно.
Битуминозные угли имеют обычный кубический излом. Уголь из Уилксона легко распадается на мелкие кубики. Лигниты — черные и блестящие. Они добываются такими же кусками, как и обычный уголь, и при воздействии атмосферных явлений не рассыпаются в порошок и крошку, подобно обычному лигниту. Это справедливо, по крайней мере, для угля из Ньюкасла.
Коксующиеся свойства не являются общими для этих углей, но встречаются у некоторых из них. Коксуемость этих углей невозможно определить путем расчета пропорции между фиксированным углеродом и летучими горючими веществами. Я не уверен, что таблицы топливных коэффициентов профессора Фрейзера являются надежным ориентиром в любом случае. Насколько известно в настоящее время, лишь немногие угли территории Вашингтон могут быть переработаны в качественный кокс. Однако по этому вопросу у нас есть только лабораторные и предварительные полевые испытания, за исключением шахт в Уилксоне, где двадцать пять печей производили кокс превосходного качества, что подтверждается всеми испытаниями, за исключением использования его в высоких доменных печах, для чего не было возможности провести проверку. Многие утверждают, что пласты на реках Грин-Ривер, Скаджит, Якима и Сноквалми дадут хороший коксующийся уголь. Уголь на горе Сноквалми, недалеко от Хоп-Ранч, не был изучен, но он, безусловно, обладает внешними характеристиками хорошего коксующегося угля, и г-н Питер Кирк провел его предварительное испытание в земляной яме с весьма обнадеживающими результатами.
Несколько похожий уголь встречается на реке Рейджинг-Ривер, но там, где он был вскрыт, в угле было так много прослоек сланца, что перед использованием потребовалась бы промывка. В дальнейшем об этих углях будет сказано больше; но здесь можно повторить замечание в отношении всего бассейна Пьюджет-Саунд: необходимо провести значительные дополнительные исследования, прежде чем его угли будут полностью изучены. Различия в характере этих углей обусловлены не полностью и даже не главным образом их относительным возрастом, а также условиями, которым они подвергались, особенно в отношении тепла. Это метаморфическое воздействие проявилось не только в массиве Каскадных гор, но и по всему угольному бассейну, где сбросы, складки и интрузивные породы вызвали изменения в первоначальном состоянии угольных пластов, что привело к результатам по всей шкале метаморфизма — от лигнита до антрацита.
Анализы углей территории Вашингтон. Я привожу здесь (на противоположной странице) таблицу анализов, выполненных в Вашингтоне по репрезентативным образцам углей и лигнитов территории Вашингтон, отобранным г-ном Бейли Уиллисом во время исследования этого месторождения, проведенного им для Бюро переписи населения, и приведенных в XV томе отчетов переписи.
УГОЛЬНЫЕ ШАХТЫ.
Теперь я дам некоторое описание основных угольных пластов, которые разрабатывались на территории Вашингтон, а именно тех, что находятся в бассейне к востоку и юго-востоку от Пьюджет-Саунд; и при этом я дополню свои собственные знания всей информацией из любых надежных источников. К сожалению, источников информации немного.
ENTRANCE TO GILMAN COAL MINE ON THE LINE OF THE SEATTLE, LAKE SHORE AND EASTERN RAILWAY.
В отчете Бейли Уиллиса профессору Пампелли для Бюро переписи населения содержится лучшее из существующих описаний бассейнов рек Карбон-Ривер и Грин-Ривер. Источники. Г-н Уиллис провел три года в своих исследованиях при содействии инженеров-топографов. Он сделал многочисленные пробные шурфы и скважины с помощью алмазного бурения и отправил образцы в Вашингтон для анализа. Г-н Ф. Х. Уитворт из Сиэтла сопровождал меня в моих поездках и подготовил карты, которые прилагаются к настоящему отчету. Г-н Уитворт, вероятно, обладает более глубокими практическими знаниями об угольном бассейне Пьюджет-Саунд, чем кто-либо другой. Небольшой том о тихоокеанском угольном бассейне был подготовлен несколько лет назад г-ном У. А. Гудиером. А ясные и содержательные отчеты губернатора Сквайра содержат ценную информацию об угле и всех других интересах территории Вашингтон. Губернатор Семпл также в своем отчете за 1887 год предоставил нам самую свежую официальную информацию.