Кипр занимает особое место в геологии. На острове расположен лучший в мире сохранившийся офиолитовый комплекс — редкий фрагмент древней океанической коры и верхней мантии, вытесненный на поверхность. Это уникальное наследие сформировало как выразительные ландшафты, так и историю людей, прежде всего благодаря медным месторождениям, давшим Кипру само имя.
Троодосский массив сформировался около 90 млн лет назад, в верхнем меловом периоде, на дне древнего океана Тетис. Породы, которые мы видим сегодня, когда-то лежали на глубине примерно 8 000 метров, в зоне срединно-океанического хребта, где при расхождении плит непрерывно образуется новая океаническая кора. Полная такая последовательность называется офиолитовым комплексом.
При поднятии Троодос не подвергся метаморфизму, поэтому ученые могут изучать «нетронутые» океанические породы без подводных аппаратов. Кипр — наглядная модель современных срединно-океанических хребтов на суше. Столкновение Африканской и Евразийской плит вытолкнуло океаническую литосферу вверх, а не втянуло ее в желоб. Впервые Троодос поднялся над уровнем моря около 20 млн лет назад, центр поднятия — гора Олимп (1 952 м). Эрозия обнажила более глубокие слои, и сегодня здесь буквально можно пройти от пород, когда-то бывших частью мантии, к породам древнего океанского дна.
Полная последовательность пород от мантии до морского дна
Офиолит раскрывает идеальную вертикальную разрезанную «колонку». Внизу лежат мантейные перидотиты — прежде всего гарцбургиты и дуниты. Эти плотные породы состоят главным образом из оливина и орто-пироксена. При серпентинизации вода реагирует с перидотитом, образуя серпентиновые минералы меньшей плотности, что способствует дальнейшему поднятию массива.
Выше мантии залегают слоистые габбро, сложенные плагиоклазом и клинопироксеном. Это остатки магматической камеры под хребтом, где расплав остывал и кристаллизовался. Над габбро находится зона параллельных базальтовых даек — так называемый «пакет листовых даек». Сотни вертикальных стенок-дайек служили каналами для подъема магмы со дна камеры к поверхности океана — прямое свидетельство спрединга океанского дна.
Верхний вулканический ярус представлен подушечными лавами: базальтовый расплав изливался на глубине около 2 000 метров в холодную морскую воду и быстро остывал, образуя характерные «подушки» диаметром обычно от одного до трех метров. Сверху миллионы лет накапливались глубинноморские осадки — до тех пор, пока океаническую кору не вытолкнуло на сушу.
Медные руды из «черных курильщиков»
На Кипре известно более 90 месторождений массивных сульфидов, образованных у древних гидротермальных источников типа «черных курильщиков». Основные минералы здесь — пирит и халькопирит, главная руда меди. Морская вода просачивается по трещинам вглубь, где температуры превышают 400 °C, растворяет медь, цинк, железо и марганец и, став менее плотной, поднимается обратно к морскому дну.
Когда перегретый раствор вырывается на дне и смешивается с холодной водой, растворенные металлы мгновенно выпадают в осадок, формируя трубы «черных курильщиков». Со временем это наращивает массивные сульфидные тела. На Кипре они приурочены к зоне подушечных лав по периферии Троодоса. Крупнейшее месторождение — Мавровуни: с 1929 по 1974 год здесь добыли 16,5 млн тонн руды со средним содержанием меди 4,5%.
Четыре тысячи лет горного дела
Добыча меди началась около 4000 г. до н. э., в халколите. В эпоху Рима Кипр был одним из главных мировых поставщиков меди. Древние киприоты выплавили около 200 000 тонн медных слитков примитивными методами. Греческое слово для меди — «κύπρος» — происходит от названия острова, что подчеркивает, насколько этот металл был важен для его самобытности.
Поначалу разрабатывали самородную медь, не требующую плавки. В бронзовом веке добыча стала гораздо сложнее. Руду искали по госсанам — буровато‑красным окисленным шапкам над сульфидными телами; под ними находили богатые горизонты. Слой, известный как «дьявольская глина», залегавший над массивными сульфидами, нередко содержал повышенные концентрации золота и серебра — местами до 50 унций золота на тонну.
Для выплавки меди требовалось много древесного угля и высокие температуры. По оценкам, на уголь ушел объем, в 16 раз превышающий весь лесной потенциал древнего Кипра. Несмотря на масштабное обезлесение, плодородные почвы и осадки позволили лесам восстановиться за тысячелетия. В римское время выработки на Скуриотиссе достигали 600 футов (около 180 м). Врач Гален в 166 году н. э. описал ужасающие условия: рабы задыхались от воздуха, обрушения часто уносили жизни.
Современные технологии сменили подход к добыче
Промышленная добыча возобновилась в 1920‑х, когда месторождения перешли к иностранным компаниям. За полвека извлекли свыше 74 млн тонн руды примерно из 30 объектов. Война прервала работы, затем их продолжили, но события 1974 года и раздел Кипра, а также истощение богатых руд и падение цен на медь привели к остановке производства к 1979 году.
В 1996 году компания Hellenic Copper Mines возобновила работы на Скуриотиссе, применив новые технологии. Вместо классической добычи здесь перерабатывают бедные отвалы методом биовыщелачивания: руду складируют в кучи и поливают кислым раствором с бактериями, которые переводят медь в раствор. Затем проводят экстракцию растворителем и электролиз, получая катодную медь чистотой 99,99%. С 1996 по 2016 год таким способом произвели 63 443 тонны.
Не только медь: другие полезные ископаемые
Хромит встречается в ультраосновных мантейных породах. Этот минерал богат хромом и исторически добывался для производства нержавеющей стали. Вокруг горы Олимп картировали 64 проявления хромита, хотя большинство из них экономически незначимы.
Асбест образовывался в серпентинизированных ультраосновных породах при гидротермальном воздействии. Рудник Амиантос был одним из крупнейших в мире и работал с 1904 по 1988 год; сегодня на его месте действует визит-центр Геопарка Троодоса. Гипс приурочен к осадочным толщам как эвапорит из древних морей. Умбра и охра — смеси гидроксидов железа и марганца — сформировались как химические осадки над сульфидными телами и использовались как пигменты.
В зоне окисления встречаются эффектные вторичные медные минералы: малахит образует ярко-зеленые кристаллы, азурит — насыщенно-синие. Оба возникают при преобразовании халькопирита подземными водами. Золото присутствует в пирите в виде субмикроскопических частиц, серебро связано с халькопиритом и нередко концентрируется в выветрелых горизонтах. Платиноиды отмечаются в следовых количествах в хромитах и ультраосновных породах.
Геотуризм и наука
В 2015 году Троодос получил статус Глобального геопарка ЮНЕСКО. Остров — это «открытая лаборатория», где процессы срединно-океанических хребтов изучают на суше. С 1960‑х годов по геологии Троодоса защищено свыше 120 докторских и 60 магистерских диссертаций.
В геопарке проложены тропы с поясняющими щитами. Геотропа «Артемида», 7‑километровое кольцо вокруг горы Олимп, ведет через обнажения мантии: перидотитов, гарцбургитов, пироксенитов и дунитов. Тропа «Тейхия Тис Мадарис» демонстрирует зону листовых даек — впечатляющие «плавники» черного базальта. Обе тропы проходят через древние черноверхие сосновые леса и эндемичные растения, выросшие на почвах, сформированных серпентинитами.
На побережье встречаются выветрелые пиритсодержащие породы, из‑за которых пляжный песок приобретает необычный ржаво‑бурый оттенок. Пирит окисляется и превращается в оксиды железа — главным образом в гётит и лимонит, что наглядно показывает неустойчивость сульфидов на воздухе и в воде.
Кипр и рождение теории тектоники плит
Понимание того, что пакеты листовых даек могут возникнуть только при спрединге океанского дна, стало одним из ключей к формированию теории тектоники плит в 1960‑х. Британский геолог Иэн Гасс детально описал троодосские листовые дайки. Элдридж Мурс и Фред Вайн показали, что их можно объяснить лишь расхождением плит. В сочетании с данными о разрушении океанической коры в желобах это дало каркас современной тектоники плит.
Офиолиты отмечают зоны древних столкновений плит. Большинство из них в мире разбиты разломами и сохранились фрагментарно, что делает Троодос особенно ценным. По последним данным, он сформировался в районе двойного сочленения желоба и хребта на этапе зарождения субдукции — по аналогии с современной дугой Идзу‑Бонин‑Мариана.
Геология Кипра наглядно показывает, как процессы в недрах создают привычные нам ландшафты. Тектоника все еще активна: Троодос медленно поднимается, пока Африканская плита погружается под Евразийскую вдоль Кипрской дуги. Изучая Кипр, геологи лучше понимают строение пород по всему миру и воссоздают карты древних океанов. Здесь в камнях записаны истории спрединга океанского дна, гидротермальной циркуляции и столкновения плит, а также то, как медь на протяжении четырех тысячелетий подпитывала торговлю и благосостояние острова.
