Анвар Фархутдинов, Исхак Фархутдинов, Рустем Исмагилов
«Природа» №7, 2019

Башкортостан — регион с живописными ландшафтами, уникальными геологическими объектами и памятниками природы, и один из них — гора Янгантау, что в переводе с башкирского означает ‘горящая гора’. Широко известная не только в республике, но и далеко за ее пределами, Янгантау в 1965 г. объявлена памятником природы. Сегодня это комплексный геологический и рекреационный объект федерального значения, который внесен в Глобальный реестр геологического наследия планеты в рамках программы ProGEO (Европейская ассоциация по сохранению геологического наследия учреждена в 1993 г., российская группа работает с 1997 г.).

Янгантау расположена в Салаватском р-не, на правом берегу р. Юрюзань, и представляет собой возвышенность, вытянутую с юго-запада на северо-восток с абсолютной отметкой вершины 416 м, подошвы — 252 м. Обращенная к реке сторона горы имеет крутой, участками обрывистый склон, спускающийся к самому руслу.

Особый научный и практический интерес представляет температурный феномен Янгантау. Это одно из редких мест на планете, где в платформенных условиях так масштабно проявляются термальные процессы, не связанные с вулканической деятельностью.

В пределах горы Янгантау расположено пять участков, в которых из недр выходят горячие газы и пар. Температура газа колеблется от 37 до 150°C. Наиболее высокие значения приурочены к южному склону горы, где зимой образуются проталины. Источником пара служит водоносный горизонт, разгружающийся в р. Юрюзань и обеспечивающий довольно мощный поток воды. Разнообразные компоненты (силикаты глин, сульфаты, сульфиды, радиоактивные вещества, примеси марганца, ванадия и др.), присутствующие в воде и в породах, обогащают пары более чем 30 микроэлементами, придавая им целебные свойства, а также служат катализаторами процесса газовыделения.

Известны здесь и минеральные источники. Кроме теплого Кургазака, температура которого около 16°С в любое время года, в районе Янгантау и в 20 км ниже по течению р. Юрюзань, у подножья горы Куткан и у нижнего окончания дер. Куселярово, находятся несколько сероводородных источников.

«Горящие горы» существуют и в других местах. Так, на территории России горение гор протяженностью в несколько километров, сопровождающееся сильным задымлением, наблюдается в Шимановском р-не Амурской обл. Там излучина р. Амур размывает берег и обнажает залежи бурого угля, воспламеняющегося при соприкосновении с воздухом. Данному явлению, впервые описанному Н. М. Пржевальским, — более 300 лет. Считается, что процесс горения поддерживается поступлением газа из недр земли. Достопримечательность Австралии — «горящая гора» на восточном побережье материка, где сотни лет из-под земли выходит дым с запахом серы вследствие горения пластов угля, залегающих на глубине в несколько десятков метров. Предполагаемая причина возгорания — вулканическая деятельность. В Азербайджане, на берегу Каспийского моря, в 27 км севернее Баку, с древнейших времен известна гора Янардаг. Этот известняковый холм, над которым поднимается пламя шириной 10 м, называют «природным вечным огнем». Его происхождение объясняют утечкой горючего газа из крупного месторождения вблизи Апшеронского п-ова. Самым древним «вечным огнем» считается гора Янарташ на побережье Черного моря в Турции, в провинции Анталья, где незатухающие факелы также обусловлены выходом природного газа.

Следует подчеркнуть, что из всех известных «горящих гор» на планете только Янгантау представляет собой уникальный оздоровительный объект, где целебные свойства паро- и газовыделений сочетаются с живописной местностью и благоприятными климатическими условиями.

Впервые феномен Янгантау описал во второй половине XVIII в. немецкий ученый-энциклопедист, прославившийся путешествиями по России, — П. С. Паллас (1741–1811). После избрания в 1766 г. членом Петербургской академии он с семьей приехал в Петербург, где в то время была организована научная экспедиция для всестороннего изучения России. Программу исследований инициировал и разработал первый отечественный ученый-геолог — М. В. Ломоносов. 26-летний Паллас, уже имевший степень доктора, профессорское звание и признание в Европе, возглавил академическую экспедицию, результаты которой сделали его первым в истории региональных геологических изысканий.

Исследования проводились с 1668 по 1774 г. и предусматривали всесторонний сбор естественнонаучных сведений с обширной территории России, «…дабы все достопамятные вещи… кои достойны примечания и токмо некоторым местам свойственны… обстоятельно были описаны». Экспедиция включала пять отрядов. Один из них, изучавший районы Поволжья, Урала и Сибири, работал под непосредственным руководством Палласа. Среди задач, поставленных перед группой, были такие: изучить «распространенные болезни людей и животных и изыскать средства к их лечению и предупреждению… минеральные богатства и минеральные воды… форму и внутренность гор…». Путешественникам предписывалось вести путевой дневник, и Паллас записывал все особенно подробно, поскольку полагал: «Многие вещи, которые могут теперь показаться незначительными, со временем у наших потомков могут приобрести большое значение».

Исследованию Уральских гор ученый посвятил лето 1770 г., выехав туда после зимовки из Уфы, где завершил первый том описания своего путешествия. Всего за шесть лет он преодолел около 30 тыс. км. Именно в ту поездку Паллас узнал о незамерзающем источнике Кургазак и «горящей горе»: «Из открытых трещин (расселин) поднимается беспрестанно тонкий, против солнца дрожащий жаркий пар, к которому рукой прикоснуться невозможно, брошенная же туда кора или сухие щепки в одну минуту пламенем загорались, в плохую погоду и в темные ночи кажется он тонким красным пламенем или огненным шаром в несколько аршин вышиной…».

Как поведали местные жители, за 10–12 лет до его приезда в сосну ударила молния, которая сожгла ее до самых корней, а огонь перекинулся в недра горы и воспламенил ее изнутри.

Согласно другой легенде, в этих местах дождливой осенью промокший и продрогший пастух нашел укрытие в углублении между корнями старого дерева. От усталости он уснул, а когда проснулся, обнаружил, что из ямы идет теплый пар. Пожилой пастух еще не раз приходил на это место и постепенно излечился от суставных болей и заметно окреп. С того времени гору называют Янгантау вместо прежнего — Каракоштау (Беркутова гора, так как здесь водилось много беркутов). Башкиры стали считать эту гору священной, и сюда началось паломничество больных. Сегодня на территории санатория «Янган-Тау» стоит памятник легендарному пастуху. Памятник Палласу еще ждет своего часа.

Массовое посещение горы в лечебных целях началось в 20-е годы ХХ в. Люди самостоятельно рыли ямы, сидя в которых обогревались лечебным паром. В 1925 г. у подножья горы был выстроен дощатый домик-лечебница для проведения тепловых процедур и небольшая деревянная избушка, служившая общежитием для больных. Так началась хозяйственная эксплуатация горы с взиманием платы за ванны. Через 10 лет здесь появилась больница летнего функционирования на 15 коек, а 2 апреля 1937 г. Президиум ЦИК Башкирской АСС принял постановление «О строительстве курорта Янгантау Малоязовского района». С 1957 г. санаторий начал работать круглогодично. Тепло- и водолечебницы используют целебные природные качества пара горящей горы, в составе которого аммиак, фенолы и смолы. Но газы почти незаметны, так как они практически бесцветны и без запаха. Парогазотермальная смесь из недр горы Янгантау — основной лечебный фактор курорта.

Сегодня крупнейший в республике и один из лучших в России бальнеологический санаторий «Янган-Тау» принимает ежегодно около 30 тыс. человек.

Однако, по результатам наблюдений последних 30 лет, температура янгантауских тепловых источников медленно (со скоростью 0,5–1,0°C в год), но неуклонно снижается [1]. Для определения прогноза, как долго продлится функционирование санатория, требуется решить фундаментальную проблему — выяснить происхождение геотермального феномена Янгантау.

Природа термоаномалии горы Янгантау — вызов геологической науке

Изучение генезиса тепловых аномалий Янгантау длится более двух столетий, в течение которых выдвигались различные гипотезы, в чем-то перекликающиеся, причем каждая отражала достижения естествознания своей эпохи. Первая предложена Палласом в 1773 г.: подземный пожар битуминозных сланцев в результате удара молнии.

Появление следующей версии связано с организацией в 1882 г. первого государственного геологического учреждения в России — Геологического комитета (Геолкома), осуществившего картирование европейской части страны. Работы по картированию 139-го листа, куда входил западный склон Южного Урала, выполнял Ф. Н. Чернышев (1856–1914). Составленная им в конце 1880-х годов схема стратиграфии Урала и его предгорья в течение полувека служила основой для работы геологов. Именно в этот период Чернышев предложил идею, согласно которой выделение тепла на горе Янгантау обусловлено химическими реакциями, в частности переходом закиси железа в окись.

В 1932 г. немецкий курортолог профессор Берлинского университета А. Биккель выдвинул гипотезу о наличии магматического очага, который нагревает водяные пары, поднимающиеся по сбросовым трещинам.

Через семь лет, в 1939 г., горный инженер В. В. Штильмарк объяснил янгантаускую геотермальную аномалию окислением битуминозных сланцев с самонагреванием и тлением. Под его руководством в 1953–1961 гг. здесь провели большую исследовательскую работу по проекту, утвержденному Министерством здравоохранения РСФСР. Пробурили 12 скважин глубиной от 18 до 36 м и одну (скважина 5у) 106-метровую, что позволило выявить общую закономерность: рост температуры с глубиной и ее снижение после достижения некоторого максимума. Самая высокая температура (377,8°C) зафиксирована на глубине 80 м в скважине 5у. Штильмарк считал, что к 1960 г. было израсходовано не более одной трети первоначального запаса органического вещества [2].

Тектонический фактор (возникновение тепла в результате трения горных пород в зонах сбросов) как причину термальной аномалии впервые рассмотрели К. А. и Л. А. Миловидовы и И. А. Огильди в 1948 г.

Несколько лет решению этой проблемы посвятил Г. В. Вахрушев — первый председатель президиума Башкирского филиала АН СССР. В 1957 г. он предложил гипотезу радиоактивного тепла, поднимающегося с больших глубин. По данным сторонников этой идеи, термоокислительный процесс будет продолжаться еще 850–1700 лет. Вместе с тем Вахрушев писал: «Янгантау — не обычная горящая или вулканическая гора. Это еще не разгаданный уникум природы. Изучение его требует особого подхода и большого внимания».

Позднее, в конце 1970-х годов, в районе Янгантау вели работы сотрудники геологического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова под руководством профессора А. И. Конюхова. Они пришли к заключению: «Проведенное комплексное геолого-геохимическое исследование показывает, что протекающие в недрах г. Янгантау процессы в настоящее время не получили достаточно убедительного объяснения» (1979). По-видимому, они допускали полигенный характер аномалии.

В 1985 г. при рытье котлована под плавательный бассейн в коренных отложениях вблизи термального ядра горизонта был обнаружен метеорит весом в несколько сот килограммов. Целиком извлечь его не удалось, сумели отколоть лишь несколько кусков. Возникло предположение, что упавший метеорит стал катализатором интенсивных термальных процессов в недрах горы [3]. Однако последующие анализы эту версию не подтвердили.

Перечисленные гипотезы послужили важным стимулом к геологическим исследованиям, результаты которых большей частью опровергали существовавшие представления.

Так, выходы тепла имеются не только на горе Янгантау. Конюхов с коллегами описали подобные тепловые источники на горе Салдыбаш у с. Алькино и в окрестностях с. Малояз, что свидетельствует в большей степени об эндогенном происхождении данного явления. Вероятность магматического генезиса аномалии не согласуется с амагматичностью краевых прогибов, включая Предуральский. Более прогретая плоскость горы Янгантау приурочена к горизонтам, слабо и средне обогащенным битумами, что противоречит мнению об их основной причинной роли. Согласно исследованиям Штильмарка, среднее содержание углерода в мергелях янгантауской свиты (при кларке углерода в осадочных породах около 1%) составляет 2,6% и лишь в отдельных образцах достигает 11–15%. Для сравнения: в горючих сланцах количество органики значительно больше — от 10 до 70%. Измерение радиоактивности горных пород и водных источников показало низкие значения: 1–2 Махе для паров и газов курорта и не более 15 Махе у источника Кургазак [4]. Это исключает возможность радиоактивного механизма формирования тепловых выходов. Что касается тектонического фактора, то он рассматривался с точки зрения господствовавшей в то время фиксистской доктрины, позднее утратившей свое значение.

Новым этапом в исследовании феномена Янгантау стала разработка тектонической гипотезы в рамках шарьяжно-надвиговой теории, согласно которой земная кора представляет собой комплекс аллохтонов (блоков горных пород, перемещенных от места первоначального залегания на большие расстояния) и надвинутых друг на друга вследствие мощного тангенциального сжатия [5].

В 1960-е годы было установлено складчато-надвиговое строение Урала, а в 1996 г. Академией наук Республики Башкоростан были проведены исследования по теме: «Геология и генезис термальных явлений горы Янгантау», результаты которых позволили представить геодинамическую модель янгантауской термоаномалии [6].

Геодинамическая модель тепловой аномалии горы Янгантау

Данную концепцию ее авторы обосновывают сведениями по структурной геологии района, результатами изучения сейсмической активности территории и пространственного распределения палеотемператур, а также физико-математическими расчетами генерации тепла при тектонических движениях [6].

Согласно тектоническому районированию Южного Урала, Янгантауский феномен территориально относится к Предуральскому прогибу — предгорной депрессии между Восточно-Европейской платформой на западе и складчатым Уралом на востоке. На территории Республики Башкортостан в пределах Предуральского прогиба с юга на север выделяются Бельская и Юрюзано-Сылвенская впадины, а основные структуры горного Урала — это Башкирский мегантиклинорий, Зилаирский синклинорий, зона Уралтау и Магнитогорский мегасинклинорий. Гора Янгантау расположена в южной части Юрюзано-Сылвенской впадины, в зоне ее сочленения с Каратауским структурным комплексом, который представляет собой участок Башкирского мегантиклинория, продвинутого к западу. На поверхности эта структура сложена артинскими породами нижней перми, которые отличаются широким распространением в юго-западной части глинистых и известковистых отложений, сменяющихся к востоку и северо-востоку песчаниками и конгломератами.

Н. Г. Чочиа и С. М. Домрачев в 1945 г. выделили здесь бальзякскую свиту (мощностью от 100 м по р. Юрюзань и до 180 м к востоку) песчаников и конгломератов, которая обнажается у подножья горы Янгантау и характеризуется тонкой слоистостью пород. Выше залегает толща битуминозных мергелей, названная янгантауской свитой (мощность в пределах горы Янгантау — 260 м). Ее отложения отличаются своеобразной слоистостью — чередованием полосок различной окраски в форме линз толщиной 1–2 мм и прямолинейных микрослоев толщиной в доли миллиметра. Над янгантауской свитой Н. Г. Чочиа и В. Д. Наливкин выделили тандакскую свиту (мощностью от 150 до 320 м) песчаников и кремнистых известняков. Как впервые в 1961 г. отметили Г. Ф. Пилипенко и В. В. Штильмарк, термально измененные породы приурочены к контактной зоне янгантауской и тандакской свит.

Тектоника Юрюзано-Сылвенской впадины характеризуется развитием региональных надвигов, среди них наибольший интерес представляет Месягутовский аллохтон, в пределах которого расположена гора Янгантау. Данная структура также отличается выраженной дислоцированностью, а куст малоамлитудных разрывов в центральной части пластины, названных Янгантаускими дислокациями, соответствует размещению термальных аномалий района [7].

До работ М. А. Камалетдинова Каратауский структурный комплекс рассматривался как блок платформы, приподнятый вертикальными разломами. Описанный этим автором в 1954 г. Каратауский аллохтон стал первым фактическим доказательством шарьяжно-надвигой тектоники Урала.

Стратиграфически данная структура представлена формациями широкого возрастного диапазона: от верхнего рифея до верхнего палеозоя. Согласно данным Ю. В. Казанцева (1982), Каратауский аллохтон ограничен снизу поверхностью Каратауского надвига, а с краев — Ашинским и Юрюзанским субвертикальными сдвигами. Разобщение Каратауского комплекса с Башкирским антиклинорием произошло в послеартинское время, когда первый значительно продвинулся в сторону платформы.

Исследования Камалетдинова с коллегами (1974) показали, что зоны Ашинского и Юрюзанского сдвигов, простирающихся поперечно к надвигам Каратауского аллохтона, выражены интенсивным смятием и дроблением пород. Так, ширина зоны дробления Юрюзанского сдвига с амплитудой около 5 км составляет более 500 м. На высокую интенсивность смятия соприкасающихся пород Месягутовской пластины, которая образована одноименным надвигом в пределах Юрюзано-Сылвенской депрессии, указывает развитие здесь будинажа, шаровых отдельностей, милонитов, а также тектоническое разлинзование с формированием выраженной слоистости пород и др. Извилистое русло р. Юрюзань, протекающей по Юрюзанскому сдвигу, также предполагает наличие выступов жестких пород, обусловленных разрывными нарушениями [8].

Резюмируя сведения о геологическом строении рассматриваемой зоны, авторы геодинамической модели выделили ряд ключевых особенностей, обосновывающих тектоническую причину термальной аномалии горы Янгантау:

• локализация термальной аномалии в зоне тектонического взаимодействия контрастных по составу и строению Каратауской и Юрюзано-Сылвенской структур, которые имеют шарьяжно-надвиговую тектонику;
• более значительная амплитуда смещения Каратауского комплекса и его движение с запада на восток, противоположное общеуральскому;
• высокая степень литификации и, следовательно, прочности пород, слагающих морфологически выраженный хребет Каратау, в отличие от отложений Юрюзано-Сылвенской депрессии, которые характеризуются сглаженностью рельефа;
• интенсивное смятие фронтальной части Месягутовской пластины, где расположена гора Янгантау, которое прослеживается на серии обнажений у восточной окраины дер. Ахуново.

Тектоническую активность района Янгантау в современный период подтвердило сейсмотектоническое картирование зоны сочленения Каратауского структурного комплекса и Юрюзано-Сылвенской впадины, выполненное в 1996 г. [8]. В Каратауской и Месягутовской структурах повышенные значения сейсмошума приурочены к фронтальной части Месягутовской пластины, к зоне ее сочленения с Каратауским аллохтоном по Юрюзанскому сдвигу.

Анализ распределения палеотемператур также выявил связь зональности параметров с областью контакта Месягутовской и Каратауской структур, свидетельствуя о тектоническом происхождении тепловых аномалий и их древнем посленижнепермском возрасте. Распределение высоких значений температур здесь совпадает с современными термоаномалиями и говорит о значительно более широкой площади выхода тепла в геологическом прошлом [9, 10]. Физико-математические расчеты показали, что смещение по надвигу со скоростью 2 см в год способно создавать температуры, наблюдаемые на Янгантау [6].

Таким образом, согласно представленной геодинамической гипотезе, регион Янгантау испытывает тангенциальное сжатие, вследствие чего структура Каратау медленно воздымается. Движение Каратауского аллохтона, имеющего большой объем (30×30×5 км) горных масс высокой прочности, создает выраженную тектоническую нагрузку на пограничную часть Месягутовской пластины, нарушая ее целостность. Этот процесс длится миллионы лет. Трение тектонических структур создает условия для генерации высоких температур, а разрывные дислокации способствуют выходу тепла на поверхность.

***

Сегодня дискуссия о генезисе горы Янгантау продолжается главным образом между сторонниками тектонической гипотезы и версии горения / окисления битуминозных сланцев, поддерживаемого неорганическими катализаторами в недрах — металлами, сорбированными в битумах. Об актуальности проблемы свидетельствует тот факт, что только за последние 15 лет по теме геотермических и гидрогеологических объектов территории Янгантау написано большое количество научных и популярных монографий и статей. Вместе с тем доказательная база геодинамической модели термальной аномалии Янгантау делает эту научную гипотезу наиболее перспективной. Следует отметить, что она не исключает возможности горения битуминозных сланцев, поскольку тектоническое движение и трение могут служить генератором этого процесса.

В 2017 г. началась организация геопарка «Янган-Тау», который, возможно, станет первым в Глобальной сети геопарков ЮНЕСКО в России. Можно надеяться, что его создание привлечет широкое внимание научных кругов к этому удивительному явлению природы, будет стимулировать международное сотрудничество ученых, заинтересованных в решении проблемы «горящих гор», способствовать выяснению механизма формирования данного феномена и сохранению его для будущих поколений.

Литература
1. Хурамшин И. Ш. Изучение состава конденсата пара курорта Янгантау // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2011; (1): 32–34.
2. Штильмарк В. В. Экзогенная геотермальная аномалия горы Янган-тау в Западном Приуралье // Доклады к собранию Международной ассоциации гидрогеологов. М., 1960; 310–314.
3. Фаттахутдинов С. Г., Конюхов А. И., Корчагина Ю. И., Акбашев Р. Ш. Генезис термальных явлений горы Янган-тау // Вопросы минералогии, геохимии и генезиса полезных ископаемых Южного Урала. Уфа, 1982; 110–116.
4. Акбашев Р. Ш. Курорт Янгантау. Уфа, 1981.
5. Камалетдинов М. А. Современная теория шарьяжей // Геологический сборник ИГ УНЦ РАН. 2001; (2): 29–37.
6. Нигматулин Р. И., Казанцева Т. Т., Камалетдинов Р. М., Казанцев Ю. В. Геология и генезис тепловых аномалий Янган-тау. Уфа, 1998.
7. Камалетдинов М. А. Покровные структуры Урала. М., 1974.
8. Казанцев Ю. В., Казанцева Т. Т., Загребина А. И., Газизова С. А. Структурная геология северо-востока Башкортостана. Уфа, 1999.
9. Бобохов А. С., Бобохова Р. Б. Термодегазация минералов и пород как палеотермометр // Тепловое поле Земли и методы его изучения. М., 1997; 99–101.
10. Мичурин С. В., Бобохова Р. Б. Палеотемпературные исследования методом термодегазации нижнепермских отложений в районе горы Янгантау на Южном Урале // Геологический вестник. 2018; (1): 51–58.

---

 Официальный сайт санатория «Янган-Тау».

 Непомнящих Н. Н. 100 великих русских путешественников. М., 2013.

 Паллас П. С. Путешествия по разным провинциям Российской империи. Ч. 1. СПб., 1773.

 Петр Симон Паллас // Отечественные физико-географы и путешественники / Под ред. Н. Н. Баранского и др. М., 1959.

 Ефремов Ю. К. Петр Симон Паллас (1741–1811) // Творцы отечественной науки. Географы. М., 1996. С. 69–82.

 Битумы — полезные ископаемые органического происхождения с первичной углеводородной основой, известны с эпохи неолита.

 Карта Европейской России, Урала и Кавказа была составлена в 1892 г. в масштабе 60 верст в одном дюйме, что стало важным событием в отечественной геологии.

 Вахрушев Г. В. Горячая гора // Природа. 1965. № 7. С. 99–103.

 Срезы метеорита были направлены в Академии наук ССС (Москва) и УСС (Киев).

 Устаревшая внесистемная единица объемной альфа-активности радиоактивного источника. 1 Махе = 13,5 кБк/м³.

 Исмагилов Р. А., Фархутдинов И. М., Фархутдинов А. М., Фархутдинова Л. М. Шарьяжно-надвиговой теории — 50 лет // Природа. 2015. № 12. С. 50–59.

 Исмагилов Р. А., Фархутдинов И. М., Фархутдинов А. М. Создание геопарка ЮНЕСКО в Башкирии // Природа. 2018. № 1. С. 35–41.