Изучение Златоустовского Урала в XVII—XX вв.
Исследование Златоустовского Урала началось задолго до основания Златоуста. В 1672-1674 годах на Южном Урале работала крупная экспедиция под руководством воеводы Якова Тимофеевича Хитрово, посланная для отыскания серебра. Основной район поисков – озеро Иртяш и река Теча – находился примерно в 100 км к северо-востоку от Златоуста, отдельные поисковые отряды, видимо, работали и на севере Златоустовского Урала. По утверждению современного историка Е. А. Курлаева в районе слияния речек Тесьм (современные Большая и Малая Тесьма) экспедицией Я. Т. Хитрово велись поиски руды и даже был построен Новый Уральский острожек – «небольшой рубленый городок размером 35 на 30 саженей с четырехугольными башнями над воротами и углами» (ныне эта территория находится на северо-восточной окраине г. Златоуста).
На изданной в 1706 году в Париже карте Тартарии (так в те времена французы именовали восточные области России) отмечена река Tasma (Тасма, старое название Тесьмы), а к востоку от неё показаны горы, где, как явствует из надписи на карте, есть железо и каменные кристаллы. Вероятно, что составители этой карты из Королевской академии наук в Париже каким-то образом воспользовались материалами экспедиции Я. Т. Хитрово.
В ноябре 1751 года тульские купцы и промышленники Иван Мосолов и его племянник Василий Мосолов заключили в Оренбургской канцелярии контракт на строительство на Южном Урале Златоустовского железоделательного и медеплавильного завода. Первоначально завод предполагалось строить в районе слияния речек Сатка и Куваш, но позднее Мосоловы выбрали более удачное место – в устье Тесьмы. Рудознатцами Мосоловых в нетронутой тогда тайге были найдены богатые залежи железных руд, большие запасы строительного камня и глины. Именно их, открывших первые на златоустовской земле залежи железных и медных руд – можно по праву назвать первопроходцами «железной каменной реки», текущей с северных отрогов Таганая до южных сопок Уреньги.
С 1768 года начинается изучение Урала силами Петербургской Академии наук. И. И. Лепёхин, П. С. Паллас, И. П. Фальк – вот далеко не полный список крупных естествоиспытателей XVIII века, побывавших в окрестностях Златоуста в период с 1770 по 1774 годы.
Результатами академических экспедиций были коллекции минералов и горных пород, гербарии. В описаниях путешествий, проходивших по Златоустовскому Уралу (районы Златоуста, Бакала-Сатки), содержится множество интересных сведений о природе, горных породах и минералах, полезных ископаемых и рудниках.
В конце XVIII века в составе Оренбургской поисковой партии геологическую разведку на Златоустовском Урале проводил горный инженер Е. И. Мечников. Его разведочным отрядом летом 1797 года в 18 верстах от Миасского завода было обнаружено первое на Южном Урале золото. Под руководством Мечникова заложен Первопавловский рудник, где до 1802 годапромывалось золото, и построена толчейно-промывальная фабрика с несколькими вашгердами.
В первой трети XIX века изучением нашего края занимался горный инженер и металлург П. П. Аносов, который составил детальный геологический разрез по линии Златоуст–Миасс, описал многочисленные рудники и копи горного округа, открыл месторождения корунда и золота.
Наряду с Аносовым в первой половине XIX века изучением недр Златоустовского Урала занимались виднейшие российские и зарубежные ученые: академик Петербургской АН А. Я. Купфер, определивший одним из первых высоты вершин Таганая и выпустивший в Париже книгу об Урале; великий немецкий естествоиспытатель Александр Гумбольдт; профессор Берлинского университета, минералог Г. Розе, открывший новый минерал – перовскит. В своих работах (1837, 1842) Розе изложил результаты изучения минералов и горных пород Златоустовского Урала и ввел в обиход такие названия уральских горных пород, как миаскит, березит, лиственит; он также описал значительное количество минералов, в числе которых уралит, чевкинит, перовскит, гидраргиллит, уранотанталит. К этому же времени относится начало работы на Южном Урале двух крупнейших русских геологов Э. К. Гофмана и Г. П. Гельмерсена.
В 1841 году на Златоустовском Урале работала экспедиция английского ученого Р. И. Мурчисона, в составе которой были молодые русские геологи Н. И. Кокшаров и А. А. Кайзерлинг и французский палеонтолог Э. Вернейль. Материалы экспедиции были использованы при составлении геологической карты Европейской России и Урала (издана в 1845). На этой карте впервые по предложению Мурчисона выделена пермская система, самая молодая, 5-я по возрасту среди древних систем палеозойской эры развития земной коры.
Во второй половине XIX века изучением минеральных богатств Златоустовского Урала занимались известные российские минералоги: Р. И. Багратион, П. В. Еремеев, Н. И. Кокшаров. П. В. Еремеев в своих работах подробно описал многие минералы (магнетит, барит, везувиан, гранаты и т. д.), найденные в Ахматовской, Николае-Максимилиановской и других копях Златоустовского Урала. Знаменитый русский минералог Н. И. Кокшаров – автор 11-томного труда «Материалы для минералогии России», не имеющего себе равных по количеству и качеству минералогической информации и точности кристаллографических измерений. В этой работы подробно описываются минералы златоустовских копей – везувиан, перовскит, хлорошпинель, апатит, клинохлор, гранаты, гидраргиллит и т.д.
В третьей четверти XIX века эстафету изучения Златоустовского Урала подхватил геолог И. В. Мушкетов, открывший три неизвестных в России минерала, описавший происхождение Уральских гор и составивший геологическую карту Златоустовского горного округа с указанием всех исследованных им рудников и копей. Его описание Златоустовского горного округа с приложением детальной средне-масштабной карты (1878) можно с полным основанием причислить к числу классических работ.
В 1882-85 годах А. П. Карпинский и Ф. Н. Чернышёв провели геологическую съемку Южного Урала от 55°30 до 54° с. ш. При этом Чернышёв установил, что главный хребет Урал-тау является самостоятельным и непрерывным, представляя собой водораздел европейских и азиатских речных систем, а Карпинский доказал, что Юрма не является горным узлом, а вместе с протягивающимся к юго-западу Таганаем и Уреньгой отделена от Урал-тау продольной долиной и не находится с ним ни в какой связи.
В 1897 году А. П. Карпинский и Ф. Н. Чернышёв организовали для участников проходившего в Петербурге Международного геологического конгресса поездку на Урал. Участники конгресса, среди которых были русские и зарубежные ученые, побывали также и в Златоусте, где осмотрели большинство старых железных рудников, а также месторождение аквамарина, открытое геологом А. Н. Карножицким буквально за полторы недели перед этим.
В 1899-1918 годах изучение Златоустовского Урала продолжили Д. И. Менделеев, А. Н. Заварицкий, А. Н. Чураков. В 1908 интенсивные геологические исследования в районе Ильменских гор начал Д. С. Белянкин, с 1909 геохимические исследования В. И. Вернадский, с 1912 года в течение 30 лет работы проводил А. Е. Ферсман. В начале XX в. на железорудных месторождениях Южного Урала исследовательские работы проводили А. А. Краснопольский и А. Н. Заварицкий. В 1920-х гг. на Юж. Урале по линии АН СССР работали А. Н. Заварицкий, Д. В. Наливкин и Г. А. Соколов. В Бакало-Саткинском районе систематические исследования были выполнены М. И. Гаранем, заложившим основу расчленения мощных отложений верхнего докембрия – рифея. В 1935-36 годах изучением златоустовских минеральных копей в Шишимских горах и Назминском хребте по заданию АН СССР занималась экспедиция В. С. Мясникова. В отчёте экспедиции В.С. Мясников отмечал, что «в копях была открыта серия своеобразных минералов, подобных которым мы не находим в других местах Советского Союза и за границей, как например валуевит, тальк-апатит, хлорошпинель, букландит, багратионит и т. д.»
В 1934-35 годах на Златоустовском Урале работала экспедиция НИИ «Уралгеомин» под руководством Д. Д. Топоркова. На Кусинском титаномагнетитовом месторождении был исследован контакт габброидного массива с известняками, кроме этого Д.Д. Топорков сделал детальное описание Ахматовской, Еремеевской, Николае-Максимилиановской копей. Работы экспедиции консультировал академик А. Е. Ферсман. К сожалению, работы этой экспедиции до конца не были завершены, а отчёт не опубликован (сохранился в рукописном варианте).
В 1930-е годы разведан и открыт целый ряд месторождений: Кусинское месторождение титаномагнетитов (И. И. Малышева, 3. В. Рупасова), Кукшинское, Новопристанское, Айское, Вязовское, Блиново-Каменское месторождения бокситов в Саткинском районе (Ф. К. Денисов, А. А. Денисевич, В. И. Кринари, П. Я. Кротов, А. И. Невзорова, С. С. Осипов и др.). В эти же годы составлен геологический разрез Урала от Златоуста до Челябинска (В. С. Коптев-Дворников, Е. С. Доброхотова, И. С. Рожков, Г. А. Мирлин, 1940).
В 1940-1960 годах на территории Златоустовского района под руководством М. И. Гараня, Т. А. Смирновой и С. А. Зорина проводились геологосъемочные работы, целью которых было выявление полезных ископаемых и составление геологической карты района.
Систематическое геологическое изучение метаморфических отложений юго-западной части Златоустовского Урала, результаты которого не утратили своего значения до настоящего времени, началось в 1940-х годах прошлого века, когда под руководством М. И. Гараня выполнена геологическая съемка в масштабе 1:200 000. Результатом этих и последующих работ явилась разработка стратиграфической схемы метаморфической толщи центральной зоны Урала. По М. И. Гарань (1946) метаморфиты района относятся к верхнему докембрию (рифею) и разделяются на две серии: юрматинскую и каратаусскую.
Научные исследования в период Великой Отечественной войны проводились в небольшом объеме и преимущественно были связаны с подготовкой 12-го тома «Геологии СССР» (Урал), изданного в 1944 году.
В послевоенный период создана новая, уточнённая стратиграфическая схема древних докембрийских отложений западного склона Южного Урала (М. И. Гарань, А. И. Олли, Б. М. Келлер, В. Д. Наливкин и др.).
Детальные геолого-съемочные работы масштаба 1:50 000 были выполнены в 1956-57 г. г. Златоустовской геолого-съемочной партией под руководством П. Н. Лебедева (1957). Автор отчета несколько детализирует схему протерозоя, отмечая согласное залегание уреньгинской и уйташской свит, впервые отмечает наличие поверхностного карста, хотя положение карбонатных горизонтов в разрезе остается невыясненным.
В конце 1950-х–начале 1960-х гг. в районе д. Веселовка, на горе Медвежьей и вдоль ее восточного подножья, Миасской геолого-разведочной партией проводились поисковые работы, сопровождавшиеся проходкой скважин и шурфов, что позволило авторам составить на площадь поисков геологические карты масштаба 1:10000, изучить ряд месторождений магнезита, железных и ильменит-рутиловых руд, выявить широкое распространение карбонатитов уреньгинской свиты верхнего протерозоя (Стариков 1963). Разведочными работами, выполненными на Семибратском месторождении магнезитов (Стариков, 1970), было выявлено широкое развитие карста: из 94 скважин, пробуренных на этом месторождении в 21 скважине встречены карстовые полости вертикальной мощностью от 1 до 12 м, в целом же карст прослежен до глубины 125 м.
В результате дальнейших исследований (Шаповал и др., 1973), касавшихся в основном металлогении железорудных месторождений района, кроме мощной закарстованности карбонатных толщ, разведчики недр зафиксировали широкое развитие кор выветривания, мощность которых на Семибратском месторождении достигала 200 м.
В последние годы изучение Златоустовского Урала ведут учёные Института минералогии, созданного в 1988 году на базе лабораторий Ильменского заповедника, ученые из Екатеринбурского Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрОРАН и научные сотрудники национального парка «Таганай».