МАГМЕНОТО СЪРЦЕ НА ВИТОША – ИЗУЧЕНОСТ И ПРОБЛЕМИ

ЧЛ.-КОР. ПРОФ. Д.Г.Н. ИВАН ВЕЛИНОВ – ГЕОЛ. ИНСТ. КЪМ БАН

Минно дело и геология, LVII, 3-4, София, 2002 г., стр. 23-28

THE MAGMATIC HEART OF VITOSHA MOUNTAIN – EXPLORATION AND PROBLEMS. I. Velinov

Summary: The subject of the article is the wide developed Late Cretaceous magmatism in the Natural Park „Vitosha“. The most substantial results are generalized for the Vitosha intrusive and dike rocks and postmagmatic events and processes. On the basis of concrete examples the conclusion is made that from a modern point of view the myth for the very good geological exploration of the subject is not true. Obtaining a new information corresponding to the great interest to the mountain is connected with the need of complex geological, mineralogical-petrologic, geochemical, ecological and other explorations. A need is substantiated for decoding the following more essential sides and geological aspects: conditions, time and succession in crystallization of the established effusive and intrusive rocks; a new look at the process of uralitization and secondary biotitization conforming to their allochemical origin and connected with ore formation; comparative examinations of the adjacent ore modifications with pumpellyite-prehnite-epidote rocks with hydrothermal cooper from Knyazhevo, Michigan and some other regions in the world; additional revisions of the wide developed (over 120 km) gold-bearing placers – aiming at organizing some attractive tourist and sport places for gold pan off; specialized research on concrete systems of the type „rock-water“ for explanation of the chemical and balneological features of the thermal water in the region of the springs, for example at Knyazhevo, Ovcha koupel, Gorna banya and Roudartsi. In conclusion, based on the unique character of Vitosha mountain and it’s great importance not only for Sofia, is recommended all the new activities associated with it to be in conformity with the available geo-data and first of all with its natural unrestorativeness.

„София и Витоша са така неразделни, както Неапол и Везувий.“
Фон Хохщетер, 1869г.

Два са основните поводи да напиша тези редове. Единият е свързан с обстоятелството, че 2002 г. е обявена за година на планините, а вторият е крайно оскъдната информация за Витоша в престижния сборник, посветен на 120-ата годишнина от обявяването на София за столица на България [1].

С цел поне отчасти да се запълни тази празнота в настоящата статия са представени най-съществените резултати и проблеми, касаещи магменото сърце на планината.

Митът за добрата геоложка изученост на Витоша

По много причини Витоша се счита за една от най-добре изучените планини у нас. В това отношение не прави изключение и геоложкото ѝ дешифриране. Наличната информация за нейния геоложки строеж и състав, получена от по-старите (наши и чужди) поколения геолози, се приема за напълно достатъчна и задоволяваща любознателността на хилядите ѝ посетители. На фона на другите по-слабо изследвани планини в България нерядко на желанието да се провежда допълнително изучаване на този обект се гледа като на своеобразно бягство от „истинските“ проблеми и работа в „паркови“ условия. По всяка вероятност на това се дължи и ниската степен на познанията ни за немалко явления и процеси. В редица случаи не само от обикновени граждани, но и от учители и журналисти, в туристически гидове и други източници се говори или пише за „гранитите“ и „морените“ на Витоша, за предстоящия ѝ гняв и изригване. Така и не се разбраха мотивите (вкл. и тези от геоложко естество) за промените в ранга на планината и преименуването ѝ от „народен“ (от 1934 г.) в „природен“ (1998 г.) парк. С други думи, след направените с много любов и при многократно по-трудни условия за работа изследвания от учени като П. Делирадев [2], Стр. Димитров [3] и по-късно от плеяда техни последователи през последните 15-20 години интересът към геологията на планината е невероятно нисък. Информацията за нея се формира главно от остарели пътеводители с деформирани (поради ширещата се доскоро шпиономания) туристически карти и скици, а влечението към този природен феномен се определя от стремежа за по-интензивна урбанизация и често пъти – от криворазбрана пазарна икономика.

Без да се драматизират нещата и изхождайки от съвременното отношение към други подобни обекти в света, крайно време е да се простим с мита, че знаем всичко за Витоша, че оттук-нататък чрез създаването на всевъзможни „екологични“ пояси, нови пътни артерии, туристически бази и т.н. центърът на вниманието трябва да съвпадне единствено с възможностите за нейната експлоатация.

Какво знаем и не знаем за магмените процеси на Витоша?

До 1942 г. информацията за магмените скали, на които се дължи днешната морфология на Витоша, е твърде оскъдна и понякога противоречива. Първите целенасочни петрографски усилия дължим на Стр. Димитров [3], който с капиталната си научна работа „Витошкият плутон“ издига познанията ни за магматизма на този възлов участък от т. нар. Средногорска структурно-вулканогенна зона на европейско равнище. Според него през къснокредния период в подводна обтановка са осъществени гигантски вулкански процеси, довели до формирането предимно на средни по състав вулканити – андезити и техните пирокластити. Сред тях в подходящи за миграция на новите порции магма условия се образуват габра, монцонити, сиенити, аплитови граносиенити и пегматити (фиг. 1). Лансира се идеята за неколкократно внедряване и кристализация на магмата на две нива: абисиално и по-високо (in situ). Приема се, че Витошкият плутон е образуван на границата между кредата и терциера и има ларамийска възраст. През 1958 г. Борисов и Борисова [4] съобщават за наличието на сиеномонцонити и левкосиенити. По-късно във връзка със специализирани изследвания за търсене на нови рудни прояви са намерени редица дайкови (жилни) скали от монцодиоритови и кварц-диоритови порфирити, както и единични прояви от дацити и оливинови базалти, локализирани предимно сред вулканитите [5]. Жилните скали в рамките на Витошкия плутон са слаборазвити и описани като монцонитпорфирити и калигранитпорфири [6]. Структурната позиция и обединението на дайковите скали (общо 103 бр.) в серии и комплекси е направено от Желев [7]. На базата на изследвания върху плоскостни структури Дабовски [8] приема, че Витошкият плутон има формата на неправилен, силно сплеснат „елиптичен център със субвертикална ос“. Според него монцонитовата и левкосиенитовата наставки нямат автономен вътрешен строеж, а оттук възниква и въпросът дали те имат или не самостоятелен характер.

Кои са по-главните въпроси и недостатъчно добре дешифрираните страни, отнасящи се до магматизма на Витоша?

Както от петроложка, така и от структурна гледна точка проблемът за еднократното или многократното образуване на магмени скали не трябва да се счита за безапелационно решен. За част от тях на базата на ксенолити от по-ранните в по-късните магмени представители, вкл. и при дайковите [6], възръстовата последователност и редът на кристализация не будят съмнение. Що се отнася до основните наставки и особено до монцонитите и сиенитите, границите между които често са „размити“, темпоралните съотношния между тях не са ясни. Интересно в този аспект е подхвърленото през средата на 70-те години мнение на посетилия Витоша руски петролог акад. Ф. Летников, според когото е възможно нейният магматизъм (по-специално образуването на габрата, монцонитите и сиенитите) да е продукт на еднократно внедрена магма. При това причините за различията между тях той свързва с измененията в химическите потенциали на скалообразуващите компоненти – главно на К₂О, Na₂O, CaO и MgO. За съжаление както в теоритичен, така и в експериментален аспект този вариант и до сега не е нито отхвърлен, нито потвърден. Много са и нерешените проблеми, свързани с по-точни доказателства за дълбочината на ерозионния срез на Витошкия плутон, а оттук и изясняването на въпроса имало ли е или не порфирен тип медно-молибденови орудявания.

Геохимични особености и проблеми

По препоръка и под научното ръководство на Стр. Димитров през 1960 г. Е. Алексиев [9] защитава кандидатска дисертация на тема „Геохимия на редките и разсеяните елементи във Витошкия плутон“. Авторът доказва следните тези:

– наличие на 33 микроелемента, сред които най-типични и характерни за монцонитите са Sr, Ga, Be, W, Mo, Cu, Pb и Co;

– от практическа гледна точка по-интересни са разсипите с най-устойчиво срещащи се минерали – магнетит, апатит, титанит и циркон.

Получените в последно време резултати за абсолютната възраст на някои от магматичните скали [10÷12] имат важно значение. Независимо от различните стойности, чрез тях се доказва къснокредната възраст на монцонитите, която варира от 75-77 (±5) до 91 (±10) млн. години. С това се потвърждава схващането, че Витошкият плутон е стар и изгаснал и всички предсказания за неговото евентуално изригване са безпочвени. С цел да се получат по-сигурни резултати за геохроноложката възраст на витошките магматити са необходими допълнителни сведения за:

– абсолютната възраст на основните типове вулкански скали: базалти, андезитобазалти, андезити, пресичащите вулканския комплекс дацити и запазените от интензивна промяна оливинови базалти [5];

– монцонитпорфиритите и калигранитпорфиритите с единствено разкритие край Кладнишкия манастир [6]. При това не е изключено т. нар от Стр. Димитров аплитови граносиенити [3] и К-гранитпорфири да са резултат на един и същ магмен импулс.

Ограничаването на геохимичните изследвания до редките и разсеяните елементи и абсолютната възраст на част от магмените диференциати на Витошкия плутон е още един пример за наличие на „бели петна“ в магмената петрология на планината.

Взаимоотношения между Витошкия плутон и вместващите го скали

В резултат на пъстрата гама от магматични процеси и широко проявената ерозия районът на Витошкия плутон е изключително подходящ за изследване на взаимоотношенията му с вместващите скали. Участъци напр. като този на север от с. Чуйпетлово (фиг. 2) са до такава степен илюстративни, че притежават характеристиките на учебен полигон. С изключение на уралитизацията [13] и хорнфелзовия тип промяна на туронските(?) пясъчници [14] данните за други явления и процеси на контактното въздействие са твърде ограничени. При това за сравнително по-късно откритите магнетит и хематитсъдържащи андрадитови скарни [15] и широко съпътсващите ги епидозити има единични сведения.

Въз основа на многобройни микроскопски и по-малко микросондови изследвания върху уралитизирани пироксенови андезити и андезитобазалти и участъци с вторична биотитизация все повече се налагат следните изводи:

– приетите от Стр. Димитров [13] за „частен случай на нормална контактна метаморфоза“ уралитизирани пироксенови вулканити се нуждаят от допълнителни теоретични и експериментални изследвания. Има указания тя да се разглежда като резултат на алохимичен контактнохидротермален процес, който освен вместващите вулканити засяга и част от магмените представители на Витошкия плутон. Нещо повече, в подкрепа на подобно тълкуване са и новооткритите примери на уралитизация (приконтактен и приразломен тип) на други места в Западното Средногорие (непубл. данни за гр. Брезник, с. Видрица и с. Клисура). Дотолкова, доколкото уралитизацията може да има и голямо практическо значение за откриването на неразкрити, но внедрени сред вулканитите магмени тела, проблемът за разновременност [3] или синхронност [12, 16] между интрузивния и ефузивния магматизъм е от изключителна важност;

– от не по-малко значение са и проявите на биотитизация – най-широко развита по хорнфелзите на реките Върла и Струма (фиг.2). Тя е по-късен процес от уралитизацията, но предшества тези на серицитизация, окварцяване (адулар) и пиритизация (до 10-12%);

– що се отнася до участъците на епидотизация, не се изключва възможността за неколкократната ѝ изява – една, която асоциира с хидротермалната самородна мед [17] (без ясна връзка с интрузивния магматизъм), и друга, съпътстваща гранат-пироксеновите скарни.

Бележки върху металогенията

Много и понякога противоречива е информацията за стара рударска дейност в района на Витоша. За едни той е бил център на златодобив [2, 18], за други – едва ли не древна сребърна провинция [19]. Ако тези сведения се обвържат с реалните данни, получени от картирането (М 1:5000 и 1:25 000) в района на с. Чуйпетлово, и информацията за експлоатация на железорудни [2, 15] и златоносни [18] разсипи, може да бъде лансирана следната обобщена картина:

– участъците, в които е промивано злато, оформят един внушителен пояс (около 120 km) в подножието на Витоша. По всяка вероятност тази дейност е осъществявана неравномерно и днес има екзотичен характер;

– данни за експлоатация (древни рупи) на коренно злато досега са открити само в рудопроявление „Ивето“ [20] (№2 на фиг. 2) на ЮИ от местността Накев камък;

– по сведения на П. Делирадев [2] и други добивът и обработката на желязо са били на база разсипен магнетит. Споменати са много пунктове за получаване на ковано желязо в районите на гр. Самоков, селата Попово (малък Самоков), Кладница, Рударци, Железница, Бистрица и др. По сведения от 1960 г. на местни жители на с. Чуйпетлово добивът на желязо е продължил до края на XIX век. През 1963-1964 г. в един от селските дворове (фиг.3) са обработени и предадени за претопяване в Металоргичния завод в гр. Перник около 2000 t. желязна шлака;

– сведения за коренна (контактнометасоматичен тип) желязна руда са оскъдни, но съдейки по естествените разкрития и разпилените късове от нея около старите коларски пътища, със сигурност може да се твърди, че и те са били експлоатирани;

– медно-полиметалните и полиметалните орудявания са главно от приразломен тип. Първите са развити предимно по тектонски сдробени зони с посока 120°-130°, а полиметалните жили (рудопроявление „Св. Георги“ – №7 на фиг. 2) са с посока 35° [15];

– в съответствие с наличието на впръслечен тип медни сулфиди в дайките и връхните части на малките интрузивни тела в с. Чуйпетлово, Байрактаров допуска формиране на важни в практическо отношение медно-порфирен тип орудявания [21];

– проявите на самородна мед в асоциация с пумпелиит-пренит-епидотова минерализация [22], макар и да са изследвани само по данни от повърхността, представляват особен интерес за сравнение с други подобни обекти в света. В този смисъл следва да се приеме писменото мнение (отзив за докторска дисертация) на акад. Джон Ридж (1973), че тази минерализация е „гордост не само на България, но и за САЩ“;

– изключително интерсни в минераложко отношение са молибденитовите прояви в местността Накев камък [15] (рудопроявление №1 на фиг. 2). Намерените в тях кристали с бипирамидален хабитус (фиг. 4) са характерни за нискотемпературни условия на кристализация (под 170°C) [23] и имат фундаментално значение.

При бъдещите металогенни изследвания може да се препоръча събирането на нова информация за:

– връзката между самордното злато и шеелита с оглед организирането на геоложки туризъм. Целесъобразно е обсъждането на възможността за определяне на пунктове за атрактивно и спортно промиване на злато;

– формите на присъствие на Ti и V в разсипния и постмагматиния тип магнетит;

– изотопните и термичните характеристики, както и особеностите на газово-течните включения (предимно в кварц) в различните типове рудопроявления.

Заключение

Целта на извеждането на преден план на някои от проблемите, свързани с магматичното сърце на Витоша, е да се подчертае нуждата от съвременни познания за планината. Необходимостта тя да се изучи по-добре недвусмислено налага да се даде преднина на комплексните програмни изследвания. Само на тази основа може научно да се обяснят много от нерешените досега въпроси за особеностите в химизма на минералните води около Витоша (изворите „Княжево“, „Овча купел“, „Горна баня“, „Рударци“) и мотивите за избор на екологосъобразни зони за различен вид туризъм, спорт, селскостопанска и друга дейност. Обстоятелството, че годишно над 30% от идващите в България през лятото чужденци и над 60% от тези през зимата посещават Витоша, дава основание да се твърди, че тя не е само на нас – българите. Думите на талантливата гръцка поетеса Рита Буми-Папа:

„Витоша, крепост на небето на София, 
нейна справедлива гордост,
панорамен балкон на новата култура“
(Из „Химн на Витоша“)

не само трогват, но и задължават. Изкушавам се отново да напиша, че Витоша не е като Гранд каньон и като Великата китайска стена, но и те не са като нея!

ЛИТЕРАТУРА

1. София – 120 години столица. Юбилейна книга. Изд. БАН, 2000.
2. Делирадев, П. Витоша. Популярен отчерк. Библ. „Туристическа просвета“, 1, 1926.
3. Димитров, Стр. Витошкият плутон. Год. СУ, ФМФ, т. XXXVIII, 1941-1942, кн. 3, ест. История, 1942.
4. Борисов, И., Н. Борисова. Влияние на минеролого-петрографските особености върху физикохимичните свойства на кариерните материали от Витоша. Год. СДУ, кн. I, 1958.
5. Велинов, И. Дайкови скали от южните отдели на Витоша и Източен Люлин и връзката им с рудопроявленията .Изв. Геол. инст., кн. ХIII, 1964.
6. Велинов, И. Монцонитпорфирити и дайкови калигранитопорфири във Витошкия плутон. Труд. геол. Бълг., сер. геохим., минерал. и петрогр., кн. VI, 1966.
7. Желев, В. Горнокредни дайкови скали от Витоша. Год. ВМГИ, 30, 1984.
8. Дабоски, Х. Микроструктурни изследвания във Витошкия плутон. Изв. Геол. инст., кн. XXIII, 1974.
9. Алексиев, Е. Геохимия на редките и разсеяни елементи във Витошкия плутон. Труд. геол. Бълг., сер. геохим. и пол. изкоп., кн. 1, 1960.
10. Велинов, И. Съотношения между основните типове хидротермалнопроменени горнокредни вулканити и зеолити в Западното Средногорие. В: Минерогенезис, С., 1974.
11. Мончев, П., Е Друбецкой. Возраст Витошского плутона по данным K-Ar метода. В: Геохронология и геохимия изотопов, Изд. „Наука“, Л., 1987.
12. Zagorcev, I., S.Moorbath. Rubidium-strontium isotope data for Vitosa pluton, Srednogorie zone. Geologica Balc., 17, 6, 1987.
13. Димитров, Стр. Върху уралитизацията и нейното значение като показател за контактната метаморфоза в Средногорска област. Изв. Геол. инст., т. I, 1951.
14. Димитров, Стр. Геоложки и петрографски изучавания в югоизточните отдели на Витоша и северните отдели на Плана планина с особен оглед на контактните зони около интрузивните скали. Год. СУ, ФМФ, т. XXX, 1933-1934, кн.3, ест. история, 1934.
15. Велинов, И. Орудявания в южните отдели на Витоша. Сп. БГД, 33, 3, 1972.
16. Zvelev, V. Vitosha central magnetic structure. Geologica Balc., 18, 5, 1988.
17. Велинов, И., Н. Черноколев. Медна минерализация и околорудни изменения в района на Княжево. Труд. геол. Бълг., сер. геохим., минерал. и петрогр., кн V, 1965.
18. Пеев, И. Златоносните разсипи около Витоша. Сп. „Минно дело и геология“, 1-2, 1997.
19. Авдев, С. Исторически етапи на златодобива по българските земи. Сп. „Геология и минерални ресурси“, 8-9, 1997.
20. Велинов, И., Н. Велинова. За „корените“ на разсипното злато на Витоша. Сп. „Минно дело и геология“, 4, 1999.
21. Байрактаров, И. Металогенно райониране на Западното Средногорие и Плана Планина. Сп. „Рудообразувателни процеси и минерални находища“ 35, 1994.
22. Каназирски, М., И. Велинов. Физикохимичен анализ на минералните парагенези, класификация и конвергенция на епидот-пренит-пумпелиитовите метасоматити със самородна мед (на примера на Западното Средногорие). Геохим., минерал. и петрол., 32, 1997.
23. Костов, И. Генетические типы габитустов минералов. Минер. сб. Львов. геол. общ., 16, 1962.