Ломоносов имел отчетливое представление о возрасте жил, лежащее в основе учения о рудных месторождениях. Доказательством неодновременного происхождения рудных залежей служит для Ломоносова «разное жил взаимное пересечение», а также «швы между жилами». «Ясно вообразить можно, — пишет Ломоносов, — что перечная жила, с другою частью не в сутыч лежащая, перервана и раздвинута новой щелью, которая после того металлом наполнилась».

Эти идеи, имеющие большое теоретическое и практическое значение в горной науке, были высказаны Ломоносовым задолго до выдающегося немецкого геолога и минералога, друга Гёте, Абрагама Вернера (1750–1817), с именем которого они обычно связываются, хотя Вернер изложил свои взгляды в печати только в 1791 году[83].

Большой новизной отличались также указания Ломоносова о нахождении в одной местности рудных жил одного возраста и направления, то есть рудных полей, о совместном нахождении минералов или парагенезе.

Примером такого постоянного «сообщества минералов» могли служить уральские месторождения.

Это ломоносовское учение было подхвачено русским академиком В. М. Севергиным (1765–1826), отчетливо указавшим на значение парагенеза, или, как он называл его по-русски, «смежности минералов» в своем монументальном сочинении «Первые основания минералогии или естественной истории ископаемых тел», вышедшем в двух томах в Петербурге в 1798 году. Указав на «сопребывание кварца со слюдой, с самородным золотом и пр., известкового шпата со свинцовым блеском, с самородным серебром и пр., мрамора с самородной медью, а шифера с медной зеленью и колчеданом», Севергин указывает, что «усовершенствование таковых замечаний облегчило бы самое приискание руд и цветных камней». Таким образом, уже Ломоносов и Севергин наметили основные принципы важного для поисков и разведок полезных ископаемых учения о парагенезе минералов.

Во времена Ломоносова имели хождение еще самые фантастические представления о строении Земли. Известный химик и минералог И. Г. Леман в своей книге о происхождении металлов утверждал, что «жилы, которые мы обнажаем во время горных работ, не что иное, как побеги огромного ствола, коренящегося в самой глубине земли». «Мощные жилы подобны, таким образом, главным сучьям, отходящим от ствола, а прожилки ветвям сего исполинского метал «лургического древа». Природа, утверждал Леман, обладает непостижимой «действенной силой», которая неудержимо гонит вверх произрастающие растения, металлы и минералы. И подобно тому, как по каналам стволов деревьев подымаются питательные соки, точно так же по расселинам и трещинам в Земле подымаются находящиеся внутри Земли изначальные жидкие и парообразные материи, образующие металлы[84].

Ломонрсов был чужд теориям, призывающим мистические силы для объяснения естественных явлений. Он постоянно отмечает приметы и признаки, указывающие на совершающийся или совершавшийся процесс в недрах Земли или на ее поверхности. Он объясняет происхождение слоистых пород осаждением их из водных бассейнов и доказывает это находками в них остатков ископаемых моллюсков. Он видит в чередовании слоев с раковинами и остатками наземных растений смену разных периодов в жизни Земли. Остатки ископаемых для него прежде всего свидетельства происходивших общих длительных процессов. Внимание к «химичествующей натуре» приводит его к гениальной теории происхождения из органических остатков горючих «подземных материй» — торфа, бурых и каменных углей и, наконец, нефти, как проявления единого, хотя и многообразного процесса. При этом он указывает на значение для образования нефти внутренней теплоты Земли: «выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масленая материя и вступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водами наполненные подобно как при перегонке бывает». В этом, по его убеждению, и состоит «рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй» — каменного масла, нефти, гагата, которые все «хотя чистотою разнятся, однако из одного начала происходят» («О слоях земных», § 155).

Ломоносов придает большое значение биологическим факторам в истории нашей планеты, роли организмов в преобразовании лика Земли. Он всюду видит и находит остатки организмов — разрушившихся, изменивших свое вещество, однако явственно обнаруживающих следы своего происхождения. Он пишет о торфе, который тогда еще многие почитали «за жирную землю»: «Микроскопы за подлинно ставят перед глазами, что турфовая материя, есть весьма мелкой мох по всему строению и частей расположению». Он подмечает участие организмов в образовании сланцев, которые родятся «из озерного илу»: «В шифере находят рыб признаки, в горных угольях весьма редко, и то в таких, кое с шифером смешаны: затем, что рыба лежит часто на дне в илу».

Ломоносов первый указал на органическое происхождение янтаря. Он никак не может примириться с косностью современных ему минералогов, которые упрямо держались мнения, что янтарь произошел от соединения серной кислоты с «каменным маслом» (нефтью). Высмеивая эти неверные взгляды, Ломоносов обращается к заключенным в янтаре мухам и другим насекомым и заставляет их свидетельствовать в свою пользу. Вместе с тем он набрасывает художественную картину жизни Земли в давние геологические времена:

«Кто таковых ясных, доказательств не принимает, тот пусть послушает, что говорят включенные в янтарь червяки и другие гадины. Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошествующим влажностью растениям, искали и собирали все, что служит к нашему пропитанию; услаждались между собою приятностию благорастворенного времени, и последуя разным благовонным духам, ползали и летали по травам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти. И так садились мы на истекшую из дерев жидкую смолу, которая нас привязав к себе липкостию, пленила, и беспрестанно изливаясь покрыла и заключила от-всюду. Потом от землетрясения опустившееся в низ лесное наше место вылившимся морем покрылось: деревья опроверглись, илом и песком покрылись, купно со смолою и с нами; где долготою времени минеральные соки в смолу проникли, дали большую твердость, и словом в янтарь претворили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные и богатые на свете люди иметь могут. В рудные жилы пришли мы не иначе и не в другое время, как находящееся с нами окаменелое и мозглое дерево».

Но сам Ломоносов опирался не только на доказательства, которые давали, «разных родов ползающие и летающие гадины», но и ставил различные химические опыты, подтверждающие его заключение. «Еще ни един химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи из земли янтаря не составил, и по всему знанию и опытам химическим видно, что быть тому не должно», — писал Ломоносов. Он указывал, что янтарь «не токмо несравненно легче подлинно минеральной горючей материи серы, но и каменных углей, кои отнюдь не подлинные минералы…»

Вопрос о происхождении янтаря и его различных свойствах, по-видимому, давно занимал Ломоносова. Янтарь был хорошо известен на русском севере. Ломоносов сам отмечает: «У нас при Ледовитом море, в Чайской губе найдены признаки, кои там называют морской ладан».

Большой интерес к янтарю как декоративному материалу проявлял и двор Елизаветы. В бумагах Ломоносова сохранилась памятка: «Для янтарей писать в Сарское Село». Вероятно, он помышлял о промышленных поисках и добыче янтаря в России. Изучение янтаря входило и в общие занятия Ломоносова минералогией, которую он старался как можно теснее связать с химией и физикой.

Он искал новые физические и химические критерии для определения и классификации минералов, занимался наблюдениями над их морфологией, один из первых стал измерять кристаллы.

Во времена Ломоносова минералогия была замкнутой описательной наукой, систематизировавшей свой материал по сбивчивым, главным образом внешним признакам. Ломоносов стремился утвердить минералогию на прочном теоретическом основании, применить к ней новейшие физико-химические методы исследования, включить ее в общий поток взаимосвязанных наук, изучающих природу. Он пытался установить в самом минералогическом материале такие зависимости, которые могли бы раскрыть законы, определяющие структуру минералов. Он обратил особое внимание на кристаллическое строение различных ископаемых, стремясь установить связь между их внешней формой и внутренним строением, высказал замечательные мысли и предположения о кристаллической структуре вещества, которые окончательно раскрылись и получили подтверждение лишь после введения рентгенометрии кристаллов.