Рассказ о самых стойких
Шрифт:
Наука о полезных ископаемых не случайно получила название — горное дело. От века горные хребты — основной источник минеральных богатств. Возникшие на завершающей стадии развития геосинклиналей, наиболее подвижных и проницаемых зон земной коры, они вмещают разнообразный комплекс горных пород, просматриваемый в рельефе и потому доступный. Вытянутые на сотни и тысячи километров такие складчатые структуры разделены платформами устойчивыми блоками земной коры, которые имеют изометрические очертания и существенно отличаются от геосинклинальных зон своей историей, двухэтажным строением и сглаженным рельефом.
Нижний этаж (фундамент) платформ сложен интенсивно смятыми, измененными изверженными и осадочными породами, сформированными на ранних этапах геологической истории в условиях, близких к геосинклинальным. Они обнажены в основном лишь на щитах в зонах устойчивого поднятия, а на остальном пространстве платформы их покрывают молодые — и по возрасту и по облику — спокойно залегающие осадочные толщи верхнего этажа.
Платформы и особенно их фундамент по богатству полезных ископаемых отнюдь не уступают геосинклинальным структурам, но это доказано лишь в наш век. Плохая обнаженность, труднодоступность и другие причины надолго задержали освоение древних комплексов.
Какие возможности они таят, показало, например, открытое в 1883 году на Канадском щите, севернее озера Гурон, медно-никелевое месторождение Садбери. Сульфидные руды образуют там многочисленные мощные — до 40 метров, очень большие — площадью до одного квадратного километра — залежи. Они сосредоточены в нижней части огромного (60 X 25 километров) блюдцеобразного массива (лополита), имеющего концентрическое строение. В верхней его части залегают кислые породы (гранитоиды), ниже с постепенным переходом — средние (диориты) и еще ниже — основные (габбро, пориты), вмещающие руду. Общая мощность лополита достигает 3 километров.
Месторождение Садбери быстро стало крупнейшим поставщиком меди и особенно никеля (80 процентов добычи этого металла в капиталистических странах и в наши дни приходится на его долю).
Первые 15 лет месторождение разрабатывали с уверенностью, что извлекают из руды все полезное, но оказалось, что «слона-то и не приметили»!
Анализы показали, что в руде содержание платиновых металлов не ниже, чем в уральских россыпях. Этому трудно было поверить не только потому, что платиновые минералы там не видны, но и потому, что еще прочным было представление о дунитах как единственно возможных коренных источниках платины, а их в Садбери нет.
Детальные исследования не оставили сомнений: платиноиды в виде тончайшей примеси содержатся в сульфидах меди и никеля.
Удалось расшифровать и условия рудообразования. В конце протерозойской эры произошло крупное внедрение базальтоидной магмы. Не найдя дорогу к поверхности, Она растекалась между гранитогнейсами и покрывающим их осадочным чехлом. Внедрение магмы происходило многократно. Как на пути из глубин, так и на месте, в пределах лополита, шло разделение минералов по тяжести и химическим особенностям: сульфидный paсплав отделялся от силикатного, образуя «донные» залежи — зону вкрапленных и сплошных руд, богатых никелем и платиноидами. Часть сульфидного расплава была вытеснена из пределов лополита и образовала «отжатые» залежи среди вмещающих пород. Они имеют длину до 8 километров, и в них меди больше, чем никеля.
Наиболее богатой платиновыми металлами оказался самый низ лополита, там содержание достигало 20 граммов на тонну и они образовали не только примесь в сульфидах, но и собственные минералы — сперрилит, стибиопалладинит.
Среднее содержание платиноидов в руде было определено тогда в два грамма на тонну и сулило огромные прибыли при попутной их добыче, а ее возможный масштаб обеспечил бы владельцам Садбери господство на мировом платиновом рынке.
Лучезарные надежды померкли, когда убедились, что извлечь тонкодисперсную примесь задача труднейшая. На решение ее не жалели средств, но лишь спустя 20 лет методом электронного аффинажа удалось извлечь из 80 тысяч тонн медно-никелевого сплава первые 100 килограммов платиновых металлов. Всего-навсего! Оставалось одно; продолжать опыты, совершенствовать технологию.
Открытие платиноидов на Садбери побудило провести проверку и на многих иных рудных месторождениях. И почти везде надежды не оправдались. Лишь на медно-никелевых месторождениях «садберийского» типа (в Канаде-районы Манитобы, Квебека; на Балтийском щите-в Швеции и Норвегии) было установлено содержание платиновых металлов почти такое же, как на Садбери. Стало очевидным, что выявлен новый широко распространенный тип месторождений, что не только дунитовый расплав, но и «базальтическая жидкость» выносит из подкоровых глубин платиноиды вместе с медью, никелем, железом и при благоприятных условиях эти рассеянные в магме элементы обособляются накапливаются.
Различие в условиях формирования получило свое отображение в составе руд: по сравнению с уральскими садберийские руды имеют более высокое содержание палладия (часто он преобладает над платиной), в них больше родия и рутения и меньше иридия и осмия. В дальнейшем было установлено, что для этих руд характерны платиновые минералы, содержащие свинец, олово, сурьму, висмут, теллур, что несвойственно месторождениям уральского типа.
Сфера поисков коренных месторождений расширилась, пришлось признать перспективными не только геосинклинальные зоны, но и щиты платформ. Но остальную и притом большую часть их территории — плиты, где фундамент перекрыт молодыми толщами, — продолжали считать почти бесперспективными для открытия месторождений, порожденных глубинными процессами. Такой вывод был обоснован изучением в основном Русской и Северо-Американской платформ и был для них правильным.
Однако вскоре выявилось, что платформа платформе рознь!
В 1922 году на Сибирской платформе в низовьях Енисея производили геологические исследования молодой геолог Н. Н. Урванцев (ныне Герой Социалистического Труда) и его помощники-Е. В. Павловский (ныне заслуженный деятель науки) и Б. Н. Рожков (талантливый исследователь, погибший молодым).
Геологическая обстановка района оказалась «платформенной» лишь со многими оговорками; осадочный чехол напоминал «битую тарелку», и в его составе преобладали базальтовые покровы (траппы), порожденные многочисленными излияниями, приуроченными к разломам. Процессы разрушения благодаря высокому положению платформы над уровнем моря шли здесь интенсивно, и во многих местах были обнажены корни вулканов, лакколиты и пластовые залежи габброидных пород.
Урванцев и его помощники обнаружили в этих породах на горе, названной Рудный, сульфиды меди и никеля. Они охарактеризовали это месторождение как сходное с Садбери, что сразу же привлекло внимание к отдаленному и труднодоступному району. Образцы, изученные Н. К. Высоцким и Н. Н. Подкопаевым, показали высокое содержание палладия и платины.
Так в 1923 году началась история открытия Норильского месторождения платиносодержащих медно-никелевых руд.
Руды Норильского месторождения входят в состав крупного, четко расслоенного по вертикали массива габбро, долеритов и других близких к ним пород. Этот массив прорывает осадочно-вулканогенную толщу пермского возраста и перекрывается молодым лавовым покровом.