Рассказ о самых стойких
Шрифт:
Для характеристики-в широком плане-возможности обеспечить будущие потребности отметим, что из всех природных образований наиболее богаты платиноидами железо-никелевые метеориты. В них до 80 граммов на тонну, в том числе платины — 30. Среднее содержание в метеоритах всех типов с учетом их распространенности примерно в 10 раз ниже и составляет (в граммах на тонну): платины-2,3, осмия-1,7, рутения — 1,6, палладия — 1,4, иридия 0,7, родия — 0,6.
В породах земной коры соотношение иное, в них платина и палладий развиты почти одинаково, а их среднее содержание (кларк) составляет около 5 миллиграммов на тонну.
Предполагается, что метеориты отображают состав глубин планеты. Если это так, то проникновение в глубины могло бы решить все проблемы обеспечения человечества платиноидами. Но еще очень долго этот путь будет доступен, вероятно, только фантастам…
По современным представлениям формирование планеты началось с «протооблака»-скопления метеоритных частиц и космической пыли (ее незримое накопление продолжается, составляет миллионы тонн в год и компенсирует потери планеты из-за утечки газов из ионосферы в космос).
По скорости распространения сейсмических волн и другим признакам установлено, что дифференциация вещества «протооблака» зашла очень далеко и земной шар имеет теперь зональное строение.
Моделировать процесс дифференциации для значительных глубин пока не удалось, и еще не завершен спор, является ли ядро планеты железо-никелевым (в пользу этого говорит сильное магнитное поле Земли, состав некоторых метеоритов и другие признаки) или оно состоит из того же «метеоритного» вещества, что и более высокие зоны, но «металлизированного»; атомы силикатов там «раздавлены», и часть их электронов находится в свободном состоянии, как у металлов (возможность существования «настоящих» металлов при сверхвысоком давлении не доказана).
Для относительно малых глубин (до 1000 километров) процесс дифференциации удалось воссоздать на основе гипотезы А. П. Виноградова о том, что первоначальная неоднородность распределения радиоактивных элементов и другие причины обусловили неравномерное разогревание вещества планеты, возникновение и перемещение локальных зон плавления. В них легко-плавные компоненты переходят в жидкую фазу, поднимаются вверх, способствуя дальнейшему расплавлению кровли, а тугоплавкие вещества кристаллизуются, накапливаются в нижней части зоны.
Реальность такой схемы проверена при плавке каменных метеоритов с перемещением зоны нагрева. При этом в нижней части обособляется вещество, по составу отвечающее дуниту, а выше — базальт. Эксперименты подтвердили построенные на иных данных выводы геологов и геофизиков о том, что верхняя зона мантии — дунитовая, а над нею в земной коре — базальтовый слой. Их разделяет таинственная поверхность Мохоровичича, где резко меняются скорость сейсмических волн и другие показатели. На то, что базальтовая магма образуется ниже этой границы, указывают землетрясения, предшествующие излияниям ее из вулканов, например на Гавайях. Их очаги расположены на глубине 50–70 километров, там, где в мантии по снижению скорости распространения сейсмических колебаний выделена зона «базальтической жидкости». Ее внедрения происходили во все этапы геологической истории, и в составе земной коры базальты главенствуют. Благодаря высокой подвижности эта «жидкость» обычно достигала поверхности, образуя базальтовые покровы. Лишь малая ее часть застывала на глубине, превращалась в габбро — породу, которая отличается от базальта своей полнокристаллической структурой.
В отличие от «базальтической жидкости» расплав, порождающий дуниты, — «каша оливиновых кристаллов», как его иногда называют, — покидал свою родину редко.
Долгое время дунитовые массивы были известны только в горноскладчатых областях, где их формирование происходило в различные эпохи, но всегда в сходных геологических условиях, на ранних стадиях геосинклинального развития, при великих катаклизмах, когда наиболее интенсивно растрескивалась земная кора. Такие же условия характерны и для проникновения дунитов на платформы.
Дунитов в земной коре мало, и надеяться при современном уровне изученности на отыскание новых значительных массивов нет оснований.
Из всех пород земной коры дуниты самые богатые платиной, среднее содержание ее близко к 0,052, а в пироксенитах-0,038 грамма на тонну. При кристаллизации этих пород обособления платиноидов почти не происходило, практическое значение этого типа месторождений невелико, гортинолитовые дуниты составляют исключение, но ослаблять внимание к их поискам все-таки нельзя.
В основных породах среднее содержание платиноидов в 5-10 раз ниже, чем в дунитах, но условия для их локализации — вместе с сульфидами меди и никеля — были благоприятны. Этот источник наиболее перспективный.
Средние породы (диориты) и кислые (гранитоиды) беднее основных в десятки и сотни раз, и никаких надежд на отыскание платиноидов с ними не связывают. Осадочные породы еще беднее, но с оговоркой, что возможны существенные исключения. Они обусловлены тем, что разрушение дунитовых массивов и образование россыпей происходило не только в современным период, но и в далеком прошлом. Некоторые россыпи были погребены и сохранились в пластах осадочных пород. Повышенное содержание платины известно, например, в древних толщах Аляски, в силурийских сланцах Тюрингии, в девонских песчаниках Вестфалии. в пермских отложениях Приуралья и в более молодых толщах Бразилии, Англии, Центральной Африки. Но нигде в них пока не выявлено серьезных концентраций.
Предполагается, что и в дальнейшем основное и возрастающее значение будет иметь «попутное» извлечение платиновых металлов из медно-ннкелевых руд. Да и собственно платиновые месторождения, коренные и россыпные, еще долго будут использоваться. Не исчезла надежда обнаружить платиновое месторождение, подобное золотому Витватерсранду. Как известно, эта древняя россыпь, по-видимому обогащенная в дальнейшем за счет проникновения в нее горячих рудоносных растворов, дает почти половину мирового золота, а также немало осмия и иридия (окатанные зерна, содержащие эти металлы, распространены там довольно широко). Но это пока лишь надежда…
По данным Горного бюро США, обеспечение потребности человечества на ближайшие два десятилетия реально. Достоверные, разведанные запасы платиноидов в капиталистических странах к началу 1977 года оценивались так (по сумме платиновых металлов, в тоннах): ЮАР-12400, Канада-310, США-30, Колумбия-30. В этих запасах из общей суммы на платину падает 62 процента (8000 тонн), на палладий- 25 процентов (примерно 3200 тонн), на родий-3 процента (около 450 тонн) и 10 процентов приходится на долю всех остальных платиноидов.