Текст книги "Месторождения и история"

Совершенствование профессионального образования геологов представляет особую тему, выходящую за рамки настоящей работы. Отметим лишь настоятельную необходимость введения курсов, связанных с экономической оценкой разведанных месторождений, а также назревшую необходимость преподавания истории геологических наук. Характер стимулирования остается, увы, старый, сугубо идеалистический.

Традиционный историко-геологический подход, основанный на анализе фаций и мощностей, в середине XX века был дополнен описанием геофизических полей и характера магматизма и режимными наблюдениями над активными геологическими процессами – землетрясениями, извержениями вулканов, составом и температурой источников горячих вод. Толчком к этому явилось описание современных систем островных дуг. Это, наряду с режимными наблюдениями над активными геологическим процессами – землетрясениями, извержениями вулканов, режимом источников горячих вод, проложило путь к переходу в будущем к проведению количественной оценки геологических явлений. Дополнением к этому является изучение глобальной системы срединно-океанических хребтов. Комбинация данных по островным дугам и срединно-океаническим хребтам привела к создании глобальной тектоники плит.

Другая важная тенденция связана с осознанием большой роли плантарных и космических причин, в частности, вращения Земли в формировании структурного и орографического облика нашей планеты.

Основа этих представлений рождалась еще в 50-х годах XX века. Иманно тогда появились блестящие работы замечательного китайского геолога Ли Сы-гуана (1958) о структурах вращения. Прямо на наших глазах, в середине XX века, Б. Л. Личков (1960) развил оригинальную, математически обоснованную идею тетрагональной симметрии Земли. Тогда же появилась в печати работа Стоваса (1965) о критических меридианах и параллелях и книга Г. Н. Каттерфельда о лике Земли (1962). Идеи ротации развивались П. С. Вороновым (1968). Он анализировал закономерности глобального пространственного распределения основных орогенических поясов. Он предсказал приарктические подводные хребты и рассматривал происхождение дисимметрии рельефа полярных областей Земли. В полном противоречии с официальной советской наукой, отрицавшей влияние горизонтальных смещений на древних платформах, он тщательно собирал полученные в ходе геологических съемок данные о глубинных сдвигах вдоль восточного обрамления Анабарского щита и вдоль Уджинской складки. На этой базе было, наверное, впервые в СССР установлено, что к востоку от Анабарского щита располагается структура, соответствующая одному из выделяемых замечательным китайским геологом Ли Сы-гуаном типов вихревых структур – структур типа ξ. Эти закономерности пространственной локализации структур Павел Стефанович рассматривал в свете астрогеологических идей о решающей роли сил вращения Земли. Так он выступил в роли одного из родоначальников ныне популярных идей о решающей роли сил, генерируемых в Земле вращением планеты. Обилие свободного времени на камералке, образовавшееся благодаря простому геологическому строению районов съемки и групповому методу написания отчетов, и контакты с П. С. Вороновым дали мне возможность расшифровать закономерности геодинамики пространственной локализации кимберлитов и карбонатитов и геодинамики. Немалую роль сыграли в этом и контакты с Павлом Стефановичем. Увы, он не был в фаворе у начальства, которое не давало ему по-настоящему развернуться как ученому.

Главной наградой ученым в области наук о Земле конечно же было открытие месторождений полезных ископаемых. В конце XIX, начале XX века многое было еще впереди – алмазные месторождения Южной Африки, Австралии, России и Канады, железная руда Кривбасса и Курской магнитной аномалии, комплексные месторождения Норильска и Талнаха, нефть и газ Западной Сибири, медь Джезказгана, Балхаша и Удокана, редкие металлы Баюнь Обо и Томтора. Эти открытия толкали вперед развитие науки о рудных месторождениях. Только в конце XIX века была разработана модель алмазсодержащих месторождений. Тогда же, в конце XIX века, в Швеции был впервые описан новый тип месторождений – скарны (Thörnebohm, 1875). Сегодня месторождения, связанные со скарнами, разрабатываются на многие виды минерального сырья от железа и меди до золота, вольфрама, молибдена и флогопита (Pirajno, 2009). Разработке основ генезиса скарнов посвящена обширная теоретическая литература, насчитывающая сотни публикаций. Но, возможно самым ярким показателем признания важности проблемы генезиса скарнов явилась публикация посвященного их геологии специального выпуска Economic Geology, ведущего международного журнала, посвященного рудным месторождениям.

К большому сожалению, от решения судьбы крупнейших горнорудных объектов продолжают самоотстраняться ученые-геологи, профессионально наиболее компетентные в этих вопросах. Максимум, что они позволяют себе – давать научные консультации, решение же об освоении, по их мнению, должно принимать руководство страны (в частности администрация Президента). Ни малейшей инициативы в организации проектов, даже прямо касающихся профессиональных научных интересов того или иного научного института, и речи не идет. Я непосредственно наблюдал это в отношении, по крайней мере, двух объектов: алмазов Попигайской котловины и редкоземельной минерализации массива Томтор. Когда я пишу этот текст для предполагаемого помещения в интернет, я стремлюсь только оставить личное свидетельство о том, что происходило на моих глазах на этих объектах мирового значения, считая это важным элементом истории науки.

Истории открытия и освоения отдельных месторождений рассказаны в предыдущих главах этой книги. Остается ответить на центральный вопрос, поставленный в ее заглавии – о предполагаемых механизмах возаимодействия минеральных месторождений с социальной историей человечества. Важные сами по себе, но побочные по отношению к главной теме проблемы стадийности открытия и освоения минеральных месторождений и изменяющейся роли геологов в этом процессе описаны в главе 2.1.

Аверьев В. В., 1964, О соотношении между гидротермальной и магматической деятельностью.// В кн.: Проблемы вулканизма (Материалы ко Второму Всесоюзному вулканологическому совещанию). Петропавловск-Камчатский.

Аверьев В. В, А. Е. Святловский, 1961 Вулкано-тектонические структуры Южной Камчатки.// Известия АН СССР, сер. геол., № 6.

Белоусов В. И., Э. Эрлих, 2009, История геотермальной энергетики Камчатки.

Белоусов В. И., Э. Эрлих, 2010, Тепло Земли.

Беммелен ван Р., 1960, Системы течений в силикатной оболочке. В сб. «Вопросы современной зарубежной тектоники».//М., ИЛ.

Беммелен ван Р. В., 1955, Гелогия Индонезии,//М. ИЛ, 395 стр.

Билибин Ю. А., 1938, Основы геологии россыпей. //Москва, Наука.

Брайцева О. А., И. В. Мелекесцев, И. С. Евтеева, Е. Г. Лупикина, 1968, Стратиграфия четвертичных отложений и оледенения Камчатки.//М., Наука.

Билибин Ю. А., 1938(1955), Основы геологии россыпей, Изд. АН СССР, 472 стр.

Булах Андрей Глебович.

Булах А. Г. и др., 2005, Экспертиза камня в памятниках архитектуры: Основы, методы, примеры, СПб, Наука, PDF.

Булах А. Г., В. В. Иванников, 1984, Проблемы минералогии и петрологии карбонатитов.// Л.: ЛГУ, 1984. 241 стр.

Григорьев, Дмитрий Павлович.

Горшков Г. С., 1967, Вулканизм Курильской островной дуги. //М., Наука.

Горшков Г. С., Богоявленская Г. Е., 1965, Вулкан Безымянный и особенности его последнего извержения 1955–1963 гг.// М., Наука.

Воронов П. С., 1968, Очерки о закономерностях морфометрии глобального рельефа Земли.//, «Наука», Л. 122 стр.

Заварицкий А. Н., 1955, Вулканы Камчатки.//Труды Лаборатории вулканологии АН СССР, вып. 10.

3аварицкий А. Н., 1950 Введение в петрохимию изверженных горных пород.// М. Изд-во АН СССР.

Каттерфельд Г. Н., 1962, Лик Земли и его происхождение.// М., 152 стр. Кольская сверхглубокая скважина.

Коржинский Д. С., 1974, Взаимодействие магм с трансмагматическим флюидами.// Записки Всес. Минералогического общества, ч. 103, вып. 2, стр. 173–178.

Лапин А. В., А. В. Толстов, 1993, Новые уникальные месторождения металлов в корах выветривания карбонатитов.//Разведка и охрана недр, № 3, стр. 7 – 11.

Ли Сы-гуан, 1958, Вихревые структуры Северо-Западного Китая.// М.: Госуд. научно-техн. изд. литературы по геологии и охране недр. 132 с.

Личков Б. Л., 1960, Природные воды Земли и литосфера.//Записки ГО, № 19, АН СССР, М., Л.

Лучицкий И. В., ред., 1974, История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. Камчатка, Курильские и Командорские острова.// М., Наука, 243 стр.

Масайтис, В. Л., 2005, Где там алмазы? (сибирская диамантиада).//СПб, Издание ВСЕГЕИ.

Мелекесцев И. В., 1980, Вулканизм и рельефообразование. // М. Наука, 210 стр.

Проект Мохол.//Материал из Википедии – свободной энциклопедии.

Святловский А. Е., 1971, Структурная вулканология изд. «Недра» Москва, 232 стр.

Святловский А. Е., 1967, Очерк истории четвертичного вулканизма и тектоники Камчатки. // М.: Изд-во «Наука».

Святловский А. Е., 1959, Атлас вулканов СССР. // М., Издательство АН СССР, 173с.

Смирнов С. С., 1951, Зона окисления сульфидных месторождений. // Москва, Издательство Академии Наук СССР, 1951, 334 стр.

Стовас Б. Л., 1965, К основам теории Земли. // Издательство ЛГУ, 117 стр.

Тополянский, В. Д., 1996, Вожди в законе.//Изд. Права человека, М., 352 стр.

Умбгров Дж., 1952, Островные дуги. // В сб. «Островные дуги». М., ИЛ.

Шанцер А. Е., А. И. Челебаева, А. Р. Гептнер, 1966, Стратиграфия и корреляция неогеновых отложений хребта Тумрок и некоторых других районов Камчатки. // М. Наука.

Штейнберг Г. С., 1966, Строение земной коры Южной Камчатки и структурно-тектоническое позиция четвертичных вулканов. // Доклады АН СССР, т. 166, № 2.

Штейнберг Г. С., Балеста С. Т., Зубин М. И., Таракановский А. А., 1966, Геологическое строение Авачинского вулкана по геофизическим данным. // М. Наука; Электронные версии научных журналов

Эрлих Э., 20014, Предтеча.

Эрлих Э., 2012, Очерки по геологии островных дуг.

Эрлих Эдвард, 2009, Пропущенная глава.

Эрлих Э., 2006а, Месторождения и история.//Издательство Политехнического университета, Санкт-Петербург, 174 с.

Эрлих Э. Н., 2006, Найти месторождение.// Звезда, № 12; № 12, стр. 69–88.

Эрлих Э. Н., 2004, Найти месторождение.//Звезда, № 10, № 10, стр. 181–201.

Эрлих Э. Н., 1973, Современная структура и четвертичный вулканизм западной части Тихоокеанского кольца.// Новосибирск, Наука, 243 стр.

Эрлих Э. Н., И. В. Мелекесцев, 1973, Основные стадии четвертичного вулканизма и тектонических преобразований в западной части Тихоокеанского кольца. // Бюллетень МОИП, т. 48, no. 3, стр. 5 – 24;96.

Эрлих Э. Н., Г. А. Слонимский, 1987, Грани алмаза. Страна и Мир, № 2 (38), стр. 89.

Юзмухаметов, Р. Н., 2004, Звездный час и трагедия Ларисы Попугаевой. // Якутск: Бичик, 64 стр.

Bardet M. G., 1964, Control geotectonique de la repartotions des venues diamondiferous dans le monde.//Chronique des Recherche Miniere: 328–329: 67–89.

Bohdanowisch K. I., 1904, Geologische Skizze von Kamtschatka, // Peterm.Mitttteil., Bd. 50, H. 3–8, p. 1 – 34.

Erlich, E. I., and G. A. Slonimsky, 1986, Diamonds in the ice (untold story of the exploration for Siberian diamonds). // Trans. of VIII Alaska Placer Mining Conf., Fairbanks, Alaska, p. 13–22.

Erlich, E. I., G. S. Gorshkov, eds., 1979, Quaternary vulcanism and tectonics in Kamchatka. // Bull.Volc. 42, 1–4.

Pirajno F., 2009, Hydrothermal Processes and Mineral Systems // Springer, 1273pp.

Reinout Willem van Bemmelen. // Wikipedia, the free encyclopedia.

Simon Winchester, 2009, Map that changed the World. William Smith and the birth of Modern Geology (P. S.). Harper Collins Publishers.

Scmandt B., Jacobsen S. D., Becker T. W., Zenxian Liu, K. D. Duecker, 2014, Dehydration melting on the top of the lower mantle. // Science, 344, 165 – 1268;

Törnebohm A. E., 1875, Geognostic beskrifning ofver Persbergets Grufvefalt.//Sverige Geol. Undersokning, Norstedt and Sons, Stockholm.

Глава 2. 5. Как открывают и как пропускают месторождения

Их имен благородных мы здесь перечислить не можем,

Так их много хранится под охраной гранита.

Но знай, внимающий этим камням,

Никто не забыт и ничто не забыто.

О. Берггольц

Эта глава посвящена истории открытия крупнейших месторождений минерального сырья России – алмазных месторождений Сибири, Норильска, Талнаха и Томтора, известной автору по личному опыту. Я хочу показать, как протекает процесс открытия, и в результате чего месторождения пропускаются.

Очень условно историю нахождения и освоения месторождений можно разбить на несколько этапов:

1. Первая находка руды.

2. Оценка месторождения и «создание его модели».

3. Разведка и подсчет запасов.

4. Строительство рудника и начало добычи сырья.

Это, конечно же, идеальная схема. В реальности эти этапы не разделены и зачастую «совмещаются» один с другим. Роль геологов и требования к ним в ходе этих этапов изменяются. На первом этапе от него (Геолога) в основном требуется глаз, острое умение наблюдать. На втором он должен проявить эрудицию и по отрывочным данным минералогического состава и геологической обстановки определить возможный тип предполагаемого месторождения, найти правильный аналог его. Третий этап от геолога требует в основном технического мастерства, аккуратности в оконтуривании границ месторождения, опробовании его руд для достоверного подсчета запасов минерального сырья. В четвертый этап на первый план выходит маркетинг месторождения, доказательство выгодности его разработки, определение возможных потребителей добываемых компонентов на мировом рынке. Здесь, по моему мнению, особо необходимо, чтобы геолог проявил гражданское мужество и широту подхода, добиваясь освоения месторождения.

После подсчета запасов и маркетинга наступает эпоха освоения месторождения. То, во что воплощаются заключенные в нем богатства, целиком зависит от тех, кому месторождение принадлежит, – от широты их государственного и человеческого кругозора. Вперед властно выступают технические проблемы добычи и переработки руды. Геологи разве что проводят дополнительную разведку, чтобы пополнить запасы и не дать месторождению истощиться, дать горнометаллургическому комбинату пищу – руду месторождения.

На первом этапе речь идет на самом деле не о месторождениях, как они определены в самом начале книги, а о рудопроявлениях и, соответственно, о первонаходителях оруденения.

Конечно же геолог, первый нашедший руду, это уже не конь Рамелус: он работает не копытом, а в соответствии с древним благородным девизом своей профессии «Умом и Молотком», и приносит первые, самые первые данные о рудоносности района. Но с чем он имеет дело, оценить, с каким оруденением он встретился и каковы его масштабы, он не может: работы его предварительны, данных почти нет.

Как видно из описаний историй находок и освоения месторождений, помещенных в части I настоящей книги, залогом открытия (а потом и освоения) месторождений является то, что имеется человек, который прямо занимается этим и не боится отстаивать свое мнение в борьбе за открытие, не боится поставить на кон и свою репутацию, и судьбу. Он совсем не обязательно геолог, этот человек. Важнее другое – он понимает значимость того, что он нашел. Таким был Кадм, оценивший значимость корнуолльских оловорудных месторождений и, по всей видимости, организовавший доставку оловорудных концентратов в Средиземноморье, где они создали основу античной Греции времен Илиады. Таким был архитектор Огюст Монферран, понявший значимость качества гранита Питерлакского месторождения раппакиви для предполагаемого строительства Исаакиевского собора. Таким был Николай Николаевич Урванцев, не побоявшийся встать против мнения самой авторитетной геологической организации страны – Геолкома, и представивший свое мнение о необходимости продолжать работы в Норильском районе председателю ВСНХ Ф. Э. Дзержинскому. В этом и состояла принципиальная разница между ним и Д. А. Додиным, который просто написал в отчете о возможном наличии крупного месторождения в районе будущего Талнаха и на этом успокоился.

Первонаходители, кто бы они ни были, обычно люди без денег, и они бывают отброшены, как только закончены разведка или освоение открытых ими рудопроявлений. На смену им приходят люди, которые по тем или иным причинам смогли оценить природу открытия и достать деньги на его развитие и освоение. Это могут быть геологи, а могут быть люди, не имеющие никакого отношения к геологии, но понявшие потенциальную рыночную ценность рудопроявления. Выше уже говорилось о роли легендарного Кадма, правильно оценившего оловорудные проявления Корнуолла и организовавшего регулярную доставку олова в Средиземноморье. Конечно же, он – мореплаватель, купец, пират, – ничего не знал о геологии. Да и понятия такого тогда не было – оно появилось несколько тысяч лет спустя. Но у него, изобретателя первого в мире фонетического алфавита и основателя греческих Фив, достало кругозора (или знаний), чтобы оценить последствия завоза в Грецию олова, положившего начало бронзового века античной Эллады. Конечно же, именно его и надо считать первооткрывателем этих легендарных месторождений.

Рассмотрение примеров того, как именно протекал процесс открытия месторождений, показывает, что во всех случаях этот процесс происходил при очевидном недостатке эмпирических данных о геологии рудопроявления. Геолог вынужден перешагнуть через провалы в фактическом материале. Этот процесс можно ближе всего охарактеризовать, как озарение. Сравнение того, что происходило при открытии Норильска I, Талнаха, «Мира», Томтора показывает, что главнейшим было построение модели образования месторождения (естественно, с тщательнейшим учетом всех имеющихся данных).

Разрыв во времени между первой находкой руды, оценкой рудопроявления и разведкой очень важен. Значительна и разница в объемах необходимых ассигнований. Большинство первонаходителей не выдерживает этого разрыва во времени. Поэтому продажа «клейма», заявки, за бесценок – обычное дело.

Комсток, по имени которого названо богатейшее серебряное месторождение Северной Америки, обменял десятую часть своих акций на слепую лошадь и бутылку виски. Австралиец Джордж Харрис, зарегистрировавший первый клейм на территории Витватерсранда, продал свою заявку за 10 долларов.

Ситуация с необходимостью в капиталовложениях на следующем этапе исследования, охватывающем разведку и, иногда, минуя эту стадию, первые этапы освоения месторождения, вкорне меняется, – соответственно изменяются и требования к геологам. Теперь главное – необходимость определить генетический тип рудопроявления. Это является решающей предпосылкой для определения его потенциальных перспектив. Требования к геологам на этом этапе очень велики. От их знаний, интуиции, предлагаемых ими решений, от их дальновидности и мужества зависит судьба месторождения. Данные о геологии рудопроявления на этом этапе исследований отрывочны и, уж во всяком случае, недостаточны, поэтому от геолога требуется интуиция, широкое знание литературы и умение «отстроить» модель генезиса предполагаемого месторождения, «перешагивая» через факты.

Замечательный пример успешной работы геолога на этом трудном этапе является урановое месторождение Шварцвальдер в передовом хребте Скалистых гор штата Колорадо. Установление полной аналогии его руд с рудами знаменитого месторождения Шинколобве (Конго), сделанное замечательным американским геологом Гёрсоном Броди и подтвержденное последующими исследованиями, определило его судьбу, сделав его главным источником урана Соединенных Штатов. Гёрсон стал руководителем горных работ на этом месторождении.

Не менее характерна история обнаружения и освоения месторождений Норильск и Талнах, рассказанная в очерке, вошедшем в главу 1.7. Поэтому здесь мы рассмотрим лишь дополнительные вопросы, главным образом связанные с судьбами их первооткрывателей – Н. Н. Урванцева и Г. Д. Маслова. Но важно четко сказать, что главная заслуга Урванцева состоит не в открытии медно-никелевого оруденения, – оно было открыто купцом Сотниковым, – а в установлении, что первичная минерализация относится к типу Седбери: полностью аналогична крупнейшему медно-никелевому месторождению мира (с попутной платиновой и кобальтовой минерализацией). Я думаю, что именно эта аналогия сыграла решающую роль в том, что Ф. Э. Дзержинский поддержал предложения Урванцева о продолжении работ в районе. Кстати, платина была аналитически установлена в норильских рудах лишь в 1923 году. Недаром же и месторождение было названо Н. Н. Урванцевым Норильск I, поскольку он изначально верил (обоснованно, по аналогии с Седбери) в то, что здесь будет найдено много аналогичных месторождений.

В начале XXI века ситуация, в которой происходит (или должно происходить!) открытие новых месторождений, резко осложнилась. Требования экономики к количеству и типам сырья резко возросли, а число относительно легко открываемых месторождений резко уменьшилось. Мотивация к открытию осталась на прежнем уровне, т. е осталась чисто идеолистической. Зато резко возросло число факторов, которые гелог должен учесть в процессе открытия. Еще вчера основным требованием к геологу было знание и понимание химии и физхимии. Сегодня к этому присоединилась необходимость понимания законов геодинамики. И самое главное – резко усилилась необходимость понимания тенденций развития и потребностей экономики. Еще вчера ненужные компоненты сегодня становятся необходимыми для прогресса промышленности. Примеры вступления в оборот молибдена (см. Гл. 1.6), титана, урана достаточно известны.