Эдвард Эрлих. Эта многообразная медь

Среди медных месторождений встречаются практически все генетические типы:   чисто магматогенные, кристаллизующиеся из магматических расплавов,  гидротермальные жильные, формирующиеся  в процессе кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, и, наконец, месторождения осадочные.

Комплексные месторождения меди, кобальта, никеля и платины (так называемые месторождения типа Седбери) образуются при самых высоких температурах. Ряд исследователей считает их результатом кристаллизации рудной магмы, существовавшей в виде расплава наряду с силикатным расплавом, другие полагают, что они образовались в результате кристаллизации из высокотемпературных водных растворов[1]. Хотя эти месторождения разрабатываются главным образом на никель, кобальт и платину, они дают сейчас 45% меди России[2].

На контакте интрузий силикатных магм обычно кислого состава (гранитов и близких к ним пород – гранитоидов) с известняками образуются месторождения скарнового типа. Считается, что основную роль в их формировании играют процессы молекулярного (ионного?) обмена в условиях высоких температур.

Наиболее распространенный тип месторождений меди образуется в результате кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, гидротерм. Это месторождения «кипрского типа», меднопорфировые месторождения, подтипом которых являются колчеданные месторождения  Урала.

И, наконец, особую группу составляют месторождения сложного генезиса, на разных этапах образования которых сыграли роль эндогенные процессы, определившие привнос меди на поверхность, осадконакопление в водных бассейнах в условиях земной поверхности и переотложение рудных компонентов горячими водами в ходе процессов метаморфизма.

Главной рудой  на медь служат ее сульфиды, прежде всего халькопирит, дисульфид меди и железа, чисто медный сульфид ковеллин и сульфид железа и меди борнит. В меньшей степени развиты сульфосоли меди (медный сульфарсенид - теннантит). Самородная медь редка, хотя на древнейших этапах истории использовалась и она.

Легкая окисляемость медных минералов приводит к тому, что в условиях земной поверхности образуются водосодержщие медные минералы. В зависимости от химизма поверхностных вод это либо малахит (гидратированный карбонат меди), либо бирюза (гидратированный алюмофосфат меди). Пленки этих минералов образуют прекрасные натечные формы, одинаково высоко ценимые американскими индейцами и ювелирами Европы. Пластинки малахита использовались для отделки стен Зимнего дворца, колонн Исаакиевского собора а Петербурге, дворцов Версаля, огромных каменных ваз и столешниц составивших лучшие украшения дворцов русских царей.

Легкоплавкость меди сделала ее первым металлом, выплавляемым человеком. Она стала основой зарождающейся металлургии сплавов, создав орудия Бронзового века. Столетия спустя высокая электропроводность меди сделала ее главным материалом при изготовлении электрических  проводов и генераторов. Она сделала возможной вторую промышленную революцию, заложив основы электротехники. Медные трубы широко используются во внутренних системах водоснабжения, кондиционерах и холодильных агрегатах, в судостроении. Медноникелевые сплавы применяются в судостроении и для чеканки разменной монеты. Медь использовалась в ювелирном деле в виде сплава с золотом; распространение получил и сплав меди и цинка – латунь. Медная красная посуда всегда была украшением кухни. Как известно, лучший тип самоваров - медные самовары. Во французских Пиренеях есть городок Мирепо полностью специализирующийся на продаже посуды из красной меди. Она пользуется большим спросом у туристов.

По объему добычи медь занимает третье место в мире после железа и алюминия. Огромные масштабы добычи и потребность в меди на рынке необходимо иметь в виду, говоря об истории медных месторождений; освоение и разработка их требует больших капиталовложений и огромных организационных усилий. Неудивительно, что ведущую роль в освоении  медных месторождений играют государства или крупные межнациональные медные корпорации.

Месторождения массивных судьфидных руд (кипрский тип)

 

Древнейшие находки медных изделий датируются VIII-IX веками до н.э.  Наиболее древние известные центры добычи меди располагались в Малой Азии. Древнейшим источником этого металла, снабжавшим медью Грецию и Рим, были месторождения массивных сульфидных руд острова Кипр.      

Само латинское название металла «купрум» прямо происходит от латинского названия острова Кипр. Плиний Старший в 77 году до н.э. писал: «Медь впервые добывали на Кипре» (что не так, но подчёркивает роль месторождений Кипра в поставках меди в древний Рим). В основном медь выплавлялась на острове и экспортировалась из Кипра в виде специальных слитков, имеющих форму растянутой бычьей шкуры. В страны, находившиеся недалеко от Кипра, например в Сирию,  вывозили также медную руду. Об этом свидетельствуют находки некоторого количества руды в Рас-Шамре. Химический анализ их подтвердил, что это медь с Кипра. Одним из наиболее известных городов того времени был Энкоми близ современной Фамагусты, упоминаемый в клинописных текстах, найденных в Угарите (Сирия) и Эль-Амаре (Египет).  О прочных связях с Египтом говорят и изделия, обнаруженные при раскопках в Энкоми, такие как  скарабеи Тиу, супруги фараона Аменхотепа III[3].  Мягкие медные орудия были неудобны и во многом даже уступали каменным. В Египте в середине III  тысячелетия до н. э. отмечается даже временный спад производства медных орудий и возврат к индустрии камня[4].

Греческое название металла «халькос»  образовано по названию главного города острова Эвбеи.  Близ него располагалось другое месторождение того же типа, что и на Кипре, из которого древние греки впервые стали получать медь[5].

Для месторождений массивных сульфидов «кипрского типа» характерна теснейшая ассоциация с базальтовыми лавами так называемых офиолитовых комплексов. Офиолиты представляют собой реликты океанической коры, сохранившиеся в складчатых областях континентов. Подавляющая часть офиолитов погружается в мантию Земли в ходе субдукции и лишь малая часть сохраняется в виде офиолитовых формаций. Это комплексная толща, состоящая из низкокалиевых базальтов, характерных для современных срединно-океанических хребтов и зон растяжения в тыловых впадинах островных дуг, интрузий ультраосновных пород и глубоководных осадков океанического типа. Последние главным образом состоят из кремнистых сланцев, образованных накопившими кремний скелетами глубоководных водорослей и в меньшей степени карбонатными и тонкозернистыми терригенными породами.  Из двухсот известных в мире офиолитовых комплексов четверть содержат месторождения кипрского типа.

Потоки излившихся в подводных условиях базальтов сложены шарами лав. Рудные залежи этих месторождений характеризуются пластообразной формой сплошных руд. Зачастую руды представляют собой шаровые лавы с богатыми сульфидами желваками, выполняющими пространство между шарами. Когда залежи массивных руд полностью эродированы,  оруденение образует густую систему трещин (так называемые штокверки) в лавах. Таковы месторождения Биг-Рамблер-Понд и Ист-Майн на Ньюфаундленде[6] . Средний размер запасов руд составляет 5 миллонов тонн, но запасы отдельных тел достигают 30 миллионов тонн. Сульфиды на 60% состоят из пирита, в меньших количествах содержатся сульфиды меди и цинка - халькопирит и сфалерит. Золото  обычно присутствует  в окисленных зонах (Кипр, Саудовская Аравия)[7].

Тот же источник отмечает, что распределение месторождений кипрского типа во времени крайне неравномерно. 50.8% от общего их числа  (41.9% запасов) образовалось в меловое время (145 –65 миллионов лет назад: Кипр, ЮВ Анатолия, Оман, Сербия, Албания, Лигурия). Вторая эпоха отвечает раннему ордовику (порядка 540 млн. лет назад: 31.9% месторождений, 26.8% запасов) проявилась на Урале, в каледонидах (складчатых системах, образовавшихся в интервале порядка 360-286 милионов лет назад) Норвегии и Центральном Ньюфаундленде. Значительно  меньше была активность процессов образования медных месторожений кипрского типа в триасовое время (150-218 лет назад: Британская Колумбия 7.3% месторождений и 14.4% запасов). Кайнозойские (моложе 60 миллионов лет) месторождения крайне редки. К ним относится только месторожденние Меденкой (12.5% запасов).

Аналогом минерализации кипрского типа является знаменитое местрождений Оутукумпу (Финляндия) в метаморфизованных верхнепротрозойских отложениях (1400-1600 миллионов лет). К тому же типу принадлежит минерализация, описанная на подводном хребте Хуан-де-Фука, а также на Восточно-Тиххокеанском поднятии.

 Локализация массивных сульфидных руд в межшаровых пространствах четко указывает на то, что рудообразование имело место непосредственно в процессе излияния лав в условиях «дневной» поверхности (вернее поверхности океанического дна).  Не исключено, что руды  образовывались в ходе расслоения единого  исходного расплава на две составляющихе – силикатный расплав, кристаллизовавшийся в виде лав, и рудный, кристаллизовавшийся в виде массивных сульфидов. 

По телевизору довольно часто показывают сюжет «черные дымы» идущие из фумарол на океаническом дне. Это можно сказать прямо-таки зримый образ образования рудных месторождений кипрского типа.

Подтипом минерализации кипрского типа являются месторождения «типа Бесси» – по названию месторождения на острове Сикоку в Японии, залегающие среди вулканитов основного состава, переслаивающихся с терригенными осадками.

 

Месторождения меднопорфировых руд

 

Большая часть современной добычи меди связана с так называемыми месторождениями медно-порфирового типа. Они асоциируются с базальт-риолитовыми вулканическими поясами и прямо связаны с многочисленными мелким интрузивными телами – дайками и штоками пород кислого и среднего состава. Это классические гидротермальные месторождения, образованные в результате кристаллизации рудных минералов из растворов горячих вод. Рудные тела связаны с заполнением открытых трещин и развитием минерализации по системе волосяных трещин, зачастую образующих густую сеть так назывемых трещин. В качестве жильного минерала выступает кварц. Медь ассоциацируется с молибденом, серебром и золотом. Минерализация локализуется  в системе мелких трещин, зачастую образующих узлы минерализации - штокверки, образут жильные тела, образовавшиеся за счет кристаллизации в открытых трещинах. Обычно с ними связана центральная зона, образованная калиевыми минералами (калиевый полевойшпат, слюды)[8] .

 

Минерализация этого типа обнаружена на всех континентах, но особенно большие месторождения располагаются в Южной Америке – Чили и Перу. Здесь узкая полоса месторождений меднопорфировых руд протягивается вдоль Главной Кордильеры между 36 и 180 южной широты и распространяется на север в пределы Перу. Общая длина пояса 2100 км . Промышленные разработки начались во второй половине XIX века. В 1972 году  общие запасы чилийских месторождений оценивались в 59 миллионов тонн при содержании 1.3%. Добыча составляла 716.8 тысяч тонн  в год  85% металла давали месторождения Чукикамата, Эль-Теньенте и Эль-Сальвадор.

Медь играет важнейшую роль в экономике Чили. Производство ее утроилось с 1.02 миллиона тонн в 1977 году  до 3.1 милиона тонн в 1997 году. Предполагалось, что в 2000 году объем производства достигнет 4 миллиона тонн, а 2012 году возрастет до 7 милионов тонн.  Производство очищенной меди возросло с 64% в 1977 году до 65% в 1997 году. Иностранные инвестиции в добычу и производство меди составляют 45% от общего объема чилийского экспорта (82% от экспорта продукции горнорудной промышленности общей стоимостью $6,500,000).

Размеры чилийских медных месторождений были слишком велики. Низкая цена рабочей силы обеспечивала высокие прибыли. Так что разработка эттих месторождений позволяла контролировать весь мировой рынок меди. Понятно поэтому,что медные монополии приняли все меры к тому, чтобы подавить профсоюзы, а когда социалистическое правительство страны национализировало медную проомышленность, они поддержали  военный переворот, одним из главных итогов которого было принятие декрета номер 600, предоставлявшего огромные льготы иностранным инвесторам   Жестокое подавление рабочего движения вызвало ответную волну. В   середине 1981 года  совместная забастовка 7 профсоюзов, объединявших 10000 рабочих,  полностью остановила один из крупнейших рудников Эль Теньенте. Это был первый серьезный трудоаой конфликт после военного переворота. Правительство было вынуждено либерализировать трудовое законодательство. В середине 1991 года забастовали горняки другого крупнейшего рудника Чукикамата. Они требовали поднять зарплату самой низкооплачиваемой категории рабочих и добились своего. Эти успехи пробудили  к жизни рабочее движение в Чили[9] .

В Перу в 1972 году запасы меди составляли 23 миллиона тонн при среднем содержании 1%.  В год добывалось  217 тысяч тонн меди. Рудные тела  залегают в толще вулканических пород, возраст которых варьирует от меловых (древнее 65 миллионов лет) до плиоценовых (2-5 миллионов лет)[10] . Большая часть разработок ведется открытыми карьерами.

Крупное медно-молибденовое медно-порфировое месторождение было открыто в 1927 году на северном берегу озера Балхаш в Казахстане. Посланный сюда геологический отряд, возглавляемый М. П. Русаковым, обнаружил штокверки богатой медной минерализации Коунрадского месторождения. М. П. Русаков (1892-1963), произошедший из крестьянской семьи окончил Петербургский Горный Институт. Опытный поисковик он одновременно был вдумчивым экономистом. . Кроме Коунрада Русаковым были открыты Семибугузское месторождение корунда, Карагайлинское  месторождение свинца и барита, Кайрактинское месторождение асбеста и полиметаллов. Академик Академии наук Казахской ССР, заслуженный деятель науки, кавалер многихх орденов. Значение открытия Коунрада было так велико, что сообщение о нем было сделано в 1930 году в докладе В. М .Куйбышева на XVI  съезде коммунистической партии. В 1931 году была создана организация Прибалхашстрой, задачей которого было строительство медеплавильного металлургического завода. Строился он трудом нескольких десятков тысяч заключенных.  В 1937 году здесь  был основан город Балхаш. Карьер на Коунраде был одним из крупнейших в мире. Длина его окружности составляла 4 км. Первооткрыватель месторождения М. П. Русаков  был арестован по печально знаменитому «красноярскому делу» в числе других замечательных российских геологов От том, что ему пришлось испытать, рассказывает он сам: «Психическое портрясение  от этого сверхстрогого режима, от унизительных процедур, от хронической бессонницы и кошмаров короткого полусна, от допросов с применением пыток, от бесконечной площадной ругани, от катастрофического истощения, от сердечных припадков и т.д., а также упадок сил лостигли до такой степени, что во-первых все показания я стал писать под диктовку следователей со стереотипной фразы «я, нижеподписавшийся, признаю себя виновным в том,, что вредительски … или из-за ненависти к Советской власти» и т.д. А после вызова некоего «специалиста по физкультуре» я согласился подписывать любые протоколы  и подписывал их не читая, наперед зная, что в них искажено все от начала до конца…Все обвинения велись с невероятными клеветническими измышлениями, смешанные с невесть откуда добытыми «агентурными» данными и с полным игнорированием фактов, без вызова свидетелей. Все эти сведения выстраивались в заранее составленную следователем схему. И сопровождались так называемыми «очными ставками» [11] .  Помня об этом,  самое время говорить о том, что в городе Балхаш ему установлен памятник.

 

Медь России

 

В России поиски меди велись в Карелии и  предгорьях Урала. В обоих районах при поисках опирались на данные о древних разработках »чудских копях». При Иване Грозном в Олонецкий уезд (нынешняя Карелия) был послан новгородский гость  Семен Гаврилов «для сыску медные руды», где она и была найдена. В 1652 году казанский воевода сообщил царю, что »медные руды сыскали много и заводы к медному делу заводили». В 1703 году выпускаемая Петром I газета Ведомости  сообщила: «на реке Сокре нашли много нефти и медной руды, из той руды меди  выплавили изрядно от чего чают не малую прибыль Москвскому государству». Главными центрами призводства меди в начале XVIII века были Богословский завод на северном Урале, Выйский завод на центральном Урале близ нынешнего Тагила[12]. Ссылки во всех ранних указаниях на разработку медных руд на Казань не случайны. Древнейшим типом разрабатываемых медных месторождений на Урале были медистые песчаники располагавшиеся к западу от Уральских гор, то есть в пределах Казанского царства, ставшего после присоединения к России Казанской губернией. В 1630-1635 годах  на притоке Камы Камгорке  был построен медный завод, известный как Пыскорский, который действовал до 1666 года. В 1702 году на притоке Исети был построен первый на Урале казенный медный завод. Всего в XVI начале XVII века в России действовали  шесть медных заводов.  

На Урале имеется весь спектр известных типов медных месторождений, хотя количество месторождений кипрского типа невелико.  После медистых песчаников самым древним разрабатываемым типом меднорудных месторождений на Урале были скарновые месторождения. Собственно отрабатывалась зона окисления этих месторождений. Древнейшим среди них было знаменитое Гумешевское месторождение.

Гумешевское месторождение (в просторечии Гумешки) расположено в Свердловской области (Средний Урал) в 60 км от Екатеринбурга. Оно разрабатывалось по крайней мере с I тысячелетия до н.э.. Здесь неподалеку от рудника на горе Думная сохранились остатки печей, в которых плавили руду. В поселении II века до н.э. на Дону найдены кусочки малахита из Гумешек. Древнейшие выработки были глубиной не более 30 метров. В заваленных старых выработках находят останки погибших рудокопов, медные и деревянные горные орудия (кайлы, лопаты и пр.), сумки для переноса руды, рукавицы из кожи. Месторождение было открыто вторично по следам старых выработок в 1702 году рудознатцами С. Бабиным  и К. Сулеевым. Начало разрабатываться с 1709. Одновременно с этим в трех верстах от Гумешек было найдено другое аналогичное месторождение – Полевское. К 1758 году Гумешки стали крупнейшим медным месторождением на Урале. Из его руды  ежегодно выплавляли 460-480 тонн меди. В 1756 году Полевской и Сысертский медеплавильные заводы были отданы  в «вечное и потомственное владение»  богатому соликамскому купцу А. Ф. Турчанинову. Добыча на руднике продолжалась до 1871 года.  Медная руда поступала на переплавку на Уктусский, а позже на Екатеринбургский заводы (тут важно отметить не название заводов, а сам факт использования существенно малахитовой руды для плавки меди)[13] . На протяжении XVIII-XIX веков здесь было добыто около 1.5 миллиона тонн сортированной руды из которой было выплавлено 17 тысяч тонн меди. Со второй половины XVIII века Гумешевский рудник стал основным поставщиком малахита  для изготовления украшений, отделки дворцов (малахитовые залы Эрмитажа, Версаля). В 1770 году на руднике была добыта цельная малахитовая глыба весом более 2.7 тонн. Монолитный штуф малахита весом 1504 кг был добыт в 1775 году и в 1789 году подарен владельцами рудника Екатерине  II. Сегодня часть этого штуфа хранится в  Горном музее Петербургского Горного Института.

Месторождение относится к скарновому типа и располагается во внешнем контакте гранодиритовой интрузии с известняками и известковистыми терригенными породами. Первичные руды образованы медистыми магнетитами, обогащенными пиритом и халькопиритом, в поверхностных условиях претерпевшими глубокое окисление. Зона окисления первичных руд развита вдоль контакта мрамора с диоритом.  Широкая полоса однородного тонкозернистого мрамора  простирается в меридиональном направлении и местами выходит на поверхность. Средняя часть  мраморного массива прорвана пластообраззным телом кварцевых диоритов. .

Богатые малахитом участки в XVIII-XIX веке отрабатывались вертикальными выработками, пробитыми рядами в строгом геометрическаом порядке. Всего здесь было около 200 шахт и шурфов имевшими вид обустроенных выработок имевших в плане площадь 56 м2. Глубина шахт определялась глубиной мраморного основания «плотика», отчего она не превышала 30-40  метров. Горизонтальные выработки были сравнительно невелики и описывались современниками как «норы». Такая система отработки была изобретением местных рудокопов. Выбрать ее заставила большая обводненность залежи. Уровень грунтовых вод находился га глубине 10-15 метров, а рудовмещающими породами были пропитанные водой глины с обилием плывунов. В таких условиях  горизонтальные выработки даже с хорошими крепями не могли служить более года[14].

Судьба уральской меди теснейшим образом связана с общей историей России. Финансовое положение России в конце Северной войны было тяжелым и Петр решил перейти к чеканке медной монеты.  Это требовало усиленно развернуть производство меди. Петр положился в этом деле на уже испытанного Никиту Демидова, издав специальный указ  чтобы ему были созданы условия  «устройству и действия» Выйского завода в Тагиле и предписано, «чтоб медному делу на его Никиты Демидова заводах помешательства не было». Так в качестве главного источника меди на Урале стали испорльзоваться обогащенные медью участки железорудных месторождений. Первыми, естественно, стали железорудные скарны горы Высокой.   Известный путешественник Петр Симон Паллас в книге «Путешествия по разным местам Российского государства в 1770 году» при посещении Выйского завода в Тагиле сделал запись «Рудник сей достопримечателен тем, что в России был первым, где начали рыть и плавить медную руду, из коей медную доску наподобие большого стола поднес Никита Демидов е.и.в. Петру Первому». Медная руда использовалась из обогащенного медью крыла скарнового железорудного месторождения горы Высокой. Медь выжигали  из богатой железом руды с великой трудностью, медь выходила с «угарами», стоила очень дорого. Демидовы хотели совсем отказаться от выплавки меди, но  один из лучших знатоков рудного и металлургического дела того времени Виллем де Геннин прислал на завод мастеров с казенного Уктусского завода и помог наладить технологический процесс. Медь стала выходить чистой и дешевой. В 1729 году Выйский завод сгорел и выплавка на нем меди прекратилась до 1761 года. Но и после восстановления она продолжала выплавляться из бедных скарновых руд.

Другое крупнейшее медное месторождение Урала стало впервые известно в 1722 году. Оно составляет часть одного из крупнейших железорудных месторождений Урала – горы Высокой и располагается в черте города Нижний Тагил.  Медноруднянская залежь отделена от центральной части Высокогорского месторождения тектоническими нарушениями, существенно отличается по составу первичных руд, условиями залегания и процессами выветривания и обычно рассматривается как самостоятельное месторождение.  В 1814 году  в селении Нижнетагильском близ горы Высокой было открыто богатое медное месторождение и стал работать  Медноруднянский рудник.  Начиная с 1831 года в шахтах с медной рудой стали встречаться глыбы малахита. Малахит или медная зелень содержит 50-60% меди и легко плавится.  В 1835 году в одной из шахт была встречена глыба малахита весом примерно 322.5 тонны. Примерно с этого времени Медноруднянский  рудник стал поставлять в основном малахит для поделочных работ, но в отдельных случаях небольшие куски и отходы пускались в плавку, чтобы получить наиболее чистую медь для художественных изделий. В 1835 году в одной из шахт была встречена глыба малахита весом примерно 322.5 тонны.  Извлекали ее частями. В 1836 году Демидовы прподнесли Николаю I подарок – огромную ротонду  из тагильского малахита – «Малахитовый храм», который и поныне хранится в Эрмиаже в Санкт-Петербурге[15] . В XIX веке  Медноруднянская залежь  приобретает известность как богатейшее меднорудное месторождение России. Систематический интерес к здешнему малахиту начался с 1813 года, а максимум успеха пришелся на период 1830-1850. В 1835 году здесь было обнаружено знаменитое гнездо малахита, давшего порядка 480 тонн поделочного камня в том числе монолит весом 40 тонн. Позже добыча малахита с переменным успехом велась до консервации месторождения, длившейся с 1918 по 1972 год. С 1972 года началась разработка малахита открытым карьером и медноруднянский малахит стал вновь появляться на рынке.

Рудное тело простирается на 750 метров в направлении  север-северозапад  и мощным пластом падает на восток под углом 600. На глубину  этот пласт прослеживается  до 350 метров, где постепенно выклинивается. Первичные руды месторождения представлены медистым магнетитом с вкрапленостью  пирита и халькопирита. Окисленные руды залегают в карстовой воронке  над извстняками  и образовались в процессе окисления магнетитов. На южном фланге они проникли на всю глубину первичного оруденения – до 140 метров.  Это ноздреватые, «пещеристые» руды в пустотах которых наблюдаются обильные выделения медных минералов, они сложены глинами с бурым известняком, мартитом (псевдоморфозой гематита по магнетиту), и малахитом[16] .

По первичным рудам этих месторождений в поверхностных условиях развились глубокие зоны окисления.  При  формировании этих зон образовались «медные шляпы» в которых первычные сульфиды меди  были  замещены ее гидрокарбонатами (малахит). Плитки, нарезанные из больших глыб прекрасного темнозеленого малахита широко использовались как отделочный материал для отделки стен царских дворцов, ваз и столешниц. Это был по выражению А. Е. Ферсмана типично русский отделочный камень, богатство и гордость России. Идея малахита как национального богатства страны была уродливо преломлена в государственной политике. Выезжающим за рубеж запретили вывозить любые поделки из этого каменя, поскольку это «расхищение национального достояния». И это в то время как в Денвере в любом из многочисленных магазинов коллекционных камней отполированные кусочки малахита продаются по 30-50 центов за штуку.

Именно думая о малахите, уральский писатель П. П. Бажов  создал прекрасный образ Хозяйки .Медной Горы, воплощающей все богатства недр Урала и охраняющей их. Температура выплавки меди из малахита много ниже по сравнению с сульфидными рудами.. Так что. достаточно быстро насыщенные малахитом окисленные зоны стали отрабатываться как руда на производство металла. Это был чисто хищнический, вполне дикарский подход к богатству недр: прекрасный и дорогой отделочный камень стал переплавляться как дешевая руда для получения металла. Естественно, что в итоге обогащенная малахитом верхняя честь окисленной зоны была достаточно быстро отработана. Переплавка обогащенного малахитом материала окисленных зон  такая же дикость, какой, скажем, было бы сжигание алмаза или янтаря для целей отопления. При всей общеизвестной жадности медных корпораций такого не знала ни одна страна мира. Даже в Африке на Заирских месторождениях в Конго это не допускается.

Новую жизнь старым месторождениям дала разработанная замечательным руским минералогом Сергея Сергеевича Смирновым теория образования окисленных зон сульфидных месторождений[17]. В соответствии с ней ниже зоны выщелачивания должна располагаться зона вторичного сульфидного обогащения, где под действием просачивающихся с поверхности вод, насыщенных медными солями происходит образование вторичных сульфидов меди (таких как борнит и ковеллин). Работа эта не только стала настольной книгой поколений российских геологов-поисковиков, она позволила продлить исчпользование старых медных местрождений Урала с отработанной верхней частью зоны окисления,  типа знаменитых Гумешек. Это исследование - прекрасная иллюстрация того, что настоящзя научная теория и есть лучшее руководство для практики. 

С начала XIX века основным источником меди России стали медноколчеданные месторождения. Это – подтип описанных выше меднопорфировых месторождений. Они являются главным генетическим типом медных месторождений Урала.. На Урале насчитывается  более 100 месторождений этого типа. Благодаря им Урал превратился в одну из крупнейших меднорудных провинций мира[18]. Все эти месторождения залегают среди вулканических пород ордовик-силурийского (примерно 488-476 миллионов лет назад) и девонского возраста (примерно в интервале 410-360 миллионов лет назад). rap Основными рудными минералами являются  сульфид железа пирит (50-92%)  и в меньшей  степени (5-15%) сульфид меди халькопирит и сульфид цинка сфалерит. В малых количествах присутствуют золото (1 г/тонну) и серебро (5-10 г/тонну). Запасы колчеданных руд на разведанных  месторождениях составляют многие миллионы тонн[19]. Закономерности формирования медноколчеданных месторождений детально рассмотрены большой группой русских геологов во главе с А. Н. Заварицким.

Среди медноколчеданных месторождений Урала выделяется несколько подтипов. Это медно-цинковые колчеданные месторождения южного Урала (Гайское, Сибайское, Подольское, Узельгинское, запасы каждого из которых превышают 100 милллионов тонн), И? барит-медно- цинковые месторождения Баймакского типа (Бакр-Тау, Таш-Тау, Вишневское на Южном Урале). В противоположность связанным с окевническими базальтами месторождениям кипрского типа, они ассоциируются с контрастной серией вулканических пород базальт-риолит, характерзующейся бимодальным распределением вулканических пород по содержанию кремнекислоты с пиками в области 50% и 65% при небольшом количестве средних по содержанию вулканических пород – андезитов. Они обычно располагаются в древних вулканических депрессиях-кальдерах до 20 км в диаметере и часто сопровождаются субвулканическими интрузиями кварцевых порфиров. Среди рудных минералов вместе с сульфидами присутствуют сульфосоли меди (теннантит). Рудные тела имеют форму линз, пластов, штоков. Массивные руды приурочены к прослоям туфов  и вулканомиктовых песчаников[20].

Одним из крупнейших медноколчеданных месторождений Урала является Гайское, расположенное в Оренбургской области на юге Урала. Оно начало разрабатываться только с 1959 года. Здесь выявлено 50 рудных тел мощностью от нескольких метров до 100 метров, прослеженных на глубину до 1.5 км. Месторождение отрабатывается открытым карьером и подземными выработками[21].

 

Комплексные месторождения-гиганты

 

Наверное сегодня наиболее значительными по масштабам месторождениями меди сегодня являются пластовые месторождения сложного генезиса.  Таковы месторждения Центральноафриканского пояса – Замбии и Катанги и Джезказган в Центральном Казахстане. Они харакеризуются пластовой формой рудных тел, согласных с вмещающими осадочными породами, «вкрапленной» текстурой руд.

В центральной Африке  на границе Замбии и Республики Конго (Заир)  в север-западном направлении протягивается полоса пластовых месторождений меди длиной 160 и шириной до  50 км. Месторождения образуют два параллельных ряда, отстоящих друг от друга на 25-30 км. Гпавные месторождения в Замбии – Чилилабомбве, Нчанга, Нкана, Антелоп, Муфулира; в Республике Конго (Заир) – Кипуши, Камбове, Мусоной, Руве, Дукулуве, Мусоши. Медные руды ассоциируются  с породами определенного литологического состава (глинистыми сланцами, доломитами, полевошпавтовыми кварцитами) и образуют серии выдержанных пластообразных тел. Главные рудные минералы – сульфиды меди и железа пирит, халькопирит, борнит, халькозин пропитывают всю массу породы и концентрируются вдоль плоскостей напластования. Большинство руд окислено и выщелочено до глубины  50-60 метров. В 1999-2009 годах месторождения Конго послужили  источником большого  количества коллекционных образцов прекрасного малахита. Первый медный рудник был открыт в начале ХХ века. Интенсивная добыча руд началась в конце 20-х годов. До 1960 года из руды месторождений этого пояса было выплавлено 7.5  миллиона тонн меди и 25 тысяч тонн кобальта. В 1972 году запасы меди месторождений Замбии  и Конго  оценивались в 90 милллионов тонн при очень высоком среднем содержании 3.3-4%. Годовая добыча составила 1.15 миллионов тонн металла. На продолжении медоносного пояса в Катанге располагаются многочисленные месторождения меди кобальта и урана.

Первые указания на разработку медных месторождений Замбии относятся к периоду до XI века, когда она велась племенами бушменов. В XII веке после  миграции в район племен банту и того и переходе к оседлому земледелию и начала развития торговли интенсивность добычи увеличилась. Отмечается торговля медными изделиями. Но впервые тмьтнные масшттабы минерализации были осознаны после того, как территория после того, в 1928 году англичане осознали, что здесь перед ними не просто ординарные медные рудопроявления, а крупнейшие по масшттабам месторождения, образующие пересекающий центральную Африку меденосный пояс. Территория Северной Родезии из района перспективного на находку медных месторождений превратилась в экспортера меди. Десять лет спустя, в 1938 она уже давала 13% мирового производства этого металла. Производство меди было монополизировано Англо-Американской корпорацией (AAC, North American) и Родезийским Селекшн Траст (RST, South African), которые контролировали этот сектор промышленности вплоть до получения страной независимости в 1964 году.. Рабочую силу рудников и медеплавильных заводов составляли мигранты из соседних африканских стран. В 1935 и позднее в 1940 году были проведены крупные забастовки, известные как забастовки медного пояса. Они были подавлены вооруженой силой. После получения независимости возникли серьезные трудности в связи с национализацией горнорудной промышленности и вытеснением из страны белого населения, составлявшего все технические кадры индустрии. В итоге в течение 1975-1990 годов производство сократилось на 30%[22] .Ситуация изменилась после приватизации горнорудной промышденности в Замбии и Демократической Республике Конго и ввдения нового кодекса горнорудной промышленности. Одна только канадская «Свенбул Минералс» имеет 5 рудников в Замбии  и предполагала производить в 2007 году 250,000 тонн меди вместо 180,000 тонн в 2006  12,000 тонн в 2002[23].

Доказано, что продукция меденосного пояса в течение ближайших 10-15 лет может  достичь 2 миллиона тонн в год, сравнительно с 650,000 тонн в 2006 году. Возможности налицо, но для этого необходимы значительные инвестиции - до 20 миллиардов долларов, особенно для создания современной инфраструктуры[24] . Сегодняшний мировой экономический спад с которым связано уменььшение закупок меди высокоиндустриальныи государствами, тяжело ударил по медной промышленности Замбии[25].

Генезис месторождений меденосного пояса центральной Африки дискуссионен. Предполагается, что медь и другие компоненты имеют сингенетическое происхождение и накапливались в морских бассейнах вместе с вмещающими породами, а затем были  изменены процессами метаморфизма[26] . Не исключено, однако, что металлы поступали  в морской бассейн из гидротерм типа тех, что сформировали упомянутые выше месторождения Катанги а процессы осадконакопления и метаморфизма привели к их концентрации и перераспределению. Нельзя не заметить пространственную ассоциацию металлоносных осадков с гидротермальными месторождениями тех же металлов. Сходная прстранст- венная ассоциация существует и между меденосными сланцами Мансфельда (Германия) и гидротермальными месторождениями Рудных гор Саксонии и  Чехии.

Одно из крупнейших в мире медных месторождений Джезказган расположено в самом центре респубюлики Казахстан примерно в 550 км к северу от бывшей столицы республики Алматы и 280 км к запад-юго-западу от Караганды.  Медная минерализация была впервые обнаружена в эпоху бронзового века.Отец истории Геродот и римский географ Страбон говорят о том, что страна обитающих к востоку от Аральского моря, то есть на терртории Улутау-Джезказганского района Казахстана,  массагетов и саков изобилует медью и золотом. «Все предметы вооружения их – копья, стрелы, секиры изготовлены из меди». В XIII веке медь этого района использовалось монголами Чингиз Хана. Первые печатные сведения о месторождении появились в изданные в 1771 году в Санкт-Петербурге «Дневные записки капитана Рычкова в Киргиз-Кайсацкие степи». Эти записки привели к организации Г.С. Волконским (отцом декабриста Сергея Григорьевича Волконского) нескольких экспедиций в этот район. Они подтвердили наличие больших залежей руд свинца, серебра и меди. В честь этого из «серебристого свинца» с горы Кургасынтау (Джезказганскоге месторождение) была выпущена памятная медаль с надписью »Европа венчает Россию славой,  Азия отверзает ей свои сокровища».

Как промышленное медное месторождение Джезказган был впервые зарегастрирован в 1847 году екатеринбургским промышленником Н.А. Ушаковым. Чуть позже разработку стала вести горнопромышленная компания Рязановых. В 1909 году английские и французские компании перекупили месторождение у наследников Рязановых и взяли в аренду участок  в урочище Карсакпай для медеплавильного завода [27] . Началом серьезного изучения Джеказгана можно считать 1908 год, когда А. Козырев, а в 1910 году англичанин С Болл составили карты месторождения и дали его описание. В этот период были сформулированы две основные точки зрения на происхождение руд. Г.А.. Гервей и А. Краснопольский считали руды сингенетичными осадкам, а Козырев и Болл подчеркивали их образование в процессе преобразования осадков[28].

Детальная разведка и освоение этого гиганта были проведены в середине XX века. В 1994 году месторождение считалось седьмым в мире по запасам меди.  Разработка велась параллельно открытым карьером и подземными выработками. В 1990 году добыча составила 25.65 миллиона тонн руды. Содержание меди в руде добываемой открытым карьером исторически составляло в среднем  0.5%, а в подземных выработках 1.5%. Содержание цинка -  0.82%, свинца – 0.8%, серебра – 13 грамм/тонну.Одновременно с медью из руды добывают свинец, цинк, серебро, рений, осмий.

Джезказганская группа месторождений  (Джезказган, Итауз. Сарыаба и др.) приурочено к Джезказган-Сарысуйской мульде (складке) предсталяющей собой герцинскую  (то-есть сформировавшуюся в интервале 345-210  миллионов лет назад) структуру, заложенную на раннекаледонском  (то-есть сформировавшемся  порядка 400 миллионов леи назад) основании. Рудная минерализация локализована в верхнекаменноугольной-нижнепермской (примерно 300-240 миллионов лет назад) Джезказганской терригенной формации  общей мощностью 200-380 метров. Формация развита на площади 120 квадратных километров и прослежена на глубину до 1000 метров. Минерализация концентрируется в пределах шести слоев. В них на площади 9х6 км прослежены удлиненные рудные тела сплошных руд. Рудные минералы представлены сульфидом железа и меди халькопиритом и борнитом, сульфидом меди ковеллином. По данным глубинного сейсмозондирования под Джезказганской рудной зоной на глубину 70-80 км прослежена зона глубинных дислокаций фундамента. Ширина зоны около 1 км.  Предполагается, что зона была активна в период формирования Джезказганской рудносной формации[29] .

Разведка Джезказганского месторождения, строительство рудника и комбината велись целиком силами заключенных. Здесь располагался один из самых страшных островов архипелага ГУЛАГ – Степлаг. Когда Джезказгану присвоили статус города поселок Джезказган вместе с близлежащим поселком Рудный насчитывали 30,000 человек, что и отвечало размерам лагеря. В 1954 в Степлаге произошло восстание заключенных. На его подавление были брошены войска, поддержанные танками. Под гусеницами танков погибло большое количество каторжан[30] .

Зная условия содержания аключенных умилительно читать совершенно комсомольские стихи о том как с энтузиазмом трудились жители Джезказгана и видеть их групповые фотографии под знаменами и портертами вождей.

Настоящих строителей Джезказгана и посмертно оболгали. В Джезказгане поставлен монумент «Жертвам политических репрессий».  Ни слова о терроре, об использовании рабского труда заключенных, о погибших под гусеницами танков.Зачем! Ведь преступники, проводившие эту политику и отдававшие приказ давить танками восставших возможно до сих пор живы и уж во всяком случае не наказаны и не осуждены, а попрежнему у власти  «Не надо возбуждать ненависть, это может привести  к гражданской войне». Это официальная позиция сегодняшнего дня.

Разведка месторождений всегда труд большого коллектива, но обычно воплощением открытия является одно имя. Для Джезказгана таким является имя К. И. Сатпаева, будущего президента Академии наук Казахстана. Именно он обосновал и подтвердил идею о богатейших запасах медных руд Джезказгана. Ученик замчательного сибирского геолога М. Усова, К. И. Сатпаев работал в тесной координации с российскими геологами Геолкома. По Сатпаеву пластовые и жильные тела с богатым содержанием металла сформированы после осадконакопления и последующих преобразований  (в том числе под воздействием глубинных минерализованных растворов с температурой 150-2500С) [31] .

+++   +++   +++   +++

В XXI веке спрос на медь попрежнему высок. Мировая добыча ее в 2000 году составила 15 миллионов тонн, в 2004 году около 14 миллионов тонн. Мировые запасы в 2000 году составляли 954 миллионов тонн из них 687 миллионов тонн приходится на подтвержденные запасы. Таким образом при нынешних темпах потребления запасов хватит на 60 лет[32] .

Но подсчитанные запасы дело относительное. Они не учитывают возможность больших новых находок. Одним из таких огромных месторождений не учтенных в этих цифрах являеттся Удоканское месторождение медистых песчаников в хребте Удокан  в северо-восточной части Олекмо-Витимской горной страны Восточной Сибири. Общие его запасы оцениваются в 20 миллионов тонн, но считается что эта цифра занижена примерно в 2 раза[33] . Оруденение располагается  в осадочных породах Сакауканской свиты. Общая мощность меденосных горизонтов составляет 650 метров. Минерализация представлена вкрапленными сульфидами меди. Толща прорвана многочисленными трещинными телами основных магматических пород[34] 

Можно с уверенностью сказать,что есть все геологические предпосылки найти новые крупные месторождения этого древнейшего и одновременно современного металла на просторах Азии, Австралии и  в пределах срединно-океанических хребтов, так что о грядущем истощении запасов меди в ближайшем будущем говорить не приходится.

Примечания

 

1Naldrett, A. J.,2005, A History of our understanding of magmatic  Ni-Cu sulfide deposits. The Сanadian Mineralogist, v. 43, no. 6, p.2069-2098. http://canmingeoscienceworld.org/cgi/content/absract/43/6/2060

2Медь. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%/B5%/D0%B4%D1/8C

3Кипр. Брозовый век. http://monnsalvat.globalfolio.net/kittim/bronz/brozl.htm

4Начало металлургии меди. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%

5http://minerall—inform.ru/Metel/Copper/index.html

6Еремин, Н. И., Л. Д. Дергачев, Н. Е. Сергеева, Н. В. Позднякова, 1999, Типы колчеданных  месторождений вулканической ассоциации. Вестник ОГГН РАН,  no. 4 (10)'99 http://www.sgis.ru/cp1251/h_dggms/4-99-kolchedan.html

7 Jowitt, S. M , 2007, VMS deposits on Cyprus. http://www.geologyrocks.com.uk/tutorials/vms_deposits_on_cyprus

8http://en.wikipedia.org/wiki/Porphyry_copper

9http://archives.econ.utah.edu/archives/pen-l/1999m09c/0068.htm

10Hollings, P., Cooke, D., and A. Clark, 2005, Regional Geochemistry of Tertiary Igneous rocks in Central Chile: Implications for the Geodynamic  Environment of Giant Porphyry copper and Epithermal Gold mineralization. Economic Geology, v.100, no. 5, p.887-904

11 Беляков, Л. П.,  Красноярское Дело. http://hist.ru/projects/sohist/material/dela/geol1949.htm

12http://www.referatbank.ru/fulltextreferat.php?unit_id=5946&cp=2

13г.Полевской.http://virlib.eunet/bazhov/bajov/polev.htm

14Гумешевское месьорождение. http://wiki.web.ru/wiki/%D093%D1%83%D0%BC%D0%B5%D1^88%D0%B5%D0%B…

15Загадки медного стола.htp://history.ntagil.ru/2_18_15.htm

16Медноруднянское месторождление. http://www.eunnet.net/malachite/win/p07-11.html

17Смирнов, С.С., 1936, Зона окисления сульфидных рудных месторорждений М.-Л. ОНТИ.

18http://uralgold.ru/otherPI_Cu_Pb_Zn.html

19http://uralgold.ru/otherPI_Cu_Pb_Zn.html

20тот же источник

21Гайское месторождение. http://wiki.web.ru/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B9%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%…

22History of Zambia. http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_Zambia

23Africa copper belt seen prodicing 2 mln.T/yeat.

 http://www.reuters.com/article/company/NewsAnd PR/iUSN2834250920070328

24Africa copper belt seen producing 1mln T/year. http://reuters.com/article/companyNewsAndPR/idUSN28342550920070328

25Zambia’s Copperbelt Reels from global crisis. The Washington Post

 http://www.washigtonpost.comm/wp-dyn/content/article/2009/03/24/AR00903204.htm…

26Медный пояс Северной Родезии (перевод с англ. В книге Минеральные ресурсы капиталисическимх и развивающихся стран. http://:www.cultinfo.ru/fulltext/1/00//008/074/801.htm

27Краткая история Джезказгана. http://www.rainbow.info/nashgorog/kratist/Zhez.htm

28Стратиформное месторождение Джезказган.геологическое строение района.

http://geo.web.ru/mindraw/mine1_1.htm

29Porter Database. Dzhezkazgan. Kazakhstan. http://www.portergeo.com.au/mineinfo.asp?mineid=mn1021

30Джезгазган. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%B3%D0%BB%D0%B0%D0%B2%…

31Рундквист, Д. В. Первый Президент Академии наук Казахстана.Вестник Российской Академии наук, т. 69, no 1, стр. 228-236.

32Медь. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%9C%D0%B4%D1%8C

33Rusmet.ru http://old.rusmet.ru/press.php?act=press_show_publications_id=361

34Удоканское месторождение.http://wiki.web.ru/wiki