Аркадий Локерман - Рассказ о самых стойких

• Название: Рассказ о самых стойких
• Автор: Аркадий Локерман
• Жанр: Химия

Почти полвека тяжелые серебристые песчинки, неразлучные спутники золота, добывавшегося в Южной Америке для пополнения испанской казны, по приказу короля при свидетелях уничтожали: они «портили» золото и подрывали доверие к отчеканенным из него монетам. Но прошло время, и выяснилось, что эти песчинки, прозванные платиной (что-то вроде серебришка, производное от испанского plata — серебро), по «благородству» не уступают ни золоту, ни серебру. Были обнаружены еще пять родственных платине элементов. Благодаря высокой химической стойкости, тугоплавкости и другим замечательным свойствам все члены семейства оказались незаменимыми в целом ряде областей науки и техники.

Рецензенты: Ермаков Николай Порфирьевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор МГУ: Генкин Александр Дмитриевич, кандидат геолого-мннералогических наук, старший научный сотрудник Института рудных месторождений АН СССР.

Научно-художественная книга для широкого круга читателей.

---

Почти два года Меренский упорно изучал восточную, краевую часть массива и, как отметил профессор П. Вагнер в монографии «Платиновые месторождения Южной Африки» (1932), «занял выдающееся место в эпосе горных разведок, найдя месторождения, которые превосходят все, о чем можно было мечтать».

Краевая зона массива шириной до 20 километров существенно отличается от остальной. В самом низу, у «горячего» контакта с осадочными породами, залегают темно-серые нориты (разновидность габбро), их мелкозернистость свидетельствует о довольно быстрой кристаллизации. Дальше, на расстоянии 6–8 километров от контакта, норит уже крупнозернистый, перемежается с ультраосновными породами — пироксенитом и дунитом.

Это явилось неожиданностью: место дунитам, по научным канонам того времени, в геосинклинальных структурах, а не на платформе!

Меренский находил в этой зоне среди обломков хромит, сплошной и вкрапленный в дунит, и вправе был предполагать, что встретит руду уральского типа. Однако в слоеном пироге из норитов, пироксенитов, дунитов он отыскал тонкий горизонт, чуть больше полуметра, ограниченный сверху и снизу пропластками хромита и состоящий из очень крупнокристаллического (пегматоидного) пироксенита с вкрапленностью и скоплениями сверкающих, как золото, сульфидов меди и железа (халькопирит, пирротин) и серебристого сульфида никеля-пентландита. И рядом с ними-можно было не поверить глазам повсюду мелкие, но все же различимые платиновые минералы.

Анализы подтвердили: да, это именно так. Содержание платиновых металлов достигало в отдельных пробах 50 граммов на тонну, а в среднем составило 10 граммов. (Напомним, что руда, дающая два грамма, считалась тогда, да и теперь, богатой.)

Тем не менее бить в литавры было рано. Вполне возможно, что это очередной «каприз природы» — небольшая линзочка, вероятно, единственная во всем этом огромном массиве.

Меренский упорно искал ее продолжение, снизу доверху рассекал склоны канавами, продвигаясь все дальше и на юг и на север, с удивлением убеждаясь, что привычные представления здесь не приложимы: слой продолжался, почти не меняясь ни по мощности, ни по содержанию. И везде он имел одинаковое пологое падение к центру массива. Это позволило геометрическим построением определить, где он должен быть обнажен в рельефе, сузить зону поиска.

За короткий срок этот слой, вскоре получивший название риф (горизонт) Меренского, был прослежен вдоль восточного контакта массива на 110 километров. Но и этим дело не ограничилось. Меренекий обнаружил «свой» горизонт и у юго-западной оконечности массива, там, где другие искатели ничего не нашли за многие годы. Он «протянул» горизонт в районе города Рюстеноурга на 230 километров (с перерывами) и еще на 60 километров вдоль северной границы массива. И везде на протяжении более 400 километров горизонт сохранял свое место в слоеном пироге магматических пород, имел мощность от 0,2 до 4 метров и среднее содержание 8-10 граммов на тонну. Бурение показало, что и на глубину он без изменений продолжается по крайней мере на 1000 метров. Даже в морских бассейнах редко слои имеют такое постоянство, а ведь этот возник из моря расплавленной магмы. Риф Меренского в специальной литературе обычно характеризуют как «самое уникальное образование среди всех магматических комплексов мира».

Бушвельдский массив основательно изучен, он представляет собой лополит площадью 40 тысяч квадратных километров, по сравнению с ним Садбери, его канадский родственник, выглядит карликом — в 20 раз меньше. Они во многом сходны, но имеют по строению и минерализации немало различий. Становление Бушвельдского массива продолжалось сотни миллионов лет, и медленность процесса обусловила его полную дифференциацию. Одну из самых спокойных ее стадий запечатлел горизонт Меренского, когда по всей площади массива произошло отложение хромита — окисла, затем при резком изменении геохимической обстановки накапливались платиноносные сульфиды — в пегматоидную фазу, характерную кристаллизацией минералов из газовых растворов, а после этого вновь отлагался хромит.

В центральной части Бушвельдского массива все эти образования были уничтожены внедрением гранитов, но и сохранившаяся часть грандиозна. К тому же установлено, что рифом Меренского платиновые богатства района не ограничены. Выше рифа, в районе Линденбурга, обнаружен двухметровый слой хромитита-породы, состоящей из хромита и оливина с тонкораспыленной платиной (до 18 граммов на тонну). Помимо таких сульфидных руд, сходных с норильскими, выявлены в Бушвельдском комплексе и «уральские», приуроченные к дунитам. В слоеном пироге нижней части массива есть пластообразные залежи с бедной вкрапленностью платины. Этот дунит обыкновенный, «уральский», зеленоватый, но кое-где известны трубчатые тела черного, железистого дунита, очень тяжелого и рудой богатого. Одна такая труба диаметром 18 метров уже отработана на глубину 300 метров при среднем содержании 16 граммов на тонну.

К северу от Бушвельдского массива, на территории Зимбабве, расположено еще одно геологическое чудо — Великая дайка, длиной почти 500 километров, шириной 5-10 километров. Почти прямая, она возвышается как стена над окружающей местностью на 50-300 метров и состоит из тех же пород, что и нижняя часть Бушвельдского массива. Кое-где в этой дайке за последние годы выявлены тонкие, но богатые платиной хромитовые слои.

Все эти открытия ознаменовали новую эпоху, но сделаны они были в трудных для освоения районах, а главное, извлечение платиноидов из сульфидных руд оказалось таким твердым орешком, что надежд на быстрый успех не осталось.

Разработано было множество технологических схем, но минералы-невидимки не желали сдаваться, для каждого рудного тела и даже для отдельных его зон были характерны свои минеральные ассоциации, и эти, казалось бы, незначительные различия существенно влияли на ход процессов обогащения.

На месторождении Садбери промышленное извлечение платиноидов началось лишь в 1934 году, после тридцатилетних экспериментов, и все же при очень низком коэффициенте извлечения.

И стало ясно: только глубокое изучение минералогии и технологических свойств платиновых руд может привести к успеху.

МИР МИНЕРАЛОВ

Все выявленные в первой половине XIX века платиновые минералы как бы подсказывали вывод о том, что в природе эти металлы образуют только сплавы между собой, с железом и в малой мере с золотом. Однако дальнейшие исследования показали, что мир платиновых минералов этим не ограничен.

На о. Борнео в 1886 году Веллер обнаружил лаурит — минерал, состоящий из рутения и серы — RuS2, черный, образующий изометрические кристаллы, очень твердый, хрупкий и химически стойкий, нерастворимый в кислотах. Долго не могли поверить, что его удельный вес всего-навсего 6,2 г/см3. После этого главный отличительный признак-уникальная тяжесть платиновых минералов-перестал быть абсолютной истиной! Возникло опасение, что во многих россыпях этот единственный рутениевый минерал прозевали, и он уходит при промывке в отвалы вместе с другими, ценности не представляющими.

Вслед за лауритом на медно-никелевых месторождениях Канады обнаружили хорошо кристаллизованный минерал, названный сперрилитом (в честь известного геолога Сперра), состоящий из платины и мышьяка- PtAs2, оловянно-белый, непрозрачный, легкоплавкий, но очень стойкий, сохраняющийся в россыпях.

Позднее, в 20-х годах нынешнего века, в платиновой руде Южной Африки обнаружили куперит PtS, бреггит (Pt, Pd, Ni)S, потарит PdHg, стибиопалладинит Pd3Sb, а на Урале-купроплатину (Pt, Fe, Cu), никелистую платину (Pt, Fe, Ni), ауроосмид (Ir, Os, Au).

В дальнейшем изучению платиноидов уделялось все больше внимания, но минералогических открытий это не приносило. Все сущее в природе уже было проверено на содержание этих элементов, и надеяться на новые открытия, казалось, нет оснований.

«Мертвый» период завершился во второй половине нашего века, когда достигли блестящих результатов в усовершенствовании традиционных способов анализа и создали множество новых, таких, как спектральный, спектрохимический и особенно микрорентгеноспектральный, позволяющие определять химический состав мельчайших-доли кубического микрометра! — зерен минералов непосредственно в руде. На выбранный под микроскопом участок поверхности шлифа направляют электронный зонд — сфокусированный поток электронов, возбуждающий рентгеновское излучение. Его характеристику запечатлевают на спектрограммах и по ним безошибочно определяют элементы, содержащиеся в облучаемом веществе.

Применение микрорентгеноспектрального анализа привело за последние два десятилетия к открытию примерно вдвое большего числа минералов, чем за всю предшествующую 150-летнюю историю их изучения, Если к 1950 году было известно 30 минералов группы платины, то теперь их насчитывают свыше 90.