Звёздный металл

Например, минерал лимонит полностью может заменить латунно-золотистый пирит, основной минерал руд медноколчеданных месторождений Башкирии, главного рудоминерального ресурса цветной металлургии Урала. На этих месторождениях Урала в течение миллионов лет возникали мощные зоны «ржавых руд». Уральские горняки дали им точное и меткое прозвище – «железные шляпы». Они – надежный признак крупнейших месторождений медноколчеданных руд, открытых в прошлом веке: Учалинского, Сибайского, Бурибаевского, Гайского и многих других.

Известное железнорудное месторождение Туканское, руды которого являются «пищей» Белорецкого металлургического комбината, как раз является типичной лимонитовой рудой: когда-то все месторождения Зигизино-Комаровской группы были первичными (магнетитовыми) рудами. Окисляясь под активным влиянием атмосферных агентов, они очищались от вредных для металлургической плавки компонентов – серы, фосфора – и, обогащаясь полезным (на языке металлургов – легирующим) марганцем, были сырьем для получения очень качественных металлов. Вот почему белорецкий металл был знаменит даже в «железных» державах – например, еще в XVIII веке он поставлялся в Швецию. Из белорецкого металла готовят самую тонкую проволоку в мире, практически вся часовая промышленность страны обеспечивается микропружинами из Белорецка. В годы Великой Отечественной войны белорецкий металл использовался для производства реактивных снарядов катюши, основной оснастки буровых установок и электровозов, вагонов и так далее. Запасов руд Туканского лимонитового железа при нынешней мощности металлургического комбината хватит еще на десятки лет. А свое название месторождение Тукан получило от сочетания башкирских слов «тау» («гора») и «кан» («кровь»). И неудивительно: его руды имеют темно-красный цвет.

Само название «лимонит» (хотя цвет минерала варьируется от охристо-желтого до красно-бурого) не имеет никакого отношения к цитрусам, а происходит от греческого слова «леймон», или «лимон», – «мокрый луг» или «болото». Иногда лимонит называют «болотными» (а также «озерными» и «луговыми») или «бобовыми рудами». Лимонит в такой среде и вправду напоминает скопления бобов (геологи называют такие скопления конкрециями). Почему руда приобретает такую форму?

Ученые установили, что гидроокислы железа (гидроксиды) привносятся в море в виде коллоидов. Морская вода – это слабый раствор электролитов, насыщенный ионами хлора и щелочных металлов, и коллоиды в такой среде «свертываются» – коагулируют, превращаясь в хлопья и шарики. «А при чем здесь море?» – спросите вы. Дело в том, что значительные скопления лимонитовых конкреций (например, на территории нынешнего Хайбуллинского района) сформировались еще в юрский период, когда здесь плескались воды древнего моря.

Конечно, в пределах озер и болот крупные окатыши лимонитов, достойные промышленной разработки, не образуются, но именно мелкие залежи лимонитов верой и правдой служили не одну сотню лет далеким предкам многих нынешних народов. Например, в «Калевале» читаем:

Но железо убегает

И спасается поспешно

От огня, от рук ужасных,

От его коварной власти.

И бежит оно далеко,

Для себя защиты ищет

В зыбких топях, и болотах,

И потоках быстротечных.

И в болоте, под водою,

Распростерлося железо.

Минералоги установили, что лимонит, или бурый железняк, – не мономинерал, а целый букет различных гидроксидов железа и имеет весьма аморфную структуру. Если эта смесь аморфного лимонита раскристаллизуется, обретет более определенный облик – такой оксид железа геологи назовут гетитом, в честь великого немецкого поэта и философа Гете. И не случайно: Гете был страстным коллекционером-минералогом и даже состоял членом Петербургского минералогического общества. Из архива этого авторитетного сообщества минералогов России известно, что коллекция Гете насчитывала 18000 экспонатов, более половины из них составляли минералы и горные породы. Среди них почетное место отведено красивейшим минералам и редким горным породам из России: плотно-алые гранаты-альмондины, голубые, золотистые и зеленые бериллы, малахит, самородки золота, лиловые аметисты… Прежде гетит, красивейший игольчатый черный минерал, именовался игольчатой рудой или онегитом, но еще при жизни поэта-философа-натуралиста его друг, известный минералог Ленц, предложил дать этому красивому минералу нынешнее его имя. Практическое изучение всех свойств гетита – важный период в развитии минералогии.

Не менее интересен другой столь же красивый, сколь и распространенный минерал железа – красный железняк, или гематит, занимающий в азбуке минералогии одно из почетных мест.

В 325 году до н. э. друг и ближайший ученик Аристотеля Теофраст в своей книге «О камнях», одной из первых книг по минералогии, писал: «Гематит напоминает запекшуюся кровь». Действительно, иссиня-вишневая окраска гематита в темных местах становится почти черной. Название минерала гематита произошло от слова «айма» – «кровь», а от самого гематита образовалось по сей день живущее слово «гемма» – резной камень. В Египте, античной Греции резные камни были в постоянном обиходе, выполняя роль замков-ключей. Все, что мы привыкли запирать, греки запечатывали личной печатью с резным камнем. Для изготовления таких печаток излюбленным материалом наряду с халцедоном как раз и был плотный гематит (или кровавик), давший резному камню название «гемма».

Кстати, резной камень был не только «замком», но и амулетом, и вот почему. В древности гематиту, очень похожему на запекшуюся кровь, приписывалась способность заживлять кровоточащую рану. Так, знаменитый медик античности Диоскур, современник Плиния, писал о целебных свойствах камней, используемых в медицине, – янтаре, лазурите, нефрите, малахите и гематите. Кроме того, порошок гематита применялся еще для одного важного дела – для полировки золотых и серебряных изделий. Кстати, полировальные свойства гематита не забыты и сегодня. Знаменитый «поэт камня» Ферсман писал: «Черные камни по своей природе обладают совершенно особыми чертами: вместо цветных тонов прозрачных самоцветов здесь возникает металлический блеск как результат энергетического хаоса быстродвигающихся и неправильных атомов и ионов, меняющих свои места и сочетания. В черном камне тона траура и смерти сочетаются со сверкающим блеском цвета и жизни». И действительно, способность хранить цвет и передавать его другим минералам, в которые попадет мельчайшая крупица гематита, – важная черта «характера» этого минерала. Ею определяется и такой «диагностический» признак гематита, как вишнево-красный цвет черты, которая делается на неглазурованной поверхности фарфора. Именно таким способом минералоги уверенно отличают гематит от его «собратьев» – гетита и ильменита (назван по месту первого открытия в Ильменском заповеднике на Южном Урале).

Если вам случится побывать в Санкт-Петербурге, взгляните на анфиладу восьмиметровых колонн Исаакиевского собора или на Александрийский столп. Розоватые тона этих монументальных гранитных сооружений – это тона полевых шпатов, а они, в свою очередь, окрашены именно тонко распиленным гематитом.

«Виновником» изумительной красоты яшмы месторождений Учалинского района и горы Полковничьей около города Орска, равно как и сибайских яшм является опять-таки гематит. Описывая их, академик Ферсман утверждал, что яшма имеет до 200 окрасок и оттенков. «Пейзажные» яшмы Кушкульдинского месторождения (Учалинский район) и орские яшмы после полировки выявляют пламенеющие багряные «облака», бурные потоки рек, «языки» пожаров, дымчато-зеленые, небесно-голубые ленты и полосы и другие затейливые рисунки.

А как гематит встречается в природе? Он входит в состав морских осадков, образуя плотные залежи красных глин и илов. Особенно много гематита возникало там, где гигантские извержения вулканов происходили прямо в морях, а вулканический туф осаждался с илом. Среди таких гематитосодержащих пород и руд особое место занимают яшмы Алтая, Южного Урала и Казахстана. А вот когда вулканы извергались на суше (как, например, вулканы Камчатки или Везувий), в их жерлах образовывалась «корочка» гематита. Лучшие кристаллы гематита, образованные в составе месторождения Урала и острова Эльба, украшают многие музеи мира, в том числе Санкт-Петербургского и Екатеринбургского горных институтов.

Когда осадочные горные породы, обогащенные железными минералами, подвергаются процессам метаморфоза (превращения) во время крупнейших горообразовательных явлений, при высокой температуре и давлениях образуются колоссальные железорудные месторождения типа Курской магнитной аномалии (КМА). В составе таких руд и встречается декоративная разновидность железных минералов – джеспилит, красивейший поделочный камень.

Из гематита испокон веков производят красную краску. Известный археолог Ларичев утверждает, что древнее искусство живописи опередило изготовление металлов не менее чем на три тысячелетия. А ведь замечательные минеральные краски – красные (из гематита), синие и зеленые (из оксидов меди) – в прекрасной сохранности дошли до нас, пережив тысячелетия. Все известные человечеству наскальные рисунки, написанные древними художниками 15–20 тысяч лет назад, – замечательные бизоны Альтамирской пещеры в Испании, мамонты из Каповой пещеры и другие, – написаны красными и коричневыми оксидами и гидроксидами железа. Используется для получения красок гематит и по сей день.

Еще один замечательный минерал железа – магнитный железняк, или магнетит, отличающийся очень высоким содержанием металла (72%). Как писал Плиний, магнетит получил свое имя в честь греческого пастуха Магнеса. Тот пас свое стадо возле холма в Фессалии, и вдруг его посох с железным наконечником и подбитые гвоздями сандалии притянула… гора, сложенная серым камнем. Магнетит, в свою очередь, дал название магниту, магнитному полю и всему явлению магнетизма. В средневековье поэт, ученый-алхимик Марбод Реннский (1035–1123) писал о магните: «Камень, чье имя магнит, залегает в земле троглодитов: впрочем, не менее того им богаты индийские страны. Он узнается легко по бурому ржавому цвету и по тому, как он тянет к себе железные вещи. Первым его применил колдун Дезидор. Ибо в делах колдовских ничто не сильнее магнита».

Все мы проходили в школе физику. И знаем, что в прошлом веке проблемами магнетизма занимался известный физик Пьер Кюри. Он установил, что магнит проявляет свои свойства лишь ниже определенной температуры, – если магнит нагреть, магнитность пропадает и вновь восстанавливается лишь после его полного остывания. Температура, до которой магнит остается магнитом, получила название «точки Кюри» (для магнетита эта температура равна 858 градусов по шкале Кельвина).

А как появился на свет компас – самый, пожалуй, первый предмет, приходящий на ум при слове «магнит»? Во II веке до н. э. явление природного магнетизма уже было известно в Китае: оно и навело тамошних ученых на идею создания компаса. Кстати, компас в странах Востока имел в те времена вид маленькой тележки, на которой сидел железный человечек и указывал протянутой рукой на юг.

Геологами природные свойства магнетита используются как надежный поисковый критерий для обнаружения железных руд. Именно гигантская магнитная аномалия дала возможность открыть месторождения КМА, помогла обнаружить магнитную гору Атач, месторождение горы Магнитной. Есть еще одна группа железосодержащих минералов, залегающих в месторождениях колчеданного типа, – эти руды называются сульфидными. Речь о пирите, который свое название получил от греческого слова «пирос» («огонь») – ударишь по нему, и посыплются искры, поэтому-то в древности пирит служил кресалом.

У пирита есть и еще одно интересное имя – «камень инков». Во времена «золотой лихорадки» пиритовые блесточки на промывочном лотке вскружили не одну горячую голову. Да и у меня охотники легкой наживы, доставая из тайника пиритовый песок, кусок пирита или серного колчедана, порой спрашивали: не золото ли? И очень огорчались, когда слышали, что никакой ценности их находка не имеет…