Все новости
НАУКА 3.0
12 Июня 2021, 12:15

Бронзовый век и его минералы. Часть первая

…Великий скульптор Огюст Роден в свое время создал скульптуру «Побежденный» – юноша, побежденный в бою, опирался на копье. Но скульптура успеха не имела, и через некоторое время Роден ее переделал: убрал копье, лишил фигуру подпорки. Эффект был поразительный.

По словам современника, в ней запечатлен «…переход от дремоты к жизненной силе, готовой претвориться в движение. Медленный жест пробуждения… должен передать – и самое название статуи на это указывает – первый трепет сознания в молодом человечестве, первую победу разума над животными инстинктами в “доисторические времена”». Упомянутое название статуи – «Бронзовый век», которое обращает нас к тому времени, когда человечество вступило в пору пробуждения мысли и силы. И не случайно этот век назван бронзовым – имя свое он получил от прекрасного, пластичного и прочного сплава.
Минералогия меди, первого освоенного металла на Земле, не исчерпывается свойствами ее собственных минералов. Мы знаем, что у этого превосходного металла есть и недостатки – низкая твердость и нестойкость во влажном климате. Но и здесь природа-матушка внесла свои коррективы. Наука знает, что в первичных рудах при раскристаллизации растворов, несущих ионы металлов, сера связывает свинец, цинк – сурьму и олово. Возникают полиметаллические рудные жилы. В них с сульфидами меди (халькопиритом) образуются сульфиды цинка (сфалерит) и свинца (галенит). При этом образуются более редкие минералы: станнин (сульфид меди, олова, железа), буланжерит и джемсонит (сульфиды свинца, сурьмы).
Древняя бронза Египта, Урарту, Ассирии, Закавказья часто представляла собой сплав меди именно с сурьмой или со свинцом, иногда добавлялся мышьяк. Надо сказать, что мышьяк и сурьма попадали в плавку из так называемых «блеклых руд», спутников главного медного минерала – халькопирита. У археологов на этот счет свое мнение, поддерживаемое известным в нашей стране металловедом В. Пазухиным, детально изучавшим древние бронзы. История рассказывает, что дела и мастерство металлургов и кузнецов были для всех остальных тайной. И вот почему.
Для удачной плавки в плавильную печь под речитатив заклинаний добавляли самые-самые «надежные» вещества. В ход шли кровь черного (именно черного) козленка, а порой и молодых рабов. В таком «колдовском» зелье были и другие компоненты. В тайном ритуале плавки мог участвовать огнецветный минерал – темно-алая киноварь (недаром в переводе ее название означает «кровь дракона»), основной минерал «жидкого» металла, ртути. Или сульфиды мышьяка – оранжево-красный реальгар (по-арабски «рудная пыль») и блестящий золотистый аурипигмент («золотистый цвет»). Вместе с ними часто встречается сульфид сурьмы – антимонит. Вероятно, и он попадал в плавку. Польза от таких «колдовских» добавок была самая реальная – металл становился более твердым и прочным. Однако постепенно на практике металлурги древности поняли, что самая лучшая добавка к меди – не свинец, не сурьма и не мышьяк, а олово. Так сплавы меди с оловом научились делать на юге Апеннинского полуострова, на берегах Адриатического моря. Их стали называть «медью из Бриндизи» – бронзой. Надо заметить, что олова в недрах Земли намного меньше, чем меди. Этот факт тем интереснее, если вспомнить, что в странах античного Средиземноморья месторождений олова не было известно вовсе. И корабли греков и финикийцев отправлялись в дальний путь к Касситеридам – островам Сцилли и Сурлинг к западу от Британии – за оловянным камнем касситеритом. Блестящий, хрупкий коричневый минерал касситерит до сих пор остается основной промышленной рудой олова.
Многие нынешние месторождения меди и олова на Урале были открыты по следам древних чудских выработок (в старину считалось, что все древние горные выработки были пройдены чудью). Изучив следы чудских горных выработок, археологи воссоздали картину добычи олова в древности на территории Восточного Казахстана и Алтая. Здесь древние горные выработки оловянного камня касситерита тянутся полосой с северо-запада на юго-восток, от реки Уба через Калбинский и Нарымский хребет до самой китайской границы. Поражает доскональное знание древними рудознатцами свойств руды, то, как умело и тщательно прослеживали они сложную, извилистую конфигурацию рудных тел, как использовали всевозможные признаки, указывающие путь к залежам: и цвет, и характер пород, и облик отдельных минералов, и рельеф местности. И даже облик трав, цветов, кустарников, растущих близ месторождений, был рудознатцами изучен досконально (кстати, впоследствии появились отрасли геологической науки, помогающие искать месторождения на основе растительности и особенностей рельефа: геоморфологические и геоботанические методы).
Как всегда, разработке месторождения предшествовала разведка. Сетка неглубоких ямок позволяла опытному глазу прикинуть, как добывать руду. Там, где рудная жила выходила на поверхность, велись открытые работы. Когда же руда уходила в глубь горы, рудокопы вскрывали ее небольшими вертикальными выработками – шурфами, дудками. Рудную жилу древние мастера выбирали так тщательно, что нам, современным геологам, зачастую «не доставалось» ничего, кроме пустой породы. А чем же работали чудские рудопроходцы? Орудием труда рудокопов бронзового века были каменные изделия из плотного зеленовато-серого габбро-диабаза и мелкозернистого камня диорита. Среди инструментов находили и клиновидные кайла, и двухсторонние кирки, и тяжелые, в полпуда весом, каменные молоты, и каменные рудодробилки. Были также легкие костяные орудия из рогов, ребер и лопаток животных, которыми рыли мягкую глинистую породу, часто окаймляющую рудную жилу. И удивительно, что инструмент готовили прямо на месте и форму его приспосабливали к конкретным условиям горной выработки: где поуже, где пошире. Завершив работу, орудия зачастую бросали тут же. Но, конечно, бросить редкостные – и дорогие! – бронзовые кайла или ножи никому и в голову не приходило. Да и зачем – даже сломанное орудие можно пустить в переплавку и изготовить новое, лучше прежнего. Потому они встречаются при раскопках редко.
Нам сегодня трудно представить – как камнем отбивали камень, да еще такой крепкий, как жильный кварц? Тут уж нужна смекалка и хитрость. Одним из главных приемов был «пожог» – костер. Языки пламени лизали породу в самом забое; дожидались, пока она основательно раскалится, и окатывали камень холодной водой. Звучно трескался рудоносный кварц. В образовавшиеся трещины забивались тяжеленной каменной кувалдой дубовые клинья. Эта процедура повторялась насколько раз, пока камень не лопался, превращаясь в пригодную для обработки рудную массу. В тех странах, где бытовало рабовладение, эту адскую работу выполняли рабы.
В бронзовом веке Центральный Казахстан и Алтай населяли вольные племена. И вот летом – в самый сезон – все племя подкочевывало со своими стадами поближе к руднику, на промысел. Работали обычно семьями, по десятку человек в одной выработке. Старики, более компетентные в руде, размечали горные выработки (по-нынешнему это прорабы, сменные горные мастера), молодые и сильные мужчины дробили породу, вели проходку, а женщины и подростки толкли руду каменными ступами, отбирали вручную темные зерна касситерита. Там, где рудная жила делалась узкой, сужались и горные выработки, – и работали в них малыши. Зато как чудесно после работы в темном подземелье было выбраться на волю и, отобрав кристаллы покрупнее, рассматривать их на ярком солнце, в окружении цветов!
Бывают в природе уникальные кристаллы касситерита – в кварцевых жилах. Так, на Чукотском полуострове есть месторождение Иультин, где в пустотах кварцевых жил нашли касситерит весом несколько килограммов! При этом кристалл имел другую форму – граненый столбик (призма) с верхушкой в виде четырехскатной крыши. Эти кристаллики оловянного камня образовались из паров горячих растворов при извержении вулканов.
Словом, облик касситерита зависит от условий образования минерала. Минералоги Санкт-Петербургского горного института разработали интересный метод, позволяющий четко определить, в каких условиях образовался касситерит, и тем самым повысить эффективность поисково-разведочных работ. Другими словами, по конфигурации кристаллов касситерита геологи могут определить, что перед нами, – «вершки» или «корешки» рудного тела, и решить, стоит ли вести его разведку или они опоздали на пару миллионов лет.
Завершая рассказ о главном минерале бронзового века – касситерите, отмечу, что он не единственный «оловянный камень», хотя и самый важный. По археологическим данным, касситерит человечеством разрабатывается вот уже в течение четырех тысяч лет. Само собой, за это время его запасы, и без того не гигантские, резко уменьшились. Так что геологам сегодня приходится искать этому оловянному камню хотя бы частичную замену. И взоры их обращены к другим соединениям олова, ранее не считавшимся рудой. Из 20 минералов олова статус рудных получили, помимо касситерита, станнин, тиллит, франкеит.
В 30-х годах нашу республику посещал академик А. Бетехтин (лауреат Ленинской премии, дважды лауреат Сталинской премии). Среди прочего он, занимавшийся вопросами рудопроявления олова, посетил в Баймакском рудном районе Гумеровское рудопроявление, которое находится между поселениями Юлдыбаево и Юлук.
Возможно, эта интересная геологическая точка привлечет внимание и юных геологов республики?
Окончание следует...
Автор:Минниахмет МУТАЛОВ
Читайте нас в