Текст книги "Я познаю мир. Сокровища Земли"

Автор книги: М. Голицын

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 16 страниц)

Спасибо, древние моря!

Древние моря поработали на славу. Они сформировали и по царили людям огромные, многообразные богатства, в том числе большие запасы фосфора, которые находятся в фосфоритах.

Основные запасы фосфоритов обнаружены и Марокко (Северная Африка), США, Австралии, Перу, России, на Украине и в других местах.

Фосфориты образуют очень характерные формы – желваки, конкреции, шары – и залегают в виде пластовых тел иногда очень большой толщины и протяженности.

Шаровидные фосфориты могут удивить кого угодно: они темно-серого, почти черного цвета и напоминают каменные ядра, размер которых иной раз достигает 15-20 см. Если распилить некоторые ядра, можно увидеть, что они имеют радиально-лучистую структуру. А в их центре изредка спрятаны кристаллы «свинцового блеска» или «цинковой обманки». При ударе друг о друга фосфоритовые конкреции издают характерный резкий запах, и это служит их отличительным признаком.

Среди торфяных залежей нередко можно обнаружить порошковый минерал синего цвета – вивианит, который легко крошится в руках. Фосфора в нем до 28%, а обычные примеси составляют марганец, магний, кальций. Все они необыкновенно полезны для растений. Много кристаллического вивианита хранит Керченский полуостров в Крыму, но при определенной настойчивости синее чудо можно обнаружить на любых торфоразработках или в тех местах, где осушают болота.

Вивианит славен еще и тем, что его используют как синюю минеральную краску. Покрасил вивианитом дом и радуйся – никакой промышленной химии, живешь в экологически чистом жилище.

В хорошей почве масса микроэлементов-удобрений. Это бор, кобальт, марганец, медь, молибден, йод, железо и другие химические элементы. Даже небольшое их присутствие вызывает заметный подъем урожайности. Микроэлементы полезны животным (в частности, домашнему скоту), птицам и, конечно, человеку. Полное их отсутствие даже может вызвать заболевания.

Микроудобрения вносят в почву в виде специальных препаратов, плодородной земли и так далее.

Нет, наверное, на Земле такого человека, который бы не любил жечь костер. Сколько добрых ощущений дарит танцующее пламя! Недаром многие психологи утверждают: любящие друг друга люди должны время от времени зажигать в своем доме свечи – крошечные копии первобытных костров, когда в пещерах жены ждали с охоты своих мужей, и огонь символизировал мир и спокойную, уютную жизнь. Костры дарят людям не одни добрые чувства и тепло, но и золу – простейшее комплексное микроудобрение. В ней есть все перечисленные выше химические элементы.

Не секрет, что многие лесные почвы кислые и нуждаются в известковании.

Человек и тут нашел выход: начал добавлять в грядки и пашни известковую или доломитовую муку. Чтобы такую муку приготовить, люди ищут природный известняк, писчий мел, известковые туфы. Сообразительный человек не выбрасывает на помойку яичную скорлупу – она ведь тоже известковая! – а толчет ее и удобряет ею родной огород. Известкование нейтрализует почву на пять-десять лет.

Наверное, когда трудолюбивые братья из сказки перекопали отцовский огород, а потом решили засеять его, они не поленились и удобрили почву. А получив отменный урожай, делали это и впредь. Пример братьев подсказывает нам, что к удобрениям надо относиться с уважением, а землю считать кладом кладов. Тогда сытая жизнь обеспечена.

Для улучшения щелочных солонцеватых почв, распространенных в засушливой зоне, применяют гипсование. То есть добавляют в пашню гипс, которого в нашей стране – гигантские пласты, например в Заволжье, Предуралье, Прикаспии.

Помести сильвин в пламя!

Калийные соли обладают животворной силой. Если их внести в виде удобрений на поля-огороды, то можно повысить урожай овощей в несколько раз.

Калийные удобрения получают в основном из минерала сильвина – хлористого калия. Он назван по имени химика Сильвия де-ла Баш. Это чудо-минерал: он содержит 50-52% калия.

Рожден он из морской воды, на последних стадиях ее испарения. В природе подобное явление бывает в морских лагунах, расположенных в пустынях.

«Портрет» сильвина: прозрачный, бесцветный, может быть молочно-белым из-за мельчайших пузырьков газа. Широко распространен сильвин ярко-красного и розового цветов из-за примеси мельчайших чешуек окислов железа. На вкус он горько-соленый и легко растворяется в воде. Если крупинку сильвина поместить в горящее пламя, то можно увидеть, как оно станет загадочно-фиолетовым. Наверное, подобный опыт проделывали средневековые алхимики. То-то они были удивлены!

Калийные соли используются в медицине, парфюмерии, пиротехнике, фотографии, для очистки шерсти, в бумажном производстве, при выплавке хрусталя и богемского стекла. А также при изготовлении красок.

Самым знаменитым источником калийных солей является Соликамское месторождение и соляные месторождения Германии и Франции.

Визитная карточка – удар молотком

Среди горных пород особое место занимают сланцы. Их очень много, и все они разные. Если по куску сланца ударить молот ком, он раскалывается на тонкие плитки. Это визитная карточка всех сланцев. Нередко усилие может быть совсем небольшим: тонкую плитку можно получить, разломав более толстую руками.

По степени прочности, минералогическому составу, возрасту и условиям образования сланцы разделяют на две большие группы – глинистые и кристаллические.

Глинистые сланцы образовались на дне морей из глинистых минералов, кремниевых и известковых остатков морских организмов: радиолярий, губок, моллюсков. Если некоторые глинистые сланцы обжечь, они увеличивают свой объем, или, как говорят, вспучиваются. Так в специально вращающихся печах варится новая искусственная горная порода керамзит – очень ценный тепло– и звукоизоляционный материал. Он идет на изготовление строительного бетона.

Кристаллические сланцы родились в глубоких недрах Земли при очень больших давлениях и температурах. Первичные минералы горных пород морского или магматического происхождения многократно перекристаллизовывались, будто модница, меняющая платья. Глинистые минералы превращались в слюду, гранат, корунд, огнеупорные силикаты кианит и силлиманит.

Кристаллические сланцы заслуживают глубокого уважения как наиболее древние горные породы. Именно в них встречается графит – стержень карандашей и ядерных реакторов.

На Кавказе, в Крыму, Альпах и других местах целые горные массивы слагают кровельные, или шиферные, сланцы. Ими издавна покрывали крыши, облицовывали стены зданий, использовали для изготовления брусков, чтобы затачивать режущие инструменты.

Кровельные сланцы – это и письменные дощечки для школьников. На них писали мс лом, и они служили своеобразными каменны ми тетрадками многократного пользования во времена, когда бумаги не хватало. В нашей стране они были популярны в годы Великой Отечественной войны.

Среди глинистых сланцев известны горючие сланцы. Они действительно горят, дают желанное тепло. Бывают многоцветными: бурыми, темно-серыми, желтоватыми или зеленоватыми. Пахнут почти как нефть, и запах этот усиливается при ударе. Горючие сланцы имеют две составные части: горючую и негорючую. Горючая часть – органическое вещество, которое назвали керогеном, он не растворяется в органических растворителях. Ученые считают, что кероген образовался в море скорее холодном, чем теплом, за счет морских сине-зеленых и красных водорослей и других растений.

Горючее вещество сланцев может быть представлено также обычным каменным углем или нефтяным битумом. Исследование горючей части сланцев – сложнейшая задача.

Негорючая часть горючих сланцев – обычные осадочные породы морского происхождения: глины, мергели, кремнистые породы.

Горючие сланцы распространены по всему земному шару. Это целые бассейны, хотя и значительно меньших размеров по площади и толщине горных пород, чем нефтегазовые.

Основные мировые запасы горючих сланцев находятся на западе США в штатах Колорадо, Юта, Вайоминг. Крупные сланцевые бассейны обнаружены в Бразилии, во многих европейских странах, в Китае, Африке, Новой Зеландии.

В России основные разведанные запасы сланцев находятся в Волжском бассейне. Среди других еще не разведанных сланцевых бассейнов страны надо назвать Вычегодский, Березовский в Зауралье и Оленекский в Восточной Сибири, названные так по бассейнам рек, где они расположены.

В нашей стране эксплуатируются два месторождения – Ленинградское и Кашпирское (в Самарской области). Ленинградское месторождение открыли в 1927 году. Толщина сланцевого пласта составляет 1,6-1,9 м. Сам же пласт залегает на глубине около 80 метров. Ему более 450 миллионов лет. Кашпирское месторождение находится на юго-западе Самарской области, а большая часть сланцевоносного бассейна – в пределах Ульяновской области. Горючие сланцы здесь таятся в юрских отложениях, имеющих возраст 130—150 миллионов лет.

«Профессии» сланцев

До недавнего времени основное количество добываемых в стране горючих сланцев сжигали на Прибалтийской ГРЭС и Сызранской ТЭЦ. Но переработка сланцев как химического сырья во многих случаях оказывается более выгодной, чем примитивное сжигание. Переработкой занимается сланцеперерабатывающее предприятие в городе Сланцы Ленинградской области и Кашпирский завод.

Из сланцев получается целый ряд нужных человеку веществ: сланцевая смола, фенолы, бытовой газ метан, дёготь.

Сланцевая смола – это жидкое топливо; из нее в свою очередь получают масло, которым пропитывают деревянные железнодорожные шпалы, чтобы они не гнили.

Фенолы – это будущие лаки, клеи, дубители для изготовления кожи, ихтиола. А из твердых сланцевых отходов путем переработки их получают минеральную вату, силикатный кирпич, цемент. Ими известкуют кислые лесные почвы.

Исследования показали: горючие сланцы нередко содержат много меди, молибдена, урана, свинца, цинка, ванадия и других ценных металлов. В этом случае их следует рассматривать как руду цветных, редких и радиоактивных металлов.

Горючие сланцы как полезное ископаемое почти не изучены. Юные читатели, став в будущем геологами и химиками-технологами, могут открыть новые бассейны и месторождения, придумать неизвестные ныне технологии получения ценных металлов и химических продуктов.

Рудники и шахты

Рудники и шахты

Почти каждый геолог хотя бы раз спускался в рудник или шахту. И там любовался сокровищами Земли, щупал их, отбивал специальными горняцкими инструментами, брал пробы, прислушивался к таинственным звукам глубин. Ощущал, какой необычный здесь воздух...

Первые рудники и шахты появились задолго до нашей эры, в то время, когда человек впервые научился выплавлять медь, бронзу, железо, а потом и другие металлы, сплавы из руды. Произошло это около 4000-5000 лет назад на Ближнем Востоке, в Китае и Южной Америке. Более точных сведений история пока не имеет.

Раньше вместе с тяжелым горняцким инструментом шахтеры несли на очередную вахту клетку с веселой солнечной птичкой. Канарейка! Да, да, она, голубушка, сверкая озорными глазами, встряхивая лимонными крылышками, насвистывая и пощелкивая зернышки, отправлялась под землю.

«Зачем?» – спросит ошарашенный читатель. А затем, чтобы работать. Много опасностей подстерегало и сейчас подстерегает шахтеров в недрах Земли. Одна из них вкрадчивая, подлейшая – газ метан. Надышавшись им, можно потерять сознание, упасть и – навсегда остаться в неласковых объятиях земли. Но главное – метан может вызвать подземный пожар или взрыв.

Канарейка же очень чувствительна к метану. Она падает в обморок даже тогда, когда содержание этого газа немного повышается, но еще безопасно для человека. Обморок канарейки – сигнал опасности. Поэтому, увидев любимицу на дне клетки без движения, шахтеры спешили подняться наверх. К свежему воздуху.

Сверкающий труп в заброшенном руднике

Первые рудники, известные человечеству, напоминали большие причудливые норы, ямы, пещеры. Рудокопы спускались туда, чтобы добыть то или иное полезное ископаемое, и мало заботились об удобствах и безопасности работы. Креплений на первых выработках не существовало. Сводчатые потолки узких выработок выдерживали небольшие давления горных пород, но сплошь и рядом случались обвалы. Рудокопы-пионеры гибли под землей от удушливых газов, внезапных прорывов воды и от укусов ядовитых змей, любящих всякие укрытия.

В свое время почти всю Европу облетела невероятная новость: в заброшенном забое старого рудника города Фалуна в Германии обнаружили «фалунского человека». Страшное и прекрасное это было зрелище! Рудокоп полностью превратился в железную сульфидную РУДУ – минерал пирит. За несколько десятилетий человеческое тело преобразовалось в глыбу, сверкавшую тысячами кристаллов. Возможно, рудокоп отравился метаном, заболел или попал под обвал; увы, он погиб, а затем стал иным творением природы.

Один из самых древних в России рудников – Гумешевский, что на Урале в верховьях реки Чусовой. Его выработка началась еще в доисторическую пору бронзы и продолжается с перерывами вплоть до наших дней. Здесь добывали медную руду и малахит – ценный поделочный камень. Судьба гумешевского малахита богата: еще за 2 тысячелетия до новой эры он попадал в Европу, на Дон и Кавказ. Настало время, и рудник забыли – забросили.

Но Петр Великий, неутомимый делатель и государь, не дал Гумешевскому руднику зарасти глухой травой. С 1709 года началась его новая жизнь, рудокопы вновь спустились в его извилистые подземные коридоры.

Еще до новой эры руду здесь плавили в печах, остатки которых сохранились на горе Думная.

В конце XVIII века из гумешевской руды ежегодно выплавляли до 480 тонн чистой меди. В основном она шла на чеканку медных монет на Екатеринбургском и других монетных дворах. Медные пятаки и гривенники из России того времени были тогда и остаются до сих пор самыми полновесными медными монетами в Европе и Азии.

Екатерина II, как и Петр I, ценила Гумешевский рудник, ведь из него везли малахит для императорского двора. Им облицовывали малахитовые залы Эрмитажа, а также Версальского дворца под Парижем, резиденции французских королей.

Долгие годы на руднике применялись самые совершенные технические средства. В 1797 году здесь начала работать первая на Урале паровая машина, а через 100 лет – первая гидроэлектростанция. Богатая история рудника отражена в легендах, фильмах, книгах. Сказы П.П. Бажова «Хозяйка Медной горы» – прекрасное тому подтверждение.

Куда прячут радиоактивные отходы?

Современные рудники производят сильное впечатление. Автору этих строк довелось видеть действующие и заброшенные соляные, железорудные, серные, алмазные, золотые, медно-никелевые, апатитовые, полиметаллические, урановые и другие рудники на Урале, Кольском полуострове, Кавказе, в Карпатах, Криворожском бассейне, Белоруссии, Средней Азии, Якутии, на Таймыре, Алтае, Курильских островах, в Чехии.

Самое приятное впечатление производят соляные рудники и шахты. Это огромные подземные залы-дворцы, где всегда очень сухо, потому что соль поглощает влагу. Своды-стены не обезображены креплениями, ибо соль – прочная и монолитная порода. При электрическом свете соляные залы сверкают миллионами искр: их источают белоснежные кристаллы. Кажется, что ты попал в чертоги андерсеновской Снежной королевы... Сухой воздух соляных рудников целебен, он вылечивает астму, всевозможные легочные заболевания.

Люди давно подметили великолепную особенность этих подземных дворцов, и многие старые соляные рудники в Азербайджане, Польше, на Украине, в других местах превращены в курорты и лечебницы. Не одну сотню лет по нескольку раз в день их посещают больные.

В старых соляных рудниках Соль-Илецка автору этой книги довелось увидеть соляные сталактиты и сталагмиты. Сталактиты – тонкие влажные хрупкие трубочки-сосульки, свисающие с потолка забоя, а сталагмиты – монолитные, прочные, толстые, растут с пола вверх, навстречу сталактитам. Подобные известковые образования широко известны в различных пещерах.

Рудники, где добывают калийные соли, можно сравнить с мозаиками калейдоскопа. Ведь калийные руды – многоцветные: красные, синие, бурые, белые из-за примесей окислов железа, глинистых и других минералов. Толщина рудоносных пластов значительно меньше, чем каменной соли, но и она достигает 8-10 метров.

Отработанные соляные шахты в умных руках да при толковых головах не пропадают: их используют как надежные подземные хранилища и склады. Зачастую радиоактивные отходы прячут в эти старые шахты, как самые надежные подземные тайники – сухие, чистые, с неизменной температурой.

Один из самых глубоких, по крайней мере в нашей стране, рудников – карьер алмазоносной кимберлитовой трубки «Мир» в Республике Саха-Якутия. Его глубина более 400 метров, а диаметр на поверхности земли более 1 километра. Долгие годы начиная с 1956 года это месторождение дарило нашей стране ювелирные и технические алмазы. Карьер был сухой, пока горные работы шли в многолетней мерзлоте. Но мерзлый кимберлит выбрали за 20 лет, и однажды через трещины в дне карьера стали поступать сероводородные рассолы. День ото дня положение становилось серьезнее, пришлось откачивать рассолы, бурить дренажные скважины.

Сегодня геологи и гидрогеологи научились достаточно точно прогнозировать вели чину водопритоков, соленость и состав рассолов. Все эти данные помогают проектировать подземные рудники.

Старейший из рудников России, который действует с 1745 года, Березовский золоторудный на Среднем Урале. Именно с него началась золоторудная промышленность в России.

Рудник, как сундук с сокровищами, хранит столько видов руд и минералов, что у геологов и других специалистов дух захватывает. Перечислим некоторые драгоценности этого природного сундука: кварц, полевые шпаты, слюды, пирит, кальцит, «свинцовый блеск», самородное золото, халькопирит, малахит.

Сохранились документы, горняцкое снаряжение и другие уникальные предметы богатой истории Березовского рудника. Сама собою напрашивается мысль: пора здесь создать своеобразный музей (геологический, горного дела и минералогический одновременно) под землей, как это сделано в ряде таких мест в Германии и других европейских странах.

Опасности рудников и шахт

Подземный рудник или шахта всегда таят в себе различные опасности. Основные из них три, как драконьи головы: газы, которые или взрываются, или отравляют человека; подземная вода, могущая внезапно затопить рудник, шахту; горное давление, которое приводит к обвалам, ломает, будто спички, самые прочные железобетонные крепления. А если продолжить опасный ряд, то надо назвать пыль, вызывающую силикоз и рак легких; повышенную радиацию; высокую температуру глубоких рудников.

Чтобы уменьшить газовую опасность, на всех шахтах и рудниках работают мощные вентиляционные насосы. А при проветривании глубоких карьеров включают авиационные турбореактивные двигатели и лопасти вертолетов.

С пылью тоже разговор короткий. С нею борются орошением водой, зачастую орошение и вентиляция в шахтах совмещены в одном агрегате.

Подземная вода поступает во все горные выработки. Рекордсменами по количеству водопритоков являются бокситовые рудники Се верного Урала. Район здесь подвержен карсту, и под землю проваливаются не только ручьи, но и небольшие реки. Здесь приходится одновременно добывать бокситы и много-много воды.

У подземной воды нелегкий характер. Судите сами. Некоторые рудничные воды обладают очень высокой агрессивностью к металлам и оборудованию: они растворяют чугунную металлическую крепь за 1-2 года. Но люди не сдаются: они придумали строить крепи из специальных сортов бетона.

Иногда же случается, что подземные рудные воды не отличить от питьевой воды. Они годятся, чтобы и суп сварить, и белье постирать.

Некоторые кислотные рудничные воды – лечебные, они быстро справляются с заболеваниями человеческой кожи. Но подобное лечение должны назначать врачи.

Труд на рудниках и шахтах всегда был тяжелым: давным-давно в них работали рабы, каторжане, заключенные. Печальную известность в России приобрели каторжные тюрьмы Нерчинского горного округа в Забайкалье, а в советское время – золотые прииски Колымы. На Нерчинских каторгах работали декабристы, в колымских же лагерях гибли тысячи заключенных.

В наши дни рудники и шахты порой кажутся целыми промышленными городками. Горнодобывающие механизмы и машины, насосные станции, подъездные пути, разные виды транспорта, склады, электрические подстанции, административные, хозяйственные здания – чего только не увидишь на территории крупного рудника... Горят огни, звенят рельсы, звучит людское многоголосье: идет на вахту очередная смена шахтеров. У каждого рудника, шахты своя судьба. Судьбы эти, как и людские, очень разные. Счастливые попадаются нечасто.

Можно пока только мечтать, чтобы все шахты и рудники «на пенсии» со временем превращались в складские помещения, музеи, огороды для шампиньонов. И в них не гибли бы шахтеры, не происходили подземные пожары, иные катастрофы.