Типичные месторождения

Название "асбест" чисто техническое; оно появилось тогда, когда минералогия была еще во младенчестве, и одной волокнистости тогда казалось достаточно для выделения минерального вида. Впоследствии, когда появились более совершенные методы исследования минералов, стало ясно, что существует два минеральных типа асбестов, резко различающихся как по свойствам, структуре, так и по химическому составу. Первый тип асбестов сейчас принято называть хризотиловым, так как его волокна слагаются минералом хризотилом, относящимся к группе серпентина. Второй тип асбеста, амфиболовый, поскольку свойства асбеста - волокнистость и гибкость - имеют несколько минералов, относящихся к минеральной группе амфиболов.

Химический состав хризотил-асбестового волокна довольно простой; в него входит относительно много окиси магния (до 43%), кремнекислота (44%) и вода (13%); изображается этот состав формулой H₄Mg₃Si₂O₉. Химический состав амфиболовых асбестов много сложнее и его трудно свести к простой формуле; этот силикат очень богат магнием, но, кроме того, в минерал входит некоторое количество глинозема и окиси натрия. В оба типа асбеста входит железо, замещающее частично магний, а в амфибол-асбестах и алюминий. В хризотил-асбестах железа, как правило, относительно мало, а амфибол-асбесты могут быть весьма железисты.

Характерным свойством волокон хризотил-асбестов является их большая эластичность и огнестойкость. Для амфибол-асбеста особенно характерна химическая стойкость и большая грубость волокна, поэтому хризотил-асбест используется очень широко, амфибол-асбест применяется в тех случаях, когда необходима химическая стойкость волокна.

Богатство асбестов окисью магния является очень важной особенностью, во многом определяющей условия нахождения этих минералов в природе. Если богатство кремнекислотой характерно для очень многих природных горных пород, то магний, вообще говоря, относительно редкий элемент, и в обычных горных породах окись магния редко встречается в количестве более нескольких процентов. В природе имеются только два типа особенно богатых магнием пород. Прежде всего; это так называемые ультраосновные породы (или, как их называют на "иностранный" лад - ультрабазиты), в которых может содержаться 40-45% и даже больше окиси магния, остальное - кремнекислота, окислы железа и в меньших количествах другие окислы. Второй богатой магнием породой является доломит, в котором окись магния составляет 20-21%; следует при этом, однако, учесть, что в доломите очень много углекислоты; этот легколетучий компонент составляет в доломите почти половину веса, остальное-окись кальция. Большое богатство доломита магнием хорошо видно из следующего простого опыта: если прокалить доломит, то в остатке будет негашеная известь (окись кальция) в количестве около 58% и окись магния - 42%. В ультрабазитах и доломитах могут образоваться асбесты.

Ультрабазиты встречаются обычно в горных областях, где развиты магматические породы, т. е. горные породы, образовавшиеся в результате застывания глубинного огненно-жидкого расплава - магмы; обычно строение таких районов довольно сложное и доставляет много трудностей геологам, изучающим асбестовые месторождения. Что касается доломита, то это типичный морской осадок, иногда в этих породах встречаются отпечатки морских организмов и очень характерна слоистость. Состав породы меняется в процессе отложения, это и вызывает слоистость выделяющихся пород. Доломиты наиболее часто отлагались в палеозойскую эру (250-550 млн. лет назад и ранее); позднее доломиты встречаются, но реже.

Теперь, когда в приведенном кратком, но совершенно необходимом введении разъяснены все термины и понятия, с которыми придется сталкиваться, можно отправиться в путь, на некоторые особенно интересные асбестовые месторождения.

Баженовское месторождение. Это месторождение расположено на Среднем Урале, недалеко от г. Свердловска. Много раз бывал я в этом интереснейшем месте и всегда здесь удавалось найти много нового и очень интересного.

Открытое Софроном Согрой Невьянское месторождение асбеста хотя и послужило началом асбестовой промышленности, но оказалось очень бедным, и сейчас оно полностью заброшено. Иная судьба была у месторождения открытого землемером А. П. Ладыженским. Вскоре после открытия оно было названо Баженовским (рис. 21), по имени ближайшей тогда железнодорожной станции. Впоследствии около месторождения образовался поселок, который после революции вырос в г. Асбест. Еще до Отечественной войны г. Асбест был связан со станцией Баженово железной дорогой, шоссе туда было построено уже после войны.

Рис. 21. Начало эксплуатации Баженовского месторождения. Вид примерно в 1900 г. одной из 'крупнейших' разработок асбеста 'Жирардовской копи' (по П. А. Земятченскому)

Главный карьер Баженовского рудника огромен (рис. 22). Его длина сейчас немногим меньше 3 км при ширине, местами превышающей 1 км. Это громадная чаша почти двухсотметровой глубины. По склонам чаши располагаются добычные уступы, вдоль которых, несколько раз обегая вокруг карьера, проложена железная дорога широкой колеи. Небольшие поезда, состоящие из электровоза и нескольких вагонов-самосвалов, все время курсируют по склонам карьера, отвозя добытую руду и пустую породу.

Рис. 12. Вид части Главного Баженовского карьера в 1970 г. О масштабах карьера можно судить по размеру поездов и экскаваторов на противоположном склоне. Напомним, что в карьере ходят поезда широкой колеи с вагонами-самосвалами на 60-100 т

Карьер нам показывал главный геолог Баженовского карьероуправления; мы стояли на его верхней кромке и рассматривали детали распределения по карьеру асбестоносных и пустых пород, когда по радио на всю округу возвестили: "Внимание! Внимание! В районе экскаватора № 98 через пять минут будет произведен массовый взрыв руды. Будет взорван заряд аммонала в 3 т. Всем, находящимся в опасной зоне, надлежит уйти в укрытие". "Ну, что делать, пойдем в укрытие", - предложил я. "Зачем, - сказал наш местный друг, - экскаватор № 98 находится вон там, видите, почти на противоположном конце карьера, а мы здесь находимся в полной безопасности, никуда уходить не надо". Через пять минут мы были свидетелями замечательного зрелища. Часть стенки карьера поднялась и осела на место, во все стороны летели громадные камни, и столб пыли надолго поднялся над этой частью горной выемки. Вот тут я отчетливо почувствовал огромность карьера Даже звук взрыва около нас был слабым, а отдельные камни не долетали до трети карьера.

Карьер заложен среди ультрабазита, в той или иной мере перешедшего в серпентинит. Любитель камня попавший в асбестовый карьер, легко отличит свежий ультрабазит, темный, почти черный, с ясно различимыми простым глазом прозрачными кристаллами пироксена и оливина, от серпентинита - ярко-зеленой однородной породы. Изредка только в нем видны пятна - пластинчатые, тоже зеленые; это участки серпентиновых минералов, замещающих пироксен. От этих пятен вся порода и получила название серпентинита, или змеевика; в некоторых случаях такая пятнистая зеленая порода действительно похожа на змеиную кожу (Serpenta - лат. змея; отсюда, по существующей в петрографии традиции, порода называется серпентинитом, а минералы, в основном слагающие эту породу, серпентиновыми минералами. Состав серпентиновых минералов примерно одинаков и отвечает общей типовой формуле H₄Mg₃Si₂O₉, но структурные особенности их различны).

С бортов карьера хорошо видны участки, сложенные серпентинитом, они мягче и более трещиноваты и их легче вырабатывать; на их месте всегда имеется понижение карьера. Кроме того, они и издали светлее Свежие ультрабазиты темнее, однороднее и тверже Они остаются в карьере в виде выступов. Особенно отчетливо они выступали в старых мелких карьерах, и тогда же участки свежих ультрабазитов получили название "сопок". Это название сохранилось на рудниках до сих пор. "Ультрабазитовые сопки" отмечаются в документах рудников и на геологических картах при разведке месторождения.

Асбест образует в серпентинитах два вида жилок - продольно- и поперечноволокнистые. Как явствует из самого названия, в жилках первого вида волокна расположены вдоль нее. Волокна в таких жилках иногда очень длинные мне приходилось видеть пучки волокон достигающих 0,5 м длины, но, как правило, асбест таких жилок непригоден для использования. Волокно здесь слабое, легко ломается и неравномерно по толщине. Хороший асбест всегда встречается в жилках, волокна в которых направлены перпендикулярно к стенкам жилки. Если жилка достаточно мощная, то в ее центре можно различить еще один элемент - тонкую полоску, сложенную магнетитом, около которой сходятся волокна асбеста, идущие от противоположных стенок - это так называемая "просечка", сильно укорачивающая длину волокна, получаемого из руды.

По характеру расположения жилок асбеста в серпентините и соотношениям последнего с вмещающими породами различают различные "типы жилкования асбеста", которые получили специальные названия.

Наибольшее количество асбеста содержит так называемый "мелкопрожил"; серпентинит в этом типе руды буквально переполнен мельчайшими, меньше 1-0,5 мм, короткими жилками асбеста. Обычно такие жилки грубо параллельны одна другой, поэтому при повороте образца под определенным углом он начинает очень красиво блестеть; жилки асбеста отражают свет, как хорошая шелковая ткань и отражение эффектно переливается. Иногда расположение жилок и их блеск настолько напоминают узор ткани, что такие образцы даже получили название "сарпинка". Как сказано было, такие участки породы наиболее богаты асбестом, но асбест здесь обычно очень коротковолокнистый.

В других случаях жилки асбеста, более длинные и мощные (более 1-2 мм в поперечнике), пересекаются между собой в самых разных направлениях. Такой, сетчатый тип асбестовой руды (рис. 23), как правило, беднее асбестовым волокном, чем мелкопрожил, но волокно в них обычно более длинное. По величине асбестовых жилок можно говорить о крупной и мелкой сетке.

Рис. 23. Жилка асбеста из зоны сетчатых жил

Наконец еще одним типом руды являются отороченные жилы (рис. 24), которые образуются тогда, когда асбестовая жилка залегает среди неизмененных ультрабазитов, но и в этих случаях обязательно с обеих сторон жилки имеется зона - "оторочка" - серпентинитовой породы. Иногда в центре такой серпентинитовой полосы залегает не одна, а несколько жилок асбеста. Интересно, что соотношения мощностей асбестовой жилки и серпентинитовой оторочки более или менее постоянно для каждого асбестового месторождения; для Баженовского месторождения мощность оторочки примерно в 5-5,5 раза больше, чем мощность всех асбестовых жилок. Среди таких отороченных жил встречаются более мощные жилки, иногда достигающие нескольких сантиметров, и отсюда же получается самое длинное волокно.

Рис. 24. Мощная жилка асбеста из зоны отороченных жил. Асбест сорта 'Крюд'

Спускаясь в карьер, можно очень хорошо проследить распределение асбеста различного типа. Вдоль зон наибольшего изменения, где весь ультрабазит перешел в серпентинит, встречается только мелкопрожил. Если же отсюда идти в сторону ультрабазитовой сетки, то можно очень хорошо наблюдать, как постепенно увеличивается мощность асбестовых жилок. Число их уменьшается и "мелкопрожил" переходит сначала в мелкую, а затем и в крупную сетку. Иногда в серпентинитах с крупной сеткой встречаются мелкие остатки неизмененных ультрабазитов. Наконец по краям ультрабазитовой сопки встречаются многочисленные отороченные жилы.

Разработка асбестовой руды ведется, как уже упоминалось, методом крупных взрывов. Но в полной мере это относится только к мелкопрожилу и сетчатым рудам. Эти руды сейчас же после взрыва разбираются экскаватором и отвозятся на обогатительную фабрику. Что же касается зоны отороченных жил, то прежде, чем разбирать эту руду, а иногда еще до ее взрыва, в зону разработки приходят забойщики, которые вручную отбирают жилки с длинным асбестовым волокном - если волокно имеет в длину более 1 -1,5 см, то такая ручная отборка выгодна, и что, пожалуй, самое главное - это пока единственный способ получения асбеста с длинным волокном. Иногда в процессе такого ручного отковыривания мощных жилок забойщику приходится выбивать довольно большие ниши.

Спускаясь в карьер, я подхожу к забойщику, выбирающему длинноволокнистый асбест, и вижу, что отборка идет не очень аккуратно; забойщик отбирает только лучшие части проходящей здесь мощной жилки, а все остальное бросается на землю.

- "Посмотрите, вот в этой глыбе жилка асбеста сантиметра полтора в поперечнике, а Вы ее бросили".

- "А что с ей взять, видите, в ей просечка, так что волокно все равно короткое будет".

- "Но ведь Вы эту жилку уже выбили, зачем бросать?"

- "А я и не бросаю, здесь экскаватор пройдет и все, что на земле лежит, заберет и отправит на фабрику".

Мы прошли все карьеры, от сопки к сопке, и везде одна и та же закономерность; в промежутке между сопками мелкопрожил и сетка, сначала мелкая, а затем и более крупная, и, наконец, на краях сопки зона отороченных жил. Разведка буровыми скважинами показала, что на глубину строение месторождения примерно такое же.

Очень характерное строение Баженовского месторождения позволяет сделать ряд весьма обоснованных предположений об условиях образования хризотил-асбеста и почему это месторождение образовалось именно там, где оно находится.

Условия залегания отороченных жил определенно говорят о том, что образовались они за счет ультрабазитовой породы по путям проникновения водных растворов. То, что здесь действовала именно вода, видно уже из сопоставления составов ультрабазита и серпентинита. Главными минералами ультрабазита являются пироксен (MgSiO₃) и оливин (Mg₂SiO₄), а состав серпентина H₄Mg₃Si₂O₉ (Это типовые составы; обычно часть магния замещается железом. В ультрабазитах встречаются еще некоторые минералы, но количества их очень невелики и не влияют на высказываемые соображения). Простое сравнение формул показывает, что серпентин отличается от суммы одной частицы пироксена с частицей оливина только присутствием в серпентините еще двух частиц воды.

Рассмотрим теперь разрез месторождения (рис. 25). На больших удалениях от ультрабазитовой сопки вся порода перешла в серпентинит, а в зоне крупной сетки и отороченных жил еще сохранился ультрабазит в виде явных реликтов. Из этих соотношений легко сделать вывод, что водные растворы сначала в большом количестве поступали в область развития мелкопрожила и здесь изменили весь ранее залегавший ультрабазит, переведя его в серпентинит, а пройдя эту зону, в меньших количествах проникали в зону крупной сетки, а затем и в зону отороченных жил, куда проникает совсем немного растворов; по узким трещинкам воды сюда проникало так мало, что изменены были только те участки ультрабазита, которые непосредственно прилегали к путям движения растворов.

Рис. 25. Схематический разрез центральной части Баженовского месторождения, сто Ф. В. Дыбкову. 1 - граниты, гранит-аплиты, диориты, габбро; 2 - перидотиты; 3 - тальковые, тальк-карбонатные породы; 4 - серпентиниты с просечками асбеста; 5 - то же, с асбестом типа мелкой сетки и мелкопрожила; 6 - то же, с асбестом типа крупной сетки; 7 - перидотиты с отороченными жилами асбеста; 8 - серпентиниты рассланцованные с асбестом; 9 - серпентиниты рассланцованные без асбеста

Итак, растворы двигались от зоны мелкопрожила в сторону ультрабазитовой сопки и здесь исчерпались; естественно, возникает вопрос, а откуда вообще взялись растворы и почему они исчерпали свои возможности, не изменив весь ультрабазит. Для ответа на этот вопрос пришлось тщательно изучить весь район развития мелкопрожила и оказалось, что мелкопрожил приурочен к полосе разлома, которую можно хорошо заметить. Начали исследовать зону разлома и очень скоро заметили, что мелкопрожил сменяется тальковой породой, а еще дальше, в продольном разломе, появляются выходы жильных гранитоидов. Следует сказать, что найдя жилу магматической породы, я страшно обрадовался - вот, оказывается, где источник интересовавших нас растворов, в этих породах и разгадка ограниченности растворов. Ведь магматическая порода могла отделять водные растворы и посылать их во вмещающие породы только в процессе застывания магмы, а позднее, когда магма застыла, растворы уже не возникали и, следовательно, изменение вмещающих пород прекратилось. О связи асбестообразования и гранитов в Баженове много раньше нашего посещения говорил очень талантливый геолог - профессор Ленинградского Горного института П. М. Татаринов, но, конечно, было исключительно интересно самому убедиться в справедливости теории.

Растворы, даваемые гранитоидными магматическими телами, на первых этапах были богаты многими компонентами, и в первую очередь кремнекислотой. При взаимодействии с ультрабазитом на первых этапах (в продукте этого взаимодействия концентрируется не только вода, но и кремнекислота) - образуется тальк, а затем, когда из растворов будет извлечена вся содержащаяся в них избыточная кремнекислота и пойдет образование только гидратированных минералов, возникает серпентинит. Что это так, видно уже из сравнения формул обоих минералов - тальк (H₂Mg₃Si₄O₁₂) и серпентин (H₄Mg₃Si₂O₉) различаются только тем, что в тальке на то же количество магния приходится вдвое больше кремнекислоты.

Теперь можно рассмотреть весь процесс асбестообразования в целом. Так или иначе в данное поле внедрился ультрабазит и образовал одно целое со всеми породами, ранее слагавшими данную местность. Затем, в эпоху образования Урала прообразующие силы создали в толще ультрабазита большое число трещин, в некоторые из которых внедрилась гранитная магма. Застывая, магма породила водные растворы, богатые кремнекислотой. Эти растворы устремлялись в трещины ультрабазита, прогревали его и реагировали с ним, давая сначала тальк, а затем, когда на образование этого, более богатого кремнекислотой минерала, чем ультрабазит, вся избыточная кремнекислота была израсходована, начали кристаллизоваться серпентиновые минералы, где кремнекислоты содержится столько же, сколько и в ультрабазите.

Хризотил-асбест - серпентиновый минерал, но совершенная волокнистость его может проявиться тогда, когда его кристаллы могут расти без помех. В этой схеме нами не рассмотрена еще проблема объемов. Если составить формулу реакции и подставить в нее удельные веса реагирующих веществ, то легко рассчитать объем новообразованного вещества:

Формула реакции хризотил-асбеста

При всей схематичности таких расчетов, из них все же видно, что общий объем новообразованного серпентина примерно в полтора раза больше, чем объем исходной ультраосновной породы. Такое увеличение вызывается, во-первых, в результате того, что в состав серпентина входит добавочная вода, а во-вторых, и это, по-видимому, наиболее важно, тем, что оливин и пироксен много плотнее, чем серпентин.

Однако при изучении в поле соотношения новообразованного серпентинита и ультрабазита видно, что новообразованный серпентинит занимает то же самое пространство, которое раньше занимал ультрабазит. Это, в частности, имеет место тогда, когда новообразованный серпентинит слагает отороченную жилу в толще сохранившей сплошность ультрабазитовой породы. Это возможно только в том случае, если одна треть или даже больше новообразованного серпентинового вещества будет вынесена растворами. Следует еще учесть, что приведенные удельные веса относятся к холодным минералам, в действительности же в процессе наложенной серпентинизации исходная порода была холодной, а новообразованный серпентинит был при образовании довольно сильно прогрет и имел еще меньший удельный вес. При охлаждении объем новообразованного серпентинита резко уменьшается, но так как общие границы серпентинитовых тел должны были оставаться неизмененными, сокращение объема могло идти только за счет появления трещин усадки - так называемых контракционных трещин. Эти трещины заполняются циркулирующими по породе растворами, пересыщенными серпентиновым веществом. Вместе с вмещающей породой остывают и растворы, а чем холоднее раствор, тем меньше растворимого вещества он может содержать в себе. Избыточное серпентиновое вещество начинает кристаллизоваться в свободных трещинах по всем законам свободной кристаллизации, создавая параллельно ориентированные волокна асбеста. Чем крупнее были возникавшие трещины, тем длиннее кристаллизующееся в этой трещине волокно асбеста.

Из рассказанного можно сделать еще один вывод, а именно, что асбест может образоваться только в тех массивах ультрабазита, которые подвергались воздействию более молодых гранитов и переработке отходящими от них горячими водами (гидротермальной переработке). Однако эта гидротермальная переработка с образованием серпентинита не должна захватывать целиком массив ультрабазита с тем, чтобы объем массива при прогреве и при охлаждении сохранялся бы неизменные, так как только в этом случае могли возникнуть контракционные трещины, выполняемые асбестовым волокном.

Джетыгаринское месторождение. Город Джетыгара расположен в Западном Казахстане, а геологически этот район является частью Урала. Сюда протягивается полоса выходов ультрабазитов, характерных для восточного склона Урала, к которой приурочены асбестовые месторождения и проявления. Сюда же протягиваются все известные уральские структуры, и породы, встречающиеся в районе г. Джетыгара, те же, что и в прилегающих частях Урала. Собственно, до Урала тут "рукой подать", в 30 км отсюда располагается станция Бреды Южно-Уральской дороги.

Впервые я попал в Джетыгару в начале послевоенных годов. Тогда здесь существовал небольшой рудник, и только начало выясняться, что район "видимо перспективен" и на асбестовую руду. Джетыгара в то время был небольшой городок, в основном одноэтажный из небольших деревянных домов, раскинувшийся на сопке. В геологическом строении региона главную роль играет огромное ультрабазитовое тело, окруженное, как это всегда имеет место на Урале, толщей гнейсов и древних гранитов, но есть и новое по сравнению с другими районами Урала. В северной части массива в толщу ультрабазитов и гнейсов внедрилось молодое гранитное тело. Судя по всему, сюда первоначально внедрилась гранитная магма, которая застыла на месте, образовав куполообразное, более или менее эллиптическое тело гранитной породы.

Оруденение было приурочено к гранитному куполу. Мельчайшие его кристаллики и зерна залегали в тонких кварцевых жилках, приуроченных к контакту гранитоидов и ультрабазитов. Добыча велась довольно глубокими шахтами, от которых отходили горизонтальные выработки, вскрывавшие этот контакт. Добытая руда поднималась на обогатительную фабрику, полезные компоненты извлекались, а отходы - хвосты - до сих пор лежат в виде довольно большого холма в районе бывшего рудника.

Асбест здесь был открыт довольно давно геологом А. Н. Гейслером, среди ультрабазитов, несколько юго-западнее золотого рудника. Залежь эта, названная Гейслеровской, оказалась небольшой, а кроме того, она уже тогда попала в пределы города, и поэтому не представляла большого интереса. Зато гораздо интереснее были открытые незадолго до войны асбестопроявления по восточному краю ультрабазитового массива. Картина Джетыгаринских асбестовых залежей, как это выявилось на основе разведки, несколько отличалась от привычного советским геологам Баженовского рудника. Если в Баженовском месторождении легко различались зоны с различным жилкованием асбеста, то здесь вся рудная залежь производила впечатление сетчатой руды и изредка встречались жилы, напоминавшие отороченные. Трудно было выделить и какое-либо подобие "ультрабазитовых сопок". Пожалуй, за такую "сопку" можно было бы принять весь центральный выход ультрабазита.

Особенно интересовало меня происхождение асбеста. Прежде всего следовало проверить относительный возраст гранитов и ультрабазитов. Если граниты моложе ультрабазитов, можно предполагать, что серпентинизацию ультрабазитов вызвали воды, отходящие от застывавшего гранита, с ними и следовало тогда связывать асбестообразование.

Наилучшим местом для установления относительного возраста ультрабазитов и гранита, конечно, были старые подземные выработки. Вместе с геологом рудника нам удалось спуститься под землю и найти там несколько выработок, которые проходили через гранит и входили в ультрабазит. Удалось отмыть стенки этих выработок от грязи, зарисовать их и взять характерные образцы, которые были впоследствии детально исследованы; словом, мы смогли, как говорят геологи, полностью "задокументировать" выработки. Граница между ультрабазитом и гранитом оказалась очень резкой. Ультрабазит в контакте весь перешел в тальк, местами оталькованными оказались и кварцевые зерна в граните. Самое же главное - в граните, неподалеку от контакта с ультрабазитами, мы нашли несколько кусочков ультрабазита, превращенных в тальк. Такие соотношения могут получиться только в том случае, если кусок ультрабазита был оторван от массива и включен в еще жидкую магму до ее кристаллизации.

Куски ультрабазита, включенные в гранит, и переход ультрабазита вблизи гранита в тальк говорят об относительной молодости гранита по сравнению с ультрабазитом.

Задача была выполнена, и нам можно было больше не спускаться под землю. Дальнейшие работы уже могли проводиться на поверхности.

Прежде всего, нужно было оконтурить зону оталькования; оказалось, что везде, где молодой гранит соприкасался с ультрабазитом, она имеет мощность 20-40 м. Однако в одном месте, к югу от гранита, зона оталькования приобретает значительно большую мощность. Здесь появляется подобие длинного "талькового языка", входящего в толщу ультрабазита. Причем оказалось, что "язык" дальше к югу переходит в продуктивную асбестоносную зону. Иными словами, можно предполагать, что здесь проходила крупная зона трещиноватости, по которой особенно легко циркулировали воды, отходящие от гранита и вызывавшие превращение ультрабазита сначала в тальк, а затем в асбестоносные серпентиниты.

Позднее связь асбестоносности с гранитоидами подтвердилась- на большом удалении от основного гранитного тела были встречены отдельные небольшие жилки того же облика, что и граниты.

Недавно, в начале семидесятых годов, я снова попал в Джетыгару. Старый город еще существует; отдельные его дома используются под конторы и другие служебные помещения. Новый же город, из многоэтажных каменных домов, с большими магазинами и асфальтированными на бетонном основании улицами, перенесен на западный берег р. Шуртанды, на равнину, продолжающуюся далее на запад, вплоть до станции Бреды.

На асбестовой залежи располагается карьер, в который проведена железнодорожная колея нормальной ширины, а на некотором расстоянии от карьера, в поле, стоят обогатительные фабрики, обрабатывающие асбестовую руду.

Первоначальное впечатление о своеобразии жилкования асбеста сохраняется и при осмотре руды в карьере; конечно, некоторые участки напоминают и здесь отороченные асбестовые жилки, но весьма отдаленно. Скорее всего, это крупная и мелкая сетка. Это находит отражение и в качестве получаемого на месторождении асбеста; здесь почти целиком добывается относительно короткое волокно.

Рудники в доломитах. Одним из таких месторождений является Лайюаньское (КНР). Местность в районе месторождения сильно изрезанная, хотя здешние горы нельзя назвать высокими. Насколько мне сейчас помнится, превышения вершин над ущельями были менее 400-500 м.

Месторождение расположено на довольно крутом склоне горы, обращенном к югу. Местность здесь слагают древние (яньшаньские) тонкослоистые доломиты, в которые внедрились более молодые граниты. Доломиты были очень бедны железом. Гранитное тело иногда рвет их поперек, но в большинстве случаев контактирует с ними по слоистости. Под действием гранитной интрузии и отходящих от нее вод слои доломита, прилегающие к контакту, нацело, а на больших удалениях от контакта только вдоль трещин и по плоскостям наслоения замещаются серпентинитом. Поскольку в доломитах и в растворах, их изменяющих, было очень мало железа, постольку новообразованный серпентинит очень светлый, сильно просвечивающий. Подобный серпентинит получил название офиокальцита и в ряде мест добывается и используется как относительно дешевый поделочный камень.

По трещинам, поперек слоистости, а чаще вдоль слоистости, возникают трещины сокращения объема при охлаждении (контракции), в которых кристаллизуются волокна асбеста. Обычно жилки мелкие, около 1 мм, но местами встречаются и более мощные жилы, до 2-5 см. Крайне характерно, что жилки асбеста встречаются только там, где доломит перешел в серпентинит.

Образование серпентинита и асбеста в доломитах по своей схеме очень близко к условиям их образования в ультрабазитах. Магний здесь заимствуется из доломита, а кремнекислота привносится из гранита растворами (флюидами), отходящими от кристаллизующегося гранита. Эти же растворы уносят из сферы реакции освобождающийся углекислый кальций и избыточную углекислоту. Реакция, по которой происходит этот процесс, весьма проста и может быть изображена следующим уравнением:

Образование серпентинита и асбеста в доломитах

Объемные соотношения при серпентинизации доломита более сложные, чем при серпентинизации ультрабазитов. Простой расчет по формуле показывает, что за счет доломитового магния, бывшего на месте, может образоваться такое количество серпентинита, которое займет только 62-65% всего пространства, занимавшегося доломитом. Вместе с тем, изучая месторождение в поле, мы отчетливо видим, что доломит целиком, с сохранением всех структурных деталей, замещается серпентинитом. Даже в том случае, когда только часть доломитового слоя заместилась серпентинитом, мощность слоя не меняется. Геологи в таких случаях (конечно, в основном чтобы "спрятать концы в воду") говорят о привносе дополнительных порций вещества со стороны и т. д. Говорить можно многое, а понять по-настоящему довольно трудно, тем более, что осложнение еще могут вносить кварц, который был примешан к доломиту, и кальцит, кристаллики которого встречаются в офиокальците - новообразованном серпентините. Роль кварца, содержавшегося в доломите, видимо, была очень велика. Так, в одном участке месторождения, уже в доломите, но недалеко от контакта, мне попался кремневый желвак, вокруг которого располагалась небольшая зона офиокальцита с жилкой асбеста (рис. 26). Очевидно, до этого места доходили горячие растворы, но "своей" кремнекислоты в них уже не было, они всю ее истратили ранее на образование серпентинита. Встретив же кремневый желвак, растворы заимствовали кремнекислоту из последнего и образовали за его счет и за счет окружающего доломита зону серпентинита вокруг него.

Рис. 26. Типичный образец асбестовой руды из месторождения Лайюань. Черное - неизмененный доломит; белая оторочка - мрамор; белое в центре - кремневый желвак; серое (в натуре светлое зеленовато-желтое) - офиокальцит. В офиокальците вокруг желвака видны две жилки асбеста

Так или иначе, но в местах переработки доломитов растворами в контакте с гранитами на месте доломитов возникает офиокальцит - новообразованный серпентинит, конечно, достаточно сильно прогретый. Как и в случае серпентинитов, образованных за счет ультрабазитов, офиокальциты претерпевают охлаждение, сопровождающееся сокращением объема. В результате в эфиокальците возникают трещины, в которых кристаллизуется асбестовое волокно, совершенно так же, как это было в серпентините, образованном по ультрабазиту. Весьма часто эти трещины приурочены к плоскостям напластования бывших доломитов.

Естественно возникает вопрос, а есть ли в СССР месторождения такого типа, как и Лайюаньское. Конечно есть, но масштабы их меньше и асбест, который они дают, значительно более железист.

Для коллекционеров и туристов, любителей камня, посетить такое месторождение очень интересно. Очень красивы шелковистые белые или розовые асбесты и светло-зеленые полупрозрачные офиокальцитовые породы, вмещающие асбест. Можно собрать очень красивые куски доломитового мрамора, пересеченного жилками офиокальцита. Можно еще отметить, что офиокальцит благодаря своей однородности и относительно малой твердости (около четырех по минералогической шкале) очень удобен для обработки; его можно обрабатывать даже стальными инструментами.

Рис. 27. Общий вид Аспагашского асбестового карьера в 1953 г.

Наиболее легкодоступным является Аспагашское месторождение (рис. 27). Асбестовую горку Аспагашского месторождения слагают черные, темно-серые тонкослоистые доломиты, в некоторых прослойках содержащие довольно много глинистого вещества. Эти породы образовались как осадок не очень глубокого моря в кембрийский период, т. е. примерно 500-550 млн. лет назад.

Рис. 28. Трещинки в доломите (серое), вдоль которых идет его изменение и превращение в мрамор (белое)

В районе имеется много мест, где в толщу кембрийских осадков внедряются магматические породы разного типа, в том числе различные гранитоиды, застывавшие как на относительно большой глубине, так и близ земной поверхности. Однако асбестообразование не может быть связано с этими породами. Изменение кембрийских пород вокруг этих магматических тел имело явно иной характер. Совершенно другие взаимоотношения существуют между кембрийскими тонкослоистыми доломитами и внедрившимися в них многочисленными относительно маломощными жилками спессартитовой жильной породы. Спессартит в этом районе также, несомненно, магматическая порода, но содержащая относительно мало кремнекислоты, много меньше, чем этого окисла содержат обычно гранитоиды. Непосредственные контактные изменения, вызванные жилками спессартита в плотных доломитах, невелики; порода осветляется ("выгорают" окрашивающие ее в серый или черный цвет органические вещества), в ней укрупняются кристаллики карбоната и она превращается в мрамор; но все это происходит на расстояниях, удаленных от жилы не более чем на несколько сантиметров (рис. 28). Совершенно иначе ведет себя доломит в межпластовых промежутках и вдоль тонких прослоев. Видимо, межпластовые промежутки были именно теми путями, по которым циркулировали перегретые воды, как выделявшиеся при кристаллизации спессартитовой магмы, так и содержавшиеся в осадочных породах. Вдоль межслоевых зон мелкие пласты доломита замещаются мрамором и серпентинитом (офиокальцитом), а в контракционных трещинах между пластами доломитов и в самих пластах кристаллизуется поперечноволокнистый маложелезистый асбест (рис. 29). Как и в Лайюане, асбест здесь встречается только среди офиокальцита. Если жилка асбеста сечет поперек полосу офиокальцита, то, подходя к мрамору, она постепенно утоняется и выклинивается, никогда не входя в мрамор.

Рис. 29. Жилки асбеста среди тонкослоистого доломита; рядом жилка спессартита

Внешне мрамор очень хорошо отличается от офиокальцита; мрамор белый, сахаровидный, зернистый, почти совершенно непрозрачный, тогда как офиокальцит - однородный, хорошо просвечивающий, светло-зеленоватый.

Антофиллит-асбестовое месторождение близ г. Сысерть. Антофиллит - минерал из группы амфиболов, представляющий собой почти чистый магнезиальный силикат (H₂Mg₇Si₈O₂₄). Месторождения такого асбеста были детально изучены вскоре после революции, и тогда же была начата его добыча.

Чтобы попасть на месторождение, надо ехать до города Сысерть по шоссе Свердловск-Челябинск. В самом центре города от главного шоссе на запад отходит боковая дорога, идущая на асбестовые рудники, расположенные всего на расстоянии около 30 км. Однако всегда следует учитывать уральскую специфику - в дождь или осенью эти 30 км могут быть проходимы с большим трудом.

Геологическую основу местности составляют древнейшие породы, сильно измененные на больших глубинах и превращенные в гнейсы. В толще гнейсов в виде отдельных небольших тел, почти всегда вытянутых вдоль сланцеватости гнейсов, совершенно так же, как вытянута начинка в пирожке из слоеного теста, залегают массивы ультрабазитов.

Последним этапом становления структуры местности было внедрение в гнейсы и ультрабазиты гранитных тел. В гнейсах жилы узнаются с трудом, они почти не отличимы от вмещающих пород, также содержащих гранитный материал, но в ультрабазитах они видны очень хорошо.

В районе рудника имеется несколько отдельных месторождений асбеста (рис. 30), приуроченных к отдельным ультрабазитовым телам.

Рис. 30. Сысерть, 1970 г.; вид Главного асбестового карьера

Рудой на асбест являются антофиллитовые породы, явно образованные в результате изменения ультрабазита.

Однако странный это асбест. Если в образцах хризотил-асбеста асбестовое волокно выражено очень хорошо, его можно оторвать, распушить, ссучить в нитку, наконец, самое главное по образцу грубо оценить разности, особо богатые волокном, и разности, содержащие длинноволокнистый асбест, то на Сысертском месторождении асбест в руде простым глазом совершенно не виден, и оценка качества руды может быть сделана только в результате лабораторных исследований.

Антофиллит-асбестовые породы исключительно красивы. В Центральном руднике преобладает руда, сложенная белыми брусками антофиллита. Размер брусков обычно небольшой, около 1 см, однако местами встречаются крупнокристаллические разности, где брусок антофиллита достигает толщины в палец или в два. Между антофиллитовыми брусками располагаются светло-зеленые крупные листочки талька. В других рудниках встречается "звездчатая" руда - крупные брусковидные кристаллы антофиллита в этих случаях растут из единого центра во все стороны, образуя эффектную звезду (рис. 31). Благодаря спайности антофиллита в ней появляется большое количество ровных плоскостей, которые на солнце блестят, как сотни мелких зеркал. Как и в Центральном руднике, между антофиллитовыми брусками залегает крупнолистоватый тальк.

Рис. 31. 'Звездчатая' асбестовая руда. Сысертское месторождение (немного уменьшено)

Под микроскопом видно, что крупные антофиллитовые бруски представлены совершенно однородными правильно образованными кристаллами с хорошо развитой спайностью (рис. 32). При этом, кроме очень характерной для амфиболов совершенной спайности, идущей параллельно удлинению бруска, в них присутствует еще очень хорошо выявленная поперечная отдельность; в результате стало ясно, что при дроблении брусковидные кристаллы не смогут дать волокна. Они обязательно распадутся на брусковидные же обломки. Однако такой однородный брусок-кристалл занимает только центр кристаллической постройки, всю периферию занимают тонкие иголки того же антофиллита. Особенно отчетливо видны эти иголки на концах кристалла по удлинению - брусок переходит в "веник" из многих тончайших кристаллов-волокон, продолжающих основной кристалл. В промежутках волокон иногда удается распознать тальк. В этих тонких кристаллах отсутствует поперечная отдельность и поэтому они могут сохраниться и приобрести эластичность, в том случае, если будут освобождены из агрегата.

Рис. 32. Микрофотография сысертской асбестовой руды. Увеличено в 45 раз

Следует описать еще одну особенность сысертских карьеров; здесь встречается довольно много гранитных жил (рис. 33), секущих обычно антофиллитовую руду. Гранит, слагающий жилы, как правило, мелкозернистый, содержащий очень мало цветных минералов. Однако вокруг жилы всегда располагается оторочка, мощностью до 10-15 см, сложенная темной, сильно железистой слюдой (биотитом).

Рис. 33. Жила гранита в асбестовой руде. По краям жилы биотитовая оторочка

Происхождение месторождения вызывало очень много споров. Первые авторы, описавшие месторождение, считали, что образование антофиллитовых пород произошло в результате общего изменения ультрабазита под действием общих причин, захватывавших весь район в целом. Гранитные жилы, по этим же представлениям, более поздние и внедрились в готовые антофиллитовые руды. Таким образом, это предположение рассматривает гранитные жилы как вредный фактор, "портящий" месторождение.

Несколько лет назад, в самом начале семидесятых годов, мне пришлось консультировать работавшую в Сысерти молодую сотрудницу нашего института Л. К. Ангину, и она, проведя детальные исследования всех обнажений с рудой, известных в районе, привела следующие факты, которые не укладывались в разобранную только что схему; во-первых, ультрабазит изменен не везде, а только пятнами и, во-вторых, что самое важное, нигде нет антофиллитовой руды, не содержащей гранитных жил. Уже эти факты позволили утверждать непосредственную связь гранитных жил с антофиллитовыми породами.

Последующее детальное изучение разрезов показало, что асбестоносная порода входит в нормальную зональность измененных пород, возникающих вокруг гранитных жил в результате прогрева ультрабазита и его переработки под действием растворов, отходящих от остывающего гранита. Непосредственно к граниту, как указывалось, примыкает область развития железистой слюды, выделяющейся в условиях самого высокого разогрева и захвата всего калия, выносившимися растворами из гранита. Затем идет область выделения антофиллита, за которой следует зона талька, сменяющаяся областью развития серпентиновых минералов, непосредственно примыкающих к неизмененным ультрабазитам.

Принципиальное отличие этой схемы от предыдущей сводится к тому, что в ней признается активная роль гранита. Гранит порождает руду, а не портит ее, как это считалось ранее.

Известным подтверждением последней схемы является то, что подобная зональность описывается не только в Сысерти, но и в ряде других районов, когда гранит внедряется в ультрабазит. В сущности говоря, зональное изменение ультрабазита вокруг гранитных жил в Баженове и Джетыгаре имела тот же характер. В их случае не было только самых высокотемпературных зон, что может быть связано с меньшей глубинностью залегания ультрабазита в момент внедрения в них гранита. На малых глубинах и гранит, и растворы охлаждаются быстрее, и для образования таких минералов, как слюда и амфибол, температура в контакте оказывается слишком низкой.

Другие районы асбестопроявления. Баженовское, Джетыгаринское, Аспагашское и Сысертское месторождения являются типичными примерами асбестовых месторождений. Интерес их в том, что они лучше всего изучены и на них существуют карьеры, позволяющие детально осмотреть месторождение и понять его природу. Вместе с тем, для того чтобы изучить асбестопроявления в природе и собрать характерные и красивые образцы асбеста, часто не надо ездить далеко от места жительства. Конечно, если Вы живете в Центральной России, Белоруссии, в Прибалтийских республиках или в Западной Сибири, то здесь асбестопроявления отсутствуют, поскольку нет ультрабазитов и гранитных тел, могущих изменить доломитовые породы, зато на Украине, Кавказе, Урале, Алтае и в Средней Азии, в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и в Приморье всегда есть возможность найти асбестопроявления.

Вспоминая свои закавказские школьные экскурсии, я не могу не вспомнить свои находки в районе станции Садахло, почти на границе Грузии и Армении. Сейчас я, пожалуй, не нашел бы крупной скалы, сложенной серовато-черным доломитовым мрамором; в мое время она резко выделялась на западе над равниной, по которой проходит железная дорога. Скала эта заканчивала на востоке довольно мощный хребет, сложенный известняками и доломитами. В межслоевых пространствах и некоторых трещинках в скале встречалось, как и в Аспагаше, немного жилок белого асбеста.

Поразили меня серпентинитовые тела и на восточном склоне Дзирульского массива, расположенном на границе Восточной и Западной Грузии. Здесь, в бассейне р. Лопани, выходят довольно крупные змеевиковые массивы; частично они оталькованы и разрабатываются местным тальковым заводом. Одно время было здесь кустарное производство тальковых резных игрушек, но сейчас этот промысел прекратился. Асбеста здесь нет. Асбестовые прожилки я встречал и в небольших серпентинитовых скалах, возвышающихся на гранитах по реке Шавгеле.

В Малом Кавказе, в пределах Армении и Азербайджана, находится довольно большая полоса выходов ультрабазитов, протягивающаяся от сел. Шорджа, расположенного севернее озера Севан, до Советской границы у Аракса. Проявления асбеста здесь известны во многих участках: в скалах севернее Севана, в Азербайджане у с. Гей-Дара и в других местах Шахдагского хребта. Если Вам удастся попасть в эти места, обязательно побродите в районе развития ультрабазитов, здесь можно собрать очень красивые образцы серпентина, хромита, магнезита и, конечно, различные асбесты. Привозили отсюда и очень интересные образцы длинноволокнистого немалита (водной окиси магния).

В западной части Северного Кавказа проходит мощная полоса ультраосновных пород, и почти везде здесь встречаются небольшие проявления асбеста. Особенно многочисленны они по р. Лабе, где эта река пересекает Веденский серпентиновый массив. Асбест образует жилки, параллельные небольшим, также жилообразным телам гранитоидов. Интересные проявления асбеста имеются в верховьях р. Кубани, там, где она прорывает полосу ультраосновных пород, а также в долинах почти всех рек, пересекающих ультраосновные массивы (р. Малка, р. Белая и др.).

В Карелии ультрабазиты крайне редки, но, несмотря на это, в ряде мест можно найти проявления асбеста. В соседней Финляндии есть промышленные антофиллит-асбестовые месторождения, в Карелии же находили только валуны с таким асбестом. Проявления хризотилового асбеста известны в районе г. Печенги. Для этого асбеста характерно очень большое содержание железа.

Классическим районом асбестопроявлений является Урал. Кроме Баженовского и Джетыгаринского месторождений, здесь известно еще Киембаевское месторождение, расположенное южнее Джетыгары, несколько восточнее г. Орска. Для любителя камня Киембай интересен своими замечательными проявлениями немалита. Этот волокнистый минерал очень напоминает асбест, но значительно более хрупок. Немалитовое волокно не гнется и не скручивается, а ломается; отличить немалит от асбеста можно еще но блеску. Немалит, пожалуй, даже сильнее блестит, чем асбест. Конечно, химически это совершенно разные минералы - немалит Mg(OH)₂; хризотил-асбест H₄Mg₃Si₂O₉, но спутать их по внешнему виду можно.

Асбестовые месторождения известны и на Среднем Урале, около Невьянска и Тагила, около Красноуральска. Очень интересные выходы имеются в районе города Алапаевска. Здесь ранее существовал рудник, в котором иногда встречались жилки с очень длинным асбестом (до 30-40 мм в длину).

Существует старый, разрабатывавшийся еще до революции, карьер на асбестовом месторождении у г. Реж Свердловской области. Как и в районе Красно-Уральска, для этого месторождения характерен очень длинноволокнистый асбест. В обоих этих заброшенных карьерах приходилось мне встречать довольно много родингитовых жил, в некоторых из них были найдены хорошо ограненные кристаллы граната.

В Казахстане большой известностью пользуется Ешкеульмесское месторождение в Восточном Казахстане (Джезказган-Улутауский район), прекрасно обнаженное, где можно собрать довольно хорошую коллекцию асбестов и немалита.

Замечательное Акдовуракское месторождение асбеста расположено в западной части Тувинской республики. По типу жилкования акдовуракский асбест больше всего напоминает асбест баженовских отороченных жил. Отдельные жилки содержат асбест с довольно длинным волокном. Мне приходилось видеть волокна длиной 4-5 см. На месторождении, в период его разведки, находили очень интересные минералы начальных стадий выветривания серпентина: во-первых, керолит - очень близкий к серпентину, просвечивающий желтовато-бурый минерал, образующий жилки в серпентините, и, во-вторых, различные, довольно редкие гидромагнезиальные минералы, внешне очень напоминающие магнезит, но, к сожалению, не определимые без применения точных методов.

Если Вы попадете в Акдовурак, то обязательно обратите внимание на каменные скульптурные миниатюры, изготовляемые народными умельцами из местного белого "агальматолита" (месторождение этого камня находится недалеко отсюда к юго-востоку). В отличие от китайского агальматолита из окрестностей г. Шанхая, тувинский - светло-серый и состоит не только из плотного глинистого минерала пирофиллита, но и еще из водной окиси алюминия, минерала - диаспора. Надо сказать, что отличить оба минерала простым глазом очень трудно, зато под микроскопом они распознаются очень хорошо и химизм их различный. Впрочем и тувинские умельцы их различают и, по-видимому, в своих закопушках очень внимательно выбирают существенно пирофиллитовый материал.

В Саянском хребте, близ границы между Тувой и Красноярским краем, относительно недавно обнаружено Саянское месторождение. Оно напоминает Джетыгаринское рудное поле - асбестовая руда залегает полосой вдоль крупной зоны разлома.

В Восточных Саянах, в верховьях рек Иркута и Китоя, в 6 км к северо-востоку от оз. Ильчир располагается Ильчирское месторождение. К сожалению, район, в котором оно расположено, очень труднодоступен.

На склоне Южно-Муйского хребта, также в труднодоступном районе, расположено крайне интересное месторождение, названное Молодежным. По своему строению оно очень похоже на отдельную "сопку" Баженовского месторождения. Среди геологов про это месторождение рассказывают крайне характерную историю, не знаю насколько она отвечает действительности, но важно, что она близка к правде. Когда была подана заявка на необходимое для разведки оборудование, в ней, среди прочих материалов, было требование на 1000 вил для уборки сена. Бухгалтерия геологического управления возмутилась: "Что они, животноводческую ферму там развели что ли, ну пяток коров и десяток лошадей им хватит, а для того, чтобы заготовить сена на это количество скота, хватит десяток сил". В процессе длительной переписки выяснилось наконец, что скота в партии нет совсем, а вилы нужны непосредственно для разведки месторождения. При размыве месторождения хрупкий серпентинит рассыпается в песок, а асбестовое волокно сбивается в лужах, оврагах и других водоемах в подобие ваты или войлока, и такую природную асбестовую вату перед разведкой надо убрать, так как она мешает рытью шурфов и бурению. Обычно на асбестовых месторождениях такой ваты (или войлока) немного, и она легко убирается обычной лопатой; что же касается Молодежного месторождения, там эта "вата" в некоторых местах была настолько плотна и мощна, что единственным средством для ее уборки, "изобретенным" местными геологами, были сенные вилы.

Мы очень мало знаем об асбестовых месторождениях Дальнего Востока и Приморья. Здесь известны пока только отдельные минералогические находки.