Главная » Штуфной кабинет » Минералогия » Минералы Североуральских бокситовых месторождений

Минералы Североуральских бокситовых месторождений

Карстовая полость на гор. -500м шахты «Красная шапочка»

История открытия Североуральских бокситовых месторождений

История открытия Североуральских бокситовых месторождений освещена весьма широко. Однако даже в наше время существуют разнополярные точки зрения на приоритет первооткрывателя. Как бы то ни было, основным действующим лицом в этих поисках был Николай Акимович Каржавин. Он стал тем центром, в котором замыкались все ниточки поисков, в который стекалась вся информация. Без сомнения, огромную роль сыграли и остальные участники этой эпопеи, возможно, что они даже ускорили открытие на несколько лет, но говорить о том, что Каржавин не совершал открытия, а лишь воспользовался их трудами, недопустимо. Позаимствуем для описания истории открытия североуральских месторождений бокситов отрывок из статьи известного североуральского краеведа Бориса Золотарева «Подвиг длиною в жизнь».

«В Петропавловское село Н. А. Каржавин отправился с Е. П. Молдаванцевым, оказавшимся как раз в Турьинских Рудниках по пути в Ивдельский район для продолжения изучения его геологии. Молдаванцев тогда работал старшим геологом Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института. Сопровождать геологов на старые выработки в Петропавловске взялся лесник Павел Петрович Ожегов, хорошо знавший окрестности и не раз бывавший в том месте…

Каржавин, взволнованный предстоящей встречей со старыми выработками, нетерпеливо поглядывая вперед, даже обгонял проводника и лишь изредка останавливался, чтобы поднять красно-оранжевый боровой рыжик которые очень любил собирать. Вышли на плоскую возвышенность, посредине ее росла огромная лиственница, а вправо от нее, у мелколесья, виднелись груды камней. Это и были старые шурфы и выработки, у которых бывал известный уральский рудознатец Григорий Посников».

Каржавин Николай Акимович

Каржавин Николай Акимович

Каржавин Николай Акимович родился 1 мая 1899г в пос. Новоуткинск. Работал плотником на Новоуткинском заводе, преподавателем Ревдинской школы, коллектором, помощником геолога. В 1929г окончил Уральский геологоразведочный институт по специальности инженер-геолог. В этом же году стал начальником Троицко-Байновской геологоразведочной партии по разведке огнеупорных глин.

В 1930—1934гг работал начальником геологоразведочных партий по разведке глин, техническим руководителем Турьинской геологоразведочной партии геологом-съемщиком в г. Каменске в Челябинской области. В 1935—1938гг начальник геологического бюро на строительстве Уральского алюминиевого завода, главный геолог Североуральского бокситового рудника (СУБРа). В 1942—1945 годах Николай Акимович—начальник партии Салаирской бокситовой экспедиции на Алтае. Работал главным геологом УАЗа, старшим инженером по бокситам Уральского геологоуправления. Возглавил Уральский геологический музей при Свердловском горном институте.

В 1931г открыл месторождение бокситов «Красная Шапочка» на Северном Урале, один из первооткрывателей Кальинского и Черемуховкого месторождений бокситов.

Николай Акимович в 1946г он становится лауреатом Сталинской премии I степени. В 1969г ему присвоено звание «Первооткрыватель месторождения».

Н. А. Каржавин—почетный гражданин Североуральска, в 1977г его именем названа одна из центральных улиц города. Умер 14 марта 1974 г.

Выдержка из книги Н. А. Каржавина «Красная шапочка»

«В штабеле я увидел типичные шаровые образования красного боксита. И тут невольно возникла мысль назвать месторождение «Красная шапочка». Именно под этим названием месторождение известно во всем мире».

Одна из первых малых наклонных шахт СУБРа

Одна из первых малых наклонных шахт СУБРа

Как видно, месторождение было открыто в стародавние времена работы Петропавловского завода Максима Походяшина и называлось Благовещенским; плавки убогой железной руды проводились довольно длительное время, но ничего, кроме вывода из строя доменных печей, эти попытки не дали. Уже в конце XIX века в ходе изыскательских геологических работ месторождение посещает Е. С. Федоров, и – опять досадное недоразумение – его руды и далее остаются «убогими железными».

Геологическое строение Североуральских бокситовых месторождений

Образование североуральских бокситов приурочено к раннему девону (эйфельский и живетские ярусы), когда практически весь восточный склон Урала был занят акваторией неглубокого окраинного моря, отделяемого многочисленными островами от основной акватории. В условиях теплого и влажного климата на островах и прибрежных участках девонского моря в результате выветривания коренных пород происходило накопление глинозема. Водными потоками он переносился и  переотлагался на более древних известняках, где и образовались крупнейшие уральские месторождения бокситов.

В геологическом плане месторождения расположены в пределах зеленокаменной полосы Урала и приурочены к западному крылу Шегультанской синклинали. Рудный пласт и комплекс вмещающих пород имеет меридиональное простирание и падает на восток под углом 20-30°. Все выявленные до настоящего момента площади оруденения укладываются в узкую полосу шириной 2-4 км, прослеживающуюся от р. Коноваловки на юге до левобережья р. Сосьвы на севере.

Бокситовый бассейн разделяется широтными сбросами и безрудными промежутками на ряд крупных площадей, которые условно названы месторождениями: «Красная Шапочка», Кальинское месторождение, Ново-Кальинское месторождение; Черемуховское месторождение; Сосьвинское и Всеволодо-Благодатское месторождения. Рудный горизонт североуральских месторождений залегает с размывом, а местами с угловым несогласием на розовых известняках Петропавловской свиты и перекрывается согласно залегающими глинистыми сланцами и битуминозными известняками нежнеэйфельского возраста. Литологически собственно бокситовый горизонт не однороден и состоит из трех подгоризонтов (снизу вверх):

  • нижнего подгоризонта красных марких руд;
  • среднего – красных немарких и яшмовидных руд;
  • верхнего подгоризонта зелено-серых пестроцветных руд.

Бокситы приурочены к участкам повышенных мощностей и заполняют неровности карстовой поверхности палеорельефа. Суммарная мощность бокситов невыдержанна и составляет в среднем 2-7 метра, иногда достигая 30-40 метров.

Красный маркий и немаркие бокситы слагают около 80% всего рудного горизонта. Эти бокситы являются наиболее высокосортными. Основным породообразующим минералом в них является диаспор, в небольших количествах содержатся бемит и хлорит. Минералы, содержащие вредные примеси (кремнезем, углекислоту, серу), присутствуют в незначительном количестве и, как правило, приурочены к трещинам скола (пирит, кальцит). Красный яшмовидный боксит по качеству несколько ниже красного маркого и немаркого бокситов из-за повышенного содержания кремнезема. Основным минералом в нем является бёмит, реже встречается диаспор и каолинит. Пестроцветные бокситы по составу очень неоднородны: их основу слагают диаспор и бемит, второстепенное значение имеют пирит, сидерит, гематит, хлориты и каолинит.

В целом бокситы североуральских месторождений являются самыми высококачественными в СНГ и не уступают лучшим маркам бокситов из других месторождений мира.

Итак, что же интересного можно обнаружить в недрах Североуральских бокситовых месторождений?

Визитной карточкой СУБРа можно назвать так называемые «бокситовые шары» — шаровую отдельность бокситов. Но боксит является не минералом, а горной породой, состоящей из нескольких минералов. Поэтому для тех, кому интересны минералы «в чистом виде», можно предложить другую визитку – кальцит. Кальцит СУБРа, бесспорно, очень красив и многообразен.

Кальцитовые двойники на матрице. Красная шапочка, город Североуральск

Кальцит. Два сдвойникованных кристалла, нарастающих на более мелкие скаленоэдрические кристаллы матрицы, из карстовой полости горизонт — 500м шахты «Красная шапочка». Размер кристаллов до 8 см.

Кальцит, пирит с побежалостью

Кальцит, пирит с побежалостью. Друза кристаллов из карстовой полости в бокситах в блоке 15юг гор. -860м, шахта «Кальинская». Размер отдельных кристаллов до 5 см.

По роду службы мне регулярно приходится бывать в наших шахтах, благодаря чему в коллекции есть множество достойных образцов. Кристаллы кальцита в условиях нашего месторождения образовались на стенках карстовых пустот в известняках и изредка – в бокситах. Как известно, кальцит выделяется среди других минералов богатством простых форм, в которых он может кристаллизоваться — более двух тысяч. Наш кальцит – яркое тому подтверждение. Каких только форм ни встретишь! Не хочется перегружать неискушенного читателя специальными минералогическими терминами, достаточно сказать, что образец зеленоватого кальцита, взятый на южном фланге горизонта -770м шахты «Кальинская», состоит из крупных кристаллов одной формы, на которые позднее наросли кристаллы нескольких, совершенно иных форм.

Кальцит. Шахта Кальинская, город Североуральск

Кальцит. Горизонт — 770м. Юг шахты «Кальинская», город Североуральск

Несколько лет назад на шахте «Красная Шапочка» была вскрыта карстовая полость с прекрасными прозрачными и бесцветными кристаллами со штриховкой на гранях, местами покрытыми красноватым налетом (лучший образец – в музее Североуральского образовательного центра). Весьма эффектны сдвойникованные кристаллы, по форме напоминающие лепестки розы. Конечно, для шахты главное – метры проходки и «кубы» руды. Но пускать «под отпалку» такие вещи недопустимо. Во многих странах (но не в России) это уже давно поняли, и на самых интересных горных предприятиях созданы своеобразные музеи под землей.

Для гостей предприятия, ученых, а за отдельную плату и для туристов, организуются экскурсии непосредственно в забой или полость, где обнаружены подобные «достопримечательности». Сохранность таких объектов строго соблюдается – кусочек на память не отколешь. У нас же большая часть образцов уничтожается сразу, при добыче руды, а то, что шахтерам удается вынести на поверхность почти всегда непригодно для коллекционирования, так как горняки мало заботятся о сохранности образцов при транспортировке; кальцит же является чрезвычайно хрупким минералом и при ничтожных механических воздействиях раскалывается по спайности.

Стоит упомянуть и о натечных образованиях кальцита. В старых горных выработках подземные воды за несколько десятилетий создали множество причудливых форм.

Псевдоморфоза кальцита по лампе накаливания (современное минералообразование)

Псевдоморфоза кальцита по лампе накаливания (современное минералообразование). Североуральский бокситовый рудник, горизонт -20м шахты «15-15бис». Северный Урал, Россия. Образец: Музей СОЦ, фото: © Михаил Цыганко

Например, в одной из старых выработок 7-ой наклонной шахты Кальинского рудника мне попался сталагмит настолько своеобразной и живописной формы, что я долго думал, помещать ли сюда его фотографию.

Кальцит. Шахта Кальинская, город Североуральск

О кальците известно многим, но уж точно немногие слышали про СУБРовские агаты.  Между тем, халцедон – минерал, из которого и состоит агат – не редкость при проходке капитальных горных выработок в вулканогенных породах. Редкостью являются агаты хорошего качества. Окраска концентрических слоев агата – от белой или бесцветной до красной. Агатам Североуральска  мы посвятим отдельную статью.

Агат. Шахта Кальинская, город Североуральск

Агат. Шахта Кальинская, город Североуральск

Несомненный интерес для минералога и для коллекционера представляют минералы группы цеолитов. Эти минералы также образовались в вулканогенных породах. Показательный образец с крупными кристаллами цеолита в полости керна разведочного бурения мне удалось заполучить в геологическом отделе шахты «Ново-Кальинская» во время прохождения студенческой практики в 1997 году. Образец   был отправлен в Уральский геологический музей для точной диагностики; к сожалению, там он был утерян.

В верхней части месторождений (в старых карьерах) можно обнаружить опал, образовавшийся в результате выветривания горных пород и обогащения их кремнеземом. Конечно, этот опал из-за его белой окраски и трещиноватости нельзя назвать благородным. Но поискать лучший, наверняка, стоит. Опалы также нередко заполняют миндалины в порфиритах.

Прострел

Прострел

Такие образцы можно найти, например, на отвалах пустых пород шахты «Кальинская».

Относительно легко на этих же отвалах можно обнаружить такие минералы как пирит и марказит.

Пирит. Шахта Кальинская, горизонт — 950 м, город Североуральск, Северный Урал, Россия. Образцы и фото: © Михаил Цыганко

Пирит. Горизонт -950м. Шахта «Кальинская». Размер образца: 10х7см.

Чаще всего пирит является одним из породообразующих минералов пестроцветных бокситов, однако, не является редкостью и его нахождение  в известняках в виде правильных кубических кристаллов величиной до 0,5 см, реже до 1-2 см. В известняках же зачастую находится и марказит, который не трудно на первый взгляд спутать с пиритом. Весьма интересны крупные неправильные сферические кристаллы пирита с яркой побежалостью. Прекрасные штуфы с подобными кристаллами были взяты со стенок карстовой полости, где они находились совместно с крупными прозрачными кристаллами кальцита. 1, 15 Полость эта была вскрыта на южном фланге горизонта -860м шахты «Кальинская».

На породном отвале бывшей шахты 14-14бис было найдено несколько образцов просвечивающего галлуазита приятного зеленоватого цвета на известняке.

Галлуазит

Галлуазит. Полупрозрачные выделения. Бывшая шахта 14-14бис (ныне «Красная шапочка»). Размер образца: 5х3,5см.

На горизонте -860 м шахты «Красная шапочка» геологической службой рудника были отобраны образцы руды, содержащие самородную медь в виде тонких пленок. Здесь же был обнаружен минерал халькантит (медный купорос).

Минералы вулканогенных толщ, вскрытых при проходке капитальных горных выработок вертикальных шахт также представляют интерес для коллекционера. Здесь следует отметить находки минерала апофиллита, представленного прожилками в порфиритах. Изредка хорошо ограненные бесцветные псевдокубические кристаллы апофиллита достигают величины 5 мм. Кристаллы эти совместно с уплощенными розовыми кристаллами стильбита-Са  заполняют небольшие пустотки в трещинах порфиритов.  Порфириты зачастую окрашены селадонитом в зеленоватые цвета.

Апофиллит, стильбит. Шахта Кальинская, город Североуральск

Апофиллит, стильбит-Са. Бывшая шахта 14-14бис (ныне «Красная шапочка). Размер образца 7х5см.

Горнякам СУБРа, да и многим  простым жителям города Североуральска давно известно о существовани карстовой полости на горизонте -500 метров шахты «Красная шапочка». Прекрасные штуфы и друзы кальцита необычной морфологии из этой полости украшают кабинеты городских руководителей, витрины многих музеев, а также частных собраний минералов.

При проходке подводящей выработки к уклону МДК на  горизонте -500 метров (горно-капитальные работы) бывшей шахты 14-14бис (ныне шахта «Красная шапочка») в 1993 году была вскрыта карстовая полость значительного объема.

 Полость расположена в лежачем боку, на довольно значительном удалении от рудного тела в известняках нижнего девона на глубине немногим более 700м от дневной поверхности (превышение поверхности шахтного поля над уровнем Балтийского моря составляет +209,8м). Горные работы вскрыли карстовую полость в ее наиболее объемной части. Когда наблюдатель попадает из горной выработки в карстовую полость, то оказывается в зале, высота которого составляет около 5 метров от кровли до глыбового завала; ширина зала в наибольшем измерении составляет 20,5, а в перпендикулярном ему – 11,9 м (рис. 1).

Карстовая полость в шахте «Красная шапочка»

Карстовая полость в шахте «Красная шапочка»

Частично пол зала затоплен водой. Очевидно, что еще до осушения массива полость была затоплена не полностью, об этом говорит четкая граница старого уровня воды на стенках карста.

Ниже этой границы стенки и дно заилены бурой глиной, выше – абсолютно чистые. Кристаллы кальцита в нижней части полностью «заросли» вторичными минералами железа, а поверх них — глиной, в верхней части наблюдаются лишь едва заметные следы ожелезнения. Граница перехода довольно резкая. В дальней левой части зала, если смотреть от входа, берет свое начало протяженный карстовый ход, который, по аналогии со спелеологической терминологией, можно назвать меандром. Ход идет в северо-западном направлении, длина доступной его части более 20 м, средняя ширина 1,5 м, средняя высота 1 метр. Такой же меандр длиной около 15 м прослеживается в противоположную сторону. Он начинается в юго-восточной части грота и имеет значительный уклон вверх. По нашим данным, протяженность всех ходов доступной для наблюдения части полости превышает 60 м, площадь пола – 320 м², объем карстовой полости составляет около 1000 м³.

В месте сопряжения карста с горной выработкой наблюдается слабая тяга воздуха, что может свидетельствовать о значительной протяженности карстовой системы и ее связи с другими горизонтами или отработанным пространством шахты.

Главной достопримечательностью этой полости служит инкрустация ее стенок прекрасными кристаллами кальцита скаленоэдрической и сложной двойниковой формы. Размер кристаллов достигает 7-8 см, составляя в среднем 2-4 см. Формы огранки кристаллов кальцита здесь две: первая и наиболее распространенная – скаленоэдр; поверх скаленоэдров развиваются сложные сдвойникованные кристаллы гораздо больших размеров, вероятно, представляющие собой комбинацию призмы и скаленоэдра.

Кальцит

Кальцит. Друза сдвойникованных и скаленоэдрических кристаллов из карстовой полости гор. -500м шахты «Красная шапочка». Размер образца: 19х17х8с

 Кристаллы нарастают как на стенки и кровлю выработок, так и на почву. Вероятно, до вскрытия полости все ее поверхности были полностью инкрустированы кристаллами. Сейчас на кровле и стенках кристаллы образуют также очень эстетичные щетки и друзы порой до нескольких квадратных метров. На почве эти щетки  присыпаны железистым бурым налетом, иногда полностью скрывающим их, заглинены. На кровле и верхней части стенок кристаллы кальцита бесцветны. Имеются единичные находки фантомных кристаллов. Источником железа мог служить пирит пестроцветных бокситов, соединенных системой трещин или карстовых полостей с исследуемой полостью.

Скаленоэдрические и сложные сдвойникованные кристаллы кальцита in situ

Скаленоэдрические и сложные сдвойникованные кристаллы кальцита in situ

Кальцит. Скаленоэдрический кристалл

Кальцит. Скаленоэдрический кристалл

Скелетный кристалл пирита в форме елочки

Скелетный кристалл пирита в форме елочки

После вскрытия полость была хищнически разграблена шахтерами, большая часть оставшихся образцов была уничтожена в варварском стремлении отколоть хоть один кристалл. Но в самых высоких частях зала и в дальней части меандра остались нетронутые участки стенок и кровли площадью до нескольких квадратных метров, которые производят на наблюдателя поистине фантастическое впечатление. За отблесками многочисленных кристаллов кальцита в свете шахтерского фонаря можно наблюдать часами, время здесь словно останавливается.

Полость буквально завалена брошенными инструментами, многие из которых абсолютно не приспособлены для добычи минералов, а скорее – противопоказаны для нее. По рассказам горняков, в карсте был произведен фугасный взрыв, для того, чтобы повредить кристаллы, вызвать обрушения и отбить интерес к посещению этого «музея природы». Об этом же свидетельствуют остатки огнепроводного шнура, лежащие между глыбами известняка. Однако, и это не смогло предотвратить дальнейших посещений карста горняками. Поэтому спустя несколько лет после вскрытия полости,  ввиду большой опасности обрушения нависающих пород кровли, вход в нее был перекрыт бетонной перемычкой, а сама шахта «14-14бис» вскоре после этого прекратила свое существование как самостоятельная единица.

На сегодняшний день горные работы опустились еще на несколько сотен метров и ведутся на абсолютных отметках от -1060 до -1240 метров. Карстовых полостей подобного типа более встречено не было, вскрыты лишь единичные полости объемом в несколько кубометров, также инкрустированных кристаллами кальцита, но кристаллов подобной огранки не встречено более ни на одной из шахт СУБРа. Полюбоваться штуфами прекрасных сдвойникованных кристаллов сейчас можно лишь просматривая частные коллекции или побывав в музее Североуральского образовательного центра.

По рассказам старых горняков, подобные полости ранее не были редкостью, но мало кого интересовали, иногда же служили причиной весьма серьезных и затяжных аварий с полным или частичным затоплением горизонтов и шахт в целом. На верхних горизонтах, особенно выше + 0м были вскрыты карстовые системы с объемами в несколько сотен тысяч кубических метров. Интерес эти системы представляли лишь для рудничных геологов и гидрогеологов, да и то, скорее практический, нежели эстетический или научный. Поэтому большинство этих открытий остались лишь в памяти горняков, отчетах маркшейдерской службы рудника, а редкие образцы минералов попали на полки геологических отделов.

Ввиду того, что некоторые типы известняков бокситовых месторождений содержат большое количество органических веществ, имели место процессы преобразования органики в битумы.

Битум на боксите

Битум на боксите. Шахта 15-15бис. Размер образца более 30см. Образец Североуральского краеведческого музея

Ископаемая флора и фауна нашего бокситового месторождения также заслуживает внимания. Но сразу признаюсь в полной своей несостоятельности в вопросах палеонтологии. На фотоснимке запечатлены окаменелости, найденные школьниками-кружковцами на отвалах шахты «Кальинская».

Окаменелые остатки древних организмов

Окаменелые остатки древних организмов

В шахтных терриконах содержится большое количество горной породы, пригодной к использованию в качестве поделочного сырья.  Это яшмовидные бокситы, известково-бокситовая брекчия, некоторые разновидности известняков с остатками ископаемой флоры и фауны, порфириты.

Композиция «Грибная полянка». Гранодиорит, боксит, змеевик

Композиция «Грибная полянка». Гранодиорит, боксит, змеевик. Автор: Д.А. Баранов

Поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован и передан третьим лицам (Политика конфиденциальности). Обязательные для заполнения поля помечены *

*