Путешествия за камнем - Александр Ферсман

Первая разновидность — кристаллическая — образует или большие, хорошо оформленные кристаллы, нередко красивого изумрудно-зеленого цвета, или же представляет сахаровидную массу зернышек, напоминающую мрамор светло-зеленоватого или желтоватого оттенка. Эта разновидность довольно широко распространена в природе, так что почти в каждой горной породе микроскоп может открыть отдельные иголочки или призмочки этого минерала; но большие скопления апатита в его кристаллическом виде встречаются редко и известны нам только в габбровых породах Норвегии и Канады, в гранитах Испании и Урала и в кварцевых жилах Южной Африки. Однако нигде апатит не образует очень больших скоплений и добывается лишь в небольших количествах из указанных выше месторождений, обычно попутно с другими полезными ископаемыми. Особенно интересны скопления апатита в железных рудах, из которых они нередко извлекаются при выплавке чугуна в виде так называемого томасшлака.

В значительно бóльших скоплениях встречается фосфорит — другая разновидность апатитового вещества, который главным образом и используется в народном хозяйстве.

Фосфорит состоит из мельчайших кристалликов апатита или же образует сплошные коллоидальные массы, нередко плотно сросшиеся с частицами кварца, зернышками главконита, с известковым или иным цементом.

Самые крупные мировые скопления фосфорных руд состоят именно из этой разновидности; и много миллионов тонн этого минерала добывается ежегодно преимущественно во Флориде в Северной Америке и в Северной Африке (Алжир, Тунис, Марокко), в то время как размеры добычи кристаллического апатита не превосходят нескольких сотен или тысяч тонн.

Кристаллический апатит отличается от фосфорита не только по характеру кристаллизации, но и по происхождению.

Апатит в подавляющей части своих скоплений связан с расплавленными магмами, из которых он выделяется или в самом начале процесса застывания магмы или, главным образом, в конце его, в тех остаточных расплавах, которые мы называем пегматитовыми остатками; или же в тех газовых скоплениях летучих веществ, которые мы называем пневматолитами. Часть его месторождений образована из горячих водных растворов; и, наконец, в ряде месторождений он образовался на границах расплавленной массы с известняками (на контактах).

Совершенно иного происхождения фосфориты, всегда залегающие в осадочных породах различных возрастов (особенно мелового и третичного). Эти скопления, очевидно, связаны с живыми организмами, и, по мнению некоторых ученых, образование фосфоритов может быть объяснено накоплением животных остатков, массовой гибелью живых существ в морях на границах холодного и теплого течений, при внезапных изменениях условий жизни и т. д.

Вот вкратце объяснение понятия «апатит».

Второй замечательный минерал этой хибинской породы — нефелин. Обычно нефелин — довольно невзрачный сероватый полупрозрачный минерал (назван от греческого слова, обозначающего «облако»), встречающийся как основная часть магматических горных пород как глубинного, так и вулканического типа. Его формула (Na, K)2О Аl2О3 2SiO2 с небольшим избытком SiO2.

По составу он очень напоминает полевые шпаты, которые идут на получение фарфора и фаянса, но имеет ряд своеобразных черт: во-первых, он содержит много больше окиси алюминия (глинозема) — 34 процента; во-вторых, заключает щелочи — окиси натрия и калия в количестве около 22 процентов, в том числе К2О около 6 процентов; и, наконец, в-третьих, обладает очень своеобразным свойством, которое резко отличает его от нерастворимых (или труднорастворимых) полевых шпатов, — он необычайно легко разлагается (с образованием студня) даже на холоду, и притом при воздействии весьма слабыми кислотами. Из особых свойств нефелина отметим его довольно значительную твердость (того же порядка, что и полевого шпата, то есть около 6) и сравнительно низкий удельный вес, колеблющийся между 2,58–2,64, чем он довольно резко отличается от тяжелого апатита и других темных составных частей породы.

В нефелине мы имеем совершенно исключительный источник сырья для самых разнообразных отраслей народного хозяйства.

До сих пор нефелин никогда не использовался в промышленности; это объясняется, главным образом, отсутствием больших месторождений.

Хибинские тундры заключают в себе неисчерпаемые запасы своеобразной апатито-нефелиновой породы, не встреченной до сих пор в мире нигде в таком количестве и в такой чистоте.

Типичная апатито-нефелиновая порода здесь состоит из следующих минералов: апатита в виде неправильного агрегата зернышек и кристалликов нескольких типов, нефелина в серых и мутных, сильно объеденных кристаллах или зернах, собранных или в пятнышки или в линзы и обтекаемых апатитом, зернышек титаномагнетита в виде черных точек, кристалликов золотисто-бурого сфена и небольшого количества иголочек эгирина (феррисиликата натрия) или щелочной роговой обманки и листочков биотита.

Но для чего же нужен апатит?

Апатит прежде всего является, наравне с фосфоритом, основною рудою для получения фосфорнокислых соединений, идущих на удобрение; для получения чистого фосфора и для приготовления некоторых специальных препаратов, в том числе высокосортных эмалей для керамической посуды.

Фосфорные удобрения, вносимые в почву под сельскохозяйственные культуры, получаются из следующих основных источников:

1) перемолотые кости — костяная мука;

2) томасовский шлак, получаемый при выплавке фосфористых руд;

3) природные фосфориты и апатиты;

4) гуано (животные остатки).

Грандиозная потребность нашей страны в удобрениях совершенно очевидна. Те количества фосфорной кислоты, которые мы ранее вносили на наши поля, ничтожны и определенно говорят о том, что мы безрассудно растрачивали наш основной капитал — почву.

Для роста растений, помимо солнца, воды и ряда обычных веществ, входящих в состав почвы, нужны главным образом три вещества: азот, фосфор, калий. Для разных почв и для разных культур количества их будут различны, но в среднем для всего Советского Союза ученые-агрономы довольно согласно дают следующее соотношение азота, фосфора, калия: 4–10–5. Из этих чисел мы видим, что больше всего требуется фосфора.

Хибинское апатитовое сырье как по имеющимся запасам, так и по качеству занимает в СССР первое место.

После открытия хибинских апатитов пришлось полностью пересмотреть всю проблему резервов фосфорнокислых удобрений нашей Родины и учесть новый, мощный и реальный фактор всесоюзного значения — Хибинские апатитовые месторождения.

Первые штабели апатитовой руды, добытой в Хибинах в 1928 г.

Хибинское месторождение ценно тем, что может служить базой для широкой химизации страны и источником для снабжения сырьем целой сети отечественных суперфосфатных заводов, так как дешевизна и легкость разработок допускает дальние перевозки сырья, тем более что месторождения расположены у незамерзающего порта.

Я пишу эти строки, и перед моими глазами проходит вся история овладения Кольским полуостровом за последние 13 лет (1920–1933).

Академия наук СССР и ее институты в течение этих лет были пионерами этой борьбы за Кольский полуостров, а группа молодых энтузиастов Севера, объединившаяся в 1920 году вокруг первой Хибинской экспедиции, выросла в целый мощный коллектив завоевателей полярной природы.

Оглядываясь назад, мы можем разбить это прошлое на несколько отдельных этапов.

Первый — с 1920 до 1926 года, когда закладывалось основание для изучения Хибин, когда отдельными маршрутами и партиями шаг за шагом проникали мы в Хибинские и Ловозерские тундры, на собственных спинах перетаскивая оборудование и продовольствие и перенося динамитные патроны в карманах.

Открытие апатита сначала в виде отдельных глыб (1921 г.), а потом в виде больших массивов (1923 г.), уже тогда заставляло искать пути для его использования.

К 1925 году мы собрали столько данных по распространению апатита, что нами был поднят вопрос о необходимости промышленного обследования месторождений, и мы просили об ассигновании кредитов на их осмотр в размере 1000 рублей.

Несмотря на столь небольшую сумму, в ассигновании нам было отказано. Академия наук денег не имела, а Институт по изучению Севера, у которого мы просили денег, неожиданна для нас решил сам своими силами продолжить начатую нами работу.

Такое предложение было встречено нами, работавшими много лет и поднявшими этот вопрос, несочувственно, и мне пришлось в весьма резкой форме указать на заседании совета института, что мы считаем недопустимым передавать работу другим лицам, незнакомым с районом, и удерживаем за собой право на продолжение работ, которые мы начали и определенно считаем интересными с практической точки зрения.