Скачать

Минералы Меднорудянского месторождения Н-Тагила и его окрестностей

Тема моего реферата звучит так: "Минералы Меднорудянского месторождения Н-Тагила и его окрестностей"..

Почему я взяла эту тему?

Для этого существовало несколько причин.

1. Н-Тагил - мой родной город; мне было интересно узнать историю моего города, а она тесно связана с фамилией Демидовых; с основанием медеплавильных заводов и по выплавке железа, а значит и с Меднорудянским рудником и его минералами.

2. Очень часто говорят фразы: "Урал - опорный край державы, "Тагил - кладовая минералов"," хозяйка Медной горы", "малахитовая шкатулка" и мне захотелось, узнать насколько эти красивые литературные выражения соответствуют действительности.

Где правда? Где вымысел?

3. Мой папа - коллекционер, он влюблен в камень, поэтому с детства меня окружали разнообразные минералы, замечательные не всегда понятные люди: геологи коллекционеры, которые собирались у нас и вели свои неторопливые разговоры о красоте и многообразии камня. Меня папа брал на различные месторождения, поэтому о них я знаю не понаслышке.

Украшен мой реферат, как я считаю замечательным стихотворением:

Самая лучшая из охот -

Охота постичь наш мир.

Чем красен рубин,

Чем зелен берилл

И чем синеет сапфир?

Как попала, где и когда

В аквамарин морская вода?

Кто, зачем и давно ли налил

Во флюорит лиловых чернил?

У каждого камня свой личный цвет,

Свой особенный нрав

И свой букет "особых примет".(4)

Изучив большое количество материала в краеведческой библиотеке, я поддерживаю гипотезу, что малахит наряду с прочим был источником меди у металлургов Приуралья и Южного Урала в эпоху раннего металла I тысячелетия до н. Э.

Предметом изучения моего реферата является история, которая доказывает, что Меднорудянский рудник "по своему порядку, разнообразию и благоустройству- во всех отношениях есть один из лучших" в XVIII-XIX веках.(5)

Цель-анализ геологической и минералогической изученности, его особенностей.

Задачи моей работы:

изложить историю Меднорудянского месторождения

проанализировать геологическое строение, структуру, этапы его формирования

изучить минералы, характерные для этого месторождения

спроектировать свою дальнейшую деятельность

В 1720 году было открыто медное с магнетитом месторождение, которое назвали Меднорудянским; его сейчас же стали эксплуатировать для нужд расположенного неподалеку Выйского медеплавильного завода.( 2)

В 1760 году во время своих путешествий по России Нижний Тагил посетил П.С. Паллас. Он пишет, что здесь добывались изрядные медные руды, а в двух шахтах ломали не только богатые глины, но и изрядные почки малахита, которые положением и глиной во всем подобны богатым рудам гумешевского рудника. Надо отметить, что владельцы медного рудника не придавали значения малахиту, хотя он стоил много дороже рядовых руд. Эксплуатация бедного медью Меднорудянского месторождения была невыгодна, и вскоре оно было заброшено.(4 )

Новое открытие этого рудника произошло в 1813 году. Открыл его демидовский крепостной Кузьма Кустов. Уже в 1814 году там начинается интенсивная разработка.

В южной части Высокогорского поля, на южном склоне горы Высокой, в пределах городской черты Нижнего Тагила расположена залежь наиболее богатых медью магнетитовых руд. Посреди рудного отвода протекает небольшая речка Рудянка (ныне отведённая в сторону), от которой месторождение получило своё название. По началу в 18-ом и 19-ом веках, его, как и заложенный здесь рудник, называли Медным Рудянским, позднее Меднорудянским.

Самой острой проблемой, с которой столкнулись при разработке Меднорудянского месторождения, была вода. Приток её составлял 2400 куб.м. в сутки. Инженерным умом талантливых крепостных-самоучек на руднике было создано водоотливное хозяйство, занимающее исключительное место в истории русской горнорудной техники. Вода из забоев откачивалась штанговой машиной и тремя паровыми машинами. Их ритмичная работа позволила вести добычу на больших глубинах, что в свою очередь способствовало открытию огромного скопления малахита, встреченного на глубине 78м и уходящего на десятиметровую глубину.(6)

В середине XIX в. начали усиленно разрабатывать Меднорудянский рудник. В нем были вскрыты низы коры выветривания, т.е. те части, где на известняке осадилась углекислая медь. Сто с лишним лет велась добыча малахита в Меднорудянском месторождении, и малахит принес славу этому месторождению.

Меднорудянский рудник занимал первое место среди медных рудников Урала, второе место среди рудников России и 30-е-50-е место в мире.

За время своей разработки он дал много замечательных и даже совсем новых минералов. Особенно прекрасны большие массы и отдельные крупные глыбы малахита, добывавшиеся из этого рудника...

Меднорудянское месторождение вряд ли можно считать самостоятельным месторождением. Оно, как и другие мелкие рудные тела в районе, является небольшим ответвлением от главного тела. Происхождение Меднорудянского месторождения было довольно сложным. Сначала на этом месте в относительно неглубоком море отлагались известковые осадки. Это были обломки раковин, целые раковины, а частично и химически осаждался карбонат кальция (кальцит). Кальцит цементировал обломки ракушек и целые ракушки. Происходило все это примерно 300 млн. лет назад, в эпоху, которую геологи называют палеозойской. Позднее, когда в данном месте образовалась очень большая толща осадков, проходило горообразование. Накопившиеся осадки оказались смятыми и разломанными, через них проходила лава, идущая к вулканам, во множестве образовавшимся на поверхности того времени. Часть силикатного расплава, дающего на поверхности лаву, задержалась на своем пути к поверхности и застыла там.

Силикатный расплав, задержавшийся на глубине при движении к дневной поверхности, сильно отличается от лавы, которая изливается из жерла вулкана, вызывают взрывы и уходят в воздух. В составе этих летучих веществ преобладает вода, но есть и разные рудные вещества. Застывание магмы сначала идет относительно спокойно, из нее выделяются такие силикатные минералы, как полевой шпат, роговая обманка, слюда. В результате остающийся расплав обогащается летучими веществами, которые усиленно ищут выход. Как отмечено выше, известняк, вмещающий кристаллизующую массу, в результате горообразования был деформирован и изломан. В трещины известняка и устремляются летучие вещества, выделяющиеся при кристаллизации массы. Так как давление в глубинах, где идет кристаллизация сиенитового интрузива, довольно велико, расплав и отделяющие от него растворы очень горячие (несколько сот градусов), то и растворы эти весьма концентрированные. Соприкасаясь с холодными известняками, они растворяют их, и химически с ними взаимодействуют. При этом плохо растворяемые минералы, такие как: гранат, магнит, простая железная руда и ряд сернистых соединений, выпадают на место известняка, формируя вдоль трещин полосы так называемых скарновых руд.

Горообразующие усилия после формирования скарновых рудных тел вынесли как сами руды, так и все окружающие их породы на уровень дневной поверхности, а разливающая сила воды и поверхностных факторов обнажила их.

На все описанные выше процессы потребовалось около 100 млн. лет, а примерно 250 млн. лет назад весь Урал попал в область выветривания, и на его поверхности образовалась мощнейшая кора выветривания, пожалуй, даже большая. За счет сиенитов образовались толщи каолиновых глин, а за счет известняков - опоки и другие кремнистые породы. За счет высокогорских магнетитовых скарнов образовались так называемые мартитовые руды (окись - закись железа - магнетит, поглотив довольно много кислорода, перешла в окись железа-мартит). В Меднорудянском руднике, кроме магнетита, был еще и медный колчедан, который при выветривании окисляясь, переходил в медный купорос, взаимодействовавший с окружающим известняком, давая углекислую медь, малахит.

Азурит

Встречается редко: установлен в виде тонких прожилок и неправильных гнездышек среди пористого бурого железняка. Развит в виде отдельных «глазков» в тальковых глинах, вскрытых в шахта Акинфиевской и Надежной.

Часто образует мелкие коротко=призматические кристаллики и кристаллические корочки на медистых магнетитах в северной части месторождения (шахта Северная). Некоторые лазорево -синие и темно-синие кристаллики выявляют комбинации форм.

Слабо устанавливается спайность.

Твердость: 3,5 - 4.

В образцах с отвалов шахты Северной автор наблюдал скопления азурита в полостях охристо-бурого железняка и тонкие корочки и пленки медной сини на тонкозернистых массах магнетита. Азурит здесь часто ассоциируется с мелколучистым малахитом.

Химический состав этого минерала переменный. Хризоколла отвечает достаточно точно формуле известна под названием «аспералита».

Отличительной особенностью другой разновидности хризоколл демидовита - является наличие в его составе фосфора (до 10%).

Собственно хризоколла наиболее распространенная из всех разновидностей, была обнаружена почти во всех горизонтах горных выправок М.м.. Они образуют самостоятельные скопления с большим количеством примеси малахита.

Нередко ее находили среди охристо - глинистых и кремнисто - бурых железняков обычные формы нахождения хризоколлы натечные, корковые, скорлуповатые и почковидные агрегаты плотной или тонковолокнистой структуры. Как правило, хризоколла всегда образуется вместе с малахитом.

Широко распространена в южной части месторождения (шахты Акинфиевская, Темно-Павловская). Обычно она образует скопление массы, друзы,корки в куприте и в полостях бурого железняка. В прошлом встречались в хорошо образованных кристаллах, описанных Г. Розе (1842). Размер кристаллов до 1-3 мм. Форма: пирамидальный куб в комбинации с кубом, тетрагон - триоктаэдр, часты двойники. Самородная медь также встречается в виде тонкокристаллических присыпок на почковидных агрегатах малахита или в виде тонких листочков. Иногда нарастает на мелкие кристаллики куприта. Наблюдалась медь, наросшая в виде тонких веточек на пирите, содержащий магнетит.

Куприт

Весьма распространенный минерал зоны окисления М.м. В значительной мере имеется в средней и южной частях месторождения. В прошлом, при нахождении куприта в ассоциации с бурым железняком, самородной медью и другими окислами, он получил название кирпичной, смоляной и печенковой медных руд. Основная масса этих руд шла на выплавку в Выйский завод, основанный в 1721 году бывшим владельцем Никитой Демидовым. Этот завод был одним из первых медеплавильных заводов на Урале, к которому в то время была проведена первая в России железная дорога от Меднорудянского месторождения.

С момента открытия Меднорудянского месторождения (1814-1896г.) из добытой рудной массы 3076980т. было выплавлено около 100000т. красной меди, в следствие этого до основания медеплавильного производства шли без выплавки на изготовление домашней утвари, орудий и для чеканки медных монет. Отмечаются скопления куприта с самородной медью и малахитом в гнездах бурого железняка (Иосса 3-й, 1839г.) описал кристаллы куприта в форме правильного октаэдра, куба, ромбического додекаэдра и в комбинациях этих форм. Размеры кристаллов достигают 20 мм. Часто вместе с хорошо развитыми красными кристаллами куприта и самородной медью в «губчатых» бурых железняках встречаются оливенит, тагилит, аспералит. По устному сообщению А.Ю. Болдырева, прекрасные кристаллы куприта в комбинации куба и октаэдра встречались в большом количестве в измененной гранатовой породе. Размеры кристаллов достигают 1,5 см., местами они собраны в друзы. Встречались образцы бурого железняка, в которых трещинки были выполнены кристалликами куприта, обрастаемого лучистым малахитом. Иногда причудливые агрегаты радиально-лучистого малахита отрастают одиночными кристаллами куприта.

Встречающиеся в буром железняке пустоты нередко сплошь покрыты кристаллическими щетками куприта.

Гетит (Goethit)

Назван в честь поэта и философа И.В. Гете. Синоним: руда железная Игольчатая, терроседерит. Формула: Fe OOH. Твердость: 5 -5,5. Плотность: 4,3.

Цвет кристаллов: охрано-желтый, желто-бурый, красно-бурый, до почти черного.

Блеск: от алмазного до тусклого, в волокнистых разностях атласный, шелковистый, полупрозрачный.

Форма выделения: кристаллические, столбчатые, игольчатые, землистые, порошкообразные массы; зернистые, почковидные, листоватые или радиально-лучистые волокнистые агрегаты, ноздреватые, натечные и сталактитовые выделения. Под паяльной трубкой плавится с трудом, чернеет и намагничивается.

Растворяется в соляной кислоте.

Сопутствующие минералы: гематит, лимонит, пирит, магнетит, кварц . Встречается в виде продукта выветривания, образуется при нормальных температуре и давлении из других железосодержащих минералов: сидерита, магнетита, пирита и других; либо как продукт осаждения в болотах и природных источниках. Гетит - важный компонент лимонита, входит в состав бурых железняков.

Кварц (Quarz)

Название происходит от немецкого-" руда секущих жил."

Цвет: бесцветный, от молочно-белого до серого, желтый, розовый, голубой, фиолетовый, коричневый или черный.

Окраска часто зональная, пятнистая.

Выделены цветовые разницы - аметист, хрусталь горный, цитрин, хризопраз.

Блеск: от стеклянного (у крупнокристаллического) иногда шелковистый.

Прозрачность: просвечивающий или непрозрачный.

Твердость: 7. Хрупкий.

Плотность: 2,65.

Спайность обычно отсутствует. У кристаллов, находящихся в напряженном состоянии или содержащие ориентированные газово-жидкие включения.

Излом раковистый.

Формы выделения: кристаллы призматические, ромбоэдрические, одиночные, не спаренные, кристаллы редки. Кварц - один из самых распространенных минералов земной коры.

Кальцит (Calcit)

Это один из наиболее распространенных минералов. Он бывает белым, серым, бурым, голубым, зеленым, желтым, розовым и даже черным. Его кристаллы обладают совершенной спайностью по трем направлениям и раскалываются на правильные фигурки, каждая грань которых имеет форму параллилограма. Кальцит образует очень разнообразные кристаллы от пластинчатой до вытянуто- призматической формы. Его легко отличить под действием даже разбавленных кислот. Прозрачная разновидность кальцита - исландский шпат. Он обладает способностью расщеплять проходящий через него луч света на два так, что, если взглянуть на предмет через пластинку исландского шпата, его изображение раздваивается. Кальцит - практически единственный минерал, в котором явление двупреломнение заметно невооруженным глазом.

Основная часть кальцита в природе содержится в многокилометровых толщах осадочных пород - известняков, в метаморфизованных известняках - мраморах. Если приглядеться ко многим из этих пород, окажется, что они почти целиком сложены из карбонатных остатков обитателей древних морей - морских ежей, раковин разнообразных моллюсков. Вода легко растворяет и вновь переотлагает кальцит в осадочных породах. С этим связано возникновение чарующего и загадочного мира пещер с их разноцветными, спускающимися с кровли гигантскими кальцитовыми «сосульками» - сталактитами, растущими вверх колоннами - сталагмитами, хрупкими каменными цветами и зарослями странных ветвистых кальцитовых образований.

Название произошло от греческого «кальс» - известь. Синонимы: андродамас, рейхит, шпат известковый, шпат пушечный.

Блеск: стеклянный до перламутрового; прозрачный, просвечивающий до непрозрачного.

Цвет черты: белый. Твердость: 3. Плотность: 2,6- 2,8. Форма выделения: призматические таблетчатые, ромбические, пластинчатые и другие кристаллы. Чистый крупнокристаллический кальцит с двупреломлением.

Под паяльной трубкой не плавится, становится трещиноватым, выделяет углекислый газ. Растворяется со вскипанием в холодной разбавленной соляной кислоте. Нечистый кальцит может маменсцироваться за счет содержания редкоземельных элементов. Сопутствующие минералы: барит, арагонит, доломит и другие.

Пирит

Название произошло от греческого «пир» - огонь, искрит при ударе.

Синонимы: камень инкский, колчеданжелезный и серный, колчедан купоросный, печеночная железная руда.

Цвет: светло латунно - желтый, окисленный пирит - коричневатый с пестрой побежалостью (часто покрыт корочкой лимонита).

Блеск: металлический. Непрозрачный.

Цвет черты: зеленовато-черный.

Твердость: 6 - 6,5. Хрупкий.

Плотность: 5 - 5,2.

Спайность: редко ясная.

Излом: раковистый.

Форма выделения: кристаллы-кубы, реже октаэдры, пентагондодекаэдры, сростки кристаллические, плотные зернистые массы, радиально-лучистые агрегаты.

Под паяльной трубкой: трескается и сплавляется в магнитный.

В серной кислоте растворяется медленно с выпадением серы. В соляной кислоте не растворяется.

Сопутствующие минералы: гетит, барит, сфалерит, встречается в осадочных рудных месторождениях и как акцессорный минерал в горных породах, распространенный сульфидный минерал.

Пиролюзит (Pyrolusite)

Название произошло от греческого «пир» - огонь и «латсис» - мытье; т.к. издавна добавки пиролюзита применялись для обесцвечивания стекла при его варке.

Формы выделения: землянистые, рыхлые, сажистые массы, плотные, скрытокристаллические агрегаты, зонально-концентрические и радиально-лучистые, почковидные, гроздевидные выделения, корки, пленочные дендриты. Иногда столбчатые до пальчатых кристаллы, их шестоватые и радиально-лучистые агрегаты.

Цвет: от черного до стально-серого, железо-серого..

Блеск: от тусклого до металлического,

Шелковистый у тонковолокнистых агрегатах.

Спайность: совершенная.

Твердость: 6.

Цвет черты: черная или синевато - черная.

Плотность: 5,2.

Малахит (Malachite)

«Как вешняя трава под солнышком, когда ветерком ее колышет. Так волны по делении ходят.» Таким представляется уральскому мастеру малахит.

На Урале - свое пристрастие к малахиту. Именно Уралу принадлежит монополия на лучшие сорта поделочного малахита. Здесь его добывали издавна. И понимали лучшее, чем где бы то ни было.

«Понимали» - это нечто большее, чем просто технологическое владение материалом. Речь идет об особом - духовном осмыслении красоты камня.

У каждого народа есть свой мир сказочных героев - хранителей недр, и у всех народов он был разный. Покровительница была и у уральских рудокопов. Звали ее Хозяйка Медной горы. Она же была и хранительницей малахита, ее и называли так иногда - Малахитница. Перед людьми она выступала в образе красивой женщины с зелеными глазами, одетой в роскошное платье малахитового цвета с изящной диадемой - кокошником, изукрашенной малахитом и другими драгоценными камнями. Ее владение украшали малахит, цветы самородной меди.

Хозяйка Медной горы может сделать все: одарить рудокопа, который ей люб и раздвинуть перед ним глинистую грязь рудной массы и явить глазу чистую, звонкую, весеннюю зелень малахита, а может и обрушить свод на голову корыстного человека.

Так и пошло по Уралу поверье, что лишь за великую доброту, душевную чистоту и честность одаривает Малахитница драгоценным своим камнем...

Малахит - основной карбонат меди.

Кристаллы его (мечта каждого коллекционера) крайне редки. Обычно они коротко или длиннопризматические до игольчатых, с округлыми неровными гранями, собраны в пучки и розетки. Обычно встречается массивными, но кавернозными массами или в виде корок. Внутри сложен радиально - расходящимися волокнами из грубых вплоть до мелких чешуек. Радиально лучистый рисунок часто совмещен с концентрически - полосатой (зональной) окраской. Встречаются тонковолокнистые разновидности, сноповидные, концентрически - слоистые, а также псевдосталактиты. Последние, кстати, были особенно любимы мастерами - малахитчиками позапрошлого века - их разрезали поперек и полученными кольцами выкладывали замысловатые композиции, заполняя пустоты малахитовой крошки или сочными вставками высокосортного камня. Основной цвет - зеленый. В кристаллах - от бесцветного и блекло-зеленого до черно-зеленого. В плотных ярко - медянковых массах светло -изумрудно - зеленый до темно - зеленого.

Кристаллы непрозрачны, но изредка среди них можно видеть слегка просвечивающие или на языке минералогии «малахит степени прозрачных».В проходящем свете малахит сохраняет зеленую окраску, но в отдельных случаях она приобретает желтоватый оттенок.

На фарфоровой табличке оставляет черту яблочно-зеленого, бледно-зеленого цвета.

Блеск кристаллов - от стеклянного до алмазного; волокнистых разновидностей - бархатистый или шелковистый; плотный, тусклый, зеленистый.

Твердость по шкале Мооса 3,5- 4. Хрупкий. Нередко загрязнен различными примесями, что снижает его декоративные качества. И наоборот богат включениями, придающими ему еще большую декоративность. Плотный малахит, несмотря на обычную для него кавернозность, чрезвычайно ценный поделочный камень. Благодаря небольшой твердости легко обрабатывается, быстро режется, хорошо шлифуется и полируется, в руках умелого мастера принимает самую высокую зеркальную полировку.

Обработанная поверхность непрочна - постепенно разъедается водой, содержащей углекислоту, тускнеет и нуждается в обновлении.

Самая яркая особенность малахита, как материала камнерезного искусства, которая выделяет его среди всех прочих, это наглядно выраженная архитектурность. Ни один другой поделочный камень не обладает этим удивительным для неживой природы качеством.

Издавна принято искать аналоги цвету малахита в живой природе. Даже название камня, произошло от слова мальва, цвет листьев, который будто бы повторился в его окраске.

Меднорудянское месторождение не уступает гумешевскому. Отличить их практически невозможно. Только профессиональный, намётанный на встречах с уральским малахитом глаз заметит, что меднорудянский более изменён, в нём чаще встречаются участки, замещённые хризоколлой, шаттукитом, псевдомалахитом, что окраска его более светлая, а рисунок крупнее, грубее, контрастнее.

Все изделия из малахита от шкатулок до ваз и колонн сделаны не из монолитного камня, а из тщательно подобранных тонких небольших плиток. Тысячи пудов камня пропустили руки мастеровых, прежде чем разрозненные плитки слились в великолепный ковер.

Наиболее ранние встречи с малахитом здесь можно отнести к 1722 году. Вероятнее всего, что благодаря этому зелёному проводнику к медным рудам и была заложена у Рудянки первая выработка -Медная яма. Камень тогда вряд ли мог привлечь внимание - с ним в ту пору ещё не были знакомы. Первые письменные свидетельства о местном малахите был