Многоцветная россыпь
Взгляните на карту нашей страны. Поистине великая и обширная. Есть у нас горные хребты и равнины, возвышенности и низины, моря, озера, реки. Не будем перечислять подробно минеральные богатства отдельных районов. Об этом можно прочесть в учебниках и научных трудах. Мы совершим путешествие в некоторые районы нашей Родины.
Северо-Запад. Карелия. Обычная грунтовая дорога, каких много повсюду. Неожиданно она становится красной. Тут начинаются земли Шокши. Дорогу проложили в лесах еще при Петре I. И тогда же начали разрабатывать единственное в стране месторождение красных кварцитов. «Малиной» называют его местные жители. На 26 километров среди болот протянулась эта каменная гряда. А ее клады разошлись по всей земле русской. Мавзолей В. И. Ленина облицован розово-красным шокшинским кварцитом.
В прошлом веке проходил мимо безвестного карельского поселения Шуньги горный изыскатель Комаров. Увидел в его окрестностях черный камень. Назвал его по имени поселка шунгитом. В других районах мира таких пород пока не находили. Если хотите посмотреть, как он выглядит, для этого не надо ехать в Карелию, достаточно посетить Исаакиевский или Казанский соборы в Ленинграде. Плинтуса, подоконники и полы в них выполнены из разновидности шунгитов — черного аспида. Использовали его и для приготовления превосходной черной краски.
Шунгит — сложное соединение углерода и других минеральных веществ, созданное в недрах Карелии сотни миллионов лет назад. Оно чем-то напоминает уголь и графит, однако иное. Электропроводность, свойственная графиту, твердость и инертность к агрессивным средам, характерные для прочных гранитов, удачно сочетаются в шунгите.
Карельский камень применяют в качестве заполнителя для микрофонов, для производства огнестойких тиглей и карандашей, точильных камней и сажи. Черные сланцы, почти наполовину состоящие из него, могут стать источником для получения газа, цемента, кирпича. В начале 70-х годов в Карелии построили первый завод по производству шунгизита.
Раньше было так. Глыбы камня размельчали в щебенку. Потом ее увозили туда, где изготовляли бетонные плиты. Шунгит — хороший наполнитель для бетона. Решили обжигать шунгит в специальных установках. Получали легкие гранулы. Не десять эшелонов, как в прошлом, а одного состава достаточно, чтобы изготовить то же количество бетонных плит. Вся разница лишь в том, что шунгиты — естественная горная порода, а шунгизит — искусственный облегченный камень.
Минеральное многоцветье Карелии неповторимо. Здесь сотни месторождений гранитов, мраморов и других ценных поделочных камней. Но об этом же могут сказать жители Урала, Кавказа, Забайкалья и многих других районов страны. И там есть что-то неповторимое, впервые найденное.
Каменное многоцветье природы воистину неисчислимо. Это блеск граней алмаза, серая россыпь строительного щебня, природная исключительность какого-нибудь минерала, особые свойства искусственных материалов, притом каменных. Из такого непохожего, но единого в своих первоначалах многоцветья возводились дворцы и хижины, плотины и дороги, архитектурные шедевры. В них лицо ушедших эпох, мимолетный каприз, достижения научно-технического прогресса, утилитарная необходимость человеческого бытия.
Дом из камня
Я в нем бывал. Он построен из ослепительно-белого мрамора. Туда входит любой в любое время. Иногда здесь шумно, чаще тихо. Люди подолгу не задерживаются. И сверкает здание вокзала на солнце, словно неземное чудо, отражаясь в сини огромного и холодного озера.
Думаете, это здание возведено в какой-нибудь европейской или американской столице? Совсем нет. Поставлено оно в 1904 году на захолустной по тем временам железнодорожной станции Слюдянка. На скалистом берегу Байкала. Строили его каменотесы, специально выписанные из Италии. Правда, об этом я узнал гораздо позже.
Таковы каменные богатства сибирского края, что и мраморный вокзал возвести несложно, благо месторождение белого поделочного камня находилось поблизости.
Это лишь один не всем известный факт. А их множество. Любуясь красой каменных сооружений, мы редко задумываемся, что они — отражение будничного многоцветья. Великое богатство, которое топчем ногами.
Прекрасны и прочны гранитные набережные рек и каналов Ленинграда. Если бы этот город строился в другом месте, таких набережных у него не появилось бы. Дело в том, что поблизости от Петербурга залегали древние граниты.
«Гранитным городом» можно назвать и Абердин на восточном побережье Шотландии. Знаменитый мост Ватерлоо в Лондоне тоже создан из этого материала, абердинский гранит грузили на пароходы и везли за океан, чтобы возводить красивейшие здания в Сан-Франциско. «Известняковым городом» называют Кингстон, который находится в Канаде.
Вспомним наши города — Севастополь, Одессу. Их неповторимый облик во многом определен местными ракушняковыми породами. Своеобразны храмы и города Армении. В них отразились не только черты национальной архитектуры, но и особые красота и свойства вулканического туфа.
В постройках американского города Бостона запечатлена история открытия и использования местных минеральных ресурсов. Сначала добывали морские глины ледникового периода. Из них делали и обожженный кирпич. Поэтому в XVII и XVIII веках город имел красно-кирпичный облик. Потом каменотесы научились обрабатывать темно-серый гранит, обнаруженный неподалеку. Так возникли архитектурные памятники XIX века.
И ныне естественный камень украшает уникальные современные постройки, но в целом он уступил первенство искусственным материалам. В массовом количестве их проще и дешевле изготовлять на заводах и строительных комбинатах. Быть может, эта искусственность еще больше обострила нашу любовь к чистоте мрамора, строгости гранита, переливчатым узорам малахита, яшмы и других поделочных камней. Мы стремимся создавать подобное.
Варят на заводах сигран — синтетический гранит, смешивая кварцевый песок, соду и шлаки металлургических предприятий. Плавят эту смесь в стекловаренных печах. Притом все это делают автоматы, в том числе формуют из тестообразной массы необходимого размера сиграновые плиты. Делать эти плиты гораздо легче, чем выпиливать из крепчайших гранитных скал каменные блоки.
Отформованные плиты вновь закладывают в печь, добавляют кристаллизующие вещества. Затем при температуре 950 °C зарождаются в плите сферической формы кристаллы — сферолиты. Плитам можно придать любой цвет, а искусственные кристаллы добавят ему удивительные рисунки, напоминающие то морскую зыбь, то крыло сказочной птицы, то лазоревую воду с расходящимися по ней кругами. Кстати, по своим качествам сигран почти не уступает природному граниту.
В конце 70-х годов в Москве появились первые здания, стены которых, будто ковер, сотканный из разноцветных камней. «Наверное, такой дом дорого стоит», — подумает кое-кто. Нет. Эта искусственная отделка зданий, похожая на гранит, мрамор, малахит, яшму и топаз, дешевле любого природного камня. А создают ее… из шлаков металлургических заводов и теплоэлектростанций, из отходов различных горнорудных производств. Это — стеклокерамзит. Так, учась у природы, применяя техническую смекалку, люди не только используют красоту недр, но и сами создают ее, преобразуя минеральный фундамент Земли.
Из семейства чешуйчатых
Почему карандаш пишет? Да потому, что с графитового стержня соскальзывают невидимые чешуйки. Они, прилипая к бумаге, превращаются в тонкие линии букв и штрихи рисунков. Графит — чешуйчатый минерал.
Еще более тонкие чешуйки имеет другой минерал — тальк. Он совсем мягкий. Легко превращается в пудру. Этой пудрой посыпают литейные формы, чтобы металл не приставал к их стенкам. Используют тальк и в медицине, например для припудривания кожи при остром воспалительном состоянии ее. Микроскопические листочки минерала легко расщепляются. В этом их главное достоинство. Не то что у его слоистого конкурента слюды, для расщепления листочков которой требуется приложить известные усилия. Зато сферы ее применения гораздо шире.
Немецкий путешественник Генрих Штаден, побывавший в России в XVI веке, писал: «Камень этот разрывается на тонкие листы, а потом из него делают окна, по-русски это называется слюда». Действительно, прозрачные листовые слюды тогда заменяли стекла. Стоили они дорого. Были доступны лишь очень богатым людям.
Русскую слюду продавали за границу, называли ее московским стеклом или московитом (Россию в старину называли Московией). Это слово укоренилось, от него и возникло научное название минерала — мусковит. Его добывали в основном на северо-западе России. Мусковитом промышляли и монахи Соловецкого монастыря.
Знали россияне также о сибирских слюдах. Еще в 1666 году якутские служилые люди Никита Солдатов и Лука Морозов сообщали, что за рекой Алданом нашли речку «…а под тою речкою из горы вышел холм, а в том холму поверх земли есть слюда добрая». Нашли в Сибири и темную слюду — флогопит. Потом как-то позабыли о нем. Появилось стекло. Вроде бы из слюд нечего было делать. Лишь развитие электротехнической и радиотехнической промышленности снова заставило вспомнить о забытых промыслах. И вот уже промышленности потребовалось столько слюды, что пришлось создавать ее искусственным путем. Например, слюдопласт — отличный изоляционный материал. Его выпускают в виде рулонов, напоминающих бумажные. Изготавливают его автоматические машины. В основу нового материала заложены все те же чешуйки и мелкие пластинки слюд, которые раньше шли в отходы.
Пригодились слюды и для получения великолепных красок. Правда, ученые сначала и не предполагали изобретать их. Просто исследовали пористость слюдяных чешуек. Как и положено по методике, заполняли поры окрашенной жидкостью. Она служила отметкой присутствия пустот. Опыт закончили. Но отмыть слюду от краски не удалось. Даже щелочь и кислота тут не помогли. Тогда растолкли слюду в порошок. Однако и порошок не отмывался. Слюда будто навечно впитала в себя краску. Так сделали открытие нового стройматериала — слюдокраски. Она не боится ни дождя, ни снега, ни пыли. Красива и прочна. Хрупкие материалы, покрытые этой краской, становятся гораздо крепче. Можно получить любой цвет. Ведь слюда — серебристо-белый материал, напоминающий своим ровным фоном холсты художников. Яркие вагоны, корпуса кораблей, красивые кирпичные дома, не облицованные специальной плиткой, — будущее этой вечной краски, которая и стоит гораздо дешевле многих других, потому что делается из минеральных отходов.
Горная кожа
Когда великому скульптору и художнику Микеланджело Буонаротти подарили обломок редкого камня, он залюбовался необычным творением природы и воскликнул: «Это же настоящие волосы Венеры!». Позднее причудливо вьющимися волокнами асбеста восторгался и Петр I. А узнал он о нем благодаря хитрой проделке своего подданного.
Однажды уральский промышленник Акинфий Демидов подарил царю серебристо-белую скатерть. Ничего о ней не сказал. Накрыли скатертью стол для трапезы. Демидов, будто невзначай, опрокинул на скатерть тарелку жирного супа и стакан красного вина. Петр I огорчился. А Демидов засмеялся, взял скатерть и бросил в камин. Потом вынули ее из огня, остудили, снова накрыли на стол. Скатерть была чистая, без единого пятнышка. Тут и царь повеселел. Был он любознателен до всего нового: выведал, что на Урале есть много такого чудесного камня, пригодного для изготовления несгораемых тканей.
Особенный минерал — асбест. Непохож на привычные, тяжелые камни. Вручную его можно разделить на тонкие серебристые нити, волокна. В народе асбест называли горной кожей, горной пробкой, горным деревом и горным мясом. А вообще это слово в переводе с греческого значит «несгораемый». Благодаря такому свойству асбест стали использовать как прекрасный теплоизоляционный материал.
О нем сложено много легенд. Вот одна из них. Уральская. Выдали замуж бедную девушку — бесприданницу. Все богатство — единственное платье. Родственники жениха стали насмехаться: «Мол, стирай все время эту одежду». Только молодая жена платье не стирала. Бросала в огонь и вынимала его чистым. Так заставила она замолчать насмешников.
В далекой древности думали: асбест — шерсть саламандры, живущей в горах. Жители древней Индии пред, полагали, что это волокна засохших растений пустыни, которые привыкают к жаре и не боятся ее. Только Г. Агрикола — знаток горного дела — сумел доказать в 1646 году, что асбест — минерал. Плавится он при температуре 1450 °C. Его нить прочнее стальной. Он не боится ни кислот, ни щелочей. Поэтому его успешно применяют для получения различных современных промышленных изделий.
Такая она глина
В начале нашего века американские газеты сообщали: «Открыт новый Клондайк!». Но речь шла не о золоте — о глине. Ее нашли в горе Аттапульгус в штате Джорджия. И добывали не для того, чтобы любоваться изделиями из нее. Снова спешили отправить поглубже в землю, предварительно смешав с водой. Глина стала основой промывочного раствора, резко ускорявшего бурение скважин. Поэтому нефтяники ценили ее почти на вес золота. Стоимость бурения снижалась при этом в 20 раз. Вот в чем смысл нового Клондайка.
Аттапульгит стали искать и у нас в стране. Нашли на Урале в виде тонких (10–15 сантиметров) прослоев. Назвали по-уральски палыгорскитом. Палыгорскит необходим нефтяной промышленности. Только разрабатывать тонкие слои сложно и невыгодно. Выходит: полезное ископаемое есть и вроде бы нет.
В начале 60-х годов украинские геологи вновь посетили давно изученные районы Черкасской области. И здесь на берегу речушки Тикич неожиданно обнаружили всемирно известный аттапульгит. Его запасы в сотни раз превышают американские. Сумели разобраться и в свойствах отечественного палыгорскита. Он — своеобразный минеральный войлок, нити которого в десятки и сотни раз тоньше привычных нам ниток, которыми шьем. Их можно увидеть лишь под электронным микроскопом. Волоконца — микроскопические трубочки. Через такие отверстия пройдет далеко не каждая молекула. Значит, палыгорскит можно использовать вместо специальных фильтров, например для очистки промышленных стоков. Вот какие неожиданные достоинства можно открыть в глине! И не только такие…
Кажется, нет ничего тверже алмаза. Ненамного уступает ему по твердости и вольфрам. Именно вольфрамовые резцы до недавних пор широко использовались для обработки металлов. Но представьте, что на смену пришли более надежные резцы… из мягкой глины. Называют их металлокерамическими. Здесь кратко сказано о результате. В самом деле, несколько ведущих советских институтов работали годы, чтобы дать нашей промышленности отличные глиняные сплавы, которые по твердости соперничают и с алмазами.
Разные бывают глины. Одни превращаются в сверхтвердые резцы, другие в хрупкий, почти прозрачный фарфор. Дворцы королей и вельмож издавна украшали изящные произведения искусства, сделанные из бентонита. Вряд ли знал о нем колодезный мастер, который жил в туркменской пустыне. Он занимался своим главным делом. Однажды привез из колодезного раскопа много глины. Из нее построили жилище — глинобитный дом. Сделали из этой глины отличную, крепкую посуду. Нашли ей и другое применение: для отбеливания овечьей шерсти, очищения от горечи хлопкового масла. Использовали ее и вместо мыла. В общем, бесплатная глина оказалась универсальной в немудреном хозяйстве бедняков. Но в самом деле была она очень дорогой. Именно той, из которой делают прекрасные фарфоровые-и фаянсовые сервизы. Жители пустыни не знали, что в белой глине колодезного раскопа нуждаются металлурги и горняки. Ведь из нее делают отличные формовочные массы и промывающие скважины растворы. Поэтому «забытый богом» колодезный раскоп Огланлы в наше время стал знаменитым.
В будничной жизни мы не придаем глине значения. Скорее, она приносит хлопоты, особенно в мокрую погоду. Такая скользкая и прилипчивая. Но если взглянуть на нее по-иному, может открыться ее неожиданная польза.
Почему кирпичи?
Они тоже начинались с глины. Глиняное тесто было хорошо знакомо древним людям. Из него лепили жилища, посуду и многое другое. Особенно в жарких странах, где солнце быстро подсушивало пластичную массу. Затвердев, она сохраняла задуманную человеком форму. Это свойство глины породило и всем известные кирпичи. Уже в Древнем Риме их применяли очень широко. В труде «Десять книг об архитектуре» Витрувий писал: «Их можно делать весной или осенью, чтобы они равномерно просушивались… В Ютике при сооружении колодцев пользовались только сухими кирпичами, изготовленными за 5 лет до строительства и проверенными властями». Так же делали и черепицу.
Ныне кирпичи изготовляют разного размера и формы, состава и цвета. Самые распространенные — обожженные, глиняные. Широко используются силикатные, выполненные из смеси извести и песка. Цвет кирпичам также дарят различные полезные ископаемые. Добавка порошка железной руды придает им темно-красный тон, мела — белый.
Все чаще появляются искусственные кирпичи, созданные из различных когда-то бесполезных материалов. Например, зольные. В любой золе могут остаться несгоревшие крупинки угля. Это очень хорошо. Когда бруски зольного теста раскаляют в печах, уголь вспыхивает. Тут и жар свой, и поры возникают от выгорающих частиц. Кирпич получается легкий, прочный, а топлива для обжига требует гораздо меньше. Искусственные кирпичи можно делать из любых отходов горнорудной промышленности. Даже из шлака, остающегося после сжигания мусора. Ведь он побывал в огне, поэтому стал огнестойким.
Мы знали, что кирпичам необходим обжиг. Однако уже есть заводы, где из любых отходов в смеси с водой, цементом и другими химическими веществами делают тестообразную массу. Автоматы прессуют из нее нужного размера блоки. День сушки. Дешевый и прочный искусственный кирпич готов.
Задумывались ли вы: «Почему в древности и в наше время размер и форма кирпичей оставались почти всегда неизменными?». Многовековая практика строительства подтвердила: они наиболее удобны для рук каменщика.
В наше время специалисты ищут новые способы создания искусственных кирпичей. И подчас многое берут у природы, изучают ее силы, которые порождают и разрушают горные породы. Даже страшное извержение вулканов может подсказать путь для технического решения. Создана установка, имитирующая активные вулканические процессы. Она «извергает» расплавленную лаву, приготовленную из глины. В результате получаем легкий, пористый и прочный искусственный камень нужной формы.
Итак, почему кирпичи стали одними из первых среди искусственных строительных материалов? Наверное, достаточно ясно.
Земляная пудра
Сначала заглянем в недра Земли. Там прячется серый мягкий мергель. Его размалывают, добавляют немного других минеральных смесей, обжигают в длинных вращающихся печах при температуре свыше 1000 °C. Спекшуюся массу снова размалывают. Превращаясь в нежную серую пудру, она одновременно становится тем главным, из чего потом создаются прочные плотины гидроэлектростанций, фундаменты и стены зданий, даже памятники и скульптура. Для этого пудру смешивают с песком или гравием, добавляют воду. Потом вязкая масса твердеет, становится прочным бетоном. Лучшим строительным материалом нашего столетия считают этот первоклассный по качествам искусственный камень. Знали о нем давно. В знаменитой «Естественной истории» Плиния Старшего можно прочесть: «…Надо смешать пять частей чистого гравийного песка, две части негашеной извести и обломки силекса (лавы)… после чего утрамбовать смесь железными бабами».
Чтобы изготовить бетон, можно взять золу, уловленную фильтрами при сгорании угля. В качестве цемента подойдут и размолотые шлаки — отходы металлургических заводов. Крепкий щебень, добываемый из недр, тоже нелишний. Для получения бетонной смеси подойдут и супесь, и суглинки. В общем, самые распространенные и имеющиеся повсюду мелкозернистые грунты. При этом «убивают сразу двух зайцев». Во-первых, ликвидируют отвалы. Во-вторых, не создают дорогостоящих горнодобывающих предприятий. Универсальные шлако-щелочные бетоны созданы недавно украинскими учеными. Они дадут стране экономию в миллионы рублей. Это — уже современность. Но она зарождалась в далекой древности.
У строителей Новгорода итальянского вулканического порошка под руками не было. Они добавляли в раствор извести перемолотые в пыль кирпичи, черепицу. Брали, как говорят ныне, отходы производства — бракованные материалы. Называли смесь цемянкой.
В начале XVIII века на Руси уже была создана государственная служба по горным вопросам — Бергколле-гия. Сюда в 1719 году обратился Герасим Пустынников с известием о находке цементного камня. «А как я оного сементу изучился делать, — писал он, — то оного наделал пуд з две тысячи, который привез в Санкт-Петербург и отдал в Адмиралтейство. А каков семент из оного камня делаетца, тому прилагаю при сем пробу».
С тех пор мергель стал основным сырьем для производства цемента. В 1825 году российские строители получили книгу Егора Челиева «Полное наставление, как приготовить дешевый и лучший мергель или цемент, весьма прочный для подводных строений, как-то каналов, мостов, бассейнов, плотин, подвалов, погребов и штукатурки каменных и деревянных строений». Название весьма подробное. Для того чтобы сразу узнали ценность земельной пудры.
А в Англии в 1824 году, стремясь сохранить тайну производства, Джеймс Аспдин запатентовал открытый им очень прочный портландцемент. Добавочное имя «портланд» произошло от названия полуострова на юге Великобритании.
Вот так в нашу жизнь входил известный всем «каменный клей», изобретенный человеком. Он поистине подобен крепчайшей горной породе. Бетон, приготовленный из качественного цемента, со временем становится прочнее.
Эх, дороги…
О них слагают красивые песни. Клянут, подчас, их шоферы и путники за ухабы и грязь. Такова судьба дорог. Никто не считал многомиллионноверстые дороги, словно причудливой паутиной, опутавшие Землю. Большинство из них не протоптано, а искусно проложено среди скал и равнин, болот и песков.
Сейчас асфальт стал самым распространенным материалом для покрытия дорог. Состоит он из щебня, песка и битума. Кажется, недавно пришел он на смену булыжной мостовой и недолговечным деревянным шашкам, которыми наши предки мостили улицы. Но это не так. Людям асфальт известен давно — много тысячелетий. В переводе с греческого это слово означает «вечный». Однажды в Азербайджане археологи нашли в раскопе серп. Он был сделан из дерева. Канавка на внутренней стороне его была усеяна острыми камешками, которые были прикреплены асфальтом. В Пакистане, в городе Мохенджо-Даро, есть самый древний в мире бассейн. Он облицован асфальтом пять тысячелетий назад.
Первые асфальтовые дороги появились в Европе только в начале XVIII века. Говорят, их рождение связано со случайностью. Крестьяне Швейцарии возили асфальт на телегах с гор, где находилось небольшое месторождение. Не каждый возница отличался аккуратностью. Груз падал на дорогу. И чем больше, тем лучше становилось ездить по ней. Дожди не превращали дорожное покрытие в грязь.
Нынче в дело пошли и промышленные отходы. Это шлаки, отходы от переработки нефти. Все то, что, будучи просто выброшенным, наносит вред природе. Мы с гордостью считаем: вот проявление научно-технической смекалки наших современников. Но так ли это? Оказывается, еще древние римляне брали из кузнечных горнов шлак и засыпали им дороги. Великий путь инков на отдельных участках был покрыт битумом. Значит, асфальтовое покрытие старо, как мир.
Впрочем, есть исключения. Автомобилисты очень не любят битое стекло. Чуть что — и прокол шины! Между прочим, некоторые из них ездят по дорогам, основание которых засыпано битым бутылочным стеклом, смешанным с асфальтом. И никаких аварий! Появилось даже новое дорожное покрытие — гласасфальт. «Глас» — по-немецки стекло. Есть и резиновые, и пластмассовые покрытия, не говоря уже о «бетонках». Главное — все это не предусмотрено природой. Не будь на Земле человека, не было бы ни таких дорог, ни песен о них.
«Хлебный минерал»
Может быть зеленым, голубым, фиолетовым и даже розовым. Оттенков имеет множество. Почти бесформенные зернышки и красивые шестигранные кристаллы — тоже он. Этот минерал, принимая его за прекрасные турмалин, аквамарин и хризолит, носили модницы. И в то же время его невзрачные обломки равнодушно пинали ногами прохожие. Когда разобрались, назвали апатитом, что в переводе с греческого означает «обманчивый». Химики дотошно изучили его. Нашли в нем много фосфора — основы для минеральных удобрений. Для полей их используют миллионами тонн. Только в нашей стране долго не ведали о его кладах.
Однажды в Хибины прибыл отряд советских геологов. Они сразу намного увеличили численность населения этих пустынных мест, где до их прибытия проживали всего четыре семьи оленеводов. Один из разведчиков недр вел дневник. В нем записал: «… Неожиданно улыбнулось счастье: в каменистой осыпи и в самих скалах мы заметили большие красные кристаллы — это был редчайший минерал с редким металлом цирконием ― эвдиалит; вот его сопровождают еще небывалые нигде кристаллы сверкающего лампрофиллита, вот, наконец, еще совершенно неизвестные жилы зеленого апатита. Какое богатство! Какое прекрасное открытие! Ведь отсюда все музеи Земли можно снабдить великолепными штуфами редчайших камней!». Это строки из дневника Александра Евгеньевича Ферсмана. Они написаны в мае 1920 года в холодном безмолвии тундры.
Здесь выросли поселки и города, огромный комбинат по переработке камня плодородия. Есть рядом с ним в городе Кировске и филиал Академии наук СССР. Невдалеке большое и красивое озеро Имандра. Пожалуй, самое ценное доставалось именно ему. Но… в виде отходов. Человек извлекал из апатитов только фосфор, необходимый растениям. Алюминий, титан, железо, ванадий, стронций и редкие земли отправлялись в отвалы. Металлургия, стекольная, химическая и текстильная промышленность теряли для себя самое необходимое сырье. А значит, и прочный чугун, и хрупкий фарфор, и прекрасные краски, и глазури, и исцеляющие лекарства.
Конечно, такое положение беспокоило ученых и производственников. Они нашли пути комплексного использования поистине «хлебного минерала» Заполярья. Они помогают освободить красивую Имандру от ненужных ей минеральных сокровищ. А в результате промышленность страны дополнительно получит необходимое сырье.
Мягкий, тонкий, легкий
«Ушел, как камень в воду», — так говорят не зря. Каждый знает, что камень тяжел и тонет. Если же говорят о чем-то мягком, тонком и легком, то перед глазами встает лист бумаги, лоскут ткани и другие материалы, изготавливаемые, как правило, не из минеральных веществ.
Однако в природе есть горная порода, которая является исключением из правил. Это пемза. Пористое вулканическое вещество. Естественно, чаще всего его находят вблизи вулканов.
Большинству из нас пемза известна как отличный материал для чистки различных предметов. К сожалению, на территории нашей страны нет многочисленных залежей этого естественного камня. Зато равнины и низины в изобилии покрыты глинистыми толщами. Тяжелыми, вязкими. Они сразу тонут в воде. И вот представьте, что из глины люди научились делать очень легкий и прочный камень, именно тот, который воды не боится и строителям нужен. Это — керамзит.
Впервые его изготовили московские ученые в 30-х годах нашего столетия. Теперь из керамзитобетона возводят высотные дома, которые значительно легче обычных, кирпичных. Причем для изготовления керамзитобетона можно использовать почти любую глину. Ее много вокруг.
Пригодны и промышленные отходы: шлаки, золы. Способ изготовления керамзитобетона во многом напоминает цементное производство. Обожженная глина вспучивается, превращаясь в пористый легкий шлак. Не случайно и естественную пемзу иногда называют вулканическим шлаком. Так человек сумел восполнить природную нехватку легкого камня.
Все чаще научная мысль идет дальше, чем сама природа. Вот пример. Подсчитали: за год в солидном учреждении «исписывают» целую тенистую рощу. Сколько же леса «расходуют» тысячи различных предприятий, где без бумаги почти никто не обходится! Наш зеленый друг — сырье для получения бумаги. Но ее можно делать также и из горных пород.
Расплавленный базальт, туф, кварц превращаются в волокна, из которых на бумагоделательной машине отливают листы. Дополнительная обработка смолами и другими веществами превращает серые камни в белоснежное бумажное полотно. Оно шелковистое и мягкое. Очень тонкое и легкое. Не горит и не размокает в воде. Вообще имеет все лучшие качества, которых не хватает всем нам известной бумаге.
Ну, а ткань? Отличная, хлопчатобумажная. Сырье для нее выращивают на хлопковых полях. Есть ткани льняные. Делают их из льна. Шелковая… В общем, большинство тканей имеет органическое происхождение. Текстильные фабрики, ткачи — главные создатели миллионов метров мягкой материи. Однако слышали ли вы что-нибудь о камневарах? Они получают волокна из горных пород. Правда, из таких волокон пока не ткут материю для нашей одежды. Делают промышленные ткани. Им не страшны ни кислоты, ни огонь.
Из жесткого камня изготовляют и мягкую вату. Она хороший утеплитель и звукоизолятор. Тонкую бетонную плиту, содержащую волокно из камня, можно согнуть, не разрушив. Сырьем для этого служит базальт, месторождений которого много.
Мы сейчас обводняем пустыни Средней Азии, чтобы выращивать хлопок. Он, конечно, необходим. Но, между прочим, для той же цели наряду с хлопком можно использовать и пески Каракумов. Из него научились «выплавлять» отличную техническую ткань. Чего-чего, а этого минерального сырья здесь более чем достаточно.
Лечебные камни
Издревле верили люди в лечебные свойства камней. Вот гематит и яшма. Они могут останавливать кровотечения. Аметистом лечили от опьянения. Кварц прибавляет бодрость, а изумруд просветляет ум. Так ли в самом деле? Ответить на этот вопрос трудно даже современным ученым. По крайней мере, о целительных свойствах камней упоминалось в старинных лечебных книгах.
Хорошо известен и опыт древних индийской, тибетской и монгольской медицины. Врачи Монголии доныне выписывают в случае необходимости своим пациентам каменное лекарство, например мрамор.
Некогда Плиний Старший указывал: «Соль облегчает и врачует нервные страдания, лом в плечах и пояснице, колотье в боку, резь в желудке». В наше время не приписывают этому полезному ископаемому столь чудодейственные свойства. И все-таки медики знают: соле-добытчики не болеют бронхиальной астмой, почти не знают, что такое грипп и простуда. Поэтому в отработанных соляных шахтах создают подземные лечебницы. Там не нужно принимать таблеток, делать уколов. За какой-нибудь месяц больные бронхиальной астмой избавляются от надсадного кашля и мучительных приступов удушья. Их спасает целительный воздух соляных недр.
Ученые могут подтвердить: многие камни, драгоценные и полудрагоценные, содержат радиоактивные элементы. В топазе — это уран, в гранате — калий, в берилле — торий. Больных лечат и радиоактивным облучением, и радоновыми ваннами. Может быть, постоянное слабое радиоактивное излучение красивых поделок из камня тоже благотворно воздействует на организм? А магнитные амулеты? Что это? Самообман или нечто непознанное? Ведь известно и другое: недостаток в пище человека миллионных долей грамма некоторых металлов может привести к тяжелым заболеваниям. Кое-кто в детстве лакомился мелом, кусочками штукатурки. Так проявлялась естественная потребность организма в минеральных веществах.
И сейчас, рассказывая о лечебных достоинствах фруктов, овощей и другой пищи, врачи не забывают упомянуть о количестве в них ценного кальция, железа и других элементов, которых много в земных недрах. Кто знает, не будут ли врачи в будущем вновь, как в древности, прописывать больным лечебные минералы? Не зря говорят, что новое — это хорошо забытое старое.
Редкая красота
Может быть, когда-нибудь и вы найдете в раковине жемчуг и сразу же потеряете его. Сам по себе бесследно исчезнет…
В Древней Руси он был распространенным украшением. Сейчас стал редкостью. В Оружейной палате Московского Кремля хранится фелонь митрополита Платона, в которой собрано 150 тыс. жемчужин. Ее сделали в 1770 году по распоряжению Екатерины II. Никто не знает, где у нас добывают жемчуг. Таких промыслов сейчас нет. А когда-то северные жители Руси отправлялись на сбор жемчуга целыми семьями. Иногда в одной раковине находили до десятка жемчужин. Но чаще оставались ни с чем. Однако добыча жемчуга была делом доходным. Две-три жемчужины размером с горошину могли обеспечить пропитание семье на целый год. Особенно ценился белый и черный жемчуг.
А теперь вернемся к началу рассказа. Почему же счастливец, нашедший эту созданную живыми существами драгоценность, может сразу потерять свое богатство? Дело в том, что речной жемчуг очень мягок и быстро рассыпается в пыль, если его не «заморить». Русские искатели жемчуга делали это просто. Клали жемчужину за щеку, держали ее во рту часа два. От соприкосновения со слюной жемчуг твердел. А затем жемчужину смазывали подсолнечным маслом, чтобы она засверкала.
В наши дни почему-то забыт промысел речного жемчуга. Но это не значит, что его нельзя возродить. В истории промыслов минеральных диковин было немало случаев, когда люди находили, теряли и вновь находили забытое.
Подобно русскому жемчугу, известен с древних времен лазурный минерал, вобравший в себя синь заоблачных высот Памира. Лазурит украшал гробницы египетских фараонов, дворцы Вавилона и Индии. Семь столетий назад о памирском лазурите писал венецианский путешественник Марко Поло: «Есть камни, из которых добывается лазурь; лазурь прекрасная, самая лучшая на свете…».
Действительно прекрасная! Чудесную краску — ультрамарин— изготавливали из этого камня. Благодаря ему мы можем любоваться неблекнущими творениями Рафаэля, Микеланджело, Леонардо да Винчи, Тициана и Боттичелли.
Судьба памирского самоцвета была изменчива. К нему вела единственная тропа, затерянная среди заснеженных гор и ледников. В XIX веке она обрушилась, закрыв доступ к лазуриту. И только в советское время, в 30-х годах, вновь удалось пробить узкую тропу к небесному кладу, спрятанному на 5-километровой высоте. Сначала лазурит брали из осыпей. А теперь добывают из коренных залежей. Нет пока туда хорошей дороги. Поэтому небесный камень и добирается на фабрики по обработке самоцветов на вертолете.
«Не счесть алмазов в каменных пещерах…»
Это строка из песни индийского гостя в опере «Садко». Опера сочинена композитором Н. А. Римским-Кор-саковым в прошлом веке. Еще раньше французский путешественник Жак Тавернье посетил алмазные шахты Голконды и сообщил, что в них работают 100 тыс. человек. Тогда казалось, что в «пещерах» Индии в самом деле не счесть драгоценных камней. Это было в XVII столетии.
Далекая страна подарила миру неповторимые сокровища: алмазы «Коинур», «Орлов», «Великий могол», «Шах», «Регент», «Флорентийский». Теперь многие алмазные копи заброшены. Они выработаны. Когда-то Индия славилась своими бриллиантами. Делают их там и сейчас. Но для этого приходится ввозить драгоценные камни из других государств.
Редкий минерал изумителен не только по своей красоте. Он крайне необходим современной технике. Недаром арабское слово «алмас» означает «твердейший». Крупные кристаллы драгоценного минерала встречают не часто. Их находка — большое событие. Чаще находят очень маленькие кристаллики, доли карата. А сам карат равен 0,2 грамма. Когда-то надеялись из подобных крох сплавить на огне большие кристаллы. Пробовали, но не получали ничего. Драгоценные камни сгорали.
Среди минеральных образований такими свойствами обладают уголь и нефть, которые считаются по своему происхождению органическими соединениями, возникшими от преобразования в недрах останков растительности и организмов.
В конце XVIII века английский химик С. Теннант решился повторить неудачный опыт своих предшественников по расплавлению алмаза в огне. Он спрятал алмаз в плотно закрытый золотой футляр. Потом изучил остатки от «ничего» и понял, что уникальная драгоценность — просто разновидность углерода. Алмаз, действительно, близкий родственник угля и мягкого графита. Однако до сих пор многие ученые, несмотря на это, полагают, что твердейшие природные кристаллы рождаются среди глубинных расплавов. Совсем не так, как уголь.
Магма, поднимаясь к поверхности земли, прорывала каменные толщи. Возникали так называемые трубки взрыва — своеобразные вулканы. Вот в таких катастрофических условиях и образовывались кристаллы. Они имеют неорганическое происхождение. Но нельзя ли предположить другое?
Алмаз — кристаллический углерод. Притом довольно чистый. В раскаленной массе он должен соединяться с другими химическими веществами. Из такой смеси твердейший камень не получится. Это первое, Второе. Рядом с якутскими алмазоносными кимберлитовыми породами залегают нефтегазоносные слои, а с африканскими — угленосные. Может быть, они первоисточник углеродистых материалов для возникновения алмазов? Разве, двигаясь к поверхности, магма не могла захватить отсюда органический углерод? Потом «сработал» природный реактор с высокими температурой и давлением. Возможно, происходило нечто подобное тому, что сейчас делают в лабораториях, где выращивают искусственные алмазы.
Значит, судьба столь редких драгоценностей, безвозвратно исчезающих немногочисленных месторождений, может в будущем стать иной? Наверное, в недрах есть еще много мест, где прячутся природные алмазы. Да и сам человек со временем сможет производить их в достаточном количестве. Углеродного сырья для этого много.