Введите номер документа
Ru
10:00 - 19:00
Рабочие дни:
Понедельник - Пятница
с 10:00 до 19:00
Суббота и Воскресенье
лаборатория не работает

Малахит

Методические указания Малахит

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 3
1. Состав и свойства малахита 3
2. Область применения и технические 6
3. Размещение месторождений малахита и данные о его добыче 9
4. Генезис малахита 11
II. ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАЛАХИТА 13
1. Поделочный малахит зон окисления сульфидных медных и медно-железорудных скарновых месторождений 14
2. Поделочный малахит зон окисления сульфидных медных и кобалътово-медных стратиформных месторождений 30
III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКОВ И ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАЛАХИТА. 33
1. Геологические предпосылки 33
2. Поисковые признаки   36
IV. МЕТОДИКА ПОПУТНЫХ ПОИСКОВ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПРОЯВЛЕНИЙ МАЛАХИТА 39
1. Проектирование и проведение попутных поисков 39
2. Принципы перспективной оценки проявлений малахита 42
ЛИТЕРАТУРА 44

I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1. Состав и свойства малахита

Малахит относится в группе ювелирно-поделочных камней. Название камень получил от греческого слова «молохе» ― «мальва» (растение) ― очевидно, за сходство окраски малахита с цветом зелени (Бетехтин, 1956). Прежде собственно малахитом считали плотные разности этого минерала, представляющие интерес как ювелирный, поделочный или коллекционный материал. Землистые разности, часто содержащие примеси других минералов, называли "медной зеленью" .

Формула малахита Сu2[СО3](ОН)2 или СuСО3 x Сu[ОН]2 . Химический состав (в %): СuO ― 71,95 (Сu ― 57,40%), СO2 ― 19,90, Н2О ― 8,15. В очень небольших количествах устанавливаются СаО, Fе2O3 и SiO2 (Бетехтин, 1956). Кроме того, Г.Н.Вертушков указывает на присутствие цинка и калия. Если малахит замещается силикатами, фосфатами или сульфатами меди, то в нем отмечаются примеси Р2О5, SО3 и SiО2 .

Малахит ― самый распространенный минерал в зонах окисления медносульфидных месторождений. Встречается он в виде плотных натечных образований, землистых выделений и псевдоморфоз по ассоциирующим с ним минералам. Кристаллы малахита крайне редки; они имеют облик коротко- и длиннопризматический, игольчатый и волокнистый. Наиболее часто они представлены двойниками по [00] с входящими углами в направлении [00] благодаря чему удлинены по [00]. Наблюдаются полисинтетические прорастания кристаллов. Спайность их совершенная по пинакоиду [00] .

Малахит ― оптически отрицательный минерал. Показатели преломления: Ng = 1,909; Nm = 1,875; Np = 1,655; 2V = -43°; с:Np = 23°; плоскость оптических осей параллельна [00] . Плеохроизм от бесцветного по Np до темно-зеленого по Ng .

Твердость малахита ― 3,5-4; он хрупкий; удельный вес ― 3,9-4,1. Излом малахита неровный, скорлуповатый. Блеск стеклянный до алмазного, на изломе шелковистый, в полировке бархатный. Черта бледно-зеленая. Малахит имеет зеленый цвет различных оттенков. Окраска обусловлена присутствием иона Сu; интенсивность окраски зависит от строения, величины и сочетания минеральных индивидов, от строения агрегатов малахита.

Особые диагностические свойства малахита следующие: в соляной кислоте растворяется с шипением, выделяя углекислый газ; смоченный в НCl малахит окрашивает пламя в голубой цвет; перед паяльной трубкой в восстановительном пламени плавится и дает королек меди.

При нагревании малахита до 150-500°С одновременно выделяются вода и углекислый газ. Процесс обезвоживания и декарбонатизации происходит постепенно, без скачков, причем сначала малахит теряет воду, а затем ― углекислый газ. При температуре около 250°С малахит из зеленого становится черным.

В качестве ювелирно-поделочного и коллекционного материала используют плотные агрегаты малахита, а также его псевдоморфозы по различным медьсодержащим минералам. По внутреннему строению, уральские умельцы выделяли две разновидности малахита: бирюзовый и плисовый. Большую практическую ценность имеет первая разновидность. Бирюзовый малахит характеризуется параллельно-волокнистым и концентрически-зональным строением. Размер индивидов малахита не превышает сотых долей миллиметра и их можно практически различить лишь под микроскопом. Цвет этой разновидности малахита светло-зеленый (до белого), голубовато-зеленый, бирюзовый и изумрудно-зеленый. Более темные зоны сложены относительно крупными (десятые доли миллиметра) зернами, а светлые зоны имеют крипто-кристаллическое строение. Декоративный облик бирюзового малахита определяется чередованием различно окрашенных в яркие зеленые тона, «лент», которые образуют то плавные изгибы, то резкие, угловатые изломы и создают чудесный неповторимый рисунок.

По конфигурации и крупности деталей рисунка выделяют мелкоузорчатый в ленточный бирюзовый малахит. Сочетание в одном образце мелкоузорчатого и ленточного малахита повышает эстетическое восприятие в ценность камня. В природе не существует другого зеленого минерала, который сочетал бы в себе оригинальность рисунка и сочность контрастно сменяющейся окраски различных тонов.

Плисовый малахит имеет радиально-лучистое строение. Отдельные индивиды, слагающие радиально-лучистый агрегат, имеют размеры до десятых долей миллиметра, что и обуславливает темные тона зеленой окраски минерала. В изломе камень имеет шелковистый блеск, что и послужило основанием для названия «плисовый». В связи с тем, что эта разновидность камня имеет темную окраску и низкое качество принимаемой полировки, плисовый малахит обладает декоративными свойствами, значительно уступающими бирюзовому малахиту.

В природных условиях наиболее распространен бирюзовый малахит. Встречается он в виде различных по форме натечных образований: сталактитов, почко- и гроздевидных агрегатов, сталактитово-сталагмитовых корок и т.д. Плисовый малахит имеет более ограниченное распространение и форма его выделений отлична от бирюзового. В коренном залегании он выполняет трещины, слагая жилы, реже ― пустоты, образуя почковидные агрегаты. Особой формой выделения являются псевдоморфозы малахита по различным минералам. Среди них, вероятно, наибольшую ценность могут представить септарии азурита, частично или полностью замещенные малахитом.

На месторождениях меди совместно с малахитом встречаются азурит и элит, высокодекоративные разности которых используются в камнерезных поделках и ювелирных изделиях.

Азурит (медная синь) весьма близок к малахиту по химическому составу и структуре.

Его формула Са3( СO3 )2 (ОН)2 с содержанием (в %): СuO ― 69,24; СO2 ― 25,53 и Н2О ― 5,24. Встречается в виде кристаллов короткопризматического или таблитчатого облика в сплошных зернистых и землистых массах. Цвет азурита темно-синий, в землистых массах ― голубой. Твердость ― 3,5-4; удельный вес ― 3,7-3,8.

Элит (фосфат меди) по внешнему виду сходен с малахитом. Химическая формула Cu5(PO4)2(ОН)Н2О . Встречается в почковидных агрегатах с концентрически-зональным строением. Цвет темно-зеленый или черновато-зеленый. Твердость ― 4-4,5; удельный вес ― 3,8-4,27.

2. Область применения и технические требования к сырью

Малахит является одним из наиболее популярных ювелирно-поделочных камней. Яркая зеленая окраска, красивый рисунок в сочетании с легкостью обработки и способностью воспринимать полировку весьма высокого качества, обусловили широкое применение малахита в ювелирных изделиях и камнерезных поделках, а также в предметах декоративного и прикладного искусства. История использования малахита восходит к древним векам. Известно, что в древнем Египте из малахита с Синайского полуострова резчики изготавливали прекрасные камеи, амулеты и другие украшения.

В те же времена малахит служил не только для камнерезных изделий, но его использовали и как декоративно-облицовочный материал. А.Е.Ферсман (1962) писал о малахите: «Его роль как орнаментного и поделочного камня известна еще с древности, когда самые дорогие строения украшались малахитом; так колонны храма Дианы в Эфесе ... были облицованы этим камнем».

В России открытие поделочного малахита относится к сороковым годам XVIII столетия. В первое время он использовался для изготовления некрупных камнерезных изделий прикладного и декоративного назначения, таких, как табакерки, пуговицы, запонки, подсвечники, столешницы, вазы, броши и др.

В конце ХVIII и начале XIX вв. из малахита, наряду с мелкими изделиями, стали изготавливать крупные художественные изделия, слава о которых достигла мировой известности. В эти годы начато использование мелких кусочков малахита в мозаике, получившей название «русской мозаики». Наряду с поделками и ювелирными изделиями, малахит в период значительного объема его добычи применялся как высокодекоративный облицовочный материал. В результате появились малахитовые комнаты и залы (Зимний дворец, Шереметьевский дворец и др.), а в Исаакиевском соборе малахитом были облицованы колонны.

В послереволюционный период применение малахита ограничивалось небольшими масштабами добычи и практически сводилось к использованию в ювелирных и галантерейных изделиях. В последние роды, в связи с модой на зеленые камни, интерес к ювелирным изделиям с малахитом значительно возрос.

Технические требования к качеству малахита в СССР регламентированы отраслевым стандартом, утвержденным Министерством геологии СССР (табл.1). Основными параметрами, определяющими соответствие малахита ОСТу, являются декоративные свойства и масса камня. Минимальный размер камня ― 30 мм в поперечнике. Максимальные размеры куска камня не ограничиваются. Выход бездефектного камня должен составлять от 50 до 100%. К дефектам относятся ― каверны, трещины, включения азурита, магнетита, окислов марганца и соединений кобальта, а также ожелезнение.

Обломки малахита, имеющего высокие декоративно-художественные качества, но не отвечающие действующим техническим требованиям по размерам, находят применение в ювелирном и галантерейном производстве. Реализация подобного сырья должна осуществляться по разовым договорам с заинтересованными организациями.

Таблица 1

Технические требования к качеству малахита в сырье ОСТ 41.117-76

Наименование камня

Месторождение или типовая разновидность камня

Качественная характеристика

Минимальные размеры камня (в мм)

Сорт

Малахит

Уральский

а) 3еленый различных оттенков. Окраска светлая, яркая, сочная. Рисунок мелкий, четкий в виде ленточных, струйчатых и концентрических узоров.

Допускаются: единичные включения посторонних минералов, не снижающих декоративные качества камня и не влияющие на его механическую прочность.

30x30x20

Высший

То же

То же

б) Декоративная характеристика по п. "а".

Допускаются: каверны, трещины и ожелезнение на площади не более 25% поверхности сортового камня.

50x50x30

I

То же

То же

в) 3еленый различных оттенков. Окраска различной интенсивности от светлой до темной, рисунок крупный или расплывчатый.

Допускаются: дефекты по п. "б"

30x30x30

II

То же

То же

г) Темно-зеленый, с характерным темным "плисовым" отливом.

30x30x30

III

Наряду с собственно малахитом, в качестве поделочного и отчасти ювелирно-поделочного материала используются агрегаты малахита, азурита и других медьсодержащих минералов, а также горные породы, пропитанные и пронизанные различными соединениями меди, среди которых преобладает малахит. На месторождении Тимна (Израиль), сложенном медистыми песчаниками, отбираются штуфы, наиболее богатые медной зеленью, синью и чернью.

Эти породы обладают красивым мелкоузорчатым рисунком и под названием «элатского камня» идут на изготовление вставок в кольца, броши, браслеты и прочие ювелирные и галантерейные изделия, а также на изготовление различных камнерезных поделок ― подсвечников, подставок и др. (Петров, 1973).

Следует указать и на возможность использования некондиционного поделочного камня в качестве коллекционного материала. Для этих целей пригоден как яркий, рисунчатый малахит, так и кристаллический. Весьма эффектно выглядят образцы кремнистых пород, стенки пустот и трещин в которых инкрустированы кристаллами малахита или малахита и азурита,

На мировом рынке стоимость рисунчатого (полосчатого) малахита африканских месторождений составляет (Sinkankas, 1968):

  1. Малахит в сырье
    • Куски весом до 2 фунтов      ― 4-10 дол/фунт
    • Куски весом более 2 фунтов ― 12-20 дол/фунт
  2. Малахит обработанный
    • Кабошоны округлые Ø 4-25 мм          ― 0,8-12,0 дол/шт
    • Кабошоны овальные 7x5 ― 40x30 мм ― 0,5-10,0 дол/шт
  3. Голтовочные камни
    • Размером 1/2 ― 3/4 дюйма ― 24 дол/фунт

По неофициальным данным стоимость африканского малахита в сырье в Италии последние годы составляет от 35 до 50 долларов за 1 кг.

3. Размещение месторождений малахита и данные о его добыче

Крупные месторождения ювелирно-поделочного малахита находятся только в двух странах мира: в Советском Союзе и в Республике Заир. Кроме того, известен ряд мелких месторождений и проявлений малахита в Африке, в Австралии, в Соединенных Штатах Америки и Венгрии.

К ним относятся: Бвана Мкуба в Республике Замбия; Бурра-Бурра в Южной Австралии; Пинк-Даунс в районе Квинсленд и Западный Боган в Новом Южном Уэльсе. Прекрасные образцы малахита обнаружены в медных рудниках Коппер-Квик (район Бисби) и Хумминг-Берд (район Мореной) в шт.Аризона, США. Установлены находки малахита в Венгрии, район Банат.

Месторождения малахита в СССР сосредоточены на Среднем Урале, где их насчитывается более десяти. Наиболее крупными из них были Меднорудянское и Гумешевское месторождения. Добыча малахита на Урале ведется уже более двух столетий. По архивным данным Горного Департамента (1820 г.), на месторождениях Среднего Урала ежегодно добывали около 1000 пудов (16 т.) поделочного малахита, причем один Гумешевский рудник давал в год почти 70 пудов (1,1 т.) малахита. На Меднорудянском руднике в 1836 г. была обнаружена глыба малахита, имевшая, по данным Горного журнала за 1836 г., вес до 30000 пудов (48 т.) с апофизами общим весом до 1000 пудов (16 т.). По другим источникам вес глыбы составлял от 200 (Дэна и др., 1953) до 320 т. (Болдырев, 1928; Лазаренко, 1971).

В настоящее время попутная добыча малахита ведется на Высокогорском месторождении.

Малахит, кроме уральских всемирно известных месторождений, встречается на многих месторождениях меди Казахстана (Коунрад, Саяк, Алтын-Тобе и др.), однако промышленные скопления здесь не обнаружены. В последние годы в Казахстане проводятся работы по оценке проявления малахита Чокпак.

В настоящее время основным поставщиком поделочного малахита на мировой рынок является Республика Заир. Малахит здесь попутно добывается на ряде месторождений меди в провинции Катанга. Официальных данных по добыче малахита нет. По устному сообщению В.П.Петрова, в провинции Катанга на каждые 10 тыс.т окисленной руды добывается 100 кг ювелирного малахита.

4. Генезис малахита

Месторождения поделочного малахита на Урале известны на протяжении более двухсот лет. Но, несмотря на это, вопрос о его происхождении не привлекал широкого круга исследователей. По сей день крупных обобщающих работ по поделочному малахиту, включающих аспекты его генезиса, практически нет. Наиболее полная сводка по малахиту, отражающая состояние изученности этого минерала на 1920 г., составленная, в основном, по литературным материалам, принадлежит А.Е.Ферсману (1962). В этой сводке, признавая гипергенное происхождение землистых масс малахита (медной зелени), возникающих при окислении медных руд в поверхностных условиях, А.Е.Ферсман писал, что крупные скопления поделочного малахита образуются на относительно больших глубинах при взаимодействии медьсодержащих термальных растворов с известняками. По его мнению, скопления поделочного малахита в шапках выветривания могли образовываться лишь в исключительных случаях. Таким образом, поделочный малахит, по А.Е.Ферсману, в подавляющем большинстве имеет гидротермальное происхождение.

Согласно другим взглядам, поделочный малахит, так же как и медная зелень, образуется в коре выветривания медных месторождений, но для формирования крупных его скоплений необходимы определенные условия: развитие полостей выщелачивания в известняках, слагающих лежачий бок первичных рудных тел. Поделочный бирюзовый малахит, согласно этим взглядам, так же как и различные пещерные колломорфные агрегаты кальцита и арагонита, процесс образования которых изучен достаточно хорошо, формируется на стенках пустот. Впервые для уральских месторождений на это обратил внимание П.Гладкий (1888), который, наряду с этим, показал, что образование пустот (карста) в известняках обусловлено воздействием нисходящих поверхностных сернокислых вод на известняки. Кислотный характер эти воды приобретают в результате окисления сульфидов меди и железа.

В пятидесятых годах текущего столетия, основываясь на особенностях морфологии агрегатов малахита, изученных и описанных В.А.Черепановым (1951), Д.П.Григорьев (1953) достаточно убедительно высказался в пользу образования поделочного малахита в карстовых пустотах в поверхностных условиях.

В последние годы изучение условий нахождения и строения агрегатов бирюзового малахита, проведенные по ряду месторождений Урала, а также анализ и обобщение данных предшествующих исследований, позволили Г.Н.Вертушкову на примере Гумешевского месторождения (1975) наметить наиболее полную схему образования этого ценного поделочного камня. Согласно представлениям Г.Н.Вертушкова, в зоне окисления первичных сульфидных руд контактово-метасоматического генезиса поверхностные воды приобретают кислотный характер и значительную агрессивность за счет растворенной серной кислоты, образованной в результате окисления пирита. Под воздействием кислотных вод карбонатные породы лежачего бока выщелачиваются и идет образование контактово-карстовой полости, а также ряда замкнутых камер, расположенных ниже дна полости. Медь нисходящими кислыми растворами переносится в виде сульфата (CuSО4). Вблизи карбонатных пород раствор приобретает щелочной характер, сульфат меди переходит в карбонаты ― малахит и азурит. Эти минералы в виде землистых масс вместе с механическими взвесями и вторичными соединениями железа выпадают в осадок, образуя своеобразные глинистые отложения, названные уральскими рудокопами «тальковой оруденелостью». Поделочный малахит, по мнению Г.Н.Вертушкова, образуется в замкнутых камерах. В них фильтруются щелочные воды, несущие бикарбонат меди. Отложение малахита на стенках камер в виде различных натечных форм происходило за счет разрушения растворимого бикарбоната меди.

Таков в общих чертах механизм образования «малахитовых погребов». По мере развития контактово-карстовой полости на глубину происходит постепенное вскрытие, разрушение и заиливание камер с натечным малахитом, а также замещение малахита фосфатами и силикатами меди. Поделочный малахит сохраняется от разрушения лишь тогда, когда его скопления «герметизируются» глинистыми образованиями от воздействия реагентов.

Описанная схема образования малахита Гумешевского месторождения вероятно принципиально может быть применена и для других месторождений малахита, возникших в результате окисления первичных сульфидных руд меди как контактово-метосоматического, так и осадочного генезиса.

II. ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАЛАХИТА

Малахит является постоянным парагенетическим членом окисленных медных руд, развитых в корах выветривания на различных генетических типах месторождений меди. Как правило, он образует землистые порошковидные скопления, в то время как плотные, рисунчатые разновидности малахита, используемые в качестве ювелирного и поделочного материала, встречаются редко. В настоящее время неизвестны месторождения поделочного малахита, имеющие самостоятельное значение. Повсеместно добыча его осуществляется попутно при разработке как медных, так и медно-железорудных или кобальтово-медных месторождений. Достаточно крупные скопления поделочного малахита, являющиеся основными источниками добычи, установлены в зонах окисления двух генетических типов месторождений меди ― контактово-метасоматических и осадочных. Первичные руды одних месторождений сложены сульфидами меди и железа, на других, помимо них, присутствуют сульфиды кобальта и урана, на третьих ― главенствующая роль принадлежит магнетиту.

С учетом изложенного предлагается следующая геолого-промышленная классификация поделочного малахита.

Тип месторождений: Поделочный малахит в корах выветривания (зонах окисления) сульфидных месторождений.

Подтипы месторождений: 1) зон окисления сульфидных медных и медно-железорудных скарновых месторождений; 2) зон окисления сульфидных медных и кобальтово-медных стратиформных месторождений.

1. Поделочный малахит зон окисления сульфидных медных и медно-железорудных скарновых месторождений

Месторождения малахита, относящиеся к этому подтипу, вероятно, являются наиболее многочисленными. К ним относятся все ранее разрабатывавшиеся уральские месторождения (Гумешевское, Высокогорская группа месторождений); месторождения малахита шт.Аризона, США (Мореной, Бисби, Коппер-Квик); месторождения Нового Южного Уэльса и Квинсленда в Австралии (Пинк Дауне, Западный Боган, Тоттенхэм и др.). Сюда же следует отнести и проявление Чокпак (Казахстан). Для всех месторождений малахита этого подтипа характерно нахождение полезного ископаемого в карстах* (* В тексте термин "карст" употребляется в понимании Г.В.Вертушкова. Существуют различные мнения о природе полостей с поделочным малахитом. Г.Н.Вертушков относит их к карстовым образованиям, возникшим в результате выщелачивания карбонатных пород нисходящими поверхностными водами; В.П.Петров связывает образование полостей с процессами выветривания.) карбонатных пород, развитых в пределах зоны окисления сульфидных руд.

Первичная рудная минерализация генетически связана с метасоматическими процессами, протекавшими на контакте гранитоидов или эффузивов с карбонатными породами. Гранитоиды представлены на одних месторождениях сиенитами, на других ― диоритами, на третьих ― гранит-порфирами и монцонит-порфирами. К этому же подтипу следует отнести Сугурское (Урал) проявление малахита, где рудоносные скарны образованы на контакте серпентинитов с известняками.

Первичное сульфидное оруденение наблюдается в виде вкрапленности в пироксеновых, пироксен-гранатовых и, реже, гранатовых скарнах, в виде рудных залежей или рудных столбов, располагающихся на контакте скарнов с известняками или на контакте известняков с гранитоидами. Первичные руды обычно сложены пиритом, халькопиритом, пирротином, иногда руды существенно магнетитовые. Наряду с перечисленными основными рудными минералами встречаются тетраэдрит, молибденит, сфалерит, галенит и другие сульфиды.

Карстовые полости, размещаясь вдоль контакта карбонатных и рудоносных пород или вблизи него, имеют различную форму и размеры. Наибольшее количество карстовых полостей развивается тогда, когда рудоносная порода залегает выше известняков или имеет с ними крутой контакт, а породы характеризуются высокой степенью трещиноватости. На глубину карстовые образования в зоне окисления с малахитом прослеживаются до 100-150 м, реже до нескольких сотен метров. Малахит в карстовых полостях встречается обычно в виде обломков и глыб, погруженных в глинистый материал, пропитанный вторичными соединениями железа и меди.

Как указывалось выше, к данному подтипу относятся месторождения малахита Урала. Все они размещены на территории Среднего Урала, в пределах Тагило-Магнитогорского прогиба. Наиболее значительное количество малахита высокого качества было добыто на месторождениях Высокогорской группы. Эти месторождения расположены в Нижне-Тагильском рудном районе, входящем в южную часть Тагило-Кувшинской металлогенической провинции. Рудный район в структурном отношении приурочен к Туринско-Тагильской мегасинклинали, протягивающейся на 220 км при ширине от 3 до 25 км (Соболев, 1969).

Геологическое строение района Высокогорских месторождений является типичным для Среднего Урала. Здесь развиты вулканогенно-осадочные породы, слагающие верхнесилурийско-нижнедевонский подъярус ордовикско-нижнедевонского структурного яруса.

Наиболее древние породы представлены авгитовыми порфиритами. Выше с размывом залегает толща туфогенных пород с подчиненными прослоями известняков и диабазовых порфиритов. На них согласно залегает мощная толща трахитовых порфиров с прослоями карбонатных пород, содержащих фауну верхнего лудлоу. Толща вулканогенно-осадочных пород прорвана серией массивов сиенитов. К контакту с мраморами одного из них ― Тагило-Кувшинского массива, прорывающего туфогенно-карбонатную толщу в диагональном направлении, ― приурочены контактово-метасоматические месторождения меди и железа. На участках мезозойской коры выветривания в верхних частях месторождений первичных сульфидных руд развиты железные шляпы. Месторождения вторичных окисных руд меди и железа, по аналогии со сходными по генезису и условиям залегания месторождениями вторичных силикатных руд никеля, могут быть названы контактово-карстовыми (Корин, 1956; Вертушков, 1975). Именно к этим месторождениям и приурочены скопления поделочного малахита. Локализованы они в южной части склона г.Высокой на площади около 4 км , где размещены месторождения Меднорудянское, Высокогорское, Коровинско-Решетниковское и др. Отдельные месторождения в пределах Высокогорского рудного узла представляют собой тектонические блоки, образовавшиеся в результате интенсивных разрывных дислокаций. Значительная трещиноватость и раздробленность пород способствовали интенсивному карстообразованию, в результате чего на месторождениях в карбонатных породах получили широкое развитие многочисленные, часто весьма крупные карстовые полости, в которых залегают скопления поделочного малахита.

Первичные руды Высокогорских месторождений слагают, в основном, тела пластообразной формы и представлены магнетитом (80-90%) с примесью халькопирита, борнита, пирита и блеклой руды.

Количество меди в первичных рудах возрастает от нижних рудоносных горизонтов к верхним и по мере удаления от интрузии. Наиболее высокое содержание меди (5,8%) установлено на Меднорудянском месторождении. Повсеместно верхние части рудных тел на месторождениях полностью окислены до глубины нескольких десятков метров, иногда (Высокогорское месторождение) окисленные руды встречаются и на глубинах порядка 300 м, что, по-видимому, обусловлено более молодыми глыбовыми перемещениями. На месторождениях в зоне окисления часто встречается два типа вторичных медных руд: образованных на месте (in situ ) и переотложенных. Малахит развит в рудах обоих типов, но практический интерес на поделочный камень представляют лишь переотложенные руды, залегающие в карстовых полостях, выполненных глинами. Наиболее крупные скопления малахита были установлены на Меднорудянском месторождении, в меньших количествах ― на Коровинско-Решетниковском, Высокогорском и др.

МЕДНОРУДЯНСКОЕ месторождение расположено на южном склоне г.Высокой.

Первые сведения о наличии медных руд на площади Меднорудянского месторождения относятся к 1720 г. (Еремеев, 1859), а малахита ― к восьмидесятым годам этого же столетия. П.С.Паллас(1786) при посещении Нижнего Тагила видел две шахты, в которых добывали медную руду и в ней встречались «изрядные почки малахита, которые положением и глиною во всем подобны были богатым рудам Гумешевского рудника...» Однако эти разработки были заброшены и забыты. Вторично здесь руды были открыты в 1813 г., а первое гнездо малахита ― в 1831 г. К 1905 г. большая часть месторождения отработана. Закрытие рудника относится к 1917 г.

Меднорудянское месторождение расположено в южной части Высокогорского рудного поля. Оно расположено среди переслаивающихся туфов и известняков и имеет общее северо-западное простирание с падением на восток около 60° (Заварицкий, 1963). Длина рудного тела около 700 м при максимальной мощности в 40 м; на глубину прослеживается до 350 м.

Рудная залежь выполняет длинный и глубокий карстовый лог в известняках, выполненных тальковыми и железистыми глинами, содержащими гнезда медных руд. Тектонические нарушения, широко проявленные на месторождении, обусловили различия в строении отдельных его частей. Так, в северной части развиты преимущественно руды железной шляпы, образовавшиеся «in situ». Они прослеживаются на глубину до 100 м, ниже которой, в гранатовых скарнах и эпидозитах залегают первичные руды магнитного железняка с вкрапленностью пирита и халькопирита. В южной части месторождения развиты переотложенные руда, состоящие из глинистых продуктов выветривания известняков и туфов («тальковые глины»), пропитанные углекислыми и кислородными соединениями меди, среди которых главенствует малахит. Кроме малахита в окисленных рудах установлено много и других рудных минералов: самородная медь, халькозин, куприт, тенорит, лампадит, азурит, гематит, мартит, атакамит, турьит, разнообразные фосфаты меди и многие другие.

Малахит извлекался попутно практически с момента эксплуатации Меднорудянского месторождения. По форме выделения здесь встречались землистые образования малахита, корочки и прожилки, не представляющие практического интереса как поделочное сырье и в то же время здесь находились желваки, крупные глыбы, представляющие, вероятно, обломки сталактитовых кор, выполнявших стены карстовых полостей и «жильные» образования поделочного камня весьма высокого качества. Попутная добыча малахита на этом месторождении производилась в таком количестве, что, начиная с 40-ых годов XIX столетия, появилась возможность использовать его не только для изготовления ювелирных и камнерезных изделий, но и в качестве декоративно-облицовочного материала. Общее количество добытого на Меднорудянском месторождении малахита неизвестно, так как владельцы рудника (Демидовы) данные о добыче малахита не публиковали.

В печать просачивались лишь сведения сенсационного характера, такие как, например, сообщение в Горном журнале за 1836 г. об открытии самой крупной глыбы малахита. В 1835 г. к югу от шахты Надежной под руслом р. Рудники на глубине 176,8 м вскрыта «огромнейшая масса малахита, которая по сие время обнажена от окружающих пород в длину 7,5, ширину 3,5 и вышину 2,5 аршина* (* Аршин равен 71,12 см.) с одного конца и 0,5 аршина с другого. В этой глыбе, по вычислению, должно быть до 3000 пудов; в ней видны части без всяких трещин, весом от 300 до 400 пудов...» Кроме того, от основного тела малахита отходили апофизы, общий вес которых составил более 1000 пудов. Общая длина малахитового тела вместе с апофизами составляла 45-46 сажен (96-98 м). Малахит находился в виде удлиненного, наклонно залегающего тела среди разрушенного марганцовистого железняка, которое имело падение около 18° на юг. Верхняя часть малахитового тела была покрыта тонкой (3 см) коркой мелкопочковатого пористого малахита. Висячий и лежачий бока месторождения сложены глинисто-тальковым сланцем. Качество малахита охарактеризовано: «... вид имеет крупно- и мелкопочковатый и венчатый; цвета от темно-зеленого до высокого бирюзового, входящего с превосходными в полировке фигурами ... Тагильский же малахит ... заключающий в себе весу до 3000 пудов, имеющий плотное сложение и нежный бирюзовый цвет, есть произведение, которого до сих пор еще не встречалось в коре Земного Шара» (Горный журнал, 1836).

Под действием поверхностных вод малахит неустойчив и замещается главным образом хризоколлой, в меньшей степени ― фосфатами меди и брошантитом. Наличие в малахите замещающих его минералов отрицательно сказывается как на плотности камня, так и на его декоративных качествах.

В описаниях руд Меднорудянска практически нет сведений о других минералах, таких как азурит и элит, интересных как поделочное сырье.

По-видимому, это обусловлено тем, что данные минералы не пользовались здесь значительным развитием. Косвенным подтверждением этого могут служить данные Ю.С.Соловьева (1953), изучавшего отвалы шахт.

ВЫСОКОГОРСКОЕ месторождение расположено на северо-западной окраине Нижнего Тагила. Месторождение известно и разрабатывалось вогулами еще в ХVII в. Систематическая добыча руд начата А.Демидовым в 1726 г.

Высокогорское месторождение приурочено к зоне контакта сиенитов с известняками и, по общему геологическому строению, сходно с Меднорудянским. На месторождении выделено две зоны рудоносных скарнов, размещенных и разделенных толщей основных эффузивов мощностью около 200 м (рис.1).

Существенную роль в формировании этого месторождения играла разрывная тектоника, обусловившая наличие зон повышенной трещиноватости во вмещающих породах. Это способствовало широкому развитию гранат-пироксеновых и, реже, амфибол-эпидотовых скарнов, наложенного на них оруденения и различных безрудных метасоматитов. Первичные руды размещены, главным образом на контакте известняков с перекрывающими их туфами, в виде тел неправильной формы. Сложены руды магнетитом с небольшой примесью пирита и халькопирита. Окисленные руды развиты повсеместно, прослеживаются на отдельных участках на глубину до 300 м. В карбонатных породах широко проявлены процессы карстообразования в виде различных по форме и размерам пустот, полостей и занорышей. Самая крупная карстовая полость, вскрытая в 1964 г., на глубине 180 м имела длину 140 и ширину 100 м. Карсты выполнены обломками сильно выветрелых сиенитов, туфов, скарнов и известняков, а также глинистым и переотложенным рудным материалом.

На Высокогорском месторождении малахита значительно меньше, чем на Меднорудянском, что, несмотря на широкое развитие окисленных руд, карстовых полостей и переотложенных руд, по-видимому, обусловлено более низкими содержаниями меди в рудах первого месторождения.

Рис. 1. Геологическая карта Высокогорского месторождения (по Г.И.Вертушкову)

1 – известняки; 2 – глины карстового заполнения; 3 – окисленные руды железа; 4 – малахит

Качество малахита в общем также значительно ниже качества малахита, добывавшегося на Меднорудянском руднике. Лишь в отдельные годы на Главном карьере встречались относительно крупные скопления малахита. В них, наряду с землистыми образованиями, составлявшими значительную часть этих скоплений, находились натечные, скорлуповатые и скрытокристаллические разности поделочного малахита весьма высокого качества.

ГУМЕШЕВСКОЕ месторождение является первым месторождением на Урале, где был открыт и попутно извлекался при разработке медных руд поделочный малахит. Оно расположено в 120-130 км южнее Высокогорской группы месторождений, на северо-западной окраине города Полевского. По древним выработкам и находкам отходов плавки руд Гумешевское месторождение было открыто вторично в 1702 г. Разработка руд зоны окисления осуществлялась с 1735 по 1874 гг. С 1958 г. начата добыча первичных сульфидных руд. Сведений о времени открытия малахита нет, но уже в 1770 г., когда П.С.Паллас посетил это месторождение, местные жители знали условия нахождения малахита и его обработку.

Гумешевское месторождение (рис.2) расположено среди вулканогенно-осадочных пород условно среднедевонского возраста, представленных мраморами, порфиритами основного состава и их туфами, кварцитами, кремнистыми а зелеными сланцами, прорванными интрузией порфировидных кварцевых диоритов и многочисленными дайками различного состава. Вдоль контакта мраморов и диоритов развиты скарны, часть из которых содержит магнетит и сульфиды меди и железа.

Наиболее интенсивное промышленное оруденение отмечено вдоль западного контакта интрузий, где оно прослежено по простиранию на 2,3 км. Первичные руды до глубины 120, иногда 170 м окислены; часть окисленных руд переотложена (медистые глины) и выполняет карстовую полость (рис.3).

Рис. 2. Геологическая карта Гумешевского месторождения (по И.И.Бугаеву)

1 – известняки; 2 – сланцы; 3 – диабазы; 4 – кварцевые диориты; 5 – габбро; 6 – серпентиниты; 7 – альбитофиры; 8 – скарны; 9 – залежи медных руд с малахитом; 10 – карьер

Длина полости около 600 м, ширина 150 м. Глубина полости колеблется от 10-40 м в западной части до 130-150 м в восточной (непосредственно по контакту с диоритами). Рудоносные глины местами пластичные, местами рыхлые, окрашенные в бурые, желтые и другие цвета, характерные для зон окисления. Медная минерализация в глинах разнообразна. Основным минералом здесь является малахит, в меньших количествах развиты хризоколла, тенорит, самородная медь, азурит и ряд других минералов.

Малахит большей частью образует землистые скопления, в меньшей ― "конкреции", почковидные и гроздевидные агрегаты, а также крупные глыбы, являющиеся обломками мощных коровых образований на стенках карстовых полостей в известняках (Дюпарк, Сигг, 1914). Наиболее крупная глыба поделочного малахита, найденная в 1786 г., весила около 1,6 т. Качество малахита Гумешевского месторождения весьма высоко. Цвет малахита этого месторождения от бледно-зеленого до изумрудного, строение узорчато-ленточное и радиально-лучистое. Вместе с малахитом встречался и азурит иногда в виде плотных корочек красивого индигово-синего цвета.

Из других объектов, на которых имелся поделочный малахит, следует указать месторождения Турьинской группы (бассейн р.Сосьвы) и Сугурское месторождение (Саймоновская долина, Южный Урал). Объем добычи поделочного камня на этих месторождениях в общем балансе уральского малахита был мал. Поэтому, не останавливаясь на подробном описании, укажем лишь на некоторые особенности геологического строения этих месторождений, которыми, вероятно, и обусловлено низкое содержание полезного компонента.

На месторождениях Турьинской группы рудоносные скарны развиты не только на контакте гранитоидов, но и связаны с покровами порфиритов. Известняки слагают чаще висячий бок рудоносных пород, а процессы окисления проявлены в меньшей степени и на небольшую глубину; карст пользуется ограниченным развитием, а полости имеют небольшие размеры.

Рис. 3. Схематическая зарисовка поверхности мрамора в карстовой полости Гумешевского месторождения (по Г.Н.Вертушкову)

1 – известняки; 2 – диориты; 3 – малахит; 4 – жеоды лимонита; 5 – глины карстового заполнения

На Сугурском месторождении скарны развиты на контакте известняков и серпентинитов. Первичные магнетитовые руды с примесью пирита и халькопирита окислены до глубины 30-40 м. По данным Д.В.Николаева (1902), в пяти шахтах из семи, пройденных в зоне окисленных руд, добывался малахит. Достоверных данных о качестве и количестве малахита Сугурского месторождения нет.

Проявление ЧОКПАК находится в Центральном Казахстане и, судя по многочисленным древним выработкам, разрабатывалось на медь издавна. Первые архивные сведения относятся к 1834 г. С этого времени и по 1914 г. оно разведывалось и разрабатывалось на медь. Впоследствии работы на медь проводились в 1929 г. и в 1952-1954 гг., а на поделочный малахит начаты в 1966 г. и продолжены с 1973 г. В структурном отношении проявление малахита Чокпак приурочено к северо-западной части Чингизского геоантиклинория. Вмещающие породы представлены вулканогенно-осадочными образованиями нижнего силура, прорванными различными по форме и составу интрузиями гранитоидов. Непосредственно на площади проявления развиты известняки и порфириты, прорванные дайками диоритовых порфиритов. На отдельных участках протяженностью до 200 м известняки скарнированы и содержат сульфиды меди и железа. По составу скарны пироксеновые (геденбергитовые) и роговообманковые. Мощность скарновых тел колеблется в пределах 20-40 м. Образование скарнов одними исследователями связывается с дайками диоритов, другими ― с покровами порфиритов, а третьими ― с интрузией гранитоидов, размещенной в 1,2-1,7 км к восток-юго-востоку от сопки Чокпак. Судя по материалам Г.С.Шкелева, проводившего здесь поисково-разведочные работы, наиболее вероятным представляется образование скарнов на контакте порфиритов и известняков, причем последние располагаются со стороны лежачего бока порфиритов (рис.4).

Рис. 4. Схематический геологический разрез проявления малахита Чокпак (Казахстан). (По Г.С.Шкелеву, 1955)

1 – измененные порфириты; 2 – известняки; – диабазы; – эпидотизированные диабазы; 4 – скарны; 5 – кремнисто-глинисто-железистые образования железной шляпы с малахитом

Поделочный малахит встречается среди минеральных образований железной шляпы. Они прослеживаются на 1,5 км в виде прерывистой полосы северо-западного простирания. Ширина ее от 100-200 м до 400 м в районе сопки Чокпак. Породы железной шляпы залегают не неровной поверхности известняков и перекрыты скарнами. Местами порфириты и скарны эродированы и породы железной шляпы выходят на дневную поверхность. По составу они представляют собой кремнистые (халцедон, кварц), сильно ожелезненные и омарганцованные образования тонкозернистой структуры, по облику весьма сходные с бирбиритами Казахстана, развитыми в корах выветривания по гипербазитам. Наряду с кремнистыми образованиями, широко развиты глины и глиноподобные землистые массы, содержащие обломки кремнистых образований и различные вторичные соединения меди и железа. Богатые медные руды с поделочным малахитом отмечаются в довольно крупных линзовидных телах мощностью до 20 м. Малахит в них находится обычно в виде почковидных выделений, корочек и небольших жил. Почковидные образования малахита выполняют занорыши и каверны в кремнистых образованиях. Размеры их в поперечнике обычно не превышают 10 см. Мощность жил невелика и достигает 7-12 см.

Малахит проявления Чокпак имеет преимущественно радиально-лучистое строение (плисовый), в меньших количествах встречается параллельно-волокнистая ленточная его разновидность (бирюзовый). Рисунок, как правило, четкий, красивый, часто концентрически-зональный; цвет преимущественно темный травяно-зеленый, реже изумрудно-зеленый. Основными дефектами малахита этого проявления являются поры и хрупкость. Пробные изделия прикладного назначения, выполненные из плисового малахита способом русской мозаики выглядят достаточно красиво.

При сопоставлении проявления Чокпак с уральскими месторождениями малахита отчетливо видно принципиальное сходство условий их нахождения.

Как уральские месторождения, так и проявление Чокпак размещены в зонах контакта скарнов и карбонатных пород. Кремнистые образования коры выветривания, сходные с развитыми на проявлении Чокпак, описаны Г.Н.Вертушкоьым (Вертушков, 1975) и на Гумешевском месторождении. По сообщению этого автора, в них встречается преимущественно плисовый малахит. Он слагает корки, прожилки, реже почки и гроздевидные образования, выполняющие пустоты в кремнистых породах.

Все изложенное позволяет предполагать возможность обнаружения на проявлении Чокпак и более крупных скоплений бирюзового малахита в условиях сходных с уральскими. В этой связи дальнейшие исследования на проявлении Чокпак необходимо направить на изучение рельефа кровли известняков, подстилающих образования железной шляпы с целью выявления ниш и полостей, благоприятных для нахождения поделочного малахита.

Месторождение БИСБИ (шт.Аризона, США) известно с 1877 г. и является одним из крупнейших месторождений меди, связанных со скарнами. Геологическое строение его сходно со строением уральских месторождений. В районе этого месторождения развиты (Вольфсон, Дружинин, 1975) среднепалеозойские отложения, представленные известняками и кварцитами и прорванные интрузиями гранит-порфиров и монцонит-порфиров. Породы смяты в складки и рассечены многочисленными разрывными нарушениями, из которых основное значение имеет сброс Дивиденд. В экзоконтактах известняки минерализованы или замещены кальциево-алюмо-железистыми скарнами с магнетитом. Интрузивные породы содержат вкрапленные руды, сложенные пиритом, халькопиритом, борнитом и халькозином. Подобные руды развиты также по зонам трещиноватости, слагая трубообразные тела и залежи. С поверхности на глубину 660 м первичные руды окислены. В известняках по трещинам и в карстовых образованиях отмечаются значительные скопления малахита.

2. Поделочный малахит зон окисления сульфидных медных и кобальтово-медных стратиформных месторождений

Месторождения малахита среди окисленных медных руд в стратифицированных осадочных отложениях по промышленной значимости не уступают первому из выделенных подтипов. У нас в стране месторождения стратиформных медных руд размещены во многих районах и значительная часть этих месторождений эксплуатируется на медь. Несмотря на это, месторождения малахита на них до сего времени не известны. Отдельные некрупные глыбы и скопления мелких почко- и гроздевидных агрегатов поделочного малахита, имеющие достаточно высокие декоративные качества, найдены,в частности, на месторождениях Казахстана. Однако находки эти случайны, а количество камня незначительно, в связи с чем можно считать, что в СССР промышленные месторождения малахита в зонах окисления стратиформных руд на сегодня не известны.

За рубежом месторождения малахита этого подтипа размещены в пределах крупнейшего б мире пояса медных руд, протягивающегося через водораздельную область бассейнов рек Конго и Замбези. Несмотря на то, что медные месторождения известны издавна и значительная часть их эксплуатируется, опубликованные сведения по поделочному малахиту крайне скудные и сводятся, практически, к упоминании о наличии этого ценного камня на тех или иных объектах. Обобщение всех отрывочных данных позволяет говорить о том, что месторождения малахита второго подтипа имеют много сходных черт геологического строения с месторождениями первого подтипа. На этих месторождениях малахит также локализуется в карстах карбонатных пород, причем наиболее крупные скопления его находятся среди переотложенных рудных минералов и глин. Исходным материалом для образования вторичных минералов, в том числе и малахита, служат сульфиды меди и железа, среди которых главные ― пирит и халькопирит.

Таким образом, практически, отличия между месторождениями малахита выделенных подтипов заключаются лишь в условиях залегания и генезиса первичных рудных минералов. В качестве примера рассмотрим геологическое строение района месторождений малахита медного пояса Африки.

На обширной территории водораздела бассейнов рек Конго и Замбези выделяют образования нескольких структурных подразделений (Ковалев, 1931; Медный пояс Северной Родезии, 1963). Нижний структурный этаж (основание древнего материка) сложен различными метаморфическими породами: гнейсами, кристаллическими сланцами, кварцитами и мраморами, прорванными гранитными интрузиями. Формирование этих пород относится к архею и, возможно, к кембрию. Выше с несогласием залегают породы системы Катанга. Они выполнят обширную мульду на территории Республики Заир и ряд синклинальных прогибов на площади Республики Замбия, заложенных в архейско-кембрийском (?) фундаменте древнего материка. Наложенные региональные структуры имеют северо-западное простирание.

Повсеместно система Катанга сложена слабо метаморфизованными терригенными песчано-глинистыми осадками с горизонтами конгломератов, доломитов и доломитовых сланцев. Возраст пород ― нижнепалеозойский (кембрий или силур?). Отложения системы Катанга по обе стороны водораздела смяты в серию складок с осями северо-западного простирания. Кроме пликативных структур, в районе медных месторождений проявлены дизъюнктивные нарушения, причем интенсивность их более высокая в провинции Катанга (Заир). Здесь система складок (часто запрокинутых) значительно осложнена рядом продольных и поперечных сбросов и взбросов.

Месторождения медных руд на территории Республики Замбии приурочены к двум рудоносным горизонтам: нижнему горизонту Броней Хилл, относящемуся к образованиям основания древнего материка, и верхнему ― Бвана Мкуба, залегающему в верхах системы Катанга. Медные руды рудоносного горизонта Брокен Хилл приурочены к карбонатным породам и песчаникам, а рудоносного горизонта Бвана Мкуба ― к песчаникам.

На месторождениях обоих рудоносных горизонтов первичные руды представлены сульфидами и в значительной степени окислены на различную глубину. Сведения о поделочном малахите этих месторождений практически отсутствуют. В монографии «Медный пояс Северной Родезии» (1963) при описании отдельных месторождений указывается на наличие в кавернозных песчаниках почковидных рисунчатых разностей малахита. Однако, по данным этого же источника, качество малахита низкое, он значительно уступает катангскому поделочному малахиту.

В провинции Катанга (Заир) месторождения меди приурочены к продуктивному горизонту Serie des Mines , занимающему более высокое стратиграфическое положение в системе Катанга, чем рудоносный горизонт Бвана Мкуба в Замбии. Типичный разрез продуктивного горизонта катангских месторождений имеет следующее строение (снизу вверх).

мощность,м
1. Доломиты и тальковые породы не более 10
2. Сланцеватые кремнеземистые породы 10 (в среднем)
3. Пористые кремнеземистые породы 10-20
4. Доломитовые сланцы 30-80
5. Известняки и доломиты 50-200

Рудная минерализация отмечается в слоях 2-5, в то время как слой 1 обычно лишен руд. Первичные руды вкрапленные, представленные халькопиритом и пиритом. На всех месторождениях первичные руды окислены, причем глубина вторичных изменений руд колеблется от 60-80 до 150 м. Характерно, что наиболее интенсивно вторичные изменения проявлены на участках, где отмечены следы разрывных нарушений в виде зон трещиноватости и брекчий. Главные рудные минералы зоны окисления: малахит и хризоколла; наряду с ними присутствуют: землистая смесь окислов меди (тенорит, мелаконит), кобальта (гетерогенит, линнеит, карролит), железа и марганца. Реже встречаются азурит, куприт, самородная медь, диоптаз, карнотит и либетенит. Малахит и хризоколла в доломитовых сланцах развиты главным образом по плоскостям сланцеватости и по трещинам.

В известняках и доломитах эти минералы встречаются в карстовых пустотах в виде скоплений и натеков неправильной формы, а также сталактитов. Крупные скопления малахита выявлены на руднике Лушиа, где породы рудного горизонта особенно интенсивно дислоцированы.

В литературе сведения по качеству малахита Катанги отсутствуют. По свидетельству очевидцев на мировой рынок малахит с месторождений республики Заир поступает весьма высокого качества, имеющий красивый рисунок и яркую окраску.

III. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОИСКОВ И ПОИСКОВЫЕ ПРИЗНАКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МАЛАХИТА

1. Геологические предпосылки

В данном разделе не рассматриваются геологические предпосылки поисков месторождений меди, с которыми связан поделочный малахит, так как попутные поиски этого камня должны проводиться в тех районах, где уже ранее была установлена медная минерализация. Учитывая подобную постановку вопроса, излагаем лишь локальные геологические предпосылки.

Наиболее важными и, по существу, определяющими возможность обнаружения месторождений поделочного малахита в пределах рудоносного района являются три фактора: тип месторождений первичных руд, наличие древних кор выветривания и литологический состав комплекса пород, вмещающего первичные руды.

В настоящее время все известные скопления поделочного малахита размещены в зонах окисления первичных сульфидных руд контактово-метасоматических и осадочных месторождений, на которых минералы меди имеют существенное значение. Это закономерно. В гипергенных условиях сульфиды меди легко окисляясь переходят в хорошо растворимые соединения. Последние попадая в растворы создают высокий кислотный потенциал, обеспечивающий интенсивное выщелачивание карбонатов и образование карста, а также перенос соединений меди в места формирования поделочного малахита.

Поделочный малахит встречается в корах выветривания линейного (Урал, шт.Аризона, США) и площадного (пров.Катанга, Заир) типов. Закономерность локализации малахита в образованиях зоны гипергенеза следует из рассмотренного уже нами последовательного перехода сульфида меди под воздействием свободного кислорода в сульфат меди и малахит. Для образования малахита как минерала тип коры выветривания не имеет значения. Однако если говорить о поделочных разностях этого минерала, то следует указать, что наиболее крупные скопления малахита сосредоточены в линейных корах. Объяснение этому, вероятно, следует искать в том, что месторождение поделочного малахита находятся среди переотложенных вторичных руд. Лучшие условия для переноса и переотложения рудного малахита создаются в пределах линейных кор выветривания, развитие которых происходит по тектоническим нарушениям, характеризующимся значительной трещиноватостью пород, т.е. на участках с высокой проницаемостью пород, благоприятной для циркуляции растворов. В пределах площадных кор выветривания образование вторичных руд происходит, в основном, in situ, без существенного переноса, как это имеет место на большинстве месторождений бассейнов рек Конго и Замбези и малахит на них развит главным образом в виде землистых скоплений. Месторождения меди, на которых имеются значительные скопления поделочного малахита и в пределах площадных кор выветривания, приурочены к участкам тектонических нарушений, где процессы гипергенеза проявлены на значительно больших глубинах и имеет место перенос и переотложение рудного материала. Эти участки кор выветривания по существу должны относиться к образованиям линейного типа. Примером может служить месторождение Лушиа в провинции Катанга (Заир). Таким образом, наиболее благоприятными для размещения месторождений поделочного малахита являются коры выветривания линейного типа.

Наконец, последним из главных факторов, определяющих возможность нахождения месторождений малахита, является литологический. Выделения малахита в виде налетов, корочек и землистых масс встречаются среди разнообразных по составу пород. Крупные скопления поделочного малахита в настоящее время известны лишь в карбонатных отложениях. В иных породах скопления этого камня в масштабах, представляющих промышленный интерес, не известны. В книге «Медный пояс Северной Родезии» (1963) авторы при описании геологического строения месторождений Замбии указывают, что отсутствие на этих месторождениях поделочного малахита, прежде всего, объясняется тем, что в разрезах рудоносных толщ нет карбонатных пород, которые характерны для месторождений малахита Катанги (Заир).

На проявлении Чокпак к настоящему времени поделочный малахит установлен только в кремнистых образованиях коры выветривания. Несмотря на это участие карбонатных пород в его формировании и здесь очевидно.

Объяснение необходимости наличия карбонатных пород как одного из трех обязательных условий нахождения месторождений поделочного малахита вытекает из его генезиса. Роль карбонатных пород многогранна. Они являются и источником кальция, необходимого для образования малахита, и создают благоприятную химическую среду для его осаждения. При их выщелачивании и формировании карста возникают условия для крупных накоплений этого цветного камня.

В заключение данного раздела нам представляется необходимым высказать одно предположение. Выше указано на то, что все ныне известные крупные скопления поделочного малахита сосредоточены на скарновых и стратиформных месторождениях сульфидных руд. Наряду с этими генетическими типами существуют месторождения медно-колчеданных и медно-порфировых руд, также сложенных сульфидами.

В тех случаях, когда эти месторождения размещаются в зонах интенсивной трещиноватости, а карбонатные породы залегают в лежачем боку на них, при наличии коры выветривания (зоны окисления), по нашему мнению, не должна исключаться возможность обнаружения скоплений поделочного малахита. В определенной степени это предположение подтверждается, по имеющимся сведениям, наличием на некоторых месторождениях медно-колчеданных руд Южного Урала некрупных скоплений бирюзового малахита. Кроме того, между контактово-метасоматическими и колчеданными месторождениями, по мнению ряда исследователей, имеются переходные (промежуточные) типы. В частности, М.И.Бугаев (1966) рассматривает Гумешевское месторождение как контактово-метасоматическое и колчеданное.

2. Поисковые признаки

Малахит является одним из главных, наиболее распространенных минералов в зонах окисления месторождений сульфидных руд меди. Наиболее часто он образует землистые массы (медная зелень), корочки, налеты, реже небольшие почковидные образования в мелких пустотах, а также прожилки и маломощные жилы, которые либо малопригодны для камнерезных и ювелирных изделий, либо количество их невелико и, как следствие, практическая ценность низка. Поэтому находки даже плотного, рисунчатого малахита далеко не всегда являются определяющими возможность обнаружения месторождений этого поделочного камня. Наиболее надежным поисковым признаком, дающим основание для рекомендации проведения более детальных поисков, являются находки бирюзового малахита в отвалах горных выработок, пройденных в зоне окисления месторождений меди. Геологи, ведущие исследования на проявлении Чокпак, большое значение придают находкам кристаллического малахита, инкрустирующего стенки пустот и трещин в кремнистых образованиях коры выветривания.

При других условиях находки поделочного малахита приобретают большое значение лишь тогда, когда сочетаются с рядом косвенных поисковых признаков.

Рассмотрим эти признаки.

1. Относительное положение пород, вмещающих первичную сульфидную минерализацию и карбонатных образований. Возможны три варианта (Корин, 1956): карбонатные породы залегают над рудовмещающими; соприкасаются по вертикальному контакту и, наконец, карбонатные породы подстилают рудный горизонт. В первом варианте грунтовые и поверхностные воды, проходя через карбонатные породы, приобретают щелочной характер и, попадая в рудоносный горизонт, закрепляют рудные компоненты на месте. Карстообразование и переотложение рудного материала возможно лишь при наличии напорных вод. В общем случае условия для образования поделочного малахита отсутствуют. Во втором варианте вдоль вертикального контакта известняков и рудовмещающих пород образуется карстовая щель. Глубина ее может достигать нескольких сотен метров при ширине в несколько десятков метров. В этой щели в известняках образуются карстовые ниши, занорыши и другие морфологические формы карста, благоприятные для нахождения малахита. При третьем варианте отмечается интенсивное развитие сложного по форме карста и создаются хорошие условия для образования поделочного малахита.

2. Наличие окрашенного в красные, бурые и другие цвета глинистого или глинисто-охристого материала, выполняющего трещины и карстовые пустоты. Значение этого, вероятно, двояко. Во-первых, оно указывает на то, что имело место переотложение материала, что необходимо для образования поделочного малахита и, во-вторых, заиливание карстовых полостей, на последних этапах их развития, препятствует в дальнейшем проникновению растворов и воздуха, что предохраняет погребенный малахит от растворения.

3. Наличие зон интенсивной трещиноватости в карбонатных породах, несущих переотложенный рудный материал. Этот признак указывает на благоприятные условия для интенсивного развития карста с малахитом.

Наиболее значительные концентрации малахита следует ожидать в местах выхода грунтовых вод из крупных трещин, пересекающих как рудоносные (с первичной рудой), так и карбонатные породы.

4. Последнее, на что следует обратить внимание как на косвенный поисковый признак ― это формы микрорельефа. В условиях, когда закарстованные карбонатные породы выведены на дневную поверхность, в рельефе часто четко выражены различные отрицательные (желоба, воронки и др.) формы. Образование их связано с обрушением кровли карстовых пустот и проседания грунта.

Подводя итог рассмотрению геологических предпосылок поисков и поисковых признаков месторождений поделочного малахита, необходимо еще раз подчеркнуть, что попутные поиски этого камня должны осуществляться в пределах рудных районов с установленной медной минерализацией. Перспективными на поделочный малахит являются те объекты, на которых, во-первых, первичные руды представлены сульфидами (халькопиритом и пиритом), во-вторых, в геологическом строении объектов принимают участие карбонатные породы и, в-третьих, первичные руды изменены в условиях линейных кор выветривания. Поисковыми признаками, определяющими возможность обнаружения поделочного камня, являются находки малахита на объектах, где карбонатные породы залегают под рудоносными породами или соприкасаются с ними по вертикальной плоскости контакта, а в карстах развиты вторичные глинистые или охристо-глинистые образования. Что касается других поисковых признаков, то они лишь указывают на наиболее благоприятные места возможной локализации поделочного малахита в пределах перспективных объектов или на объектах с установленной полезной минерализацией.

IV. МЕТОДИКА ПОПУТНЫХ ПОИСКОВ И ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОЦЕНКА ПРОЯВЛЕНИЙ МАЛАХИТА

1. Проектирование и проведение попутных поисков

Месторождения поделочного малахита, имеющие промышленную ценность, в СССР и за рубежом размещены в зонах окисления сульфидных месторождений, содержащих повышенные концентрации меди. Учитывая это, попутные поиски поделочного малахита должны проводиться, во-первых, на объектах, где ведутся геологоразведочные или добычные работы на основные полезные компоненты (медь, железо), во-вторых, при осуществлении специализированных поисков на медь и, в-третьих, сводятся к ревизионному обследованию месторождений и проявлений сульфидов меди с наложенными процессами выветривания (окисления).

На стадии проектирования геологоразведочных работ должны выделяться объекты, перспективные на малахит. Выбор их производится на основании тщательного анализа всех имеющихся геологических материалов. К подлежащим обследованию на поделочный малахит, в зависимости от степени изученности района, должны относиться либо все месторождения и проявления сульфидов меди, либо, в первую очередь, скарновые и стратиформные месторождения, на которых установлено наличие зон окисления, а во вмещающих комплексах имеются карбонатные породы. В эту стадию рекомендуется проведение предполевого дешифрирования аэрофотоматериалов по участкам развития оруденения меди. Выделяются площади распространения кор выветривания, разрывные нарушения, зоны трещиноватости, а также литологические разности пород. С особой тщательностью просматриваются аэрофотоснимки, чтобы выявить карстовые образования. Если на месторождениях или проявлениях меди, подлежащих обследованию, ранее проводились геофизические, работы, следует обратить внимание на результаты этих работ, особенно работ электроразведочного профилирования для выявления участков развития карста.

На выбранных или вновь выявленных участках медного оруденения в процессе полевых геологоразведочных работ, одновременно с выполнением основного геологического задания, проводятся исследования по установлению минерализации малахита и ее оценке. Следует иметь в виду, что при попутных поисках, особенно на начальной стадии, на объектах, даже имеющих благоприятную геологическую позицию (наличие малахита в зонах окисления, карбонатных пород и др.), не всегда возможны прямые находки ювелирно-поделочных разностей малахита. Поэтому особое значение приобретает выявление участков, характеризующихся наиболее благоприятными условиями локализации этого камня. Прежде всего, как указывалось выше, это зависит от взаимного положения рудосодержащих и карбонатных пород. На участках или объектах, где установлен вертикальный контакт рудных тел с карбонатными породами или наличие известняков в лежачем боку рудных тел, следует пройти легкие горные выработки (канавы, мелкие шурфы, расчистки). Целенаправленному размещению горных выработок существенную помощь может оказать установление дополнительных косвенных признаков, таких как зоны трещиноватости, формы микрорельефа и глинисто-охристые образования. Проходка горных выработок в местах установления этих признаков, особенно в отрицательных формах микрорельефа, выполненных глинистым или глинисто-охристым материалом, обязательна. Если дополнительные поисковые признаки не устанавливаются, то заложение горных выработок должно осуществляться вкрест контакта рудосодержащих и карбонатных пород. Расстояние между выработками зависит от масштаба рудопроявления, но не должно превышать 20-40 м.

При осуществлении попутных поисков на малахит на объектах, изучающихся на медь, и при специализированных детальных поисках желательно проводить комплекс геофизических работ с целью выявления закарстованных пород. В комплекс геофизических работ следует включать ВЭЗ, метод естественных полей, а также гравиметрию и сейсморазведку.

Комбинируя различные геофизические методы, можно выделить как полые карстовые полости, так и заполненные инородным, чем вмещающие породы, материалом. Это значительно облегчит поиски малахита. Проверка данных геофизики наиболее рациональна колонковым бурением.

Конечная цель попутных поисков ― вскрытие рудных тел и отбор проб на качественную оценку поделочного камня. Однако на стадии попутных поисков не всегда представится возможным вскрыть полости с качественным камнем. В подобных случаях необходимо стремиться выявить те косвенные поисковые признаки, которые окажутся достаточно убедительными для предварительной оценки объекта и передачи его специализированной организации для постановки более детальных работ. К таким признакам, прежде всего, следует отнести наличие окисленных медных руд и малахита в любых его модификациях, первичный состав медных руд, наличие карста, условия залегания рудосодержащих пород и известняков. При вскрытии полезного ископаемого рудные тела необходимо опробовать. Отбор проб осуществляется вручную, валовым или штуфным способом. Главное требование к пробам ― представительность сырья по качеству. Поэтому при штуфном способе отбора должны быть охарактеризованы все декоративные (по цвету, рисунку, плотности и т.д.) разности малахита. Размер отдельных штуфов камня должен соответствовать естественной блочности или иметь параметры, не ниже указанных в отраслевом стандарте.

При изучении и опробовании рудных тел на поделочный малахит исследователю необходимо помнить, что в зонах окисления медных руд наряду с малахитом присутствуют и другие минералы меди, которые могут быть использованы как коллекционный и поделочный материал. Среди них наибольший интерес представляют азурит и элит. Поэтому при достаточно крупных обособлениях этих минералов следует произвести отбор проб азурита и элита.

Все пробы тщательно документируются, каждой из них присваивается порядковый номер и в соответствии с Инструкцией по проведению попутных поисков месторождений цветных камней пробы направляются в курирующую организацию на исследование.

2. Принципы перспективной оценки проявлений малахита

Оценка перспектив проявлений малахита должна базироваться в основном на двух показателях.

1. Декоративно-художественные качества малахита являются одним из главных критериев, определяющих перспективы объекта. Они определяются на основе изучения физических и технологических свойств камня на материале, отобранном в процессе попутных поисков. При изучении проб выясняется окраска и рисунок камня, его плотность, наличие пустот (каверн, пор) и посторонних включений, влияющих на декоративность камня и степень его полируемости, а также устанавливается соответствие сырья отраслевому стандарту. Основным показателем качества малахита является его цвет и рисунок. На первых этапах исследований, когда объемы горных и опробовательских работ невелики, а пробы являются не вполне представительными, отсутствие качественного сырья, отвечающего требованиям отраслевого стандарта, не может явиться безоговорочным основанием для отрицательной оценки проявления. Размещение малахита в разрозненных полостях, каждая из которых может различаться условиями консервации полезного компонента, не исключает возможности обнаружения качественного сырья на последующих стадиях изучения .

2. Масштаб проявлений малахитовой минерализации на стадии попутных поисков, если последние не проводятся на объектах, детально обследуемых на рудное сырье, определить трудно. Поэтому на данной стадии необходимо установить интенсивность вторичных процессов и наличие карста. При прочих равных условиях наиболее перспективными объектами следует считать те, на которых широко проявлены карстовые явления, а в рудосодержащих породах отмечены выщелачивание и вынос рудного материала.

Оценка перспектив площадей, в пределах которых установлены месторождения и проявления сульфидов меди (рудные провинции, рудные районы, рудные поля), в первую очередь, должна учитывать наличие проявлений малахита, масштабы этих проявлений и перспективы. Рудные провинции, районы или поля, где работы по поискам малахита не проводились, могут быть отнесены к разряду перспективных, если на территории этих провинций, районов или полей установлены благоприятные геологические предпосылки для выявления месторождений этого камня.

ЛИТЕРАТУРА

Баклаев Я.П. Геологическое строение и перспективы Турьинских контактово-метасоматических месторождений на Северном Урале. Горно-геологический ин-т УФАН СССР, Свердловск, 1959, вып.37.

Бетехтин А.Г. Минералогия. М., Госгеолтехиздат, 1956.

Болдырев А.К. Курс описательной минералогии. Л., «Кубуч», 1928, вып.II.

Бугаев И.И. Первичная зональность Гумешевского меднорудного месторождения. -Труды Свердловск.горного ин-та, Свердловск, 1966, вып.48.

Вертушков Г.Н. Гумешевское месторождение на Урале. В сб. «Минералогия и петрография Урала». -Тр. Свердл.горн.ин-та, 1975, вып.106.

Вертушков Г.Н., Вертушкова Т.Ю., Мазурин К.П. Месторождения малахита в окрестностях Нижнего Тагила. В сб. «Минералогия и петрография Урала». -Тр.Свердл. горн.ин-та, 1976, вып.124.

Вольфсон Ф.И., Дружинин А.В. Главнейшие типы рудных месторождений. М., «Недра», 1975.

Гладкий П. Химико-геологическая заметка о Меднорудянском и Высокогорском месторождениях в Нижнем Тагиле. -Горн, журн., 1888, т.1, № I.

Горный журнал. Колоссальная глыба малахита Тагильского Медно-Рудянского рудника, СПБ, 1836, ч.II, кн.IV.

Григорьев Д.П. О генезисе натечных или метаколлоидных, колломорфных агрегатов минералов. -Зап. Всес. мин. об-ва, вторая серия, 1953, ч.82, №1.

Дэна Дж.Д., Дэна Э.С., Пэлаи Ч., Берман Г., Фрондель К. Система минералогии, т.II, полутом I, М., ИЛ, 1953.

Дюпарк Л., Сигг Г. Медные месторождения в Сысертской даче на Урале. -Труды Геолкома, новая серия, 1914, вып.101.

Еремеев П.В. Заметки о месторождении медных руд на восточном склоне Уральского хребта. -Горн.журн., 1859, ч.IV, кн.12.

Заварицкий А.Н. Геологический очерк месторождений медных руд на Урале. -Избр.труды, М., изд-во АН СССР, т.IV, ч.1,2.

Ковалев П.Е. Месторождения медных руд Катанги и Северной Родезии. М., 1931.

Корин И.З. О контактово-карстовом типе месторождений в коре выветривания. -Кора выветривания. М., изд-во АН СССР, 1956, вып.2.

Лазаренко Е.К. Курс минералогии. Изд.2, «Высшая школа», М., 1971.

Медный пояс Северной  Родезии. М., ИЛ, 1963.

Николаев Д.В. Геологические исследования в Кыштымской даче. -Труды геолкома, 1902, 19, №2.

Паллас П.С. Путешествие по разным местам Российского государства. СПб, 1786, ч.2, кн.1.

Петров В.П. Драгоценный и поделочный камень как полезное ископаемое. В кн. «Драгоценные и цветные камни как полезное ископаемое», М., «Наука», 1973.

Соболев Н.Д. Тагильско-магнитогорский прогиб, Геология СССР, 1969, т.ХII, ч.1, кн.2.

Соловьев Ю.С. К минералогии зоны окисления Меднорудянского месторождения. -Труды ГГИ. УФАН СССР, 1953, вып.20.

Федоров E.С., Никитин В.В. Богословский горный округ, СПб, 1901.

Ферсман А.Е. Драгоценные и цветные камни России. Описание драгоценных и цветных камней, малахит. Л., 1920-1922.

Ферсман А.Е. Месторождения драгоценных и цветных камней СССР, Л., 1925, т.2.

Ферсман А.Е. Избранные труды. М., изд-во АН СССР, 1962, т.VII.

Черепанов В.А. Некоторые закономерности морфологии и замещения в агрегатах малахита из уральских месторождений. -Зап. Всес. мин. об-ва, серия вторая, 1951, ч.80, вып.3.

Инструкция по проведению попутных поисков месторождений цветных камней (ювелирных, ювелирно-поделочных, поделочных и декоративно-облицовочных). М., 1973.