Валерий Петров - Рассказы о драгоценных камнях

Обратимся теперь к месторождениям лазурита в природе. Самым интересным среди них, пожалуй, является месторождение в США, в свите Грин-Ривер. Здесь нет ни крупных кристаллов лазурита, ни крупных его синих кусков, из которых можно было бы сделать хотя бы брошку или вставку в кольцо. Здесь открыты только мельчайшие, с трудом различимые под микроскопом зерна. Их размеры всего лишь 5—15 мкм, но для геолога эти находки полны глубокого смысла, так как открывают многие тайны условий образования этого минерала.

В центральной части США, главным образом на территории штата Вайоминг и отчасти в штатах, расположенных к югу и востоку от него, развита очень своеобразная толща пород, сложенная осадками многих, длительно существовавших здесь (40–45 млн. лет тому назад) озер. Свиту эту по речке, где впервые описаны слагающие ее породы, назвали свитой Грин-Ривер (зеленой рекой). Сначала на эту свиту обратили внимание ученые. В ней оказались многие минералы, которые ранее встречались только в магматических породах, но условия нахождения этих минералов и их весьма совершенные кристаллические формы свидетельствовали, что минералы эти образовались именно в этой свите. В числе редких вообще минералов в этой толще оказались трона — водосодержащий содовый минерал и давсонит — углекислый натрий и алюминий. Преобладают же в свите сильно битуминозные глинистые сланцы.

Дальнейшие исследования показали, что трона иногда вместе с солью образует довольно мощные слои. Свитой заинтересовались промышленные фирмы, началась разведка, которая показала, что запасы содового сырья здесь огромны. Сейчас в Вайоминге существуют крупные рудники, дающие США значительную часть всей потребляемой этой страной соды. Дальнейшие исследования показали, что сами битуминозные сланцы свиты представляют ценнейший источник энергетического топлива; было выявлено, что давсонит тоже образует крупные пласты, что из него очень легко получить алюминий и что запасы такого алюминия в свите Грин-Ривер соизмеримы с мировыми ресурсами алюминия в других алюминиевых рудах. Изучение свиты Грин-Ривер может быть примером, когда исследования, начатые как чисто теоретические, в конце приносят огромный практический результат.

В процессе разведки свиты Грин-Ривер из одной буровой скважины был извлечен столбик породы (керн), где были синие пятна. Разведчики не сумели определить этот минерал и передали его для изучения известному американскому исследователю глин У. Бредли, который, применив ряд очень «хитрых» методов, сумел показать, что в куске среди троны и соли образовались листочки талька и крохотные кристаллики лазурита. Кристаллы лазурита использовали для своей постройки весь глинозем, который был в растворе, тальк — оставшуюся кремнекислоту и магний. Крайне характерно, что весь процесс образования лазурита шел в условиях очень большого избытка щелочей, что, как мы видели, типично и для условий искусственного синтеза этого минерала. Очень примечательно также, что кристаллизация лазурита в Грин-Ривер происходила при относительно низких температурах. Все это свидетельствует о том, что для получения лазурита необходимо только существование своеобразной физико-химической среды. Редкость лазурита, таким образом, обусловливается именно редкостью этих условий.

Лазурит является очень заметным и интересным минералом, и поэтому можно думать, что большинство имеющихся на земле месторождений этого минерала уже известно. В Канаде лазурит, как предполагают, образовался при метаморфизме слоев ангидрита, переслаивавшихся с глиной. Мелкие, очень плохо изученные месторождения лазурита отмечаются в ЮАР, Индии, Бирме и еще в некоторых местах США. Крупных же месторождений только три: Афганистан и Памир, которые можно рассматривать как единое месторождение; Слюдянка, об открытии которого выше было рассказано, и, наконец, месторождение в высокогорной восточной части Чилийских Анд. Здесь эксплуатируется месторождение Карен, в истоках реки Рио-Гранде на высоте 4500 м над уровнем моря. Количество добываемого здесь лазурита довольно велико, но качество, к сожалению, не очень высокое. Достаточно указать, что стоимость чилийского лазурита примерно в десять раз ниже, чем стоимость афганского материала.

Из трех крупных месторождений лазурита наиболее изучено Слюдянское месторождение, которое наиболее доступно. Афганские и памирские месторождения изучались советскими специалистами, и сейчас можно уверенно говорить об их идентичности Слюдянскому месторождению. Очень немногие данные, имеющиеся в литературе по месторождениям Чили, также говорят об их аналогичности месторождениям Слюдянки.

Район реки Слюдянки, впадающей в оз. Байкал у самого южного его конца, слагают древнейшие на земле архейские породы. Образовались они примерно 3 млрд. лет тому назад и за это огромное время претерпели очень большое количество изменений, и сейчас, изучая их на дневной поверхности, можно отчасти восстановить их историю. Прежде всего, можно уверенно говорить, что после своего образования эти породы были погружены на глубины 25–30 км, где господствовали температуры 600–800 °C и давление 6–9 тыс. атм. Можно предположить, что это погружение сопровождалось накоплением над слюдянской толщей больших масс более молодых осадков, но позднее при обратном подъеме слюдянской толщи к дневной поверхности все это было смыто полностью.

Сильные изменения, которые слюдянские породы претерпели, позволяют делать только некоторые предположения о их первоначальном составе. Сейчас среди всех пород, слагающих Слюдянский архей, можно выделить нижнюю толщу, где преобладают силикатные породы, и верхнюю, где наибольшим распространением пользуются карбонаты. По характеру взаимоотношений между породами, иногда встречающимся прослойкам песчанистых и карбонатных пород предполагается, что нижняя часть первоначально образовалась как морской осадок, в котором преобладал вулканогенный материал, и только небольшие прослои образовали нормальные морские осадки.

В верхней части толщи, наоборот, преобладают карбонатные породы, известняки и доломиты с большим количеством первоначально песчанистого материала. Все это позволяет предполагать, что при образовании этой верхней слюдянской толщи в море, существовавшем 3 млрд. лет тому назад, господствовало нормальное осадкообразование, а вулканические извержения были относительно редки.

В период самого глубокого погружения осадки архейской толщи находились при таких параметрах температур и давлений, когда наиболее легкоплавкие части горных пород уже могут расплавляться с образованием гранитной магмы. По-видимому, в некоторых слюдянских породах это и происходило. Возникшая гранитная магма частично затвердела в месте своего образования, создав гнейсовые толщи, а частично — внедрилась в вышележащие карбонатные породы, где и застыла, образовав жилы транита и пегматита. Карбонат является породой, исключительно бедной кремнеземом. Углекислый магний и углекислый кальций, слагающие карбонатные слои в условиях высоких температур, стремятся взаимодействовать с кремнеземом с образованием соответствующих силикатов. Это стремление настолько велико, что некоторые жилы гранита обедняются кремнеземом и вместо кварца и полевого шпата, нормально присутствующего в граните, кристаллизуются нефелин или даже гаюин.