Александр Ферсман - Занимательная минералогия
Вы видите, что собирать коллекцию — дело хитрое. И только у того будет хорошее минералогическое собрание, кто очень заботливо относится к нему и проявляет энергию и инициативу.
Поиски и разведки полезных ископаемых
Я не могу не начать этой главы с замечательных слов М. В. Ломоносова, сказанных более полутораста лет тому назад:
«Пойдем нынче по своему отечеству; станем осматривать положение мест; и разделим к произведению руд способных от неспособных: потом на способных местах поглядим примет надежных, показывающих самые места рудные. Станем искать металлов, золота, серебра и прочих; станем добираться отменных камней, мраморов, аспидов и даже до изумрудов, яхонтов и алмазов. Дорога будет не скучна, в которой, хотя и не везде, сокровища нас встречать станут; однако везде увидим минералы, в обществе потребные, которых промыслы могут принести не последнюю прибыль».
Но к этому он еще прибавляет: «Минералы и руды сами на двор не придут, требуют глаз и рук для своего прииска».
В этих словах, в сущности, всё главное сказано для разведчика, и всё-таки кое-что мне хочется сказать и от себя.
Уже было рассказано, как должен молодой минералог собирать минералы, но мы ничего не сказали о сборе и поисках полезных ископаемых. Между тем именно поиски и открытие полезных ископаемых — основная цель минералогической работы. Плохим минералогом и плохим гражданином будет тот, кто, собирая минералы, не будет задаваться мыслью: что можно из нашего камня сделать и на что он пригоден?
За последние годы у нас в Советском Союзе получили широкое развитие экспедиции, экскурсии, поездки во время отпуска бригад молодежи со специальными исследовательскими целями — поисков полезных ископаемых.
Но искать и найти полезное ископаемое не так легко, и надо быть очень внимательным и вдумчивым минералогом, чтобы принести пользу в этом деле. Хороший поисковый работник должен прежде всего разобраться в геологии и минералогии местности. Тогда он сможет сказать, чего можно ожидать в этом крае и на какие полезные ископаемые вещества надо обратить внимание. В моей практике поисков я убедился, что хорошо ищет только тот, кто знает, что он ищет, кто знает, что должно быть найдено, и тогда он непременно найдет. Я вспоминаю — в детстве, когда мы искали грибы, всегда достаточно было найти первый белый гриб, чтобы со всех сторон из леса послышались голоса: «И у меня, и у меня».
Молодой минералог только тогда найдет полезное ископаемое, когда он, заранее изучив край (хотя бы по книгам), знает, на что ему надо обратить внимание и заострить свой глаз.
Но вот найдено «полезное ископаемое»: сине-зеленые потеки на скале говорят нам о присутствии меди, а отколотый молотком свежий кусок породы сразу обнаруживает золотистые блестки медного колчедана.
Но много ли этой медной руды здесь, — может быть, только отдельные кусочки для коллекции, а может быть, — здесь меди так много, что можно заложить целый рудник?
Начинается вторая очередь исследований — разведка. Приходят минералоги, геологи, геохимики, бурильщики и только что открытое месторождение начинают разведывать. Геолог составляет общую геологическую карту, чтобы знать, где какая порода; минералог изучает руду, смотрит, с какими породами она связана и где ее больше; геохимик собирает материал для анализов, берет, как говорят, «среднюю пробу» и пытается понять, как здесь образовалась медь, откуда она пришла, где следует искать ее запасы.
В это время разведчики проводят канавы, снимают верхний покров земли, очищают твердый камень, царапают бороздки. Там, где наносов много, они роют шурфы (ямы), твердые камни разбуривают бурами, закладывают в отверстия патроны с взрывчатым веществом, соединенные с длинным шнуром и, поджигая шнур, производят взрыв — «отпаливают» породу. Мало-помалу расчищается месторождение, маленькие блестки вытягиваются в целую жилку, по ней идут разведчики дальше, проникая всё глубже, изучая ее строение, ширину и изменения по мере углубления.
Потом начинается борьба с водою, которая заливает шурфы и шахты, ставятся водоотливы, насосы, привозят двигатели, паровичок. К месторождению прокладывают дорогу, вырубают лес, простые землянки сменяют рублеными домами. Вырастают кузница, конюшня, склады, гаражи. На месторождении уже готовятся вышки для буровых скважин. Сильные моторы заставляют врезаться в скалу коронку с алмазом, победитом или стальною дробью. Коронка врезается всё глубже и глубже, л внутри длинной трубы из глубин поднимаются вырезанные цилиндры пород — керны.
Мало-помалу маленькие находки превращаются в настоящее «полезное ископаемое». Геохимик определил его состав и происхождение, геолог вычислил форму и запасы, экономист подсчитал и то и другое вместе, — и после долгих полевых и лабораторных исследований решение готово:
«Месторождение меди достаточно большое, запасы на пятьсот-восемьсот тысяч тонн руды, содержание меди в руде удовлетворительное (1,5 процента меди), месторождение можно эксплуатировать дешевыми открытыми работами, железная дорога недалеко, вокруг много леса, воды».
Так кратко звучит заключение, и через годы маленький сверкающий кристаллик халькопирита под сине-зеленым потеком дает начало хорошему медному руднику.
Но не думайте, что всегда так кончается каждое открытие; гораздо чаще разведка приводит к отрицательным результатам: руды оказалось очень мало, жилка быстро выклинивается книзу — и пропадает.
Не огорчайтесь такими результатами; они неизбежны, они учат отличать маленькие находки от целого месторождения, они заставляют с большею энергиею искать и копать в другом месте.
Разведка — трудное, но интересное и полезное дело. Иди по этому пути, и если ты хороший и вдумчивый минералог, то принесешь огромную пользу стране и откроешь, после ряда неудач и разочарований, новые месторождения полезных ископаемых для нашей промышленности.
«Молодые хозяева Союза Советов, вы обязаны знать природные сокровища страны своей, рассеянные на поверхности огромной земли и скрытые в недрах ее», — так говорил молодежи Максим Горький.
В лаборатории минералога
Наша последняя совместная прогулка. Читатель уже достаточно устал от новизны впечатлений, новых слов, названий и стран.
Еще одно последнее усилие, чтобы проникнуть в самые тайники, где создается наука минералогия.
Мы в Москве, в здании геологического и минералогического института Академии наук, в том научном учреждении, где по путям, проложенным гениальным холмогорским крестьянином М. Ломоносовым, изучается камень точнейшими методами физики, химии и математики. Здесь его надо изучать самыми точными методами, измерять расстояния, которые в миллион раз меньше одного миллиметра, взвешивать такие количества, что нужно их взять миллион миллионов раз, чтобы получить один грамм.
Сначала пойдем в кристаллографический институт; здесь природные кристаллы измеряют на больших гониометрах, с точностью до секунд дуги — методы астрономии позволили применить ее законы к кристаллам. Через лупу, освещаемую лампочками, кристаллограф отсчитывает углы кристаллика величиной с булавочную головку, который, однако, покрыт сорока-пятьюдесятью мельчайшими блестящими площадками. Потом кристаллограф исследует свои кристаллы рентгеновскими лучами: в одной комнате получается ток в десятки тысяч вольт, по особым изолированным проводам проходит он в другую комнату, где через окно, как на рубке парохода, управляет процессом молодой исследователь. В рентгеновских лучах раскрывается внутреннее строение кристалла, и ряд пятен или колец на фотографической пластинке позволяет ученому разгадать с помощью сложных математических вычислений те ряды атомов, из которых построен кристалл.
Дальше в отдельной комнате, где искусственно поддерживается постоянная температура, особые ртутные регуляторы выравнивают температуру растворов в специальных сосудах, а сквозь стенки стеклянных банок виднеются огромные прозрачные кристаллы, искусственно выращенные в этих тепличках.
Пойдем в лаборатории института геологических наук. Здесь в минералогической лаборатории приготовляют тончайшие пластинки — толщиною в сотые доли миллиметра — шлифы. В особых микроскопах через шлифы пропускаются лучи то солнечного света, то отраженные лучи электрических ламп. Здесь изучается целый мир явлений светового луча, для которого незаметны ряды решеток; работа минералога должна быть особо тщательной, чтобы получить в своих вычислениях точность, которая выражается какою-то ничтожною дробью, миллиардными долями сантиметра. За эту точность он борется долгое время, и иногда после месяцев упорного труда ему удается добиться желанных результатов.
