Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых

Полезные ископаемые имеют первостепенное значение в жизнедеятельности человеческого общества. Успешное развитие и процветание большинства государств в значительной степени определяется использованием собственной минерально-сырьевой базы или возможностью приобретения минерального сырья за рубежом. Энергетическое сырье (нефть, уголь, газ, а в последние десятилетия и уран), металлы (железо, марганец, никель, свинец, цинк, медь, молибден, вольфрам, олово, золото, серебро, платина), нерудное сырье (соли, асбест, флюорит, графит) — это далеко неполный перечень необходимых и наиболее широко используемых полезных ископаемых.

История освоения минеральных богатств России

Первыми полезными ископаемыми, которые использовались первобытными людьми, были неметаллические: вода, глина; за 20 тыс. лет до н. э. добывались кремень, кварц, роговик, соль, известняк [26].

Первый металл, который стал использовать человек за 7 тыс. лет до н. э., — это медь, выплавлявшаяся из карбонатной руды на территории современной Турции. Примерно с 5-го тысячелетия до н. э. из меди начали изготавливать орудия труда, а золото использовалось для изготовления украшений. С 3-го тысячелетия до н. э. использовали бронзу — сплав меди с оловом. Железо активно начали получать и использовать в V—IV вв. до н. э.

В Древней Руси и на близлежащих территориях археологические находки свидетельствуют о развитии горного промысла в каменном, бронзовом и железном веках в Сибири, на Урале, Алтае, Забайкалье — «чудские копи», в Средней Азии — «китайские», на Кавказе — «греческие» древние выработки. Они датируются поздним неолитом — бронзовым веком (вторая половина V тысячелетия до н. э. — II век н. э.). Так, в Чудской шахте на Урале найдены останки горняка с кожаной сумкой, а рядом остатки плавильных печей с боковыми поддувами и шлаком с древесным углем и каменные ступы для дробления руды. В Минусинской котловине разрабатывалось около 120 месторождений меди и полиметаллов; на Алтае велась добыча олова и россыпного золота.

На Русской равнине осуществлялась добыча болотных руд железа. Найдены остатки карьеров размером 120×20 м, глубиной до 18 м, подземные выработки округлого сечения глубиной до 40 м с целиками вдоль рудных тел с креплением каменными столбами. Орудиями труда были медные, каменные топоры, кайлы, кинжалы, деревянные лопаты, ступы, горшки, сумки.

В средние века (III—XVIII вв.) разрабатывался широкий круг полезных ископаемых: каменные стройматериалы (блоки), известняк, мрамор, болотные, озерные и более глубокозалегающие лимонитовые и сидеритовые руды (Вологодская, Тульская области), руды Au, Sn, Ag, Sb, Hg, Pb. Цветные металлы привозили из Средней Азии (Чаткальские и Кураминские горы Карамазара), где в это время был расцвет горного дела. Мусковит («московское стекло») добывался в Карелии, янтарь — на Днепре, соляные промыслы были в Вычегодском районе (бассейн Камы), бакинская нефть добывалась в колодцах с VI в. В «Книге большого чертежа» (XVI в.) описание Московского государства сопровождается указаниями на разработку многих полезных ископаемых. В 1584 г. при Иване Грозном был организован «Государев приказ каменных дел». В 1635 г. на р. Каме был построен первый государственный медеплавильный завод. В 20—80-е гг. XVII в. по следам древних выработок один из охотников открыл на Алтае крупные полиметаллические месторождения с серебром (впоследствии Зыряновское, Риддеровское, Змеиногорское месторождения). В это время были организованы первые правительственные экспедиции, часто по челобитным письмам рудознатцев.

Технология горных работ была довольно высокой, особенно на месторождениях солей и железа. Скважины глубиной до 250 м бурились ударно-вращательным способом деревянными трубами с железными наконечниками. Соляной раствор выкачивался и поступал в солеварни. Даже шведы обманным путем вызнали эту технологию. Железо плавили сыродувным способом при температуре 980—1200 °С. Искали железо в болотах при помощи березовой коры, которая при наличии руды в воде разъедалась. В Вятской волости работало более 100 домниц. Каждая из них давала 500—1600 кг железа за сезон. В это время и позже Русь вывозила его за границу, особенно в Англию, где своего железа не было.

Толчком для развития горно-геологического дела послужили походы первопроходцев на Урал, в Зауралье и Сибирь, особенно П. Бекетова, Я. Похабова, В. Пояркова, С. Дежнева и др. Через 60 лет после походов Ермака Россия «вышла» к Тихому океану. В Сибири соляные копи по рекам Куте и Илиму начали работать в 1636 г. Здесь в 1639 г. Ерофей Хабаров основал соляные варницы. Усольский солезавод начал функционировать с 1642 г. В 1636 г. кузнец Шестачка Коршунов нашел в окрестностях Илимского острога железную руду и организовал маленький железоделательный завод. В 1640 г. Алексей Жилин нашел слюду по р. Тасеевой в Восточном Саяне, а в 1650 г. казак Сидор Васильев открыл мусковит в Витимо-Патомском нагорье (впоследствие Мамский слюдоносный район). Добычу организовали в 1689 г. купцы Лыткин и Творогов.

Реформирование страны, начатое Петром I, потребовало развития промышленности, в первую очередь, горно-металлургической отрасли. Была создана Берг-Коллегия, на Урале открыты горные школы, а затем — Горное училище в Екатеринбурге (1723), преобразованное позже в знаменитый Горный институт. В 1718 г. был принят закон о «Горных привилегиях», в котором предусматривались, с одной стороны, полная свобода поиска полезных ископаемых, с другой, наказание за утаивание открытий.

В 1721—1722 гг. были открыты угольные месторождения на Дону (Донбасс) и в Подмосковье (Подмосковный бассейн). К 1837 г. Россия по выплавке чугуна обогнала Германию, Великобританию и Францию. В конце XIX в. Россия вступила в полосу промышленного подъема, что привело и к подъему горно-добывающей промышленности. Был образован Геологический комитет, который организовал составление геологических карт и поиски полезных ископаемых, в том числе вдоль линии Транссибирской железнодорожной магистрали. С этого времени в России начало активно развиваться учение о геологии месторождений полезных ископаемых (К. И. Богданович, Е. С. Федоров, Н. К. Высоцкий, В. А. Обручев, А. Е. Ферсман, А. Н. Заварицкий). Однако Россия до Октябрьской революции тратила средств на геологические работы в 60 раз меньше Канады и в 20 раз — США.

После революции 1917 г. была поставлена задача самостоятельно снабдить страну всеми видами минерального сырья за счет собственных месторождений. Нефть и газ в промышленных масштабах добывались только на Кавказе в Грозненском и Майкопском районах. В 1918 г. нефть и газ были объявлены государственной собственностью. Начались активные поиски в Поволжье, особенно после открытия здесь нефти в 1929 г. Прогноз на нефть в Волго-Уральской провинции, сделанный известным геологом И. М. Губкиным, блестяще подтвердился. Нефтяной фонтан забил в 1932 г. в районе Ишимбаево. До 1937 г. были открыты Краснокамская, Туймазинская, Бугурусланская и другие площади на больших территориях Татарии, Башкирии, Самарской, Пермской областей. В 40—60-х гг. XX в. Волго-Уральская провинция стала основной нефтяной базой страны (1400 нефтяных и газовых залежей). Крупнейший Западно-Сибирский нефтегазоносный район также был предсказан И. Н. Губкиным. В 1953—61 гг. были открыты месторождения газа Березовское, Уренгойское, Ямбурское, Заполярное, нефти Мегионское, Шаимское, Самотлорское, Федоровское. Новая провинция — Восточно-Сибирская (Марковское, Ярактинское, Ковыктинское и другие месторождения) создается начиная с 60-х гг. Сейчас строится газопровод Восточная Сибирь — Дальний Восток.

Уголь в начале XX в. добывался в Донецком, Кузнецком и Иркутском бассейнах. Были расширены перспективы старых угольных бассейнов и выявлены новые: Печерский, Канско-Ачинский, Южно-Якутский и др.

Новые районы золотодобычи в XX в. были открыты на Северо-Востоке, Алдане, Дальнем Востоке, а новые месторождения золота — в Ленском районе, Забайкалье, Алтае-Саянской области. Крупный рудный район — Норильский с сульфидной медно-никелевой и платиноидной минерализацией был открыт на севере Сибири. В 50-е гг. XX в. была выявлена крупнейшая в мире Якутская алмазоносная провинция, а урановорудная провинция установлена в Забайкалье. Успехи в открытии новых месторождений, рудных районов и провинций были обусловлены тем, что в бывшем Советском Союзе была создана мощнейшая в мире разветвленная государственная геологическая служба, в которой в 70-е гг. XX в. работало более 500 000 человек.

За советский период страна вышла на 1—3 места в мире по добыче многих полезных ископаемых.

Параллельно с открытиями месторождений и добычей полезных ископаемых развивалась геологическая наука. Первыми «учеными» в области геологии полезных ископаемых были древние рудознатцы и горщики, владевшие навыками поисков и эксплуатации полезных ископаемых. Одним из первых трудов по геологии, написанным за 2000 лет до н. э., является работа китайского ученого Сай-Хей-Дина «Древние сказания о горах и морях». Первые научные идеи появились в эпоху Возрождения, в частности, в трудах Георгия Бауэра (Агриколы), который работал в Германии в Рудных горах. В капитальном 12-томном труде «О горном деле и металлургии» он объяснял образование рудных тел как процесс загустения в трещинах горячих растворов, насыщенных металлами. Французский ученый Рене Декарт считал, что частицы рудных минералов приносятся к поверхности из ядра Земли. Вопросы формирования месторождений полезных ископаемых отражены в трудах М. В. Ломоносова, который поддерживал эндогенную теорию рудообразования, рассмотренную в трудах «Слово о рождении металлов от трясения Земли», «О слоях земных» и др. (всего более 20 работ по геологии и горному делу). К началу XX в. для объяснения геологических процессов начали привлекать законы физики и химии — Э. де Бомон, Л. де Лонэ. В. Линдгрен предложил генетическую классификацию месторождений полезных ископаемых.

В России во второй половине XIX в. — первой половине XX в. важное значение для развития учения о полезных ископаемых имели работы В. М. Севергина, А. П. Карпинского, описавшего месторождения Урала, А. Е. Ферсмана, изучавшего пегматитовые и другие месторождения, А. Н. Заварицкого, создавшего стройную теорию магматогенного рудообразования. Большой вклад в открытие и изучение месторождений нефти внес И. М. Губкин. Основы изучения закономерностей формирования и локализации месторождений полезных ископаемых и, соответственно, новой науки металлогении, заложили С. С. Смирнов и Ю. А. Билибин. Далее учение о полезных ископаемых развивалось в России благодаря трудам известных ученых А. Г. Бетехтина, В. М. Крейтера, В. И. Смирнова, Ф. И. Вольфсона, А. Д. Щеглова, Д. В. Рундквиста и др.

В последние десятилетия к наиболее важным направлениям в изучении месторождений полезных ископаемых можно отнести установление новых генетических типов месторождений: карбонатитового, альбитит-грейзенового, стратиформного. В настоящее время в учение о месторождениях полезных ископаемых активно «внедряется» концепция тектоники плит, которая нашла отражение применительно к рудообразованию в трудах А. Митчелла, М. Гарсона, А. А. Ковалева, Л. П. Зоненшайна и других исследователей.

При составлении глав 6 и 7 нами широко использовались материалы, изложенные в учебниках и учебных пособиях В. И. Смирнова [25], С. А. Вахромеева [3], В. И. Старостина [26], В. И. Синякова [24], Ж. В. Семинского [23] и других авторов.