Читать книгу Месторождения и история - Эдуард Эрлих - Страница 12

Медь вместе со свинцом и цинком принадлежит к группе цветных металлов. В англоязычной литературе для их обозначения употребляется термин «основные металлы» (base metals) (Base metal). В эту группу включаются медь, свинец, никель, цинк. Металлы этой группы противопоставляются как металлам группы железа, так и, главным образом, драгоценным металлам, таким как золото и серебро.

Среди медных месторождений встречаются практически все генетические типы: чисто магматогенные, кристаллизующиеся из магматических расплавов, гидротермальные жильные, формирующиеся в процессе кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, и, наконец, месторождения осадочные. В природе имеются десять соединений меди. По составу, физическим свойствам и особенностям среди них выделяются два ряда: халькозин-дигенитовый (Cu₂S – Cu1.75S) – высокомедистые сульфиды и джирит-ковеллиновый ряд (Cu1.6S – CuS) маломедистых сульфидов. Минералы первой группы неустойчивы в экзогенной обстановке, т. к. присутствие даже небольшого количества кислорода в рудообразующей системе приводит к окислению и выносу меди.

Сульфиды меди и железа представлены халькопиритом (CuFeS₂) кубанитом (CuFe₂S₃) изокубанитом, борнитом (CuFeS₄) и идаитом (Cu₃FeS₄). Кроме этих стехиометрических минералов известны нестехиометрические соединения. Последние являются типоморфными минералами экзогенных руд – современных океанических осадков, неметаморфизованных медистых песчаников и сланцев, зон вторичного сульфидного обогащения. Высокомедистые нестехиометрические сульфиды с отношением Cu: S более 1.75 приурочены к первичным рудам, а нестехиометрические с отношением Cu: S менее 1.75 – к гипергенно-измененным рудам континентального и океанического происхождения (Габлина, 2008, Медные руды).

Древнейшие находки медных изделий датируются VIII–IX веками до н. э. Наиболее древние известные центры добычи меди располагались в Малой Азии. Древнейшим источником этого металла, снабжавшим медью Грецию и Рим, были месторождения массивных сульфидных руд острова Кипр.

Само латинское название металла «купрум» прямо происходит от латинского названия острова Кипр. Плиний Старший в 77 году до н. э. писал: «Медь впервые добывали на Кипре» (что не так, но подчёркивает роль месторождений Кипра в поставках меди в древний Рим). В основном, медь выплавлялась на острове и экспортировалась из Кипра в виде слитков, имеющих форму растянутой бычьей шкуры. В страны, находившиеся недалеко от Кипра, например, в Сирию, вывозили также медную руду. Об этом свидетельствуют находки некоторого количества руды в Рас-Шамре. Химический анализ их подтвердил, что это медь с Кипра. Одним из наиболее известных городов того времени был Энкоми близ современной Фамагусты, упоминаемый в клинописных текстах, найденных в Угарите (Сирия) и Эль-Амаре (Египет). О прочных связях с Египтом говорят и изделия, обнаруженные при раскопках в Энкоми, такие как скарабеи Тиу, супруги фараона Аменхотепа III. Мягкие медные орудия были неудобны и во многом даже уступали каменным. В Египте в середине III тысячелетия до н. э. отмечается даже временный спад производства медных орудий и возврат к индустрии камня.

Греческое название металла «халькос» образовано по названию главного города острова Эвбеи. Близ него располагалось другое месторождение того же типа, что и на Кипре, из которого древние греки впервые стали получать медь.

Комплексные месторождения меди, кобальта, никеля и платины (так называемые месторождения типа Седбери) образуются при самых высоких температурах. Ряд исследователей считает их результатом кристаллизации рудной магмы, существовавшей в виде расплава наряду с силикатным расплавом, другие полагают, что они образовались в результате кристаллизации из высокотемпературных водных растворов. Хотя эти месторождения разрабатываются главным образом на никель, кобальт и платину, они дают и сейчас 45 % меди России. Общая характеристика этих месторождений и история их открытия приведена в главе 2.7, в связи с описанием истории открытия месторождений этого типа в районе Норильска и Талнаха.

На контакте интрузий силикатных магм обычно кислого состава (гранитов и близких к ним пород – гранитоидов) с известняками образуются месторождения скарнового типа. Считается, что основную роль в их формировании играют процессы молекулярного (ионного) обмена в условиях высоких температур.

Наиболее распространенный тип месторождений меди образуется в результате кристаллизации из высокотемпературных водных растворов, гидротерм. Это месторождения «кипрского типа», медно-порфировые месторождения, подтипом которых являются колчеданные месторождения Урала.

И, наконец, особую группу составляют месторождения сложного генезиса, на разных этапах образования которых сыграли роль эндогенные процессы, определившие привнос меди на поверхность, осадконакопление в водных бассейнах в условиях земной поверхности и переотложение рудных компонентов горячими водами в ходе процессов метаморфизма.

Медные месторождения ассоциируются с месторождениями других «основных металлов», таких как свинец и цинк, а также с месторождениями молибдена.

Главной рудой на медь служат ее сульфиды, прежде всего халькопирит, дисульфид меди и железа, чисто медный сульфид ковеллин и сульфид железа и меди борнит. В меньшей степени развиты сульфосоли меди (медный сульфарсенид-теннантит). Самородная медь редка, хотя на древнейших этапах истории использовалась и она.

Легкая окисляемость медных минералов приводит к тому, что в условиях земной поверхности образуются водосодержащие медные минералы. В зависимости от химизма поверхностных вод это либо малахит (гидратированный карбонат меди), либо бирюза (гидратированный алюмофосфат меди). Пленки этих минералов образуют прекрасные натечные формы, одинаково высоко ценимые американскими индейцами и ювелирами Европы. Пластинки малахита использовались для отделки стен Зимнего дворца, колонн Исаакиевского собора в Петербурге, дворцов Версаля, огромных каменных ваз и столешниц, составивших лучшие украшения дворцов русских царей (Периодическая система элементов Менделеева. Медь).

Легкоплавкость меди сделала ее первым металлом, выплавляемым человеком. Она стала основой зарождающейся металлургии сплавов, из которых были созданы орудия Бронзового века. Столетия спустя высокая электропроводность меди сделала ее главным материалом для изготовления электрических проводов и генераторов. Она сделала возможной вторую промышленную революцию, заложив основы электротехники. Медные трубы широко используются во внутренних системах водоснабжения, кондиционерах и холодильных агрегатах, в судостроении. Медно-никелевые сплавы применяются в судостроении и для чеканки разменной монеты. Медь использовалась в ювелирном деле в виде сплава с золотом; распространение получил и сплав меди и цинка – латунь. Медная красная посуда всегда была украшением кухни. Как известно, лучший тип самоваров – медные самовары. Во французских Пиренеях есть городок Мирепо, полностью специализирующийся на продаже посуды из красной меди. Аналогичные городки есть и в северо-восточной Франции. Медная посуда везде пользуется большим спросом у туристов (Сферы применения меди).

По объему добычи медь занимает третье место в мире после железа и алюминия. Огромные масштабы добычи и потребность в меди на рынке необходимо иметь в виду, говоря об истории медных месторождений; освоение и разработка их требуют больших капиталовложений и огромных организационных усилий. Неудивительно, что ведущую роль в освоении медных месторождений играют государства или крупные межнациональные медные корпорации.