Читать книгу Месторождения и история - Эдуард Эрлих - Страница 25

В институтском курсе мы знакомились с геологией оловянных месторождений Боливии, морскими россыпями района островов Банка и Биллитон к югу от полуострова Малакка, говорили о месторождениях Китая. После этого рассматривались советские месторождения Cихотэ-Алиня. Месторождения Корнуолла в Великобритании, сыгравшие решающую роль в истории человечества, остались вне рамок курса – ведь они были полностью отработаны. Настоящим очерком я пытаюсь исправить эту несправедливость.

Перелом наступил только в конце тысячелетия, когда перешли к изготовлению бронзы, сплава меди и олова, то есть с наступлением Бронзового века.

Было замечено, что при добавлении в тигель с медной рудой небольшого количества олова или мышьяка физические свойства нового материала резко меняются, а конечный продукт – бронза – становится твердым и прочным. Так начинали развиваться металлургия и литье. Приблизительно в ту же пору появились и железные изделия, но мягкое железо как материал для оружия и орудий было хуже бронзы. Бронзовый век продолжался еще 1000 лет, пока не появилась технология производства сталей. Из бронзы делали прямые длинные мечи. Бронза была тверже железа и не такой хрупкой, как сталь. Бронзовые наконечники не обладали пробивной способностью железных, но они изготовлялись массово на специальном станке по 100–200 штук разом. Причем бронзовые изделия, полученные при отливке, были стандартны – качество, недостижимое для изделий из железа, которые надо было индивидуально ковать. Огромным преимуществом бронзы была легкость отливки изделий из нее. Особенно это относилось к изделиям сложной формы – шлемам, доспехам, цельнолитым кирасам. Это свойство бронзы открывало возможности для массового производства изделий.

Китайцы еще в I тысячелетии новой эры отливали из бронзы детали к арбалетам и многое другое. С XV века бронза стала основным материалом для изготовления пушек.

В Европе бронза начала производиться уже около 2500–2000 года до н. э. Бронза – это сплав, на 85–95 % состоящий из меди и на 5 – 15 % из олова или мышьяка. Почти вся бронза до 3000 года до н. э. была мышьяковистой, она содержала до 5 % мышьяка. Египетская бронза, бронзы Крита и западной части Средиземноморья исключительно мышьяковистая. Такая бронза не поддается отливке так легко, как оловянная бронза, и намного мягче ее.

В пределе бронза, выплавляемая в древние времена, содержала до 22 % олова. Температура плавления оловянной бронзы 950°С, в то время как для плавки меди необходимо 1084°С и даже выше. Разница в 100°С оказалась решающим фактором для металлургов древности.

Олово было редким металлом, как правило, его надо было завозить. Пожалуй, первыми оловянными бронзами были бронзы Анатолии, связанные с добычей олова из месторождений Киликии и Тавроса. Уже в конце XX века, около 1984 года, археологи установил, что здесь разрабатывалось около 40 месторождений олова. Большое поселение Кёльтепе производило олово в период с 3290 до 1840 года до н. э. (История меди и бронзы).

Караваны ослов доставляли металл к потребителю. Около 2350 года до н. э. аккадский царь Саргон пишет о том, что один караван нес около 12 тонн олова. Этого было достаточно, чтобы выплавить 125 тонн бронзы и вооружить значительную армию изделиями из нее. После падения Аккада грузы доставлялись ассирийскими купцами из Ашшура, в нынешнем северном Ираке, в район медных месторождений Кёльтепе в сегодняшней Турции к располагавшимся там металлургическим центрам. Общий вес доставляемого за год олова был существенно выше тонны, а этого хватало для изготовления 1015 тонн бронзы в год. Имперские государства, такие, как Ассирия и Минойская империя, делали все от них зависящее, чтобы охранять торговлю оловом.

Производство бронзы на душу населения было невелико и зависело от наличия добываемых или закупаемых сырьевых ресурсов. В Вавилонии оно достигло 300 граммов, а в Египте – 50 граммов в год на душу населения. В России при Петре за счет освоения медных месторождений Урала ее производство достигло 100 граммов на душу населения.

Появление бронзы знаменовало начало Второй промышленной революции в истории человечества. (Первой я бы назвал неолитическую революцию – переход от палеолита к неолиту.) С неё впервые началось развитие настоящего промышленного производства – горной промышленности и металлургии.

Путешествие к Корнуоллу из Средиземноморья требовало выхода за «Геркулесовы столбы» и плавания в открытом океане вокруг Пиренейского полуострова. Именно соединение оловянных ресурсов Корнуолла с медью Средиземноморья сделало возможным Бронзовый век Европы.

Создание бронзы теснейшим образом связывалось с наличием сырьевых ресурсов – меди и олова. Если медь была достаточно распространена в странах Средиземноморья, то второй решающий компонент – олово – отсутствовал здесь полностью. Олово надо было везти из наименее удаленных месторождений на полуострове Корнуолл в Великобритании.

В Корнуолле обнаружены остатки древних горнов со шлаком. Отмечается идентичность изотопного состава олова в европейской бронзе и касситеритах из Корнуолльских месторождений. Финикийцы закупали касситерит и доставляли его в Средиземноморье непосредственно к районам добычи меди, в частности, на крупнейших медных месторождениях Кипра. Наряду с Кипром, одним из основных центров производства меди была Тимна к северу от Эйлата. Только в районе самой Тимны обнаружено 300 центров производства, а всего на Синае их насчитывается четыре сотни. Другой центр существовал в Феннане на юге Ливана.

Плавка сульфидных медных руд стала экономически доступной примерно около 1600 лет до н. э. С этих пор Кипр становится крупнейшим центром производства меди и бронзы. Около 1470 года до н. э. правитель Кипра заплатил дань фараону Тутмосу III 108 слитками меди, и каждый слиток весил 30 кг (65 фунтов). Корабль, потерпевший кораблекрушение около 1300 года до н. э. у мыса Гелидония турецкого берега, нес до тонны медных и несколько дюжин небольших оловянных слитков, новое бронзовое оружие и орудия кузнечные производства. Таким образом, как полагают археологи, груз одного корабля мог поставить материал для вооружения армии небольшого города-государства микенского времени: 50 бронзовых доспехов, 500 наконечников копий, 500 бронзовых мечей. Гомер говорит, что его герои носили кипрскую броню в период Троянской войны (около 1100 лет до н. э.).

Огюст Роден потрясающе точно передал смысл понятия «Бронзовый век», воплотив его в образе юноши, пробуждающегося к активной жизни в мире и одновременно к мыслительной деятельности.

Рис. 1. 4 Огюст Роден. Бронзовый век.

Новая эра требовала инициативных, деятельных людей. Это тот тип, который мы привыкли определять как «человек эпохи Возрождения», органично сочетающий активную практическую деятельность в различных областях науки и искусства.

Согласно традиции, оловянная руда была впервые привезена в Средиземноморье легендарным Кадмом – финикийским купцом, пиратом, мореплавателем, о котором рассказывает крупнейший знаток античности Анатоль Франс. Не исключено, что он не только привез руду, но и участвовал в разработке технологии получения бронзы и отливки изделий из нее. Это он основал знаменитые Фивы в Беотии в Греции, соперничавшие по богатству с Афинами. Произошло это в достаточно древние времена – во всяком случае, по словам А. Франса, еще современник греко-персидских войн Софокл называл Кадма «Древним Кадмом». В повести Франса призрак Кадма восхваляет себя, говоря, что эллины, египтяне и италийцы раскупали его олово на вес золота: «Я дал им бронзу, и от меня они научились ремеслам». Так что, видимо, он основал это производство.

Естественно, развитие бронзовой культуры во времени шло параллельно в различных территориальных центрах, где сливались потоки снабжения обеих составляющих бронзы – меди и олова. Среди них, в первую очередь, следует назвать, конечно Китай. П. Н. Милюков (1995) отметил, что на южной границе Европы переход от неолита к бронзе происходил настолько постепенно, что провести границу между ними можно только условно. Это относится к так называемой Трипольской культуре. Предполагается, что «трипольцы» были индоевропейцами, ушедшими на юг, в Грецию. Богатая оловом Чехия ознаменовала начало бронзового века своей Улетецкой культурой (1600–1400 гг. до н. э). Венгрия ее обогнала, создав блестящий стиль, с которым вскоре стал соперничать северный, скандинавский стиль.

На территории юга России центрами производства сделались как раз те самые местности в нынешней Украине, куда пришли носители эгейской культуры.

Важнейшим элементом производства металла было топливо, в частности, древесный уголь. Массовая дефорестация восточного Средиземноморья началась к 1200 году до н. э., по-видимому, сначала в сухих районах. Во всяком случае, уже законы Хаммурапи (1750 лет до н. э) налагали высокий штраф за вырубку лесов. По реконструкции современных археологов, производство рудниками Лавриона в Аттике трех с половиной тысяч тонн серебра и 1.4 миллиона тонн свинца на протяжении 300 лет сопровождалось уничтожением 2.5 миллиона акров леса. Разработка рудников Лавриона была приостановлена не из-за исчерпания запасов руды и не потому, что выработка опустилась ниже уровня подземных вод, а из-за того, что стоимость «горючего» для производствам металла – леса – делала рудники убыточными. По словам Платона, район вокруг Афин когда-то был покрыт густым лесом. Ныне же это – кожа и кости прежней Аттики. Именно металлургия привела и к полному уничтожению растительности Кипра, также некогда покрытого густыми лесами. По свидетельству Эратосфена, до начала интенсивной разработки меди леса на Кипре были так густы, что их вырубка поощрялась. Остров Эльба, (бывшая Aethalia, или Дымный остров) был центром металлургического производства. Но исчезновение лесов вынудило римлян в первом веке до нашей эры перенести производство железа с Эльбы на Аппенинский полуостров.

Как и во многих других горнорудных провинциях, добыча начиналась с разработки россыпей (россыпи и в наши дни поставляют 80 % мировой добычи олова). Лишь позже, по мере выработки россыпей, в средние века перешли к отработке индивидуальных жил, пронизывающих граниты и вмещающие их породы. Жилы относятся к типу высокотемпературных слюдисто-кварцевых образований, так называемых грейзенов, сформировавшихся за счет отложения минералов перегретых газов, связанных с гранитной магмой. Отработка россыпей и отдельных жил не требовала строительства больших рудников, но общее их число было очень велико и одно время достигало 2000. Каждое отдельно взятое месторождение Корнуолла невелико по размерам, и правильнее говорить о наличии здесь провинции оловорудных месторождений. Однако запасы олова в провинции были исключительно велики и обеспечили району мировое лидерство в его добыче вплоть до конца XIX века. Еще в 1870 году Корнуолл считался крупнейшим мировым производителем олова.

История оловянных месторождений Корнуолла от бронзового века до наших дней являет собой замечательный пример взаимного влияния геологических факторов, общественной обстановки в стране и состояния мирового рынка этого сырья. Начало средневековья знаменовалось истощением россыпей олова. Приходилось переходить к разработке жильных рудных тел, поначалу тех, что прямо выходили на дневную поверхность. К этому времени горная промышленность Корнуолла давала значительный доход, и в ней было занято большое количество народа. Поэтому, когда король Джон (в русской исторической традиции – Иоанн Безземельный) в эпоху борьбы с баронами, требовавшими подписания Хартии вольностей, старался заручиться поддержкой горняков Корнуолла, те выставили требования о предоставлении им специальных привилегий. Среди этих требований было право на разработку участков, не прилегающих непосредственно к руднику, а также освобождение от налогов и военной службы. Отныне горняки подчинялись специальному «Оловянному парламенту» (Stannery Parliament).

Добыча олова на рудниках Корнуолла стала одной из важнейших отраслей горнорудной промышленности Британии. Оловянная посуда была обычна во всей стране. Неудивительно поэтому, что когда с увеличением глубины разработок резко возрос водоприток, борьба с ним стала одной из важнейших в стране. Поэтому естественным стало, что именно для насосов, используемых для борьбы с водопритоком, впервые были применены насосы, работающие от паровых двигателей. На относительно глубоких горизонтах возросла роль меди в руде и ее добыча стала важным элементом разработки месторождения. Это было началом Великой индустриальной революции конца XVIII века. Я отметил эту связь в своей книге о влиянии минеральных месторождений на историю человечества (Эрлих, 2006).

При переходе к разработке более глубоких горизонтов рудных тел горняки столкнулись с тем, что руды содержат значительное количество меди. В результате в XVIII веке, во времена промышленной революции, именно медь стала составлять самую ценную часть руд Корнуолла. Корнуолльские рудники стали основным поставщиком меди в Англии. Запасы были велики, цены высоки и относительно стабильны. В период наиболее интенсивной добычи на рудниках работало 30 % мужской рабочей силы страны. Для перевозки руды была проложена специальная железная дорога (железнодорожная линия Хэйл, позднее переименованная в Западно-Корнуолльскую линию). Значительная часть руды стала перевозиться для переработки в Уэльс, в район угольных месторождений. Но открытие в середине XIX века огромных месторождений меди в других районах мира привело к резкому падению цен. Параллельно истощились богатые медью горизонты Корнуолльских рудных тел. Добыча снова сконцентрировалась на олове, которым оказались богаты глубокие горизонты некоторых рудных тел. Переход к разработке глубоких горизонтов резко удорожил добычу. Тем не менее, потребность в олове была исключительно высока и, как уже говорилось выше, в 1870–1872 годах рудники района вновь поставляли значительную часть олова мира. Чтобы обеспечить добычу руды, пришлось создавать крупные установки для откачки воды из рудников. Окончательный удар по английским рудникам нанесли открытия оловорудных месторождений в Боливии и на полуострове Малакка. Между 1871 и 1881 годами треть горняков Корнуолла эмигрировала, в основном в Соединенные Штаты. Здесь они составили самую квалифицированную часть тех, кто разрабатывал свинцовые, серебряные и молибденовые рудники Скалистых гор. Характерна близость этих дат – закрытие в начале 1870-х оловянных рудников Корнуолла и начало разработки свинцово-серебряных месторождений Ледвилла в Колорадо в 1874. Только повысившийся спрос на олово, связанный с началом Первой мировой войны, замедлил окончательный упадок горной промышленности Корнуолла. За периодом Великой депрессии последовал новый бум, вызванный началом Второй мировой войны.

После войны снова установились высокие цены на олово. Но зенит Корнуолла остался в XIX веке. Перенеся взлеты и падения в течение XX столетия, к концу его Корнуолл уже не выдерживал соперничества новых богатых месторождений. Лишь некоторые его рудники были в течение короткого времени рентабельны.

Ухудшение горно-геологических условий с увеличением глубины разработки вело к повышению конечной стоимости продукции, мало компенсировавшемуся применением более эффективной технологии. Последним ударом послужил мировой кризис 1986 года в оловодобывающей промышленности.

6 марта 1998 года последние насосы на крупнейшем руднике Саут Крофти были остановлены. Это был последний рудник в районе, снабжавшем оловом весь мир на протяжении почти 4000 лет, и последний оловянный рудник в Европе. Работа на Корнуолльских месторождениях завершилась, но это вовсе не означает конца их истории. Существует проект признать Корнуолльские месторождения памятником исторического наследия человечества (World Heritage Site) подобно Венеции или Стоунхеджу. И это будет достойным памятником месторождениям, давшим начало Бронзовому веку в Европе.