Кольский полуостров и его полезные ископаемые
Натролит, найденный в Хибинском массиве. Фото: А. В. Чернявский
О том, что Кольский полуостров – это одна из минералогических кладовых Земли, северяне узнают еще в школе. Считается, что на территории Мурманской области сосредоточена практически вся таблица Менделеева. В регионе есть золото, платина и алмазы – но об этом даже местные не все слышали. В Кольском научном центре Российской академии наук (КНЦ РАН) не только рассказали о залежах полезных ископаемых на Севере, но и поделились своим видением – что нас ждет, когда ценные ресурсы начнут истощаться.
Сокровища на Кольском полуострове были открыты совсем недавно: только в начале XX века, а именно в 20-е годы. Об этом в беседе с GoArctic поделился заведующий лабораторией природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики КНЦ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Тарас Паникоровский.
«Несмотря на то, что Кольский полуостров начал активно осваиваться с XV века, когда были основаны первые постоянные поселения на Терском берегу (Умба, Варзуга, Кандалакша), территории, находившиеся на 5-7 км вглубь полуострова от морского берега, а также немного в сторону от Кольского торгового тракта, оставались белыми пятнами на карте, – пояснил ученый. – Приоткрыть сокровищницу помогли экспедиции академика Александра Евгеньевича Ферсмана. Сегодня можно выделить три наиболее крупных геологических объекта на Кольском полуострове – это Хибинский, Ловозерский и Ковдорский щелочные массивы, на них открыли более 300 новых минералов. Именно поэтому Кольскую щелочную провинцию минералоги всего мира называют «Минералогическим клондайком», и это соответствует истине».
Эгирин-эвдиалит из Ловозерского массива. Фото: А. В. Чернявский
Открытие первых месторождений было связано с деятельностью Северной научно-промысловой экспедиции, которая занималась освоением северных территорий СССР – от Кольского полуострова на западе до Берингова пролива на востоке. В планы исследований включили и архипелаг Шпицберген.
«В августе 1921 года экспедицией под руководством Ферсмана в русле ручья у подножия горы Кукисвумчорр была обнаружена апатит-нефелиновая руда, – отметил представитель КНЦ РАН. – Активные исследования в этом районе позволили открыть серию месторождений, их разработка началась уже в 1929 году. Одновременно с этим шло строительство промышленного комбината и рабочего поселка Хибиногорска, который затем стал городом Кировском. Изучение соседнего Мончегорского района началось после открытия отрядом (также под руководством Александра Евгеньевича Ферсмана) в 1930 году сульфидных медно-никелевых руд на участке «Терраса» горы Нюд и сульфидной вкрапленности на горе Сопча. Разработка этих руд в 1935 году привела к строительству комбината и рабочего поселка, получившего название Мончегорск. В том же году финнами был построен поселок на месте добычи медно-никелевой руды, который после войны вошел в состав Мурманской области. Примерно тогда были открыты и проявления мусковита в районе горы Лейова. Чуть раньше, в 1933 году, по отклонению стрелки компаса была выявлена крупная магнитная аномалия, а затем и найдены коренные выходы железной руды в районе озера Ковдор – так было открыто Ковдорское железорудное месторождение, которое привело к рождению нового города – Ковдор. Поселок Ревда был основан в 1950 году в связи с началом добычи и переработки лопаритовой руды (используется для производства тантала, ниобия и др.). Во многом благодаря открытиям геологов в суровых условиях русской Арктики был задан вектор развития всей Мурманской области».
Экспедиция КНЦ. Фото: А. В. Чернявский
Происхождение богатств
Появление большинства полезных ископаемых на Севере связано с древней вулканической деятельностью, происходившей на Кольском полуострове. Об этом рассказал старший научный сотрудник лаборатории минерагении Арктики Горного института КНЦ РАН, кандидат геолого-минералогических наук Павел Припачкин.
«Многие месторождения (залежи) твердых металлических и неметаллических полезных ископаемых в Кольском Заполярье обусловлены интенсивной магматической деятельностью, в частности – внедрением в земную кору рудоносных магматических расплавов и образованием рудоносных интрузий (геологические тела, сложенные магматическими горными породами, закристаллизовавшимися в глубине земной коры – прим. ред.), – прокомментировал ученый. – Многие из этих интрузий в современном рельефе выделяются в форме гор и возвышенностей. Например, гора Генеральская, Главный Хребет (Монче, Чуна и Волчьи тундры), возвышенности Имандровского лополита (гора Девичья и другие), Мончеплутон (горы Ниттис, Кумужья, Травяная, Сопча, Нюд, Поаз и другие), возвышенности Федорово-Панского массива (Федорова тундра, горы Сулйепахк, Каменник, Пешемпахк и другие). Все эти массивы содержат Cu-Ni-ЭПГ (элементы платиновой группы)-Cr-Fe-Ti-V руды. Горы Хибинского и Ловозерского массивов содержат апатит-нефелиновые и редкометалльные руды. На месте Ковдорского массива горы уже нет, в его карьере разрабатывают апатит-бадделеитовые и магнетитовые (железные) руды».
Штаффелит из Ловозерского массива. Фото: А. В. Чернявский
«Основные минеральные полезные ископаемые, которые уже добываются на Кольском полуострове, играют заметную роль в экономике Мурманской области, – отметил заведующий лабораторией природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики КНЦ РАН Тарас Паникоровский. – Я говорю о фосфоре, меди, никеле, кобальте, железе, цирконии, ниобии и тантале, а также редкоземельных элементах. В то же время упорная и качественная работа советских, а теперь уже российских геологов обеспечивает постоянный прирост запасов и открытие новых участков. Например, около 10 лет назад работы в Федорово-Панском массиве позволили поставить на баланс 410 тонн платины и палладия».
Редкие сокровища
Есть на Кольском полуострове и другие богатства – в частности, залежи золота, алмазов, драгоценных и поделочных камней.
«Алмазы были обнаружены в результате исследований в 80-90-е годы в самой большой кимберлитовой трубке на Кольском полуострове «Ермаковская-7», – рассказал Тарас Паникоровский. – Трубка расположена на несколько километров восточнее впадения реки Оленица в Кандалакшский залив. Что касается золота, то в Мурманской области есть сразу несколько перспективных участков: в районе Печенги и в Вороньих тундрах. Еще один участок (в районе Мончегорска и Оленегорска, на юге области) – в окрестностях озера Куолоярви. Это продолжение геологической структуры, на которой расположено месторождение «Майское» в Карелии, открытое Мурманской геологоразведочной экспедицией. По официальным данным, на «Майском» в 90-е годы было добыто около 50 кг золота. Имеются приличные запасы платины, однако разработка месторождений Федоровских и Панских тундр была остановлена в 2008 году в связи с мировым кризисом».
Уникальный хибинский тингуаит. Фото: А. В. Чернявский
Область применения
Из полезных ископаемых, которые добываются на Кольском полуострове, производятся фосфатные удобрения для нужд сельского хозяйства. Медь, никель, железо используются в области металлургии, цирконий – в атомной энергетике, ниобий используют в производстве магнитов, а редкоземельные металлы добывают для нужд цифровой техники.
«Залежи (месторождения) полезных ископаемых дают Мурманской области существенную базу для развития ее экономики, а значит, и создания рабочих мест, – объяснил старший научный сотрудник лаборатории минерагении Арктики Горного института КНЦ РАН Павел Припачкин. – Многие города области и их инфраструктура возникли благодаря разработке месторождений полезных ископаемых».
При этом, активная промышленная деятельность серьезно вредит экологии региона.
«Конечно, добыча полезных ископаемых открытым способом с помощью гигантских карьеров создает наличие огромных хвостохранилищ, пылью от которых покрываются города, – продолжил Тарас Паникоровский. – Медно-никелевое производство связано со значительными выбросами в атмосферу диоксида серы. Почвы в окрестностях города Мончегорска загрязнены тяжелыми металлами».
По этой причине, как подчеркнул ученый, акценты в добыче полезных ископаемых уже сместились в сторону природоподобных технологий, позволяющих сохранить, а где-то и восстановить первозданную красоту природы.
«Над этими проблемами трудятся десятки ученых Кольского научного центра, – добавил Тарас Паникоровский. – На сегодняшний день созданы технологии, позволяющие использовать отходы промпроизводства для создания искусственных газонов и специальные составы для ремедиации почв».
Тарас Паникоровский: дистанционная работа в период пандемии
Попытка заглянуть в будущее
Несмотря на то, что месторождения Кольского полуострова активно осваиваются на протяжении 100 лет, природе еще есть, чем удивить человека.
«Новые минералы открываются постоянно, и этот процесс будет продолжаться, – уверен кандидат геолого-минералогических наук Павел Припачкин. – Ключевые геологические открытия в области, конечно, сделаны – открыты наиболее крупные и важные для своего времени месторождения. Однако, конъюнктура минерального сырья постоянно меняется, и многое еще предстоит открыть. Так, в свое время, в пределах известных медно-никелевых месторождений были открыты новые платинометалльные объекты, а среди апатит-нефелиновых руд было обращено внимание на редкометалльный потенциал, и так далее. Кроме того, остается возможность открытия различных мелких месторождений, на которые ранее не обращали внимания, а сегодня – в связи с развитием передовых технологий добычи и переработки и меняющейся конъюнктуры на рынке минерального сырья – их отработка может стать рентабельной».
Образец иванюкита – нового минерала, открытого сотрудниками КНЦ
«Десятки тысяч людей, живущих в Мурманской области, связали свою судьбу с добычей, переработкой руд и изготовлением конечной продукции, – продолжил кандидат геолого-минералогических наук Тарас Паникоровский. – Сегодня ресурсная база является стержнем экономики области, однако всегда приходит время, когда даже самые крупные залежи заканчиваются. Иногда это приводит к тому, что целые города становятся городами-призраками. Чтобы избежать этого, нужно вовремя переключиться на производство современной высокотехнологичной продукции, тем более что все необходимое для этого в Мурманской области есть. В Кольском научном центре в течение последних десяти лет разрабатывалась технология Кольского химико-технологического кластера. Он должен будет обеспечить страну стратегическими и конструкционными материалами на основе соединений редких и редкоземельных металлов. Предполагается производство современных сорбентов для селективного извлечения драгоценных металлов из продуктов отходов медно-никелевого производства, а также сорбентов для извлечения радиоактивных изотопов из жидких радиоактивных отходов с их последующим переводом в титанатную керамику синрок-типа».
Полевые работы на Кольском полуострове. Фото: А. В. Чернявский
Несколько слов о туризме
Крупнейший горный массив на Кольском полуострове – Хибины – ежегодно привлекает тысячи туристов со всего мира. Одно из развлечений приезжих – геологический туризм. По данным из открытых источников, всего несколько дней тура в Хибинах с опытным гидом обойдутся одному участнику в среднем в 30 тысяч рублей (включено питание и проживание). Обычно гостей знакомят с геологическим строением Хибин, а также предлагают им собрать минералогическую коллекцию. В Кольском научном центре РАН в рамках научных мероприятий организуют свои полевые экскурсии по нескольким реперным геологическим объектам Мурманской области.
***
Наталья Линкевич, специально для GoArctic.
Больше новостей и материалов про Арктику на GoArctic
Принято считать, что в недрах Кольского полуострова сосредоточена практически вся таблица Менделеева. Более того, там обнаружена почти четверть всех открытых на планете минералов. На Кольском полуострове находятся крупнейшие в мире месторождения апатита, эвдиалита и многих других. «Лента.ру» изучила самые интересные с точки зрения геологии места полуострова.
В старину географы называли Кольский край «черепом Земли». Дело в том, что он находится на Балтийском кристаллическом щите и именно там выступают на поверхность древнейшие горные породы, возраст которых составляет не один миллиард лет.
Щит не прикрыт сверху осадочными породами, как в большинстве других мест планеты, именно поэтому здесь относительно легко добывать древнейшие полезные ископаемые. Некоторые из них возникли более 3 миллиардов лет назад (при этом самой нашей планете около 4,5 миллиарда лет).
Сегодня на Кольском полуострове выпускают 40 процентов производимого в России никеля, а также 100 процентов апатитового и бадделеитового концентратов, которые применяются для создания удобрений и огнеупорных материалов. Кроме того, Мурманская область — это единственный в России регион, в котором добывают тантал и цирконий, редкие минералы, применяемые в промышленности.
Горы Хибины, по выражению русского геохимика Александра Ферсмана, являются природным минералогическим музеем. В Хибинах обнаружено более 500 видов минералов, многие из которых являются очень редкими, а около 100 не встречаются больше нигде в мире.
Хибины пролегают между озерами Имандра и Умбозеро, а у подножия гор расположен город Кировск, в котором снимались некоторые сцены «Левиафана». Северную часть массива иногда называют Бабьей тундрой, а южную — Кандалашской губой. К северу от Хибин расположен Мончегорск, где находится одна из ключевых производственных мощностей «Норильского никеля» — Кольская ГМК.
Возраст Хибин составляет около 300 миллионов лет. Характерной особенностью горного массива является кольцевое строение: комплексы горных пород образуют своеобразные дуги.
Мыс Корабль расположен на Терском берегу. Он представляет собой крупный выступ на небольшом узком полуострове. Это место примечательно тем, что здесь к поверхности земли выходит жила аметиста, ее видимая площадь составляет около 100 квадратных метров.
Это значит, что аметистовые щетки выходят прямо на поверхность земли. Окрас их обычно ровный, от бледно-сиреневого до темно-фиолетового.
Известно, что поморы начали их добывать еще в XVI веке. В 1986 году мыс Корабль получил статус памятника природы, там запрещены производственные работы, рубка леса и любые действия, которые могут привести к его загрязнению.
Сегодня туда можно без особых проблем добраться прямо на автомобиле, от ближайшего населенного пункта к мысу ведет местами асфальтированная, а местами грунтовая дорога.
Пустыня Кузомень появилась из-за разрушительной хозяйственной деятельности человека. Раньше на месте пустыни росли леса, однако еще в XIX веке деревья были вырублены для нужд солеварен и для создания мест для выпаса скота.
Иногда Кузомень называют самой северной пустыней, но это не совсем верно. Самым северным массивом песков принято считать Землю Бунге, огромную песчаную равнину в Якутии.
В настоящий момент площадь подвижных песков в Кузомени составляет около 1600 гектаров. Под действием ветра пески засыпают окрестные леса, реку Варзугу и село Кузомень. Несколько лет назад власти Мурманской области начали бороться с песками. Сейчас туда завозится торф, который постепенно перемешивается с песком, чтобы получалась пригодная для растений почва.
Сегодня пейзажи пустыни Кузомень многие сравнивают с марсианскими: из-за геологических особенностей местности песок имеет красноватый цвет. Пустыня также популярна среди любителей езды по бездорожью.
Озеро Могильное расположено на острове Кильдин, который находится в нескольких километрах от места, где Кольский залив соединяется с Баренцевым морем. Характерной особенностью озера является то, что оно состоит из нескольких слоев соленой и пресной воды, которые не перемешиваются между собой.
Всего слоев четыре. Нижний из них является самым соленым, в нем обитают только пурпурные бактерии, выделяющие сероводород. Из-за них вода нижнего слоя Могильного озера окрашена в розовый цвет. За ним следуют два слоя с разной по уровню солености водой, а верхний состоит из пресной воды.
Причиной такой многослойности является вал в южной части Могильного, через который в него просачивается соленая вода из Баренцева моря. За тысячелетия в озере установился баланс между слоями, в каждом из которых развивались и морские, и пресные организмы. Сегодня в Могильном водится даже треска.
Есть несколько версий происхождения такого мрачного названия озера. По одной из версий, оно стало Могильным после того, как англичане уничтожили находившееся рядом с ним рыбацкое поселение. Согласно другой версии, во времена репрессий на острове существовал лагерь, все заключенные которого были утоплены в озере. Однако ни одна из этих версий не находит документального подтверждения. Вероятнее всего, озеро назвали Могильным из-за резкого запаха сероводорода, который выделяют живущие там бактерии.
Минерал апатит получил свое название только в конце XVIII века, до этого его часто путали с турмалином, бериллом, диопсидом и другими. Именно поэтому название камня переводится с греческого как «обман».
Сегодня апатитом называют сразу несколько минералов класса фосфатов, различая при этом три его разновидности: фторапатит, хлорапатит и гидроапатит. Как правило, минерал имеет зеленую, голубую или розовую окраску.
Месторождения апатита достаточно редки, а промышленные залежи встречаются еще реже. Крупнейшее в мире месторождение этого минерала находится в Хибинах, там добывают апатитонефелиновую руду.
Апатит является незаменимым элементом для производства фосфорных удобрений. Из камней получают суперфосфаты или фосфоритную муку, затем этими удобрениями посыпают поля. Земля, удобренная таким образом, увеличивает урожаи в три раза. Сахарная свекла, выращенная на посыпанных апатитом полях, становится слаще, а семена подсолнечника — крупнее. Из-за этого апатит иногда даже называют «хлебным камнем».
Минерал используют в цветной и черной металлургии, так как он способен придать литью большую текучесть. Также апатит применяют при производстве керамики и стекла. С его помощью можно создать так называемое фосфорное стекло, пропускающее ультрафиолетовые лучи. Такое стекло позволяет наблюдать за доменным процессом или загорать прямо в помещении. Некоторые сорта фосфорного стекла способны выдерживать нагревание до 800 градусов Цельсия.
В ювелирном деле апатит не получил распространения из-за своей хрупкости, однако иногда его все же используют в производстве украшений. Ювелирные апатиты представляют скорее коллекционный интерес и имеют небольшие размеры, обычно до пяти каратов. Самый крупный ювелирный апатит весил 147 каратов, его, правда, нашли в Кении.
Глендонит — разновидность кальцита, минерала из группы карбонатов. Его можно найти на самом юге Кольского полуострова, омываемом Белым морем, — на Терском берегу близ села Оленица.
Местные жители прозвали эти минералы «беломорскими рогульками» из-за их необычного внешнего вида: глендонит выглядит как шарик со своеобразными «рожками», минерал обычно достигает длину до 15 сантиметров.
Свое официальное название глендонит получил в честь австралийского района Гленденбрука, где он был найден и описан. У минерала есть много других названий: тинолит, гидроконит или генойши. Иногда его называют «каменным ежом» и «ископаемым ананасом».
«Беломорские рогульки» обычно образуются на границе речных и морских вод. Там создаются специальные условия, при которых легкорастворимые сульфаты кристаллизуются, а затем растворяются с изменением солености. Их место затем занимают карбонаты, за счет чего камень и получает такую причудливую форму.
Название вермикулита произошло от латинского vermiculus, что означает «червячок». Минерал представляет собой крупные пластинчатые кристаллы желтого или бурого цвета, при нагревании которых образуются нити золотистого или серебристого цвета, похожие на червяков.
Такой нагретый вермикулит называют «вспученным». Его широко применяют в растениеводстве и гидропонике. Он обладает высоким коэффициентом водопоглощения, легко впитывает влагу и так же легко отдает ее. Благодаря этому вермикулит, используемый в качестве удобрения, способен создавать оптимальную среду для питания корней растений.
В сельском хозяйстве его используют для улучшения структуры почв, мульчирования и аэрации. Кроме того, его применяют для изготовления теплоизоляционных изделий, звукопоглощающих материалов, а также при производстве красок, ядохимикатов и различных пластмасс. Вермикулит нашел свое применение даже в атомной энергетике: он может быть отражателем гамма-излучений и поглотителем излучения радиоактивных изотопов.
В европейских странах широко распространено куда более прозаичное применения вермикулита. Там минерал используют при производстве наполнителей для кошачьих туалетов, а также грунтов для террариумов.
Крупнейшее в мире месторождение вермикулита находится около города Ковдор. Оно было обнаружено еще в конце XIX века, однако его разработка началась около ста лет спустя, когда вермикулит стали применять в сельском хозяйстве.