Всякому сейчас ясна громадная научная и культурная ценность радия. Количество его, находящееся в мировом обращении, исчисляется приблизительно в 160 грамм, что, в связи с редкостью радиевых руд, сказывается на стоимости радия в 120—160 долларов за милиграмм, — цене в 23 тысячи раз большей чем золота.1)
Немногие государства являются счастливыми обладателями месторождений радиевых руд, поэтому при все возрастающем на него спросе со стороны науки и медицины, всякое новое завоевание добывающей радиевой промышленности немедленно учитывается и отмечается как крупное культурное достижение мирового значения.
Текущим летом России удалось внести в эту область свою лепту. Организован и пущен Тюя-Муюнский радиевый рудник в Фергане и к моменту 25-летнего юбилея первая партия вновь добытой руды в количестве 80 тыс. пуд. будет отправлена на Бондюжские заводы для извлечения двух граммов русского радия.
Находки радиоактивных руд в Туркестане имеют почти такую же давность как и сам радий. В юго-восточной части Ферганской долины, в предгорьях Алая, местным деятелем Спечевым был разыскан заброшенный медный рудник. Найденные в отвалах каменные орудия разного типа (молотки) свидетельствуют о глубокой древности разработок, относящихся быть может к бронзовому веку. Среди образцов, доставленных оттуда, И. А. Антипов и В. Г. Карпов обнаружили в 1900 г. урановые минералы.
С 1904 г. энергичный и неутомимый пионер горного дела инж. Антунович ведет многолетнюю разведку месторождения и добивается учреждения Ферганского акционерн. общ. добычи редких металлов, деятельность которого прерывается революцией. Руда перерабатывалась в Петрограде на содержавшийся в ней уран, ванадий и медь, остатки же с радием оставались неиспользованными и ждали выработки методов извлечения Ra.
Наступили годы революции; к этому времени относится прекрасная страница русской науки, сумевшей в лице талантливого молодого химика И. Башилова и проф. В. Xлопина, в тяжелых условиях тогдашней жизни, дать совершенно оригинальный заводский метод обработки этих сложных руд с полным использованием всех полезных элементов. Опыты велись на старых остатках, быстро израсходованных — потребовалась новая руда. И здесь Радиевый Институт нашел в своей среде энергичного сотрудника, горн. инж. С. П. Александрова сорганизовавшего в 1922 г. при поддержке Центропромразведки экспедицию в Фергану; последняя проработала всю осень на руднике, в местности охваченной басмачеством, выяснила запасы руды и подготовила будущие работы, окончательно налаженные истекшим летом на средства и для надобностей группы Бондюжских хим. заводов.
Месторождение представляет собой ряд естественных пещер, расположенных в известняковом гребне нижне-каменноугольного возраста; стенки пещер (на глубину в ½—1 метр) превращены в мрамор, пронизанный рудными минералами — урано-ванадатами кальция и меди; местами урано-ванадаты принимают землистый облик и выполняют сплошь полости известняка. Поверх "рудного известняка" обычно откладывается мощным слоем своеобразный коричнево-красный пластинчатый барит (сод. 6% Fe). Он обычно облечен натеками радиально лучистого кальцита. Таким образом месторождение имеет вид конкреционного осадка, отложившегося из вод источников (терм.). Карстовые явления также затронули эти древние полости, преотлагая или уничтожая обычно в таких местах рудное тело.
Наиболее богатая руда представляет собой пока не изученные минеральные массы плотного строения (аморфные?) — урано-ванадаты меди и кальция, среди которых качественно обнаружены еще Ba, Sr, Tl, As, Р, Bi, Pb, Ni. При изменении этого тела выделяется ярко-желтый мелкокристаллический минерал, описанный К. А. Ненадкевичем (1912 г.) под названием тюямунит [Са(UO2)2·V2O8·6H2O]. Другим продуктом разложения первичных руд являются оливковые землистые массы, так наз. "табачная руда", состоящая главным образом из ванадатов меди (туранит К. А. Ненадкевича).
Экспедиция 1922 г. выяснила, что месторождение состоит из двух горизонтов: верхний представляет сложную систему естественных пещер на средней глубине 14 метр, нижний — это группа четкообразных пещер, идущих спирально углубляясь под углом в 50° с глубины в 26 м. до гл. 74 м. (достигнутой только осенью); соединения между ними были расчищены взрывными работами. С поверхности была заложена (Антуновичем) шахта, проходящая вертикально-удлиненную пещеру, оканчивающаяся на глубине в 35 м. Самая большая пещера верхнего горизонта, наиболее богатая тюямунитом и названная поэтому "желтой", явилась объектом эксплоатационных работ 1923 года. Вертикальная пещера названа "зеленой" за преобладание в ней соединений меди и туранита. В нижнем горизонте ведутся разведочные работы — сейчас углубляются по жиле богатой руды, которая пошла под пробитой сверху коркой кальцита и пластинчатого красн. барита, составлявшей дно забоя, брошенного Антуновичем (—59 мтр.).
Видимые запасы, подготовленные существующими выработками к добыче, оценены: для верхнего горизонта — в 1600 тонн, для "зеленой пещеры" — в 800 т., в нижнем горизонте — в 2600 т. Подсчитанное количество руды соответствует, по средним аналитическим пробам, 20 граммам металлического радия, 60 тоннам урана, 90 т. ванадия и 120 т. меди. В 1922 г. удалось открыть новую жилу промышленного типа, расположенную метрах в 200 западнее главной шахты в склоне хребта. Она получила название "Академической" в честь Академии Наук. Этим летом было приступлено к ее разведке. Пока, после поверхностной расчистки удалось углубиться на 5 метр. по заполненной обломками и намывным материалом пещерообразной полости, идущей круто вниз. Среди обломков попадаются куски "рудного известняка", а среди рыхлых образований — вторичные ярко-желтые уранаты.
Стремясь поставить работы на высоту современных требований управление рудника, действуя в тесном контакте и под научным руководством Радиевого Института Р. Ак. Н., организовало поиски новых рудных скоплений, а также научные работы, имевшие целью выяснить генезис месторождения и разработку методов поисков радиевых руд вообще.
Экскурсии по широтно идущему известняковому гребню Тюя-Муюна установили в пределах обследованных участков (на 12 клм. к вост. и на 4 клм. к зап.) большое развитие баритовых жил. Немного восточнее рудника была подробно изучена большая пещера, имеющая глубину свыше 60 метр, при значительных поперечных размерах, пересеченная рядом баритовых жил, а в нижней части представляющая как бы огромную секрецию инкрустированную прекрасными сплошными щетками кристаллов барита. Барит большинства жил и пещеры, в отличие от рудничного, прозрачен или бесцветен, встречается в сплошных массах или крупных кристаллах. Запасы его имеют местами промышленный характер. Около самого рудника, к востоку и западу на протяжении около 1 клм. обнаружен ряд прожилок пластинчатого красного барита, сопровождаемого медной зеленью, иногда активной — признаки говорящие о том, что вся эта часть гребня является одним рудным жильным полем. Интересно отметить, что некоторые современные натечные образования углекислой извести, собранные в восточной части гребня, оказались слабо активными; последние химические испытания руды (П. А. Волков) говорят о том, что радий по-видимому находится в руде не только в серно-кислой форме как предполагали, а также в форме растворимой в соляной кислоте (углекислой?).
Геологические работы явились до известной степени продолжением исследований геологов Наливкина, Мушкетова и Лучицкого, произведенных в 1914 г. по поручению Ак. Наук. В окрестностях рудника встречаются все отложения, характерные для Туркестана. Древнейшие породы относятся к палеозою; в его основании лежат обычно глубоководные осадки верхне-силурийского моря. Вся последующая серия пород палеозоя также глубоководная; морские условия существовали непрерывно до эпохи карбона, с которой начинается резкое обмеление этой древней геосинклинали. Ко времени перми море окончательно и надолго покинуло пределы Ферганы. Наступил длинный континентальный период (возможно что была кратковременная ингрессия Юрского моря), характеризуемый сначала лагунными отложениями, затем типичными образованиями пустыни: конгломератами и диагонально-слоистыми кирпично-красными песками. Последние прикрыты мелководными осадками верхнемелового моря, существовавшего в Фергане до нижне-третичного времени, когда оно внезапно исчезло. Наступает вновь континентальный период, во время которого идет образование мощных толщ конгломератов и лессовидных почв. В южной Фергане описанные отложения тянутся широтными полосами. Вблизи рудника они вскрыты вкрест простирания рекой Араван. Изучение этого профиля показывает, что формирование горных цепей Ферганы происходило в эпоху гердинской складчатости, причем вероятно в два приема: между нижним и верхним карбоном, когда быть может тангенциальный напор достиг максимального напряжения и повел к образованию шарриажных покровов; в пермское время, когда надвинутые друг на друга массы горных пород были собраны в относительно простые складки.
В мезозое происходила усиленная эрозия горных хребтов, образовавшихся на месте древней геосинклинали, сопровождаемая вероятно вертикальными движениями суши. После меловой ингрессии и отступления третичного моря наступает эпоха альпийской складчатости, проявившейся полностью в областях, занятых теперь памирскими цепями. Однако эта третичная складчатость отразилась заметным образом и в южной половине Ферганы, охватив краевую часть более древней герцинской системы. Палеозойские жесткие неподатливые массы были разбиты многочисленными разломами на ряд глыб, надвинутых друг на друга шедшим с юга напором (взбросы). После этого пароксизма начинается усиленная площадная эрозия страны и идет накопление огромных толщ конгломератов. Не прекращающиеся эпирогенетические движения разбивают область рядом ступенчатых сбросов. Своеобразные столовые горы, разбросанные островами среди ферганской долины (палеозойские останцы) возникли именно во время этого второго большого цикла эрозии (первый — мезозойский), сопровождавшегося неоднократными опусканиями дна долины — местного базиса эрозии.
Палеозойские циклы складчатости сопровождались интенсивными вулканическими процессами, свидетелями которых являются значительно развитые в окрестностях Тюя-Муюна разнообразные изверженные породы, глубинные и излившиеся, кислые и основные. Намечаются по крайней мере три эруптивных фазы: одна — до верхнего карбона, две последующих — до мезозоя.
Вулканические процессы сопровождались фумарольными и термальными явлениями; ряд таких древних терм, идущих по широтным линиям, открыт вблизи рудника. Термальные воды изменяли состав окружающих пород, вели к оруденению известняков (Fe, может быть и Ba) и сланцев.
Верхне-силурийской свите, среди которой находится Тюя-Муюнский известняковый гребень, — (нижне-каменноугольного возраста) подчинены черные, залегающие линзами, кремнистые сланцы. Еще экспедициями 1914 года было установлено, что к ним часто приурочены своеобразные желтые налеты и примазки зеленовато-желтого аморфного минерала, названного акад. Вернадским в честь безвременно погибшего радиолога Коловрат-Червинского "Коловратитом". Минерал этот слабо радиоактивен и содержит в своем составе значительное количество никкеля и ванадия. Островки таких кремнистых сланцев были обнаружены тогда к западу от Тюя-Муюна на протяжении около 150 клм. вдоль предгорий Алайск. и Туркест. хребтов. Одним из наиболее существенных результатов геологических работ этого лета является установление тождественности широтных полос палеозойских пород, заключающих Тюя-Муюнский рудник и кремнистые сланцы с коловратитами; эти полосы равны не только литологически, но и характеризуются одинаковыми тектоническими элементами. Поэтому весьма вероятно, что два вышеописанные типа месторождений имеют общую причину оруденения и их генезис должен изучаться совместно. Говоря о Тюя-Муюнском месторождении можно предположить, что оно возникло благодаря деятельности терм, перерабатывавших верхи пород скрытого еще от наших глаз батолита. Эти термы пользовались для отложения руд уже существующими ослабленными зонами сбросовых трещин; возможно, что они растворяли и переотлагали на своем пути ранее существующие минеральные тела (напр., ванадий). Вероятно также, что термальная деятельность неоднократно возобновлялась, причем горячие источники действовали уже по раз намеченным линиям, принося новые элементы и усложняя состав уже отложенных масс. Возможно, что с таким "наложением" процессов связано появление меди, бария, марганца и железа.
С какими же магмами и фазами эруптивных процессов связать все элементы месторождения? Ответ на этот вопрос должна дать лабораторная обработка собранных материалов и вероятно повторные полевые наблюдения. Чрезвычайно интересные данныя получены также проф. Ерчиковским, производившим опыты поисков радиевых руд им сконструированным γ—электроскопом; они ждут еще своей обработки, после чего только можно будет подвести итоги экспедиции этого года.
Д. Щербаков.
1) По данным К. L. Kithil (сентябрь 1923) добытого радия во всем мире — 216 гр общей ценностью в 23 миллиона долларов. В 1922—1923 гг. на рынок был выпущен бельгийский радий в количестве до 23 гр. Последний добыт из настуранов Бельгийского Конго (Хатанга). Его появление понизило цену американского продукта до 70 доллар, за мгр.