Частинская группа месторождений
(местонахождения уникального минерала - волконскоита)
И.И. Чайковский, Ю.С. Симакова
Статья из книги: «Геологические памятники
Пермского края»
Волконскоит представляет собой
уникальный высокохромистый не разбухающий в воде зелёный глинистый минерал
состава Ca0.3(Cr,Mg,Fe)2(Si,Al)4О10(OH)2 · 4H2О из группы смектитов. Он является первым новым минералом, открытым на
Пермской земле. Его месторождения и проявления встречаются почти
исключительно на территории Западного Приуралья - в Пермском крае, Кировской
области и Удмуртии, причём большинство из них сосредоточено в Очерском и
Частинском районах. Таким образом, прикамские месторождения волконскоита
являются уникальными, имеют всероссийское и даже мировое значение.
История открытия.
Первое проявление волконскоита было открыто 8-12 июля 1830
г. обер-гиттенфервальтером Александром Петровичем Волковым, приглашенным
вице-президентом Департамента уделов Л.А. Перовским из Екатеринбурга для
устройства медеплавильного завода. Обследование района камской пристани
Частые, где ранее были известны признаки рудных мест, дало отрицательный
результат. Однако осмотр образцов предполагаемых медных руд, принесенных
крестьянином Куликовым с горы Ефимятской (ныне - Петиловское месторождение),
позволил А.П. Волкову диагностировать их как «затвердевшую глину, густо
проникнутую раствором хромова окиса». Он же первым указал на возможность
изготовления из этого минерала зелёной краски.
Название минералу дал Л.А. Перовский в честь своего начальника - министра
двора князя П.М. Волконского. Десятью годами ранее в честь Волконского был
назван остров, открытый Беллинсгаузеном в Тихом океане. Своё «гражданство»
волконскоит получил в ноябре 1930 г., после выхода в свет «Горного журнала»,
где были приведены описание и результаты химического анализа, выполненного в
лаборатории Департамента горных и соляных дел. Анализ показал, «что минерал
представляет собой водянистый кремнезёмо-глинозём, окрашенный окисью хрома,
коей содержит около 7,5%».
Первый количественный, но весьма неточный анализ был выполнен только в 1833
г. французом М.-П. Бертье. В западной литературе открытие минерала
связывается с именем заведующего Главной горной аптекой А.Б. Кеммерера,
который всего лишь сообщил о находке минерала в редакцию журнала «Ежегодник
по минералогии, геогнозии, геологии и петрографии», издаваемого
Гейдельбергским университетом. Позднее были открыты и описаны новые
проявления: Ефимятское - А.А. Штукенбергом (1887); Полуденное, Пихтовское -
А. Миропольским (1889).
В начале прошлого века поиском и изучением месторождений занимались
сотрудники Института прикладной минералогии и металлургии (ныне - ВИМСа)
В.И. Крыжановский (Самосадкинское, Петиловское, 1915-1928 гг.) и Л.В.
Пустовалов (Селинское, Песьянковское, Божьяковское, Лапшинское и др., 1926-1929 гг.). Последним было
добыто, а затем перевезено в Москву 4,5 т. волконскоита, что позволило провести различные лабораторные испытания
и наладить промышленную переработку.
Проводимые в 1927 г. под руководством профессора Высшего художественного
института Н. В. Туркина испытания позволили получить декоративную краску под
названием «Зелёная земля - минерал волконскоит». Художественная масляная
краска «волконскоит» ценится художниками, а приготовленная из растёртого
волконскоита темпера - иконописцами, за высокую прозрачность красочного слоя
(лессировочность) и за чистый сочный цвет неповторимого оттенка. Замечательные
свойства этой краски были по достоинству оценены П. Пикассо, очень любившим
этот пигмент, специально выписываемый им из Советского Союза.
В 1930-х годах месторождения волконскоита изучали экспедиция Всесоюзной
конторы «Лакокрассырье», Уральское геологическое управление и Пермский
университет. В послевоенное время работала специальная Прикамская
волконскоитовая партия Пермской комплексной геологической экспедиции. В
настоящее время, после длительного перерыва, проводится опытно-промышленная
разработка Селинского месторождения ООО «Прикамский минерал». Суммарные
запасы шести известных в настоящее время месторождений составляют 73,8 т.
Структурный и литологический контроль волконскоитоносности.
Месторождения волконскоита встречаются в красноцветных терригенных отложениях татарского и
частично казанского ярусов верхнего отдела пермской системы - на водоразделе
рек Камы и Сивы в полосе (75x25 км.) северо-восточного простирания. Минерал
слагает удлинённо-уплощённые псевдоморфозы по стволам и обломкам деревьев
длиной до 17 м., а также линзы и прожилки.
По данным пермских геологов, проводивших общие поиски волконскоита в
1982-1987 гг. (Дозмаров и др., 1987), все месторождения и проявления
контролируются отрицательными структурными элементами - Осинской и
Омутнинской тектонической впадинами. Волконскоитовые тела приурочены к
конгломератам и жёлто-бурым косослоистым песчаникам, характерным для речных
отложений. Г.И. Енцовым (1952) было показано, что волконскоитсодержащие
участки тяготеют к выпуклым береговым отрезкам палеопотока, соответствующим
намывным зонам, где скапливались древесные остатки. Палеорусловые отложения
подстилаются водоупорным горизонтом аргиллитов и алевролитов «вапов», что
способствует циркуляции в продуктивной толще обогащённых хромом грунтовых
вод. Волконскоитовые выделения всегда окружены песчаником, окрашенным в
интенсивно ржаво-бурый цвет, именуемый ржавцем. В песчаниках татарского и
казанского ярусов встречаются также песчано-карбонатные стяжения шаро- и
караваеобразной форм, называемые каравашками. Карбонатизированные, реже
окремнелые, обломки древесины определены как Dadoxylon biarmicum Kutorgaе,
Paracalamites Kutorgaе и D. Viatcheslavia Zal. Конгломераты сложены гальками
как местных, так и уральских пород (кварцит, яшма, порфирит, гранит,
известняки с фауной девона и карбона).
Палеогеографические реконструкции, выполненные Н. И. Чернышевым (1975),
позволили показать, что обломочный материал поступал по многочисленным
рукавам дельт крупных потоков, стекавших с Урала. К западу от дельтовой зоны
простирался пресный внутриконтинентальный водоём, глубина которого не
превышала нескольких десятков метров, что подтверждается остатками костей
позвоночных и отпечатками пресноводной фауны.
Состав и генезис волконскоита. Первые же исследователи показали, что волконскоит является смесью водного силиката железа и
магния с переменным (7,5-34 мас.%) количеством гидрокиси хрома (Бертье, 1833, и др.). На
возможную пространственную связь волконскоита с обломочными зёрнами
хромистого железняка, рассеянными в песчаниках, указал А. Е. Ферсман (1922).
Он отметил своеобразие геохимической ассоциации элементов (Cu, V, Cr),
связанной с Уралом, и предположил их синдиагенетическое отложение в
прибрежных условиях, близких к пустынным. Выполненный анализ кластогенного
хромшпинелида подтвердил его связь с альпинотипными дунит-гарцбургитовыми
комплексами, которые могли формироваться в уральской палеоокеанической
области. Н.И. Чернышев полагает, что хром перешёл в грунтовые воды, когда
частинские песчаники были уже литифицированы и выведены выше базиса эрозии.
В.В. Александров, Н.А. Игнатьев и др. (1936, 1941) установили его
коллоидную природу и связали его формирование с коагуляцией золей при
замещении карбонатизированной древесины, которая, в свою очередь,
заместилась на стадии диагенеза. Они химическим путём показали, что он
представляет собой гетерогенную систему, состоящую из смеси
хром-алюмокремниевых гидратов с гидрогелями хрома, алюминия, кремния и
железа. Это подтверждается современными методами, благодаря применению
которых видно, что волконскоит отличается низкой степенью трехмерной
упорядоченности и его турбостратическая структура похожа на «брошенную на
стол колоду карт».
А.Г. Коссовская (1966), крупный специалист по минералогии глин,
электронно-микроскопическими исследованиями выделила три морфологических
типа волконскоита: метасоматический с реликтами древесной структуры,
кристаллический (игольчатый), цементирующий зёрна песчаника, и со структурой
раскристаллизованного геля. Она же подтвердила возможность существования
минеральных фаз, промежуточных между смектитом и волконскоитом.
В качестве включений в волконскоите установлены нередко огранённые
зёрна кварца, представляющие собой перекристаллизованные реликты окремнелой
древесины, новообразованные редкие минералы: редкоземельный ванадат уэкфилдит-(Се),
ванадат-силикат арденнит-(V), водный редкоземельный силикат церит-(Ce), частицы
самородного золота, скелетные выделения самородного железа, изометричные пластинки
глёта, кристаллы апатита и неправильные
обособления гидроксидов марганца. Однако наиболее распространены включения гидрогётита,
обогащённого оксидами хрома (до 8 мас.%) и кремния (15 мас.%). Они отмечены
в виде неправильных обособлений, глобулей, ячеистого каркаса и зональных
каналов, выполненных радиально-лучистым агрегатом бертьерина. Под
электронным микроскопом установлено, что черный, обогащенный железом волконскоит имеет
фазовооднородную структуру, в отличие от зеленого, в котором оксиды железа
обособляются в смостоятельные выделения, что позволяет предполагать их
образование в результате распада некогда единого геля.
Волконскоит можно разделить на две группы: собственно диоктаэдрический
волконскоит с содержанием Cr2О3 около 16-22 мас.%, где хром
присутствует в октаэдрических позициях, а также высокохромистый (28-31 мас.%)
смешанослойный минерал, где хром может присутствовать в обменных (межслоевых)
позициях в виде гидроксил-хромовых комплексов, подобно гидроксил-алюминиевым
комплексам в структуре вермикулита. Вероятно, он заслуживает нового названия.
Вскрышные работы на одном из
участков Селинского месторождения волконскоита, проводимые ООО «Прикамский
минерал».
Источник: Геологические памятники Пермского края.
Под общ. ред. И.И. Чайковского // Пермь, «Книжная площадь», 2009, 616 стр.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
В.А. Слётов
Об использовании волконскоита в качестве
минерального пигмента
Волконскоит - относительно редкий минерал из
группы смектитов подкласса листовых силикатов,
промежуточного между монтмориллонитом и нонтронитом состава. Ранее
рассматривался как Cr-содержащая разновидность монтмориллонита, и носил
название Cr-монтмориллонит. Химически устойчив, непрозрачен, с матовым до жирного
блеском, жирный на ощупь. Излом раковистый. Вязкий, но в сухом виде хрупкий.
Мягкий (твёрдость 2-2,5), легко царапается и режется ножом. Образует сплошные
плотные скрытокристаллические массы. Гигроскопичен, легко поглощает воду, а
при высыхании растрескивается и распадается на остроугольные кусочки.
Известен в ряде месторождений мира (Бразилия, Норвегия, Италия, Германия,
Израиль, США) как продукт выветривания змеевиков, является эпигенетическим
минералом в обломочных осадочных породах, в песчаниках, конгломератах и
краснозёмах; обычно заполняет пустоты, возникающие при разложении
органических веществ или замещает собой фрагменты ископаемой органической
флоры..
Как было показано выше, значительные
скопления волконскоита известны только в Пермском крае в России, в районе
деревень Ефимята, Божеки, Петилово, Самосадки и Киприно. Самосадкинское
месторождение в 30-40 гг. XX в. разрабатывалось трестом "Лакокраска" для
получения пигментного сырья. Но иконописцы ещё за много веков до официального
открытия волконскоита как самостоятельного минерального вида использовали
его для изготовления красивого зелёного пигмента, который сохранял свой цвет
столетиями; пример - широко известная икона «Святые апостолы Пётр и Павел» в
Софийском Соборе XI века в Новгороде. Обычно плащ Иоанна Предтечи
раскрывается тёмно-зелёным цветом, во многих случаях с использованием
именно волконскоита, дающего в этом случае оптимально
нужный оттенок и глубину цвета.
До недавнего времени ни на одном из месторождений
Приуралья работ по добыче волконскоита не велось. Поступавшие на рынок
случайные партии этого минерала, добытые руками геологов-энтузиастов
кустарным способом, отличались по качеству и были
представлены материалом разных оттенков: от грязно-зелёного и
болотно-зелёного (за счёт содержания примесей окислов Fe и Mn), до сочного и
чистого тёмно-зелёного и изумрудно-зелёного. Обычно минерал свободен от
примесей и готов к применению в качестве пигмента без предварительной
подготовки. Но если примеси и имеют место, то они, как правило, легко
отделимы. После высыхания краска образует плёнку, устойчивую к внешним
воздействиям, нерастворимую в воде и органических растворителях, не изменяет
первоначальный цвет и оттенок под действием сероводорода и сернистых газов.
Волконскоитовый пигмент хорошо смешивается с титановыми, сурьмяными и
свинцовыми (если умело!) белилами.
Единственное, но весьма серьёзное неудобство при работе
с волконскоитом связано с его высокой жирностью и вязкостью, что усложняет растирание
и использование сухого пигмента. Для устранения этого недостатка рекомендуется добавлять
к волконскоиту перед растиркой небольшое (5-15%) количество кварца (хорош белый кварцевый
песок) или белого мрамора (лучше кварца!). Тем самым устраняется мылкость материала, но это
ничуть не умаляет достоинств волконскоита как одного из лучших лессировочных пигментов неповторимо
красивого зелёного цвета.
Кроме применения волконскоита в производстве масляных
художественных красоки и темперной краски в иконописи, он может применяться
и в других видах промышленности, - в реставрационных работах, для
изготовления эмалей, глазури в керамическом и гончарном и производстве, для
производства защитно-декоративных красок (волконскоит сохраняет свои свойства
до температуры 1500 °C).
Литература
• Авдонин В.Н., Поленов Ю.А. Очерки об уральских минералах,
Екатеринбург, 2004 г.
• Алексеев-Алюрви Ю. В. Красочное сырьё и краски, используемые в
живописи.(Анализ и описание природного минерального и органического сырья,
рецепты приготовления красок). М, Издание автора, 2000г.
• Беленьков И.В., Игнатьев Н.А. Волконскоит (исторический очерк открытия и
изучения), труды Естественно-научного института при Молотовском гос. ун-те,
том X, вып. 3-4, 1952 г.
• Игнатьев Н.А. Волконскоит (исторический очерк открытия и изучения), часть
2, Ученые записки Пермского университета, № 121, 1964 г.
• Симакова Ю.С. Минералогия и генезис волконскоита, Екатеринбург, УрО РАН,
2002 г.
Волконскоит 1,5 см. Пермское Приуралье. Фото: © Н.А.
Колтовой.
--------------------------
Также на сайте:
• В.А. Слётов.
Минеральные пигменты в иконописной
традиции >>>
• Л.В.Кузнецова. О пигментах древнерусской темперной живописи >>>
|
|
