Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Критерии геолого-промышленной оценки малахита Демократической Республики Конго

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Критерии геолого-промышленной оценки малахита Демократической Республики Конго"

На правах рукописи

Мукенди Эммануэль Баложи

КРИТЕРИИ ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННОЙ ОЦЕНКИ МАЛАХИТА ДЕМОКРАТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ КОНГО

I

Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2009

003473267

003473267

Работа выполнена в Российском Государственном Геологоразведочном Университете Имени Се>:о Орджоникидзе

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, доктор геологических наук, профссор П.Н. Баранов

Официальные оппонени:

Доктор геолого-минералонч ее ких наук, профессор Пирогов Борис Иванович

Доктор геолого-минералогнеских наук, профессор, заведующий кафедрой Мельников Евгений Павлович

Ведущая организация: РУД11

Защита состоится «25 июня 2009в^часов на заседании специализированного совета 25.00.11 ¡Российском Государственном Геологоразведочном Университете Имени Серго Орджоникидзе по адресу 117997 Москва; Ул. Миклухо-Маквя д.23; ауд. 5-53

С диссертацией можно ознакомится; научной библиотеке

Автореферат разослан «22» мая 2009 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогичеких наук

Бобков А.И.

Общая характеристика работы

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

Малахит - один из наиболее известных и красивейших камней, используемых в декоративно-прикладном искусстве. Такую позицию камень занял благодаря шедеврам мирового искусства, которые демонстрируются в Эрмитаже, Кремле и Исаакиевском соборе и изготовлены из малахита высших сортов, добывавшихся на уникальных месторождениях Урала. Для этого камня были разработаны технические условия к качеству (ТУ 41-07-052-90). После истощения уральских месторождений единственным поставщиком малахита на мировой рынок камнесамоцветнош сырья стала ДР Конго.

Для конголезского малахита не существует технических условий, а, следовательно, не существует и критериев оценки качества, что способствует спекуляциям - при купле-продаже, оформлении таможенных деклараций и других рыночных операциях. Сегодня малахит ДР Конго применяется при изготовлении поделок и недорогих ювелирных украшений. Изделия изготавливаются кустарным способом и имеют низкую стоимость, что снижает ценность данного сырья. Вместе с тем, практически во всех книгах, где приводятся сведения о малахите, авторы считают своим долгом отметить, что конголезский малахит по своим качествам уступает уральскому.

Такое мнение ошибочно и несправедливо. Во-первых, конголезский малахит до сих пор не изучен как самоцвет. Во-вторых, красота этого камня не реализована в шедеврах мирового искусства. Следовательно, конголезский малахит уступает уральскому только лишь в том, что пока не исследован с позиций камнесамоцветного сырья, не раскрыта и не показана его природная красота в декоративно-художественных и ювелирных изделиях.

В связи с этим возникла необходимость в разработке критериев оценки качества конголезского малахита с учетом области применения в ювелирной и камнерезной промышленности, т.е. для рационального и эффективного использования уникальных месторождений малахита ДР Конго, имеющих непереоценимое значение для мировой науки и искусства.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Цель - разработать критерии оценки качества малахита ДР Конго на основе выявления геологических условий формирования малахита в вещественно-структурных комплексах, изучения типоморфных свойств минералов, а также определения декоративных и технологических свойств камня. При этом решались следующие задачи:

1. Выявить геолош-промышленные критерии оценки качества малахита из месторождений различных генетических типов;

2. Выявить типоморфные свойства минералов, влияющие на качество малахита;

3. Определить сортовые группы малахита с учетом области его применения в ювелирной и камнерезной промышленностях. .

Объект исследований — процесс оценки качества малахита ДР Конго с учетом геологических, минералогических и геммологических данных.

Предмет исследований — декоративные и технологические свойства малахита, сформированные в различных геологических условиях, а также художественные достоинства изделий.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Диссертационная работа выполнена на основе исследований, проводимых в период 2001-2007 гг. непосредственно на месторождениях Камбове и Шитуру, где осуществлялась геолого-экономическая оценка кобальтовых руд (гетерогенита) с попутным извлечением малахита. Автором отобрано свыше 3000 образцов, изготовлены штуфы, полированные пластинки, шлифы и аншлифы, подготовлены пробы для рентгеноструктурного анализа. Соискатель принимал участие в изготовлении декоративно-художественных изделий.

В работе использован комплекс методов исследований, включающий:

- полевые работы на гетерогенит-малахитовых месторождениях;

- сравнительный геологический анализ;

- минералого-петрографическое изучение вещества малахита;

- рентгенострукхурный анализ;

- гидростатический метод определение плотности;

- геммологический метод;

- компьютерный дизайн;

- экспериментальное изучение по изготовлению декоративно-художественных изделий;

- анализ художественных достоинств малахита и изделий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

1. В пределах Катанпжого меднорудного пояса выделено два генетических ■rana малахита: в карстовых пустотах и стратифицированных толщах.

2. Установлена закономерная взаимосвязь между декоративными свойствами малахита и технологическими параметрами обработки, а также художественными достоинствами изделий.

3. Определен основной принцип последовательности оценки качества малахита ДР Конго, включающий два этапа: 1) определение технолого-эстетических свойств (степень полировки, размер, форма), 2) определение эстетических свойств (цвет, рисунок).

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

1. Определены сортовые группы малахита для стратиформного и трещинного типа оруденения.

2. Разработаны геолош-промышленные критерии оценки качества малахита ДР Конго.

3. Разработаны технологические требования к качеству малахита с учетом каждого вида изделий.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Проявления малахита генетически связаны с зонами окисления и по условиям образования подразделяются на два типа - стратиформный и трещинный. В стратифицированных толщах алевритов образуется малахит в

отрыва и пустотах малахит формирует натечные образования (формы накопления) в виде сферолитов, почек зеленого и светло-зеленого цвета.

2. Геолого-генетические особенности и вещественный состав исходных пород предопределили типоморфизм геммологических характеристик малахита - форму выделений, основные текстурно-структурные особенности, цветовую гамму и другие признаки.

3. Критериями геолого-промышленной оценки качества конголезского малахита являются: масса и форма образцов, способность камня принимать полировку, цвет, рисунок, а также включения инородных минералов (псевдомалахит, азурит, брошантит) и вмещающих пород.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты исследований . обсуждались на VIII Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (г. Москва, апрель 2007 г.), Международной конференции "Неделя горняка - 2008" (г. Москва, январь 2008 г.), VI Международном Симпозиуме по истории минералогии и минералогических музеев, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису, г. Санкт-Петербург, июнь 2008 г.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук России, доктору геологических наук Украины, профессору П.Н. Баранову за постановку темы, постоянное внимание и всестороннюю помощь в работе, кандидату технических наук, доцешу

B.М. Богданову, кандидату геологических наук, доцету

C.B. Шевченко, а также генеральному директору Вольногорского комбината Ю.Д. Баранову, учредителям ООО "Эдиалес" Э.В. Лойферу, А.Я. Майстренко.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения. Общий объем работы - 134 страниц, включая 112 страниц машинописного текста, 6 таблиц и 32 рисунка. Список литературы состоит из 98 наименований.

Содержание работы. Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цели, задачи, научное и практическое значение работы.

В главе 1 приведены сведения о малахите и его геологическая и минералогическая изученность. Здесь же сформулированы задачи исследований.

В главе 2 описана методика изучения малахита Катангского меднорудного пояса ДР Конго как объекта геммологии.

В главе 3 рассмотрены особенности вещественного состава, типоморфизм и геммологическая характеристика малахита Катангского медного пояса.

В главе 4 приводится геолого-промышленная оценка качества малахита, классификация изделий из малахита и технологические требования к сырью.

В заключении сформулированы основные выводы этой работы.

1. Проявления малахита генетически связаны с зонами окисления и по условиям образования подразделяются на два типа - стратиформный

и трещинный. В стратифицированных толщах алевритов образуется малахит в виде пластин темно-зеленого цвета с шестоватыми индивидами. В трещинах отрыва и пустотах малахит формирует натечные образования (формы накопления) в виде сферолитов, почек зеленого и светло-зеленого цвета.

Территория ДР Конго занимает обширную часть Африканской платформы и почти полностью охватывает крупнейший в регионе кратон Конго архейской или нижнепротерозойской стабилизации, а также фрагменты обрамляющих его верхнепротерозойских складчатых (подвижных) поясов: Кибарского (1,3-0,97 млрд. лет) на востоке и Западно-Конголезского на западе (0,65 млрд. лет). На крайнем юго-востоке расположен край раннепротерозойского кратона Бангвеулу и верхнепротерозойский Катангский складчатый пояс (0,65 млрд. лет). В тылу Западно-Конголезского пояса находится блок раннепротерозойских и архейских пород. Фундамент кратона Конго обнажается в двух поднятиях на северо-востоке и в центральной части страны (массив Касаи), разделённых одноимённой синеклизой. В его строении принимают участие мигматит-гранулито-гнейсовый комплекс с базитами, амфиболитами, кварцитами (2,85 млрд. лет) и метавулканогенно-осадочные толщи верхнего архея и (или) раннего протерозоя (2,67-2,47 млрд. лет). На юге эти комплексы прорваны крупным габбро-перидотит-анортозиговым массивом Лулуа, вероятно, раннепротерозойского возраста, которым датируются и широко развитые здесь граниты (2 млрд. лет). С зеленокаменными поясами на севере кратона связаны месторождения руд железа и золота.

Складчатые пояса Катангский и Западно-Конголезский сложены карбонатно-терригенными (с тиллитами) толщами среднего и верхнего рифея (частично венда), формационно слабо отличающимися от одновозрастных комплексов чехла кратонов Конго и Бангвеулу. В Катангском поясе с ними связано уникальное по масштабам стратиформное медное и медно-кобальтовое оруденение. На крайнем западе страны, на побережье, распространены мелководно-морские меловые и кайнозойские отложения периокеанического прогиба, перспективные на фосфаты, нефть, газ и соль.

Африканские месторождения малахита (ДР Конго, Замбия) связаны с зоной окисления в широко развитых корах выветривания верхних горизонтов месторождений уран-кобальт-медной формации знаменитого Медного пояса Центральной Африки, протягивающегося через ДР Конго и Замбию. Месторождения расположены в верхнерифейских песчаниках, известковистых сланцах, доломитах и известняках свиты Роан. Рудные участки имеют мощность 10-20 м и протягиваются на несколько километров, прерываются и вновь проявляются, составляя единую стратиформную зону. Масштабы малахитообразования на месторождениях Конго в районе Колвези самые значительные в мире, превосходящие даже месторождения Среднего Урала, что обусловлено мощным развитием площадных (20-50 м) и линейных (100-320 м) кор выветривания, со скоплениями гидроокислов железа и марганца в приповерхностной части ("железная шляпа"). Мелкие и

средние месторождения известны в Катанге (Этуаль-дю-Конго, Шитуру) и Замбии (Бвана Мкумба). Подавляющее количество месторождений разрабатывается с участием иностранного капитала.

Малахит и азур-малахит месторождений Африки встречается в нижней части глинистой коры выветривания вблизи поверхности карбонатных образований, а также в пустотах и трещинах известняков, доломитов и кварцитов. Пластинчатые формы малахита формируются среди доломитовых сланцев в виде линз размером 1,5 м, толщиной до 6 см. Их формы определяются накоплением вещества на слабопроницаемых пластах глин - алевролита Если минералообразующий раствор пропитывает породу, то формируется суглинок с тончайшими прослойками малахита. В процессе извлечения их из вмещающих пород они раскалываются на более мелкие куски размером 5-15 см. Изредка их размер сохраняется и достигает 30 см. В естественном залегании верхняя часть пластины, так же как и в вышеописанных образованиях, имеет гладкую и землистую поверхность. Нижняя часть пластин обычно содержит реликты вмещающих пород. Иногда последние образуют включения в виде линз в теле пластин, что снижает качество сырья.

В известняках и доломитах эти минералы встречаются в карстовых пустотах в виде скоплений и натеков неправильной формы, а также сталактитов. Крупные скопления малахита выявлены на руднике Лушиа, где породы рудного горизонта особенно интенсивно дислоцированы. Здесь встречаются пустоты, выполненные натеками малахита, вес которых доходит до 5 тонн. Характерно, что наиболее интенсивно вторичные изменения (мощность от 60 до 150 м) проявлены на участках, где отмечены следы разрывных нарушений в виде зон трещиноватости и брекчий.

В открытых полостях малахитовые выделения определяются морфологией подложки (трещин), процессом накопления вещества, а также способом извлечения (добычи). В связи с этим выделяются формы облегания, течения и накопления.

Формы облегания представлены в виде корок толщиной 1,5-2 см и менее. Они полностью повторяют поверхность стенок трещин. Порой формы облегания приобретают причудливый вид. Характерной особенностью этих форм наличие одной стадии формирования минералов малахита. В результате образуются индивиды малахита игольчатой формы. Со стороны подложки они, как правило, имеют пористую поверхность черного цвета за счет охристого гетита. С лицевой стороны поверхность корок бархатистая с алмазным блеском.

Формы течения определяются в основном процессом стекания растворов по стенкам трещин. Они показывают направленность течения растворов и создают иллюзию течения вещества в твердом состоянии. Такие образования наблюдаются на стенках открытых трещин, имеющих крутое залегание под углом более 45°. Их форма определяется кривизной стенок трещин. Поверхность со стороны вмещающих пород, как правило, пористая и содержит окислы железа в виде гетита. Противоположная сторона агрегатов имеет бархатистую поверхность и придает особую оригинальность и привлекательность данным образованиям.

Формы послойного нарастания (накопления) образуют сталактиты, сферолиты и имеют округлые (шаровидные) формы в результате многостадийного наслоения рудного вещества. Чаще они представлены в виде скопления двух или более сферолитов, сросшихся между собой. Поверхность сферолитов бугристая с землистым строением. Мелкие кристаллики малахита на поверхности сферолитов имеют алмазный блеск. Иногда встречаются сферолиты с гладкой и блестящей поверхностью, так называемые "медные головы". Сферолиты образуются на стенках трещин известняков и доломитов, поэтому они всегда имеют реликты вмещающих пород со стороны подложки. В итоге довольно часто улавливается генетическая и художественная связь между подложкой и формой агрегата. Формы послойного нарастания характеризуются не только наличием сферолитов, но и различной цветовой гаммой и совершенством поверхности этих образований. Так, в одном образце можно наблюдать светло-зеленые сферолиты и наросшие на них образования темно-зеленого цвета с бархатистой искрящейся поверхностью, которая обусловлена кристалликами малахита.

ДР Конго занимает лидирующие позиции на мировом рынке по добыче малахита. Примерно из каждых 10 тысяч тонн руды добывают около 100 кг ювелирного малахита. Встречаются образцы весьма высокого качества, имеющие красивый рисунок и яркую окраску.

Таким образом, достаточно крупные скопления поделочного малахита ДР Конго, являющиеся основными источниками добычи, установлены в зонах окисления двух генетических типов месторождений меди -контактово-метасоматических и осадочных (табл. 1).

2.1 со л о го-генстичсские особенности и вещественный состав исходных пород предопределили типоморфизм малахита - характер выделении, основные текстурно-структурные особенности, цветовую гамму и другие признаки. Критериями оценки качества малахита являются технолого-эстетические (степень полировки, форма, размер) и эстетические (цвет, рисунок) свойства.

В открытых полостях малахитовые выделения определяются морфологией подложки, процессом накопления вещества, а также способом извлечения. В связи с этим выделяются формы облегания, течения и накопления. Иногда наблюдаются формы стекания малахитового вещества в открытые трещины небольших размеров. Поэтому можно считать, что процесс формирования малахита и в трещинах, и среди стратифицированных толщ - это единый процесс, но он определяется местом отложения вещества.

Текстуры и текстурные ряды малахита.

Прямолинейно-полосчатая текстура - характеризуется чередованием зеленых и темно-зеленых полос. При этом все полосы параллельны одной линии. Формируется такая текстура, как правило, при образовании малахита в стратифицированных толщах с ровным основанием и пластинчатой

Геолого-генетическая классификация гипергенных месторождений Урала и ДР ]

Местонахождения Уральские Конгол

Структурно-морфологический тип Контактово-метасоматические Россыпи Осадочные

Вмещающие породы Мраморизованные известняки Обломочно-глинистые породы и рыхлые окисленные руды меди, железа и марганца Сланцы известковистые, глинистые, песчанистые

Тип скоплений малахита Натечные корки, почки, сталактиты Обломки плотного малахита в песчано- глинистых и охристых породах карстовых депрессий Пластины и мелкая вкрапленность в сланцах

Главные сопутствующие минералы Хризоколла, куприт, азурит, тенорит, гетит, псевдомалахит - Хризоколла, куприт, азурит, тенорит, гетит, псевдомалахит, иллит

Типоморфные особенности малахита Темно-зеленый, радиально-лучистый с шелковистым блеском и светлый, полосчатый Темно-зеленый, радиально-лучистый с шелковистым блеском и светлый, полосчатый Темно-зеленый, зеленый, параллельно-, волнисто-полосчатый,

формой. Нижняя часть пластин неровная и содержит многочисленные темно-зеленые пятна (включения) псевдомалахита.

Волнисто-полосчатая текстура характеризуется волнистым строением полос различных оттенков зеленого цвета. Мощность цветовых полос варьирует в широких пределах. Чаще волнисто-полосчатые текстуры сопровождаются темно-зелеными пятнами псевдомалахита, что придает камням особую декоративность.

Радиально-лучистая текстура - эта разновидность сложена тонкими, плотно прилегающими призматическими кристаллами, исходящими из центра кристаллизации. При изменениях освещенности образца возникает муаровый или шелковистый отлив, что и обусловило название такого малахита - "плисовый".

Асимметричная текстура с мелкополосчатым узором - характеризуется линией, которая разделяет образец на две части. Причем эти части в чем-то схожи между собой и, с другой стороны, совершенно неодинаковы. Дополняется эта текстура мелкими полосками малахита различного цвета от светло-зеленого до темно-зеленого. Формирование таких текстур связывается с кристаллизацией вещества на одной подложке с двух противоположных сторон при идентичных физико-химических условиях вещества.

Текстура "конус в конус" или текстура вложенных конусов состоит из плотно прилегающих полусферолитов, лучистых пучков и образований более сложной формы. Общий рисунок мелкоузорчатого малахита определяется формой У-образных конусов, сформированных при интенсивном зарождении новых центров кристаллизации и их быстром росте. При изменении угла падения света одни конусы кажутся более темноокрашенными по сравнению с другими, возникает эффект объема.

Концентрически-зональная или почковидная текстура характерна для малахита, сформированного на зародышах, по которым многократно стекал раствор. Малахит с данной текстурой встречается в виде натечных форм -почки, корки, кисти, трубчатые выделения (сталактиты, сталагмиты и т.п.). Почковидный малахит может формироваться как на искривленной, так и на ровной подложке. Формирование сферолитов в стесненных условиях приводит к образованию полисферических текстур, т.е. рост сферолитов осуществлялся блоками. Геометрия узора существенно обогащается чередованием контрастных толстых и тонких полос.

Узорчатая текстура характеризуется различными цветовыми пятнами, имеющими четкие очертания и ярко выраженный рисунок - тем самым создается эффект абстрактного узора.

Б-образная полосчатая текстура характеризуется сложным внутренним и внешним строением. Такая текстура обязана процессам микротектоники и складкообразования, которые происходили в пластическом и полупластическом состоянии вещества.

Флюидальная текстура определяется направленностью различных цветовых оттенков зеленого цвета. Формирование малахита, по всей видимости, происходило при участии силы тяжести. Текстура показывает направление

минералообразующих растворов и четко согласуется с внешней формой выделений малахита, которые рассмотрены выше как формы течения. Аналогичные текстуры можно получить в результате распиловки пластинчатого малахита. Но это не будет определять рассмотренную выше ситуацию, а отражает размытую картину полосчатого малахита.

Корковые текстуры (обрастания) - это корки малахита, сформированные вокруг исходной вмещающей породы. По сути, это классический процесс формирования малахита, только внутри сохранился реликт породы.

Пятнистая текстура определяется нечетким распределением цветовых оттенков, обычно не имеющих резких границ. Текстура получается при распиловке малахита пластинчатой формы вдоль слоистости.

Псевдошаровая текстура характеризуется округлыми цветовыми полосками. Эффект шаровидной текстуры происходит за счет распиловки мелких почковидных образований перпендикулярно росту сферолитов.

Кружевная текстура - волнистое расположение мелких цветовых полос, усложненное складками более высокого порядка. Такая текстура образуется за счет многоэтапного наслоения вещества небольшими порциями. Особую оригинальность рисунку придают включения псевдомалахита темно-зеленого цвета.

Брекниевая текстура - обломки остроугольной формы вмещающих пород сцементированы малахитом. При этом просматриваются следы течения малахитового вещества между обломками. Размер обломков достигает 10 см.

Пейзажная текстура характеризуется причудливым рисунком, который ассоциируется с пейзажем.

Комбинированная текстура представляет собой сочетание различных текстурных разновидностей. Часто малахитовый агрегат образует комбинации текстур мелкоузорчатого плисового и бирюзового волнисто-полосчатого малахита. Редко можно наблюдать совершенно несовместимые текстуры.

Цвет и цветовые ряды малахита. Зеленый цвет является основным диагностическим свойством для малахита.

Малахит изучаемого района имеет темно-зеленые, зеленые, светло-зеленые с голубоватым оттенком (бирюзовый) цветовые тона. Такое разнообразие тонов зеленого цвета в агрегатах малахита обусловлено различной формой его кристаллических индивидов в различных зонах роста.

Темно-зеленый цвет определяется шестоватыми индивидами малахита. Вместе с тем, цвет черты этой разновидности малахита светло-зеленый.

Зеленый цвет малахита определяется волокнистым строением.

Светло-зеленый цвет малахита обусловлен криптозернистыми индивидами. Таким образом, чем крупнее индивиды малахита, тем темнее их цвет. В прозрачных шлифах зга закономерность наблюдается с точностью до наоборот. Поэтому темный оттенок малахита создается за счет оптического эффекта.

Кроме того, малахит иногда содержит полосы сиаеш псевдомалахита, ориентированного согласно общей полосчатости. Твердость и окраска псевдомалахита аналогичны параметрам халцедона Однако результаты решгеносгрукгурноп) анализа позволили диагностировать этот минерал как псевдом!алахиг.

Минерально-цветовые парагенетические ассоциации: темно-зеленый малахит образует корки облегания, полностью состоящие из шестоватых индивидов; темно-зеленый - зеленый малахит формирует агрегаты, состоящие из полос, которые плавно переходят друг в друга. Под микроскопом шестоватые индивиды (совершенно прозрачные) как бы расщепляются и переходят в волокнистый (более темный) агрегат. Макроскопическое наблюдение показывает обратную картину: темно-зеленый (шестоватый) малахит переходит в зеленый (волокнистый); зеленый малахит образует почковидные агрегаты с гладкой, блестящей поверхностью. Чисто зеленый цвет можно получить в поперечном срезе, при этом резко улучшается качество полировки; зеленый - светло-зеленый малахит считается самым декоративным.

Минералого-цветовой ряд - это результат преобразования игольчатого малахита в криптокристаллический, так как игольчатые индивиды не удовлетворяют требованию минимума поверхностной энергии и поэтому в благоприятных условиях самопроизвольно претерпевают

перекристаллизацию с укрупнением индивидов и выделением их в более изометричные формы. Перекристаллизация малахита сопровождается образованием новых фаз, таких как псевдомалахит, аурихальцит, которые также влияют на цвет и рисуно^ малахита.

Минеральные индивиды малахита. При микроскопическом изучении малахита в прозрачных шлифах установлены три главные морфологические разновидности кристаллов: удлиненно-призматические, игольчатые и криптокристаллические, а также переходные между ними индивиды.

Удлиненно-призматический малахит: структура под поляризационным микроскопом характеризуется хорошо индивидуализированными крупными, тесно сросшимися, параллельными удлиненно-призматическими индивидами длиной 0,2 - 1,2 мм и толщиной 0,01 - 0,15 мм. В прозрачных шлифах такие кристаллы прозрачные, плеохроируют от бесцветного до голубовато-зеленого и травяно-зеленого цвета, проявляют псевдоабсорбцию, высокое двупреломление (перламутровые интерференционные цвета) и косое погасание относительно удлинения кристаллов под углом 23°. Агрегаты кристаллов малахита этой разновидности в полированных образцах имеют темно-зеленую до зеленовато-черной окраску.

Волокнистый малахит образует кристаллы веретеновидной формы длиной 0,03 - 0,15 мм и толщиной 0,001 - 0,02 мм. Наиболее крупные из них также плеохроируют. В полировках агрегаты игольчатого малахита окрашивают слои в зеленый или светло-зеленый цвет. В прозрачных шлифах их окраска варьирует от зеленой до густо-зеленой в связи с наложением микрокристаллов друг на друга в пределах толщины шлифа.

Криптокристаллический малахит под поляризационным микроскопом характеризуется хаотичной, но в то же время однородной зернистой массой. Размеры зерен менее 0,001 мм. Форма их изометрическая или слабо удлиненная. В прозрачных шлифах агрегаты данного малахита темно-зеленые. В полированных образцах слои криптокристаллического малахита, напротив, бледно-зеленые до зеленовато-белых. Такое явление обусловлено,

вероятно, эффектом цвета черты, которая у малахита бледно-зеленая, а зерна порошка черты сопоставимы и даже крупнее (0,002-0,02 мм) зерен криптокристаллического малахита (менее 0,001 мм).

Криптокристаллический малахит слагает однородные по структуре бледно-зеленые слои или, что чаще, ассоциирует с игольчатым малахитом. Примесь последнего, в зависимости от количества, придает слоям светло-зеленый до зеленого оттенок.

Структура малахита определяется как радиально-лучистая, радиально-волокнистая или зернистая. Удлиненные индивиды малахита всегда ориентированы перпендикулярно или под небольшими углами к направлению слоистости. Зернистая структура характерна для агрегатов криптокристаллического малахита и для поперечных срезов призматического малахита. С учетом величины кристаллов структура малахита бывает скрытокристаллической (зерна размером менее 0,001 мм), микрокристаллической (менее 0,01 мм) и мелкокристаллической (0,01-1,0 мм). В большинстве образцов чередуются слои (полосы) со значительной градацией размеров кристаллов малахита, что отражается в цвете слоев, контрастности окраски и способности воспринимать полировку.

Поверхностные эффекты. Некоторые разновидности малахита имеют плисовый (поверхностный) эффект, т.е. возникает "перебегание" света -муаровый или шелковистый отлив, причины которого кроются в явлениях отражения, интерференции и дифракции световых волн.

Плисовый эффект присущ малахитам, представляющим собой агрегаты параллельно сросшихся игольчатых индивидов. Эффект возникает вследствие отражения света на таких параллельных срастаниях и состоит в том, что при повороте камня по нему пробегает муаровое пятно. Наибольшее впечатление от этого эффекта достигается, если камень отшлифован в форме кабошона, при этом плоское основание кабошона располагается параллельно волокнистой структуре камня.

Окраска темно-зеленая густая (до черно-зеленой). Рисунок простой, преимущественно волнисто-полосчатый и обусловлен наличием тонких полос с различной интенсивностью окраски, которые как бы усекают конусообразные агрегаты волокон малахита.

Под микроскопом плисовый малахит обнаруживает тонкошестоватое или грубоволокнистое строение. Отдельные индивиды имеют различную длину и толщину. Толщина волокон или игольчатых индивидов варьирует от 0,01 до 0,1 мм при длине от 0,5 до 1,0 мм. Волокна группируются в конусах роста в радиально-лучистые пучки. Часто наблюдается чередование пучков с различной толщиной волокон и различной окраской - пучки с более тонкими волокнами светлее (светло-зеленые, желто-зеленые в параллельном свете) и более прозрачные, тогда как грубоволокнистые пучки имеют буро-зеленую и грязно-зеленую окраску и почти не просвечивают.

Фактура малахита и полировка. Декоративные свойства камня наиболее полно раскрываются фактурной обработкой лицевой поверхности. Различают три основных типа фактур: полированная, абразивная и ударная.

Для малахита наиболее декоративна полированная фактура. При этом яркость и интенсивность окраски возрастают, а светлота камня уменьшается.

Полировка - это способность камня принимать зеркальную (гладкую) поверхность. Качество полировки определяет пригодность малахита в декоративно-прикладном искусстве, то есть те малахиты, которые не полируются, относятся к медной руде.

Качество полировки определяется формой составляющих индивидов, а также пористостью малахита. Однородная полировка достигается в криптозернистом малахите зеленого цвета. Полосчатая полировка определяется чередованием темно-зеленого игольчатого малахита с зеленым мелкозернистым, где игольчатый малахит из-за своей пористости не полируется и образует своего рода "провалы". Пятнистая поверхность определяется включениями аурихалыщта (твердость - 2,5) и псевдомалахита (твердость - 5,5-6) в основной массе малахита (твердость - 3,5-4).

Включения в малахитовых агрегатах представлены псевдомалахитом, кварцем, азуритом, иллитом.

Технологические свойства. Твердость, трещиноватость, способность малахита к расслаиванию, хрупкость определяют вид инструмента и, в определенной степени, вид изделий.

Трещиноватость. Выделяется два генетических вида трещин -механические и природные залеченные. Первый вид трещин образуется в результате извлечения (добычи) цветного камня из вмещающих пород и отрицательно влияет на качество сырья и изделий. Второй вид трещин обычно трассируется вторичными минералами - псевдомалахитом и малахитом последующих генераций. В результате создаются неповторимые рисунки, которые повышают декоративность камня.

Способность малахита к расслаиванию на тонкие полоски по зональности при попадании влаги Это свойство присуще светло-зеленым с голубоватым оттенком малахитам, в которых между зонами (слоями) наблюдается глинистый карбонат меди и цинка - аурихальцит, иллит. Поэтому такие разновидности малахита, несмотря на высокие декоративные свойства, как правило, не используются при изготовлении изделий, а относятся к коллекционным камням в случае редкости их природных форм (сферолиты, натечные формы). Или же для них необходим индивидуальный дизайн.

Хрупкость - это способность к раскалыванию при малейших ударных нагрузках. Наибольшая хрупкость наблюдается в малахитах светло-зеленого цвета, поэтому изготовить из него тонкие пластины не представляется возможным.

Таким образом, тшюморфизм малахита - характер выделений, основные текстурно-структурные особенности, цветовая гамма - коррелируют с геолого-генетическими особенностями и вещественным составом исходных пород. Степень полировки, форма, размер (технолого-эстетические свойства, определяющие технологию обработки), а также цвет и текстурный рисунок (эстетические свойства, определяющие декоративные достоинства изделий) служат критериями оценки качества малахита.

3. Критериями геолого-промышленной оценки качества конголезского малахита являются: масса и форма образцов, способность камня принимать полировку, цвет, рисунок. Иногда критериями качества малахита могут выступать включения инородных минералов (псевдомалахит, азурит, брошантит) и вмещающих пород, так как они придают особую декоративность малахиту.

Под критериями оценки качества малахита мы понимаем параметры, на основании которых производится оценка сырья применительно к конкретным изделиям.

В связи с этим проводился комплекс исследований в области технологии обработки, поиска дизайнерских решений, выявлении свойств, влияющих на художественные достоинства изделий. В процессе экспериментальных работ были изготовлены декоративно-художественные и ювелирные изделия самого различного уровня. Это позволило установить, что критериями оценки качества малахита являются: масса и форма образцов, полировка, цвет, рисунок. В некоторых случаях критериями оценки качества малахита могут выступать включения инородных минералов (псевдомалахит, азурит, брошантит) и вмещающих пород, так как иногда они придают особую оригинальность малахиту (пейзажные картины). Вместе с тем, критерии по своему назначению подразделяются на технолого-эстетические (степень полировки, масса и форма образцов) и эстетические (цвет, рисунок). Первые определяют возможность применения камня для изготовления тех или иных видов изделий (технические возможности камня), при этом они влияют и на эстетическое восприятие. Вторые определяют только художественные достоинства и некоторые эстетические нюансы.

По качеству полированной поверхности в отобранных образцах выделяется четыре сорта малахита:

1 сорт - ювелирный малахит. Зеркальная полировка поверхности камня достигает 95% площади. Обычно это характерно для малахита, имеющего однородный рисунок - зеленый либо светло-зеленый.

2 сорт - ювелирно-поделочный малахит. Зеркальная поверхность камня составляет не менее 70% площади. Особенностью этой разновидности является наличие темно-зеленых и светло-зеленых с голубоватым оттенком полос, распределяющихся в малахитовых образованиях в определенной последовательности.

3 сорт - поделочный малахит. Зеркальная полировка составляет не менее 30% площади поверхности камня. Для этой разновидности характерно чередование тонких полос темно-зеленого и зеленого цвета.

4 сорт - технический малахит. Зеркальная поверхность отсутствует либо составляет менее 10% площади видимой поверхности камня. Этот сорт малахита относится к техническим разновидностям.

Масса - это одно из главных свойств, которое положено в основу купли-продажи сырья. В существующих прейскурантах стоимость малахитового сырье составляет 20-45 $/кг. Вместе с тем, стоимость изделий из малахита определяется геометрическими параметрами, т.е. миллиметрами или

сантиметрами. Такая ситуация вносит определенные неудобства при проведении геологоразведочных работ. Так например, на стадии поисково-оценочных работ осуществляется подсчет запасов по категории С2, где обязательным дополнением является технико-экономическое обоснование по использованию данного вида сырья. Для решения этой задачи необходимо осуществить пересчет сырья в изделия. Отсутствие каких-либо нормативных документов по осуществлению таких операций делает малахитовое сырье уязвимым и слабо контролируемым.

Практика показывает, что для изготовления кабошона (6x4x2) мм необходимо 1,6 г сырья, т.е. выход годного составляет 50%. Это при условии, что сырье не содержит каверн, включений глинистых минералов, трещин, нарушающих целостность образца. В противном случае выход годного сырья будет гораздо меньше и может достигать 20-30%.

Классификация имеющегося сырья осуществлялась по результатам взвешивания (каждый образец в отдельности) и с учетом рациональности использования сырья при изготовлении того или иного вида изделий. Первая группа - сырье, рекомендуемое для изготовления кабошонов. Вторая - сырье для мелкой пластики (зоофигурки и другие примитивные формы) и галтовки. И, наконец, третья - это сырье для габаритных изделий интерьера, настольных украшений и т. д., изготавливаемых по методу русской мозаики.

Таким образом, получено три промышленные группы малахита по массе, которые имеют конкретную область применения. Следует отметить, что в данном случае не рассмотрены образцы малахита, предназначенные для авторских работ и требующие индивидуального дизайна, специальной технологии обработки, и в конечном итоге - индивидуальной оценки.

Форма образцов малахита определяет широкие возможности применения малахита в декоративно-прикладном искусстве. Весь имеющийся материал можно разделить на следующие группы. Образцы малахита пластинчатой формы могут быть использованы для изготовления кабошонов, мелкой пластики (зоофигурок), художественной резьбы, изделий по методу русской мозаики, и составляют 80%. Образцы, имеющие причудливую форму, предназначены для изготовления авторских изделий и составляют 12% от общего количества проб. Третья группа - это образцы, имеющие форму, которая представляет минералогическую ценность. Такие образцы могут быть использованы в качестве коллекционного материала (согласно требованиям к коллекционным камням).

Таким образом, по форме выделяется три промышленных группы малахита. Каждая сортовая группа имеет тесную взаимосвязь с внутренним строением малахита, что позволяет прогнозировать декоративные свойства (цвет, рисунок, полируемость и т. д.) в полевых условиях, при этом не нарушая целостность образца, т.е. не разбивая и не разрезая камень.

Для почковидных образований установлены закономерные взаимосвязи:

1. Между формой и рисунком. Форма почковидных образований определяется многостадийным накоплением вещества (СиСОз) по методу "сосульки". В результате образуется рисунок с различными оттенками зеленого

цвета в определенной последовательности и, как правило, повторяет контуры исходной формы. Распиловка таких образцов под различным углом позволяет получать самые различные комбинации рисунков. Так, при разрезании почки по длинной плоскости получен рисунок, в котором чередующаяся концентрическая зональность плавно переходит в незамкнутую и полностью совпадает с природной формой. При поперечном срезе той же почки наблюдается уже рисунок в виде полусферы. Таким образом, становится возможным прогнозировать рисунок по внешней форме малахита, что с успехом применяется при изготовлении изделий по методу русской мозаики.

2. Между формой и цветом. Цвет определяется формой индивидов, образование которых тесно связано эволюцией растворов. Последние всегда будут отличаться от предыдущих порций по температуре, концентрации. В результате образуются различные по своей форме индивиды. Так, шестоватые индивиды при определенных условиях переходят в волокнистые, а затем в криптозернистые. При этом изменяется и цвет малахита - от темно-зеленого до светло-зеленого. Иногда они полностью сложены светло-зеленым малахитом с голубоватым оттенком.

Таким образом, почковидные образования, как правило, имеют широкую цветовую гамму, которая включает темно-зеленые, зеленые, светло-зеленые оттенки, декорированные пятнами псевдомалахита.

3. Между формой и размером. Стекание растворов по 1рещинам и накопление их в определенных условиях приводило к формированию крупных натечных образований. Такие образования, по словам конголезских рудознатцев, иногда достигают внушительных размеров. В резиденции президента ДР Конго находится глыба африканского малахита весом около 3 тонн, размером до 2 м.

4. Между формой и полировкой. Качество полировки в почковидных и натечных образованиях определяется наличием зеленых и светло-зеленых слоев малахита, которые заложены в самой природе этих образований. И чем больше таких слоев, тем лучше качество полировки. Следовательно, почковидные выделения хорошо, а иногда и отлично принимают полировку, что и подтверждается большим интересом к таким образованиям.

Пластинчатый малахит применяется в основном для изделий низкого качества (поделок) и также имеет закономерные взаимосвязи между формой и декоративными и технологическими свойствами.

Эстетические критерии. По цвету выделяются следующие разновидности малахита:

• Ярко-зеленый (бирюзовый) с голубоватым оттенком малахит относится к ювелирным разновидностям и по праву считается высшим сортом.

• Зеленый малахит также относится к ювелирным разновидностям, естественно (при условии, если камень имеет 100% полированную поверхность). Чаще всего в таких слоях наблюдаются пятна темно-зеленого цвета, представленные псевдомалахитом.

• Темно-зеленые разновидности малахита относятся к поделочным камням. Вместе с тем эта разновидность малахита может быть использована и при изготовлении крупногабаритных изделий методом русской мозаики.

• Черные разновидности малахита относятся к техническому сырью и используются в качестве медной руды, краски (при измельчении малахита в пудру черный малахит меняет окраску на светло-зеленую), для изготовления медного купороса и т.д.

Таким образом, цвет малахита играет главную роль при определении области применения.

Рисунок. В обработке камня, в том числе малахита различают плоскостные и объемные рисунки.

Плоскостные рисунки, как известно, характеризуются только одной видимой поверхностью и определяются двумя геометрическими параметрами. В малахите рисунок зависит от природной формы.

Почковидные выделения имеют сферический объемный рисунок. Но плоскостных рисунков будет гораздо больше, если изменять плоскость резания по отношению к почке. В результате можно получить следующий текстурный ряд: волнисто-полосчатый - концентрически-зональный. Следует заметить, что в любом из перечисленных рисунков, если уменьшать видимую поверхность, то конечном итоге можно получить параллельно-полосчатый рисунок. Поэтому в данном случае любой криволинейный рисунок будет стремиться к прямолинейному.

Пластинчатые формы имеют меньший спекгр текстурных рисунков, а именно: параллельно-полосчатый и пятнистый. Изменяя плоскость реза по отношению к полосчатости, можно менять ширину и четкость полос.

Плоскостные рисунки нашли свое отражение в работах русских мастеров. Разработанный ними метод русской мозаики позволяет создавать эффект целостности камня в габаритных изделиях (столешницах, колоннах, вазах, письменных приборах). Наиболее удачными рисунками для этих изделий являются концентрически-зональные, усложненные всевозможными сдвигами, пережимами, складками и т.д.

К нетрадиционным плоскостным рисункам относится контакт малахита с вмещающими породами (аршллитоподобная глина темно-коричневого цвета). За счет контраста цветов образуются неповторяющиеся природные картины, поэтому такое сырье вполне можно использовать для авторских работ.

Объемный рисунок создается совокупностью текстур каждой поверхности объемного тела, объединяемых одной формой и определяющих ее целостность. Формы изделий из самоцветов подразделяются на граненные, круглые и их комбинации. Вид объемного рисунка зависит от ориентировки формы образца по отношению к его полосчатости, а количество объемных рисунков определяется числом центральных осей.

Художественная обработка малахита основывается на закономерных взаимосвязях между текстурным рисунком и формой.

Объемные изделия из малахита обычно представлены сферами с круглым и овальным основанием, а также граненными формами в виде куба, прямоугольника, призмы, пирамиды.

Если использовать параллельно-полосчатый малахит, то го него можно изготовить три кабошона с круглым основанием, у которых будут различные рисунки. В случае использования параллельно-полосчатого малахита и формы кабошона с овальным основанием количество возможных вариантов достигает пяти. В случае использования параллельно-полосчатого малахита и формы шара возможен всего один вариант. Текстура сферической поверхности состоит из концентрических окружностей, на полюсах шара - однородные круги.

Таким образом, рисунок малахита - это вполне управляемое свойство, и знание таких закономерностей ведет к созданию оригинальных дизайнерских решений, которые способствуют быстрому продвижению изделий на рынок.

В настоящее время на рынке самоцветов объемные изделия из малахита представлены кабошонами до 15 мм, галтовкой и резными авторскими работами. Рисунок в этих изделий также можно грамотно и умело учитывать.

Для кабошонов рисунок неважен, так как рисунок в малых формах плохо просматривается и практически не читается. Поэтому для кабошонов главный упор делается на цвете.

Д ля изделий в виде зоофигурок и галтовки рисунок не является главным, так как в этих изделиях отсутствует всякое понятие о дизайне и об эстетике камня вообще. Здесь делается упор на имидже камня, т.е. главное - это изделия из малахита, а качество, идея и другие понятия в данном случае не главное.

Для авторских работ цвет малахита играет существенную роль, так как оригинальность этого вида изделий зависит от индивидуальности и оригинальности цвета. Умело используя контраст цветов, можно также достичь оригинальности и в дизайнерском решении.

Таким образом, на основе разработанных критериев оценки качества конголезского малахита определена пригодность его использования в ювелирной и камнерезной промышленности как высококачественного камнесамоцветного сырья, раскрывающего свои художественные достоинства в предметах декоративно-прикладного искусства (табл. 2).

Критерии оценки качества конголезского малахита

Сорт Наименование сорта и изделий Полиру-емость, % Форма образца Размер, см Цвет Рисунс

1 Ювелирный (вставки, кабошон) 90 Обломки изометричные, прямоугольные 3-5 Ярко-зеленый, зеленый

2 Ювелирно-поделочный (русская мозаика) 90-70 Сферолиты, сферолитоподобные 10-20 Ярко-зеленый, зеленый, темно-зеленый Концентри* зональный, узорчатый

3 Поделочный (галтовка, зоофигурки) 70-50 Пластины 5-7 Зеленый, темно-зеленый Паралелльн полосчатый волнисто-полосчатый

4 Технический Юн менее Темно-зеленый до черного

5 Образцы для авторских работ (авторские изделия) 70-50 Причудливая, вызывающая определенные ассоциации 7 и более Ярко-зеленый, зеленый, темно-зеленый Причудлив; вызывающа определенн ассоциации

6 Коллекционные Образцы, имеющие минералогический интерес в составе, с рисунке, во включениях. При этом важна 1 юрме образо 00 % сохран

Список опубликованных работ

1. Баранов П.Н., Мукенди Э., Шевченко С.В., Богданов В.М., Баранов А.П. Минерапого-геммологическая характеристика малахита Катангского медного пояса (ДР Конго) // Коштовне та декоративне камшня. - 2006. - № 1(43).-С. 19-25.

2. Mr. Emmanuel Mukendi. Mineralogical and gemmogical description of malachite from the Katanga copper belt (DR Congo) MY AFRICA MAGAZINE December 2007 p. 40-42

3. Эммануэль M. Б. Геолого-промышленные критерии оценки качества малахита ДР Конго // Горный информационный аналитический бюллетень, N.3 2009- С. 263-267.

4. Самоцветы Украины. Коллекционные камни Керченского полуострова // Баранов П.Н.,... М.Б. Эммануэль. - Т. 3. - К.: ЮвелирПРЕСС. - 2008. - 98 с.

5. Petr Baranov, Emmanuel Mukendi, Sergey Shevchenko. Mineralogical and gemmological characteristics of malachite from DR Congo // International Resource University, Freiberg. 2009 (находится в печати - Фрайберг)

Подписано в печать 19. О 5. 2009г. Объем 4,25п.л. Тираж А00 экз. Заказ №23

Редакционно-издательский отдел РГГРУ Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мукенди Эммануэль Баложи

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МАЛАХИТЕ. ЕГО

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ

1.1. Общие сведения о малахите и его роль в декоративно-прикладном искусстве

1.2. Геологические особенности месторождений малахита

1.2.1 Геологические особенности месторождений малахита Урала

1.2.2 Месторождение малахита Чокпак (Казахстан)

1.2.3 Месторождения малахита группы Бисби (США)

1.3. Геологические особенности малахита ДР Конго

1.4. Основные генетические типы месторождений малахита 30 Выводы к первой главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МАЛАХИТА

КАТАНГСКОГО МЕДНОРУДНОГО ПОЯСА (ДР КОНГО)

Выводы к второй главе

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА, ТИПОМОРФИЗМ И ГЕММОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

МАЛАХИТА КАТАНГСКОГО МЕДНОГО ПОЯСА (ДР КОНГО)

3.1. Минерал ого-петрографическая характеристика

3.2. Геммологическая характеристика 43 3.2.1 Формы выделений

3.2.2. Текстуры и текстурные ряды малахита

3.2.3. Цвет и цветовые ряды малахита

3.2.4. Минеральные индивиды малахита

3.2.5. Поверхностные эффекты

3.2.6. Фактура малахита и полировка

3.2.7. Включения в малахитовых агрегатах

3.3. Технологические свойства

3.3.1 Твердость

3.3.2. Трещиноватость

3.3.3. Способность малахита к расслаиванию

3.3.4. Хрупкость 77 Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4. ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА

МАЛАХИТА ДР КОНГО

4.1. Классификация изделий и технологические требования к сырью

4.2. Современный взгляд на оценку камнесамоцветного сырья

4.3. Критерии оценки качества конголезского малахита

4.3.1. Технолого-эстетические критерии

4.3.2. Эстетические критерии

Выводы к четвертой главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Критерии геолого-промышленной оценки малахита Демократической Республики Конго"

Актуальность.

Малахит - один из наиболее известных и красивейших камней, используемых в декоративно-прикладном искусстве. Такую позицию камень занял благодаря шедеврам мирового искусства, которые демонстрируются в Эрмитаже, Кремле и Исаакиевском соборе и изготовлены из малахита высших сортов, добывавшихся на уникальных месторождениях Урала. Для этого камня были разработаны технические условия к качеству (ТУ 41-07-052-90). После истощения уральских месторождений единственным поставщиком малахита на мировой рынок камнесамоцветного сырья стала ДР Конго. Вместе с тем малахит этих месторождений не имеет критериев оценки качества, что способствует спекуляциям - при купле-продаже, оформлении таможенных деклараций и других рыночных операциях.

Кроме того, малахит ДР Конго применяется при изготовлении поделок и недорогих ювелирных украшений. Изделия изготавливаются кустарным способом и имеют низкую стоимость, что снижает ценность данного сырья.

В связи с этим возникла необходимость в разработке критериев оценки качества малахита ДР Конго с учетом области применения в ювелирной и камнерезной промышленности.

Диссертационная работа выполнена на основе исследований, проводимых в период 2001 - 2007 гг. непосредственно на месторождении Камбове, где осуществлялась геолого-экономическая оценка кобальтовых руд (гетерегенита) с попутным извлечением малахита.

Цель исследований - разработать критерии оценки качества малахита ДР Конго на основе выявления геологических условий формирования малахита в вещественно-структурных комплексах, изучения типоморфных свойств минералов, а также определения декоративных и технологических свойств камня. При этом решались следующие задачи:

- выявление геолого-промыпшенных критериев оценки качества малахита из месторождений различных генетических типов;

- выявление типоморфных свойств минералов, влияющих на качество малахита;

- определение сортовых групп малахита с учетом области его применения в ювелирной и камнерезной промышленностях.

Объект исследований - процесс оценки качества малахита ДР Конго с учетом геологических, минералогических и геммологических данных.

Предмет исследований - декоративные и технологические свойства малахита, сформированные в различных геологических условиях, а также художественные достоинства изделий.

Методы исследований.

В работе использован комплекс методов исследований, включающий:

- полевые работы на гетерогенит-малахитовом месторождении Камбове;

- сравнительный геологический анализ;

- минералого-петрографическое изучение вещества малахита;

- рентгено-структурный анализ;

- гидростатический метод определение плотности;

- геммологический метод;

- компьютерный дизайн;

- экспериментальное изучение по изготовлению декоративно-художественных изделий;

- анализ художественных достоинств малахита и изделий. Основные защищаемые положения:

1. Проявления малахита генетически связаны с зонами окисления и по условиям образования подразделяются на два типа - стратиформный и трещинный. В стратифицированных толщах алевритов образуется малахит в виде пластин темно-зеленого цвета с шестоватыми индивидами. В трещинах 6 отрыва и пустотах, малахит формирует натечные образования (формы накопления) в виде сферолитов, почек, зеленого и светло-зеленого цвета.

2. Геолого-генетические особенности и вещественный состав исходных пород предопределили типоморфизм геммологических характеристик малахита - характер выделений, основные текстурно-структурные особенности, цветовую гамму и другие признаки. Критериями оценки качества малахита являются технолого-эстетические (степень полировки, форма, размер) и эстетические (цвет, рисунок) свойства.

3. Технолого-эстетические критерии геолого-промышленной оценки конголезского малахита свидетельствуют о его пригодности в ювелирной и камнерезной промышленности, как самоцвета высокого качества и художественных достоинств.

Научная новизна полученных результатов.

1. В пределах Катангского меднорудного пояса выделено два генетических типа малахита: в карстовых пустотах и стратифицированных толщах.

2. Установлена закономерная взаимосвязь между декоративными свойствами малахита и технологическими параметрами обработки, а также художественными достоинствами изделий.

3. Определен основной принцип последовательности оценки качества малахита ДР Конго, включающий два этапа: 1) определение технолого-эстетических свойств (степень полировки, размер, форма), 2) определение эстетических свойств (цвет, рисунок).

Практическое значение полученных результатов.

1. Определены сортовые группы малахита для стратиформного и трещинного типа оруденения.

2. Разработаны геолого-промышленнные критерии оценки качества малахита ДР Конго.

3. Разработаны технологические требования к качеству малахита с учетом каждого вида изделий. 4

Вклад автора.

Представляемая работа является результатом изучения малахита на месторождениях Камбове, Шитуру. Автором отобрано свыше 3000 образцов, изготовлены штуфы, полированные пластинки, шлифы и аншлифы, подготовлены пробы для рентгеноструктурного анализа. Соискатель принимал участие в изготовлении декоративно-художественных изделий.

Автором определена и сформулирована научная проблема исследований, цель и задачи. Соискателем выявлены закономерности формирования цветовой гаммы малахита, а также качества полировки. Автором сформулированы выводы и перспективы развития этого направления.

Материалы диссертации опубликованы в 3 статьях, в том числе в 1 зарубежном издании.

Апробация работы.

Основные результаты исследований обсуждались на У1П Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (г. Москва, 2007 г.), "Неделя горняка - 2008" (г. Москва, 2008 г.).

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников из 95 наименований, 11 таблиц и 51 рисунков. Общий объем текстового материала - 121 стр.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук России, доктору геологических наук Украины, профессору П.Н. Баранову за постановку темы, постоянное внимание и всестороннюю помощь в работе, кандидату технических наук, доценту В.М. Богданову, кандидату геологических наук, доценту B.C. Шевченко, а также генеральному директору Вольногорского комбината Ю.Д. Баранову, учредителям ООО "Эделейс" Э.В. Лойфер, А.Я. Майстренко. г

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Мукенди Эммануэль Баложи

Выводы к разделу 4.

1. Изделия из малахита на современном рынке представлены: кабошонами, камеями, галтовкой, зоофигурками, изделиями, изготовленные по методу русской мозаики, коллекционными образцами, авторскими работами.

2. Оценка малахита специфична, коренным образом отличается от оценки других видов минерального сырья, и сводится к следующему: область применения находится искусстве; стоимость сырья зависит от оригинальности дизайнерских решений; при попутной добыче повышается стоимость месторождения, и в то же время понижается себестоимость производства основной товарной продукции; каждый самоцвет в конечном

-¿О итоге определяет традиции и культуру народа, на территории которого находится данное минеральное сырье.

3. Каждая сортовая группа малахита (почки; натечные формы; пластины; причудливая форма; образцы, имеющие минералогический интерес) имеет тесную взаимосвязь с внутренним строением малахита, что позволяет прогнозировать декоративные свойства (цвет, рисунок, полируемость и т. д.) в полевых условиях, при этом не нарушая целостность образца, т.е. не разбивая и не разрезая камень.

4. Критериями оценки качества малахита являются: масса и форма образцов, полировка, цвет, рисунок. По назначению критерии подразделяются на технолого-эстетические (масса и форма образцов, полировка) и эстетические (цвет, рисунок). Первые определяют возможность применения камня для изготовления тех или иных видов изделий (технические возможности камня), вторые определяют качество и некоторые нюансы изделий (эстетические).

5. Установленные закономерные взаимосвязи между декоративными свойствами и геометрическими формами позволяют создавать оригинальные дизайнерские решения по изготовлению изделий, которые способствуют продвижению сырья на рынок самоцветов. н<

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе рассмотрены геологические факторы изменчивости декоративных и технологических свойств малахита ДР Конго и выявлены геолого-промышленные критерии оценки его качества:

1. Форма малахита определяется местом кристаллизации и механизмом накопления вещества. В открытых полостях образуются формы облегания, течения, накопления, в стратиграфических толщах алевритов -пластинчатые образования.

2. Текстура малахита определяется механизмом накопления вещества и находится в закономерной связи с формой камня. Пластинчатые формы имеют прямолинейно-полосчатую, волнисто-полосчатую текстуру. Для почковидных форм характерны радиально-лучистая, ассиметричная с мелкополосчатым узором, вложенных конусов, концентрически-зональная или почковидная, узорчатая, 8-образная полосчатая, флюидальная, корковая, пятнистая, псевдошаровая, кружевная, брекчиевая, пейзажная, комбинированная текстуры. В зависимости от плоскости реза выделяются текстурные ряды, позволяющие рационально использовать камень при изготовлений изделий.

3. Цвет малахита определяется формой минеральных индивидов: темно-зеленый определяется шестоватыми; зеленый - волокнистыми, светло-зеленый — криптозернистыми.

4. Включения малахита представлены псевдомалахитом, кварцем, азуритом, иллитом, алевролитом, которые в некоторых случаях повышают декоративность камня.

5. Качество полировки определяется формой составляющих минеральных индивидов. Зеркальная полировка достигается в криптозернистом малахите, хорошая - волокнистом, плохая - шестоватом.

6. Технологические свойства - твердость, трещиноватость, способность малахита к расслаиванию, хрупкость определяют вид инструмента и, в какой-то степени вид изделий.

7. Оценка малахита специфична, коренным образом отличается от оценки других видов минерального сырья, и сводится к следующему: область применения находится искусстве; стоимость сырья зависит от оригинальности дизайнерских решений; при попутной добыче повышается стоимость месторождения, и в то же время понижается себестоимость производства основной товарной продукции; каждый самоцвет в конечном итоге определяет традиции и культуру народа, на территории которого находится данное минеральное сырье.

8. Каждая сортовая группа малахита (почки; натечные формы; пластины; причудливая форма; образцы, имеющие минералогический интерес) имеет тесную взаимосвязь с внутренним строением малахита, что позволяет прогнозировать декоративные свойства (цвет, рисунок, полируемость и т. д.) в полевых условиях, при этом не нарушая целостность образца, т.е. не разбивая и не разрезая камень.

9. Критериями оценки качества малахита являются: масса и форма образцов, полировка, цвет, рисунок. По назначению критерии подразделяются на технолого-эстетические (масса и форма образцов, полировка) и эстетические (цвет, рисунок). Первые определяют возможность применения камня для изготовления тех или иных видов изделий (технические возможности камня), вторые определяют качество и некоторые нюансы изделий (эстетические).

10. Установленные закономерные взаимосвязи между декоративными свойствами и геометрическими формами позволяют создавать оригинальные дизайнерские решения по изготовлению изделий, которые способствуют продвижению сырья на рынок самоцветов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мукенди Эммануэль Баложи, Москва

1. Абакумова Н. Б., Григорьев Д. П. и др. Цветные камни, минералы и руды в музеях Ленинграда. — JL, 1982.

2. Абатуров В. И., Руденко Б. М. Стратиграфия и проявления меди в пределах южной части Сакмарской зоны Южного Урала // Вопросы геологии и меденосносги Мугоджар (Западный Казахстан). — Алма-Ата: Изд-во АН Каз. ССР, 1983.

3. Аринштейн М., Мельников Е., Шакинко И. Цветные камни Урала. Свердловск, 1986.

4. Аубакирова Р. Б. Зона окисления Джезказгана // Новое в исследованиях руд Джезказгана. — Алма-Ата: Наука, 1970.

5. Белицкая Э.И. Художественная обработка цветного камня. М., Легкая и пищевая промышленность. 1983.

6. Банк Г. В мире самоцветов. М.: Мир, 1979. - 381 с.

7. Баранов П.Н. Геммология: диагностика, дизайн, обработка, оценка самоцветов. Дн-вск: Металл, 2002. - 208 с.

8. Баранов П.Н., Мукенди Э., Шевченко C.B., Богданов В.М., Баранов А.П. Минералого-геммологическая характеристика малахита Катангского медного пояса (ДР Конго) // Коштовне та декоративне камшня. 2006. - № 1(43). - С. 19-25.

9. Баранов П.Н., Шевченко C.B. Критерии оценки качества малахита // Вестник ювелира. 2006. - №3. - С. 36-41.

10. Бугаев И. И. Гумешевское меднорудное месторождение и анализ методики его разведки: Диссерт. на соиск. учён. степ. канд. геол.-минерал. наук. — Свердловск, 1967.

11. Вельмер Ф.В. Экономические оценки месторождений. К.: Логос, 2001.-200 с.

12. Вертушков Г. Н., Веретенникова Т. Ю. Поисковые признаки и прогнозная оценка месторождений малахита на Урале. Т. 1—2. —I

13. Свердловск, 1974. Горн, ин-т, фонды.

14. Вертушков Г. Н. Гумешевское месторождение на Урале // Тр. Свердл. горн, ин-та. -1975. -Вып. 106. С. 3-26.

15. Вертушков Г. Н., Веретенникова Т. Ю., Мазурин К. П. Месторождения малахита в окрестности Нижнего Тагила // Тр. Свердл. горн, ин-та. 1976. - Вып. 124. - С. 3-21.

16. Вертушков Г. Н., Путилов Г. С. Септарии азурита и малахита из Северного Казахстана// Тр. Свердл. горн, ин-та. 1976. - Вып. 124.

17. Витовская И. В. Новые данные по минералогии зоны окисления месторождения Акчагыл в Центральном Казахстане // Кора выветривания. Вып. 3. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С. 86-87.

18. Гаряинов В. А., Твердохлебов В. П. О медистых песчаниках Оренбургского Приуралья // Вопросы геол. Южного Урала и Поволжья. Вып. 2.-Б. м., 1964.-С. 3-23.

19. Геворкян А. Ц. Древняя разработка меди в Армении // Археол. откр. 1971.-М.: Наука, 1972.-С. 493.

20. Григорьев Д. П. Определение начала роста натёчных образований малахита // Природа. 1949. - № 3. - С. 59-60.

21. Григорьев Д. П. О генезисе натёчных или метаколлоидных, колломорфных агрегатов минералов // Зап. минерал, об-ва. 2-я сер. — 1953. -Ч. 82, вып. 1,-С. 7-21.

22. Григорьев Д. П. Онтогения минералов. Львов: Изд-во Львов, унта, 1961.

23. Григорьев Д. П. Малахит в Эрмитаже // Природа. 1968. - № 9. - С. 77-81.

24. Гумеров Л. Г., Соловьев Ю. С. Поделочные камни // Геология СССР. Т. 12: Пермская, Свердловская, Челябинская и Курганская области. Полезные ископаемые. М.: Недра, 1973. - С. 578-579.

25. Ефимова Е.М. Русский резной камень в Эрмитаже. Л., Эрмитаж, 1961.

26. Збойков В. Рыночный взгляд на классификацию драгоценных камней // Драгоценные металлы и драгоценные камни. 2000. — №12. С. 5561.

27. Киевленко Е. Я., Сенкевич H.H. Геология месторождений поделочных камней. М.: Недра, 1976. - С. 98.

28. Киевленко Е.Я., Сенкевич H.H., Гаврилов А.П. Геология месторождений драгоценных камней. М., Недра, 1982.

29. Киевленко Е.Я., Чупров В.И., Драмшева Е.Е. Декоративные коллекционные минералы. М.: Недра, 1987. - 223 с.

30. Козлова А. А. Работы в цветном камне и бронзе архитектора И. И. Гальберга // Самоцветы. Бюл. техн.-экон. информ. Центр, научн.-иссл. лаб. камней -самоцветов (ЦНИИЛКС). Вып. 1 (9). Л., 1963.

31. Корнилов Н. И., Солодова Ю. П. Ювелирные камни. М.: Недра, 1982.

32. Кузнецов Е. А. Геология зелёнокаменной полосы восточного склона Среднего Урала. -М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1939. С. 201.

33. Куклин Н. В. Медные месторождения Урала, закономерности их размещения и дальнейшее направление работы на медные руды // Мат. по геол. и полезн. ископ. Урала. Вып. 5. Свердловск, 1958. - С. 81.

34. Куликов Б.Ф., Буканов В.В. Словарь камней-самоцветов. Л., Недра, 1982.

35. Лазаренко Е. К. Минералогия медно-цинковых месторождений Среднего Урала. Львов: Изд-во Львов, ун-та, 1947. - С. 130-132.

36. Люлина Р. Д. Малахит в интерьерах памятников архитектуры Ленинграда // Самоцветы. Бюл. техн.-экон. информ. Центр, научн.-иссл. лаб. камней-самоцветов (ЦНИИЛКС). Вып. 1 (9). Л., 1963. - С. 53-59.

37. Люткевич Е. М. Ещё о генезисе медистых песчаников Приуралья // Геология и геохимия. Сб. 2 (VIII). Л.: Гостоптехиздат, 1958. - С. 398-410.

38. Ляшенко E. Анализ минерально-сырьевой базы цветных камней России. Состояние и перспективы // Драгоценные металлы и драгоценные камни. 2001. - №3. С. 43-47.

39. Макаров В. К. Цветной камень в собрании Эрмитажа. Л., 1938.

40. Малахов А. Зелёное чудо // Урал. 1974. - № 4. - С. 34.

41. Мельников Е. Проблемы геологоразведки, добычи и оценки драгоценных камней // Драгоценные металлы и драгоценные камни. 2000. -№1. С. 130-132.

42. Морозова Р. Д. Малахит в интерьерах Ленинграда. Ленинград, 1953. Архив ГИОП.

43. Павловский Б. В. Камнерезное искусство Урала. Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1953.

44. Павловский Б. В. Декоративно-прикладное искусство промышленного Урала. -М.: Искусство, 1975.

45. Певзнер М.Е. Рациональное использование минеральных ресурсов в современном недропользовании // Горный журнал. 2002. - №1. - С. 12-17.

46. Петров В.П. Драгоценный и поделочный камень как полезное ископаемое // Драгоценные и цветные камни как полезное ископаемое. -Сборник статей. М.: Наука, 1974. С 16-35.

47. Петров В.П. Рассказы о драгоценных камнях. М., Наука, 1985,

48. Платонов А.Н., Таран М.Н., Балицкий B.C. Природа окраски минералов. М., Недра, 1984.

49. Путолова Л.С., Менчинская Т.И., Баранова Т.Л. Декоративные разновидности цветного камня СССР. М., Недра, 1989.

50. Путолова Л.С. Самоцветы и самоцветные камни. М., Недра, 1991.

51. Рачитский В. И. К вопросу о стратиграфии каргалинских медистых песчаников // Сов. геол. 1949. - № 40. - С. 37-30.

52. Рид П.Дж. Геммологический словарь. Л., Недра, 1986.

53. Самсонов Я.П., Туринге А.П. Самоцветы СССР (справочное пособие). М., Недра. 1984.it3

54. Семенов В.Б. Малахит. Поэтика камня. Свердловск: Ср. Урал. кн. изд., 1987.

55. Семенченко Ю.В., Агафонова Т.Н., Соловченко И.С. Цветные камни Украины. Киев, Будивельник, 1974.

56. Синкенкес Дж. Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней. М., Мир, 1989.

57. Соловьёв Ю. С. Новые находки малахита в Высокогорском месторождении железных руд // Зап. Всес. минерал, об-ва. 2-я сер. 1955! -Ч. 84, вып. 1.-С. 95-96.

58. Тесленко В.В. Организация торговли драгоценными камнями. М.: ИНФРА, 1997.-237с.

59. Феоктистов В. П., Кочин Г. Г. О некоторых особенностях локализации стратифицированных месторождений меди // Геология рудных месторождений. 1970. - Т. 12. - Вып. 6.

60. Ферсман А. Е. Находка малахита на Урале // Природа. 1914. - № 2.

61. Ферсман А. Е. Драгоценные и цветные камни России. Т. 1. Пг., 1920. - (КЕПС Академии Наук).

62. Ферсман А. Е. Очерки по истории камня. Т. 2. М.: Изд-во' АН СССР, 1961.

63. Черепанов В. А. Некоторые закономерности морфологии и замещения в агрегатах малахита из уральских месторождений // Зап. Всес. минерал, об-ва. 2-я сер. 1951. - Ч. 80, вып. 3.

64. Черненко Т.В., Мельников Е.П. Свойства и диагностика природного и синтетического малахита // Вестник геммологии. 2003. - №1.

65. Черненко Т.В., Мельников Е.П. Свойства и диагностика природного и синтетического малахита // Вестник геммологии. 2003. №2. - С.

66. Чухров Ф. В. Зона окисления сульфидных месторождений степной части Казахстана (особенности и закономерности парагенезиса минералов). -М.: Изд-во АН СССР, 1950. С. 91, 95.

67. Чухров Ф. В., Аносов Ф. Я. О природе хризоколл // Зап. Всес. минерал, об-ва. 2-я сер. 1950. - Ч. 79, вып. 2. - С. 127-136.

68. Чухров Ф. В. Некоторые данные о парагенезисе азурита в месторождениях степной части Казахстана // Зап. Всес. минерал, об-ва. 2-я сер. 1951. -Ч. 80, вып. 3. - С. 213-214.

69. Чухров Ф. В. О парагенезисе малахита в зоне окисления // Тр. Минерал, муз. АН СССР. 1952. - Вып. 4.

70. Шуман В. Мир камня. В 2-х томах. Т.2. Драгоценные и поделочные камни. М.: Мир, 1986.

71. Agard,J. (Hrsg.), 1952; Geologie des Gites Minéraux Marocains; Notes et Mem.Serv.Geol.:87

72. Anthony, W., Bideaux,R.A., Grant,1995; Mineralogy of Arizona

73. Bayle,L.D., Ascensao-Guedes,R., Guijou,J.C.,2002; Bourse de Sainte-Marie-aux-Mines du 27 au 3o Juin 2002; Le Règne Mineral:46,37-43

74. Blair, Gerry. The lapidary challenges of the basic copper carbonate. Rock and Gem. Vol. 28, No. 12. 1998, pg 48-50.

75. Cook, Robert B. Malachite. Rocks & Minerals, Sept, 2001.

76. Emberger,A., 1968; Synthese descriptive des mineralisations plombo-zinciferes du Maroc; Ann.Mines et Geol. Tunisie:23,15-99.

77. Graeme,R.W., 1981; Bisbee, Arizon (famous mineral localities; Min.Record:12,5, 258-319

78. H'in, O. On the Morphology of Malachite. Mir Kamnia. World of Stones. Vol. 4, 1994.

79. Jones, Robert W. Peter Carl Faberge Comes to Tucson. Rocks & Minerals, Jan, 2001.

80. Kampf, Anthony R. Ben Frankenberg Collection of Bisbee Minerals, The. Mineralogical Record, Jul/Aug 2006.

81. Kievlenko, Eugenii Ya. Geology of Gems. 2003.

82. King, R.J. Minerals explained 33, Azurite and Malachite. Geology Today July/August, 2001, vl 7.

83. Lorenz, J., 1976; Triassic sediments and basin structure of the Kerrocuehn Basin, Central Morocco. Journ. of Sedim.Res.:46, 4,897-905.

84. Malachite Resources. Australasian Business Intelligence, September, 2002.

85. Mineralogical Record; Arizona-Themenhefte: 1979/3 (129-192), 1979/4 (193-256), 1980/5 (257-336), 1982/2 (65-128), 1982/5 (257-320)

86. Nkonde, Humphrey. Zambia's miners diversify into gems. African Review of Business and Technology, August, 2006.

87. North,R.M., 1991; Azurite and Malachite from the Morenci and Metcalf Mines, Greenlee County, Arizona; Min.Record:22,1,66-67

88. Permingeat,F., 1991; Introduction a la minéralogie du Maroc. Notes mem.Serv.geol.Maroc:336, Vol.2,1-312

89. Samson,P., 1965; Le gisement plombo-zincifère de Touissit. Notes Mem.Serv.Geol.Maroc: 181, 69-91

90. Site visit report on the Shituru copper-cobalt deposit (Democratic Republic of Congo). August 2005 URL: http://www.pdac.ca/pdac/conv/2007/pdf/cs-shituru.pdf

91. Spencer, Chavez. Copper Oxide Development in Arid Environments. New Mexico Geology. V21, N2, 1999/ p33.

92. Thomas,W.J., Gibbs,R.W., 1983; The New Cornelia Mine, Ajo, Arizona (famous mineral localities). Min.Record: 14,283-298

93. Voileau,A., 1976; Morocco mineralogy; Min.Record:7,232-239

94. Wight, Quintin. The Curly Malachite of Schwaz-Brixlegg, Tyrol, Austria. Rocks & Minerals, Sept, 1998.

95. Wilson, Wendell E. Wayne A. Thompson: A Half-Century of Collecting and Dealing in Minerals. Mineralogical Record, Nov/Dec 2006.