По горам и пустыням Средней Азии

Пустыня Кара-Кумы

Пустыни и Средняя Азия — понятия, неотделимые одно от другого. На громадной территории встречаются, с одной стороны, грандиознейшие в мире горные хребты и, с другой стороны, обширные равнинные, бесплодные пустыни.

Одна из самых больших пустынь — Кара-Кумы находится в Туркменской ССР. Территория песков Кара-Кум занимает свыше 300.000 км². Огромная площадь песков тянется в виде полосы на 700 км в длину при почти пятисоткилометровой ширине. С юга Туркмения отделяется от Ирана горным хребтом Копет-Даг. От этого хребта пустынные пески тянутся на север вплоть до хивинских оазисов, почти до Аральского моря.

Что представляет собой, в сущности, пустыня типа Кара-Кум или примыкающей к ней с северо-запада пустыни Кызыл-Кум? Это безграничное море песков. Песок определяет собой всю жизнь пустыни. Там, где он легко переносится ветром, он создает своеобразный бугристый ландшафт. Навеваемые ветром возвышенности называются «барханы». Они представляют собой как бы застывшие волны бушевавшего моря. Там, где имеется растительность, ландшафт меняется, сохраняя, однако, все тот же самый унылый, однообразный вид: те же бугристые, но неподвижные пески. На вершинах жалкие кусты растений пустыни, вокруг которых насыпался песчаный бугор.

Рис. 20. Кара-Кумские пески.

Песок играет огромную роль и в жизни редкого населения пустынь. Руки и тело моют, перетирая их песком. Раны засыпают песком, который останавливает кровотечение. Больные лежат на раскаленном солнцем песке, температура которого достигает иногда 75°.

Первый раз мы попали в район песков, проезжая из Ташкента в Ашхабад. Мы сделали остановку на станции Репетек. Выйдя из вагона, мы сразу оказались окруженными песками. Одна только полоска линии железной дороги была свободна от песчаных гряд. Песок струйчатыми массами лежал под ногами. Это была песчаная «рябь» от ветра. Увязая почти по щиколотку, мы бродили по окрестностям станции. Нам хотелось найти знаменитый репетекский гипс. Гипс — сернокислый кальций — образуется из холодных водных растворов. Любой ручей, речка, подземные и артезианские воды содержат значительные количества водной окиси кальция, легко растворимой в воде. Достоинство воды, ее пригодность для питья и употребления в быту определяются степенью ее жесткости. Говорят обычно: «жесткая вода». Слишком жесткая вода негодна для питья.

Жесткость придает воде растворенная в ней водная окись кальция, которая легко обнаруживается, если мы пропустим через воду ток углекислоты: из раствора выпадает углекислый кальций. На опытах, проводимых на лекциях по химии, такое выпадение легко видеть простым глазом. Как только углекислота начинает проходить через прозрачную воду, содержащую углекислый кальций, вода в стаканчике мутнеет от бесчисленного количества кристалликов углекислого кальция, осаждающихся на дно. Если же в воду, содержащую водную окись кальция, прилить серной кислоты, то кальций соединяется с серой и кислородом и дает плохо растворимое в воде соединение сернокислого кальция, встречаемого в природе в виде минерала гипса.

Следовательно, образование гипса в природе может происходить в самые разнообразные геологические эпохи вплоть до настоящего времени: надо только, чтобы в воде присутствовали соли кальция и серная кислота. Гипс кристаллизуется в виде очень эффектных кристаллов, иногда соединенных в целые группы, розеткообразных сростков, часто в виде двойных кристаллов, напоминающих ласточкин хвост.

В пустынях, благодаря капиллярным свойствам песка, который очень легко насыщается водою, почвенные воды на небольшой глубине часто проникают до самой поверхности, как бы вытягиваемые песком. Пески — это область восходящих растворов. В тех местах, где к этим водам примешиваются соединения серы, очень легко в гуще песка начинает образовываться гипс. В момент своего образования твердеющий минерал начинает захватывать частицы песка; в результате получаются кристаллы, которые иногда на 50% состоят из песка. Такими образованиями особенно славится станция Репетек. Репетекские песчаные гипсы достигают большой величины. Иногда сростки кристаллов достигают полуметра и больше. Эти кристаллы украшают коллекции крупнейших музеев.

Мы бродили по пескам вокруг станции и, действительно, то там, то сям обнаруживали выросшие кристаллы гипса. Мы набрали их за несколько часов порядочное количество.

Рис. 21. На границе пустыни Кара-Кумы.

Минералогия пустыни очень своеобразна. В тропических и субтропических пустынях, к которым относятся среднеазиатские Кара-Кумы, самым главным геологическим фактором являются солнечные лучи, но, как говорит академик А. Е. Ферсман, посетивший несколько раз Кара-Кумы, есть огромные различия, которые в области химизма создают непроходимую пропасть между пустынным режимом разных широт. В знойных субтропических пустынях мы должны считаться с рядом важнейших факторов геохимического порядка: огромной дневной инсоляцией (солнечным нагревом), ускоренным темпом химических реакций и, наконец, характерным для пустыни направлением почвенных растворов — из глубины к поверхности.

Первый фактор — инсоляция — воем хорошо известен. Достигая 75—80 °С в жаркие дни, нагрев создает в верхних частях земной поверхности настоящие термальные условия, значение которых тем более важно, что высокий солнечный нагрев не всегда сменяется холодными ночами; так, например, в Туркмении ряд ночей летом давал среднюю температуру в 42 °С, благодаря чему песок не успевал охладиться. Даже в условиях зимней поездки мы наблюдали в Кара-Кумах значение дневной инсоляции при значительных, однако, колебаниях температуры: ночью к восходу солнца температура воздуха опускалась до минус 7 °С, днем начиналось быстрое потепление и уже к 2—3 часам дня, по измерению Д. И. Щербакова, песок нагревался до 30 °С. И это в конце ноября месяца! Даже в апреле В. А. Обручев отмечал температуру песка в 63 °С.

Повышенное нагревание вызывает огромную интенсивность химических процессов, ускорение их течения и перемещает направление реакций в сторону, отвечающую высокотемпературным условиям. Отсюда, в этих условиях равновесия, получается ряд таких минеральных тел, которые мы не привыкли видеть среди нормальных образований земной поверхности, а скорее среди типичных горячих жильных растворов. Все, что подвергается влиянию атмосферных факторов, быстро изменяется. Химизм распада и поверхностного разрушения идет до конца. Намечается резкое разделение на продукты химически стойкие — кварц, кальцит — и на продукты измененные и изменяемые. Последние оказываются в более подвижном состоянии, чем первые; одни из них, как частицы каолина из разложенных полевых шпатов или выцветы солей, легко уносятся ветром, другие дают растворяемые соли и, разделяя судьбу пустынных вод, инфильтруются в глубину или смываются в пониженные области (озера, шоры, такыры).

Таким образом главная роль солнца заключается в расслоении механических продуктов пустыни на химически устойчивую часть, создающую основу пустыни, и на подвижную, которая накапливается в строго определенных ее участках.

Другая особенность геохимических процессов пустыни заключается в направлении циркуляции тех растворов, которые наблюдаются в верхних горизонтах своеобразных песчаных и глинистых образований, формирующих облик пустыни. Конечно, после обильных осадков наблюдается нормальное проникновение воды и растворенных веществ с поверхности в глубину, но и этот ход процесса, как мы наблюдали в Кара-Кумах, протекает далеко не так, как в наших широтах. В самых песках влага дождя проникает не глубоко: своеобразными капиллярными силами влага удерживается между частицами, сохраняясь в определенных горизонтах.

Особенно замечательна судьба воды, падающей на такыр[10]. Здесь проникновение воды в глубину почти невозможно: замазанная поверхность такыра этому препятствует, и вода может держаться, как в озере, 2—3 дня; но зато колоссальное количество воды устремляется в какие-либо случайные или искусственные впадины или поглощается околотакырными песками. Те же капиллярные силы — влагоемкость песка — не позволяют этим водам проникнуть далеко, и они сохраняются в виде своеобразных песочных водоемов, из которых извлекают воду колодцы туркменов.

При высыхании после дождей мы наблюдали в Кара-Кумах характерную картину. Темносерая поверхность рыхлого шора, как снегом, покрывалась выцветами извлеченных из глубин солей. Однако, далеко не так просто протекает эта реакция, как принято думать. Под поверхностью такыров и, вероятно, шоров создается особый горизонт отложений гипса, который в Кара-Кумах необычайно постоянен и дает нам горизонты типа репетекских гипсов, столь типичных для всего Закаспия и представляющих подтакырные пески, богатые слюдой и зацементированные сплошным кристаллическим гипсом.

Серные бугры[11]

Собираясь отправиться на осмотр Кара-Кумской серы, мы просили т. Щербакова, одного из первых геологов, совершивших экспедицию в центральные Кара-Кумы, рассказать нам о своей поездке. Дмитрий Иванович охотно согласился.

— Первый раз мне пришлось быть в Кара-Кумах осенью 1925 года. Мы выехали в конце октября из г. Ашхабада. Путь на Кара-Кумы лежал из аула Геок-Тепе, расположенного в 40 км западнее. Мы ехали на верблюдах с несколькими туркменами, делая всего по 3 км в час. Узкая, глубокая тропа вилась среди бесконечных песчаных бугров высотою в рост всадника с редким небольшим кустарником. Три дня мы брели под холодным, резким ветром и падающим ночью снегом. Мы проехали глинистые площадки-такыры, солончаки, и, наконец, подошли к известному в пустыне аулу Мемет-Яр. На большой гладкой площадке, до 2 км длиною, вытянувшись в ряд, стояло 30 кибиток, около которых теснились сотни молодых верблюдов, нетерпеливо и пронзительно ревевших в ожидании воды. Они жались у колодца, имевшего довольно скверную солоноватую воду.

К нашему большому изумлению Центральные Кара-Кумы оказались поросшими разнообразным кустарником. Здесь целые леса растительности. Главным образом растет саксаул. Корни этого дерева тянутся на большие пространства, глубоко зарываясь в пески и отыскивая там скудную влагу для питания ветвей. Саксаул является основным топливом для жителей пустыни, да и вообще всей этой области Средней Азии. Его корни, довольно толстые и длинные, вырубаются и служат прекрасным топливом.

Рис. 22. Заросли саксаула.

После аула Мемет-Яр тропа пошла вдоль натянутых с юга на север песчаных гряд. Волнистая поверхность, окружающая пески, была покрыта густой порослью разнообразного кустарника. В некоторых местах встречались рощи стройных песчаных акаций. Местами пробивалась тонкая зеленая травка. Несмотря на конец ноября дни стояли ясные и жаркие. Песок нагревался до 30°. Однако, как только садилось солнце, температура быстро падала до минус 7°.

Мы медленно продвигались вперед. После каждого перехода в 30 км мы останавливались, разводили костер. Сухие корни саксаула были всегда к нашим услугам. Затем мы опять собирались и двигались до ночного привала. Ночью мы порядком мерзли. Утром с трудом увязывали поклажу и отогревались первыми лучами восходящего солнца.

Так десять дней мы шли по однообразному, как бы застывшему и поросшему кустами, песчаному морю. Изредка попадались колодцы и аулы, где нас угощали чаем и пловом. Наконец, на 10-й день мы увидели на горизонте какие-то беспорядочно разбросанные бугристые возвышенности. В прозрачном воздухе пустыни они производили впечатление горных вершин, выходящих из песчаного моря. Это были знаменитые серные бугры, конечная цель нашего путешествия.

Рис. 23. Серные бугры в Центральных Кара-Кумах.

Наконец, поздно вечером, уже при свете луны, мы достигли подножья одной из странных возвышенностей — бугра Чеммерли. На следующее утро лучи восходящего солнца осветили своеобразную картину: перед нами расстилалась плоская впадина, покрытая белыми налетами солей, а впереди, на ее окраине, высился массивный бугор с яркокрасными склонами. Его подножие производило впечатление гигантских наложенных друг на друга плит, уходящих лестницей вверх к почти отвесным склонам средней части; над отвесным карнизом шла, отступая от краев, полукруглая вершина. Все в целом походило на огромную башню, значительно более высокую, чем те 50—60 м, на которые в действительности превышал бугор дно соседней впадины.

С трудом взобрались мы на вершину. Открылся поразительный, своеобразный, ни с чем несравнимый ландшафт. С востока и севера теснились то в одиночку, то группами остроконечные холмы, полузасыпанные валами песков. Далеко, почти на горизонте, рисовались новые группы возвышенностей, а за ними чуть намечался изрезанный оврагами обрывистый склон плато. Местами среди песков виднелись белые шоры или окаймленные барханами полоски такыров. А под ногами вся вершина бугра горит и искрится на солнце кристаллами яркожелтой серы. Действительно, песчаники, слагающие верхнюю часть горы, были обильно пронизаны жилами и гнездами самородной серы.

Уже при подъеме на Чеммерли в отдельных обломках пород мы читали разгадку серных бугров. Вот белеет внизу громадная ступень — она состоит из ряда почти горизонтальных плит известняка с отпечатками раковин моллюсков Сарматского моря, а выше слои гипса, осевшего в прибрежных заливах, еще выше красноватые глины с мелким кварцевым песком — это морские илы. Наш бугор — типичный останец; его соседи когда-то составляли с ним одно целое и сливались с виднеющимся на горизонте плато.

С картой и биноклем в руках мы ищем известный такыр и колодцы Шиих, а за ними бугры «Дарваза», наиболее богатые серой. Что представляет собой загадочный Унгуз? Старое ли это русло Чарджуй-Дарьи, так точно описанное поручиком Калитиным, или может быть прав Коншин, и перед нами на севере высится крутой берег Каракумского моря. Мы торопливо расспрашиваем проводников, жадно ищем глазами на севере Шиих и удивленно и долго спорим, размахивая для большей убедительности картой, когда нам показывают этот район на западе. Но наши туркмены недоверчиво смотрят на «урусский пилан», как они называют карту, и упорно стоят на своем.

На следующий день мы продолжаем наш путь, стремясь поскорее добраться к колодцам Шиих. Мы попали в котловину, тянущуюся без конца, и когда пересекли ее, увидели новую. Это были те самые «Кыры», которые по описанию инженера Лессара, тянутся на много километров вглубь от края плато в Хивинскую сторону. Кыры — далеко не горизонтальные поверхности; местами, постепенно со всех сторон понижаясь, они образуют ряд вытянутых в сев.-зап. направлении пологих, замкнутых впадин, то, вдруг прерываясь, появляются вновь на отдельно стоящих вершинах или приподнятых ступенях плато. Вытянутые в ряд друг за другом озеровидные котловины действительно несколько напоминают расчлененное русло реки, но стоит только подняться на близлежащие возвышенности, как кругом будут видны совершенно такие же котловины, идущие приблизительно параллельно друг другу. А когда приходится взбираться на перемычку, отделяющую одно понижение от другого, и под копытами лошадей звенят светложелтые мергеля — коренные породы, становится ясным, что перед нами не русло, проработанное текучей водой, а бессточные впадины выдувания.

Так вот он знаменитый Унгуз — детище ветра, развевающего ложе древнего моря!

Уже вечереет, надо торопиться. Мы подъезжаем к пологому, сильно засыпанному с западной стороны бугру со следами больших выработок и развалинами каких-то строений на склонах. Это конечная цель нашей поездки — «Дарваза Джульба», которой мы, наконец, достигаем на двенадцатый день пути. Разбиваем палатку у подножья бугра, но ледяной северо-восточный ветер не дает спать.

На утро ветер немного стихает, однако, несмотря на солнечный день, холодно. Мы поднимаемся на бугор. Перед нами огромная разработка, вскрывающая всю вершину холма. Здесь, среди белоснежных рыхлых измененных песчаников, искрилась и сверкала яркожелтая, почти чистая сера. А выше, облекая вершину бугра словно панцырем, лежали тонкие слои уплотненной породы, переслаивающейся с кремневыми корками и пористыми массами гипса. Этот защитный покров — результат своеобразных процессов выветривания, климатического режима южной пустыни, где, как уже давно отметил Пассарге для Калахари, в поверхностном слое идет щелочное выветривание и накопление гидратов кремнекислоты в виде опала.

На Дарвазе мы увидели уже знакомую картину, повторяющую особенности строения бугра Чеммерли. В основании те же горизонтальные пластующиеся, светложелтые мергеля, а на самом верху — осерненная свита. Всюду с поверхности идут интенсивные процессы окисления, уничтожающие серу и превращающие ее в свободную серную кислоту. Благодаря этому явлению самородная сера обычно встречается только в глубине бугра. Прежние исследователи полагали, что образование серы было связано с действием горячих источников, откладывающих кремнекислоту и серу среди песчаников вблизи дневной поверхности. С течением времени эти гейзеры угасли, а на их месте сохранились трубчатые тела, которые при выдувании и размывании окружающих пород, благодаря своей большой плотности, сохранились в виде бугров.

Эти теоретические предпосылки, лежавшие в основе старых подсчетов запасов месторождения, позволили считать каждый бугор остатком деятельности терм. Постоянство геологического разреза и в особенности минералогического состава осмотренных выходов руды заставили нас прийти к иному объяснению. Мы склонны рассматривать серные скопления, как продукт измененных гипсоносных отложений определенных горизонтов осадочных пород третичной системы. Позднейшие процессы, связанные с особенностями климата пустыни, могли повести к частичному перемещению серы в вышележащие толщи пород. Такой характер образования позволяет предполагать наличие серных залежей не только в отдельных буграх, где общие запасы самородной серы достигают порядка многих сотен тысяч тонн, но и в самом Заунгузском плато.

Сравнительное изучение крупных мировых серных месторождений осадочного происхождения, как, например, сицилийских или тексасских, показывает, что процессы образования серы были, вероятно, связаны с переработкой гипса бактериями в прибрежной мелководной зоне морских бассейнов. Разложение гипса шло в каких-то своеобразных условиях, благоприятных для жизни выделяющих серу организмов и для сохранения скопляющейся таким образом серы.

Как отмечает академик В. И. Вернадский, эти условия имеют место при медленном замирании морских прибрежных бассейнов в пустынных областях с теплым климатом. Обычно такие области характеризуются значительной устойчивостью физико-географических особенностей на больших пространствах, и соответственно с этим отложения серы встречаются также на площадях большого протяжения.

Стронций в пустыне

Западная часть Туркменской ССР представляет собой также огромную низменную пустыню. Эта маловодная, или, вернее, безводная пустыня, покрытая глинами, песчаниками, известняками, была когда-то дном третично-мелового моря, заливавшего всю эту область.

Казалось, эта пустыня представляет мало интереса для минералогов: известняки и песчаники однообразны, мало интересны так же, как и глины. Да и практическое значение их ничтожно, потому что применяются они исключительно как стройматериалы, а строить в Кызыл-Кумах ничего не предполагается в ближайшую пятилетку. Однако, минералог А. Ф. Соседко, путешествовавший по этой пустыне, обратил внимание на маленькие кристаллики небесно-голубого цвета в кавернах и пустотах среди известняков и других пород, а также на прослойки шестоватого голубовато-белого минерала среди глин.

Геолог А. Ф. Никитин при своей поездке в Центральные Кызыл-Кумы обратил внимание на белый песчаник с необычным для песчаника тяжелым удельным весом. Анализы песчаника и (голубого минерала дали совершенно неожиданные результаты: оказалось, что песчаники проникнуты, или, вернее сказать, отдельные зерна песчаника, цементированы минералом целестином — сернокислым стронцием. Содержание стронция в песчанике было высокое; прослойки же в глинах и кристаллы представляют чистый целестин.

Надо сказать, что стронций до сих пор был мало известен в СССР. Встречались кристаллы углекислого стронция в Крыму, близ Феодосии. В некоторых месторождениях серы попадались его типичные шестоватые голубые кристаллики; однако в большом количестве он никогда не был найден.

Стронций, как элемент, отличается тем свойством, что соли его, главным образом хлористые или азотнокислые, придают пламени великолепную ярко-красную окраску. Поэтому целестин употребляется в пиротехнике, где все красные бенгальские огни и ракеты делаются с прибавкой азотнокислого стронция.

Эти огни и фейерверки имеют гораздо большее Значение, чем это кажется на первый взгляд. Их широко используют в военной технике для сигнализации. Красные огни разорвавшейся ракеты служат сигналом для артиллерийской стрельбы или для начала атаки.

Соли стронция применяются также в сахарном производстве, где они служат веществом для очистки — рафинирования сырого сахара. Кроме того, у стронциевых солей есть еще некоторые неизвестные нам применения. Мы знаем, что французские и английские химики охотно покупают стронциевые соли в большом количестве, но не знаем точно путей их дальнейшего применения в промышленности.

Таким образом, территория Кызыл-Кумов и прибегающие к ней области содержат огромные, почти невероятные, запасы этого интересного элемента. Это настоящее царство стронция: целестиновый цемент песчаников, целестиновые линзы среди гипса, кристаллы целестина в пустотах, и, наконец, целый ряд мергелей и известняков, какими-то еще мало понятными нам процессами частично превращенные в целестин.

Целестин также встречается в пустыне Кара-Кумы.

Найти применение этим гигантским скоплениям целестина — дело ближайшего будущего. Над этим делом надо работать нашим геохимикам, минералогам и особенно технологам.

На серном заводе

Знаменитый автопробег через Центральные Кара-Кумы дал возможность группе геологов проездом побывать на серном заводе, т. е. сделать по пескам 262 км. Автомобили шли по той же тропе, по которой когда-то двигалась экспедиция А. Е. Ферсмана и Д. И. Щербакова. Здесь главное препятствие представляют песчаные гряды, которые прорезают лёссовидную равнину с небольшими бугорками и кочками. Эти гряды представляют серьезную преграду для машин, так как некоторые из них имеют высоту над лежащими внизу глинистыми плоскими такырами до 25 м.

Эти такыры — совершенно изумительные площадки для автомашин. Местами такыры тянутся на протяжении да 100 км. Затвердевший, совершенно ровный глинистый покров их лучше асфальтовой дороги. Так, благодаря такырам, машины покрыли от колхоза Юсуп до колхоза Чалым расстояние около 60 км за один час.

Очень трудно было ехать по волнистым сыпучим пескам. Приходилось выравнивать дорогу, уширять перешейки между глубокими впадинами, укладывать дорогу пучками растений и сверху присыпать песком. При подъемах укладывалась веревочная лестница, по которой двигались машины с помощью живой силы участников пробега.

На крайний случай была заготовлена на одной из машин лебедка, которой можно вытащить застрявший автомобиль. Средняя скорость движения по этим волнистым пескам достигала 5—8 км в час. Прямые подъемы малой крутизны брались с разгона на второй скорости. Седоки соскакивали при этом с машины и толкали ее вперед при малейшем замедлении. На особо трудных подъемах действовала лебедка. Впереди машины вырывалась канавка, куда закладывались на ребра доски. Доски охватывались троссом, после чего пускалась в ход лебедка.

Отъехав 235 км от Ашхабада, машины попали в очень трудный, хотя и небольшой участок, где волнистый рельеф местности осложнен песчаными заносами. Здесь машинам приходилось итти почти на скорости пешеходного передвижения.

Рис. 24. Такыр перед серным заводом в Центральных Кара-Кумах.

Наконец, на 262 км экспедиция прибыла к серному заводу. Со времени первого посещения Д. Е. Щербаковым серных бугров прошло почти 6 лет. За этот срок на месте пустынной, холмистой равнины выросло большое серное предприятие. При постройке были применены, по возможности, все местные материалы. Так, здание завода было построено из камня и песчаников, найденных всего в 100 м от него. В качестве цемента была взята такырная глина, к которой прибавлялся в небольших количествах гипс в виде порошка, найденный также непосредственно у завода. Очень трудно было привезти материал, особенно котлы. Фургоны с котлами двигались с запряжкой в 6 лошадей и каждый автоклав — с запряжкой в 4 лошади. Эти фургоны еле передвигались по 15 км в день. Начиная с зоны песков, т. е. с 90-го километра, котлы смогли везти только 14 лошадей, а для автоклавов пришлось запрячь по 7 лошадей. Перевозка мелких частей не свыше 100 кг производилась вьючным способом, на верблюдах. Пришлось заарендовать большие караваны по 60 верблюдов, на которых и погрузили доски, бревна, железные трубы, гвозди и т. д. Для жилья вначале были поставлены войлочные кибитки из Ашхабада и сколочены временные помещения из фанерных досок.

Самым трудным оказалось, как и надо было ожидать, обеспечить строительство завода водою. В четырех километрах, у аула Бекури, имелось 8 колодцев. В пяти километрах, у аула Дингли, имелось 17 колодцев. Несколько колодцев было также неподалеку в двух соседних аулах. Вода была взята главным образом из Бекури, частично из Дингли. Вода оказалась очень жесткой. В зиму и весну пришлось пользоваться сборной дождевой водой, для которой были вырыты специальные цементированные котлованы. В качестве топлива пришлось пользоваться саксаулом. Большие заросли саксаула расположены в 80 км от завода по направлению к Ашхабаду и тянутся почти на 100 км вглубь пустыни.

Опытный серный завод по выпуску серы построен по методу инженера Волкова. Серная руда обогащается сначала рабочими; производится отбор наиболее богатых кусков, которые загружаются в автоклав — железный герметический цилиндр, поставленный вертикально и имеющий в верхней части отверстия для загрузки, а в нижней — для выгрузки. В автоклав вливается вода; плотно закрываются отверстия, и вода подогревается паром, поступающим в нижнюю часть автоклава. Температура нагрева 140—150 °С. После подогрева этой массы в автоклаве происходит плавка руды. Жидкая сера садится в нижней части автоклава, песок, смоченный водою, собирается плотным слоем над серою. Жидкая сера выпускается под давлением через небольшое отверстие в нижний ход. После спуска отработанного пара открывается нижнее отверстие, и песок, смоченный водою, сам собою вываливается из автоклава.

Первый опытный завод состоял из одного парового вертикального котла с 10 м² поверхности нагрева и диаметром 0,9 м. Загрузка воды на каждую плавку составляла одну тонну. Аппаратура была собрана в Ашхабаде, испытана в нескольких опытных плавках и караванным путем доставлена к серным буграм.

Опытный завод доказал полную возможность плавки каракумской серы по автоклавному способу. Завод давал регулярно от 4—5 плавок серы по 300 кг каждая. При работе выяснились некоторые детали, которые в сущности можно было предвидеть заранее, например, что стенки аппарата сильно разъедаются серой. Как показали работы, обычные железные котлы быстро подвергаются разъеданию и очень часто требуют ремонта и даже смены.

В дальнейшем было построено несколько автоклавов с учетом всех замеченных на опытном заводе недостатков. Так, вместо обычного чугуна был употреблен кислотоупорный, покрытый эмалью. Применены были твердые изделия из асбеста, употребляющиеся при постройке химической аппаратуры. Опыт первого завода был учтен для постройки нормально работающего завода, который может дать уже серу в потребном количестве. Такой завод был построен в течение трех лет.

Сера доставляется в Ашхабад обычно тюками на верблюдах. В последнее время, с учетом опыта Каракумского пробега, была проложена автомобильная дорога, по которой сера и доставляется в Ашхабад.

Небольшое серное предприятие в Кара-Кумах, развивавшееся на основе строительства первого опытного завода в пустыне, в течение нескольких лет снабжало серой промышленность Союза.

Каракумская сера отличается исключительной чистотой. В этом отношении ее можно сравнить только с лучшими сортами итальянской серы. Расстояние в 260 км, отделяющее серное предприятие от Ашхабада, и в три с лишним тысячи км, отделяющее Ашхабад от потребляющих центров Союза, сказывалось на исключительно высокой цене каракумской серы. И только острый серный голод мог поддержать это предприятие в пустыне. Однако, те количества серы, которые давал ежегодно Каракумский завод, были каплей в море. В связи с этим энергично развивались поиски и разведки серных месторождений. Усиливалась работа второго серного месторождения Средней Азии Шор-Су близ Коканда. К тому же серные бугры в Кара-Кумах за несколько лет интенсивной выплавки истощились, и запасов осталось в них всего на несколько лет.

За это время было открыто новое интереснейшее месторождение серы в Гаурдаке.

Гаурдак

Гаурдакский район расположен в крайнем юго-восточном углу Туркмении, на правом берегу Аму-Дарьи в 40 км от станции Мукры.

Огромные толщи осадочных пород с гипсом и с проявлениями нефти выходят на дневную поверхность в виде небольших возвышенностей. На этих возвышенностях были найдены большие куски самородной серы, и это послужило толчком для разведочных работ. Геологические партии в течение ряда лет производили глубокое бурение, осветили строение местности и определили огромные запасы серы, заключающиеся в Гаурдакском районе.

Залежи серы приурочены к широкой полосе гипсов, общая мощность которых составляет около 180 м. Наибольшее серонасыщение наблюдается в средней и нижней частях гипсоносных пород. Это — чрезвычайно мощные пласты темных, трещиноватых, осерненных известняков и гипсов. Содержание серы в руде ориентировочно принимается разведкой в 20—25%, но по отдельным участкам процент серы значительно более высок, а местами попадается почти сплошная сера, которую нужно только извлекать и грузить в вагоны. На сравнительно небольшой площади Гаурдакского месторождения подсчитаны громадные залежи серной руды. Такие запасы обеспечивают питание мощных предприятий на долгое время.

Интересно, что в Гаурдакском районе открыты также каменная и калийные соли. Наибольший интерес представляет месторождение Окуз-Булак в 12 км от станции Келиф и в особенности месторождение Тускан, одно из самых знаменитых, лежащее всего в 10 км от Гаурдакского серного месторождения. Каменная соль залегает огромной, практически почти неисчерпаемой массой, в виде гигантского соляного купола.

Таким образом Гаурдак является месторождением не только серы, но и каменной соли; в Гаурдакском районе известны и калийные соли, применяемые для удобрения в сельском хозяйстве. Правда, в связи с особенностями залегания калийных солей, их добыча представляет большие технические затруднения. Тем не менее и здесь возможно комплексное промышленное освоение района, т. е. постановка одновременно предприятий, использующих всю группу полезных ископаемых данного месторождения.

В последнее время в районе Гаурдака открыта и нефть. Всего в нескольких десятках километров от месторождения протекает Аму-Дарья, являющаяся в этой области пограничной рекой с Афганистаном.

Само месторождение совершенно лишено пресной воды. Имеется только несколько источников соленой воды. Но снабжение Гаурдака пресной водой легко может быть спроектировано за счет водопровода из Аму-Дарьи. Большое значение для Гаурдака имеет также проведение железнодорожного пути на Гаурдак и Чарджуй с продолжением его на соединение со Сталинабадской линией до ст. Керки. Гаурдакский район легко может быть связан с существующей железной дорогой. Рельеф местности позволяет подойти к возвышенностям Гаурдака или со стороны станции Мукры или со стороны разъезда, находящегося на перегоне Самсоново — Талимарджан.

Огромные, совершенно исключительные запасы серы на Гаурдаке позволили очень быстро начать эксплоатацию этого месторождения прямой плавкой руды в печах Жиля. Печи Жиля, применяемые в Италии, представляют собой обычные кирпичные камеры, которые подогреваются снизу зажженной серной рудой. Горящая серная руда повышает температуру верхних камер до 200°, после чего сера начинает плавиться и расплавленная масса выпускается через нижнее отверстие прямо в формы.

Печи Жиля позволяют осуществлять один из простейших методов выплавки серы и могут быть применены для богатой руды, содержащей свыше 20% серы. В противном случае они экономически невыгодны. Так как богатой руды в Гаурдаке вполне достаточно, то несколько построенных там в последние годы печей Жиля дали уже блестящие результаты. С постройкой этих печей Гаурдак вошел, как серное предприятие, в общую сеть серных заводов Союза. Конечно, на таком месторождении, как Гаурдак, с совершенно неисчерпаемыми запасами серы, можно было бы поставлять очень крупное предприятие типа союзного гиганта.

Однако, в последнее время появился большой конкурент самородной серы. Как в самом Союзе, так и за границей, особенно в Норвегии, начали получать серу из отходящих газов медеплавильных заводов. Дело в том, что медеплавильные заводы перерабатывают медистый серный колчедан, содержащий медь, железо и серу.

Медь выплавляется, железо уходит в виде шлаков в так называемые железные огарки, имеющие некоторое значение для последующей выплавки из них чугуна, а сера, содержащаяся в колчедане почти в количестве 48%, почти целиком улетает в воздух: лишь небольшая часть этой серы используется в сернокислотных установках при медеплавильных заводах.

Конкуренция газовой серы

Извлечение серы из газов стало одной из очередных задач химической промышленности, и задача эта была разрешена. В настоящий момент на одном из крупнейших медных заводов, на месторождении Блява по Самарско-Оренбургской ж. д. готовится к пуску установка для улавливания серных газов, которая даст сразу очень большие количества так называемой газовой серы. По всем подсчетам и предположениям эта сера экономически исключительно выгодна, так как здесь улавливаются отбросы производства и не затрачивается никаких средств на добычу руды.

Этот мощный конкурент, который через год-два выйдет на широкую арену серной промышленности, конечно, удерживает нас от затраты больших денег на создание очень крупного серного предприятия на месторождениях самородной серы. Однако, из этого не следует, что самородная сера не должна добываться.

Во-первых, в течение ближайших лет мы еще будем покрывать нашу потребность исключительно самородной серой, а, во-вторых, огромные пространства нашего Союза создают известные границы потребления серы в зависимости от стоимости ее перевозки.

Несомненно, что Средняя Азия, нуждающаяся в значительных количествах серного цвета для борьбы с вредителями садов и виноградников, будет сама по себе большим потребляющим центром. С другой стороны, возможно, что будет найден более дешевый способ выплавки серы из ее месторождений, который будет способен конкурировать с серой газовой.

Во всяком случае перспективы развития газовой серы заставили нас пока ориентироваться на выплавку, главным образом в Гаурдаке, серы по методу печей Жиля, т. е. наиболее дешевым и экономически выгодным способом.

Метод инженера Фраш

Дешевый метод добычи самородной серы был разработан американским инженером Фраш, около 40 лет тому назад.

В то время на мировом серном рынке господствовала Италия с ее богатейшими сицилийскими месторождениями. Америка производила интенсивные поиски на серу, но таких богатых месторождений, содержащих более 20% чистой серы, на ее территории не встречалось. Известно было, что в штате Луизиана при разведочном бурении на нефть натолкнулись на мощные залежи серной породы, расположенные на глубине 150—500 м. Добыча серы на такой глубине была значительно дороже итальянской, поэтому месторождение было заброшено. О затруднениях, связанных с добычей серы, услышал молодой инженер Герман Фраш, работавший по очистке нефти.

Ему пришла в голову блестящая идея: нельзя ли, пользуясь легкоплавкостью серы, расплавить ее в глубине земли водяным паром и расплавленную серу, как нефть, выгнать наверх, накачивая горячий воздух в скважину?

Для этого инженер Фраш применил следующий метод: он пробурил скважину до слоя, содержащего серу, потом пробурил всю серную рудную залежь. В это отверстие он впустил большую трубу, внутри которой находились еще две трубы меньшего размера. Между стенками труб оставались свободные кольцевые промежутки. В промежуток между внешней и средней трубами Фраш накачивал под давлением перегретую до 160 воду (точка плавления серы). Затем через внутреннюю трубу накачивался горячий воздух, который гнал расплавленную серу вверх через кольцевой промежуток между внутренней и средней трубами. Разница между добычей нефти путем применения накачивания в скважины газа или же под давлением естественных газов заключалась только в том, что серу предварительно нужно расплавить, что и достигалось введением в пласт через трубку перегретой горячей воды.

Рис. 25. Устройство труб для добычи серы.

Перегретая вода, накачиваемая по просвету между наружной и средней трубами, проникает через отверстие a в окружающую сероносную породу, расплавляя серу. Последняя через отверстие b вытекает в нижнюю овальную часть трубы. Нагретый воздух, вдуваемый под большим давлением через узкую центральную трубу, выжимает расплавленную серу наверх по просвету между средней и центральной трубами.

Вот как описывает Фраш свой первый опыт:

«Когда все было готово для производства первого опыта, который мог иметь или крупный успех или крупную неудачу, мы подняли давление пара в котлах и погнали перегретую воду в грунт…

«После того, как вода накачивалась в землю в течение 24 часов, я решил, что можно уже добыть серу.

Насос был пущен в ход, и увеличивающееся напряжение машины показывало, что работа идет. Машина шла медленнее, пар все поддавали, и вдруг рабочий у напорной трубы закричал во все горло: «Идет, идет!»

«На полированном стержне появилась жидкость; я вытер его и увидел, что палец мой покрыт серой. Через пять минут приемники были открыты, и красивые потоки золотистой жидкости потекли в приготовленные бочки…

«Когда все было закончено, я, оставшись наедине, наслаждался успехом. Я влез на кучу серы и уселся на самый верх ее.

Мне было приятно слышать слабый треск, вызываемый сжатием теплой серы, это казалось мне как бы приветствием, как бы свидетельством того, что я достиг цели.

«Особенно приятно это было еще и потому, что критика моего предложения со стороны технических журналов и всех тех, кто слышал о моих планах, была очень неблагоприятна. Хорошей иллюстрацией общественного мнения может служить замечание мальчугана, отвозившего меня на утро после опыта на станцию: «Действительно, вам удалось выкачать серу, но в это никто не верил, кроме старика-плотника, про которого говорят, что он полоумный».

Способ инженера Фраш оказался чрезвычайно эффективным, и появившаяся на рынке американская сера оказалась почти в два раза дешевле сицилийской и оттеснила ее на задний план. Таким образом технически остроумный и экономически выгодный метод значительно удешевил добычу и выплавку самородной серы.