Když albánský hrdina Skanderbeg na svém stole prostře... Část druhá – Nervózní geolog pitvá vzorek

Cílem provedené prvotní analýzy bylo zjistit, z jakých minerálů se nová ruda skládá, stále toužebně vzývaje vysokou přítomnost silikátů železa – chamositu či thuringitu – jejichž případný obsah naznačovala právě tmavě zelenkavá barva hrčí na čerstvém lomu. Rovněž v případě, že by vzorek byl zcela krystalický, ergo by již rentgenem bylo možno zjistit poměr všech složek, by výsledek mohl být předběžně přepočítán na celkové chemické složení této rudy (alespoň rámcově), z čehož by se vděk našim již dostatečně obsáhlým zkušenostem s jinými rudami dalo snadno odvodit, zdali a jestli vůbec tato ruda fungovat bude či nikoliv, a co do ní případně přidat pro zlepšení jejího ‚chování‘.

Po procesu (nyní již stran pocitů poměrně fádního) drcení a mletí materiálu (touto rutinou už mnou byly zpracovány stovky vzorků) na Ústavu mineralogie a krystalografie Vídeňské univerzity nadešel čas preparát změřit. O pár hodin později bylo možno vyhodnotit výsledek, jenž byl již na první pohled trošku neobvyklý. Po zkušenostech s běžnými rudami bere člověk tak nějak automaticky v potaz, že bude přítomen mimojiné křemen, byť třebas jen jako stopy, leč přece jen v rentgenovém záznamu viditelné. Zde ovšem zcela chyběl. No, to se dá vysvětlit snadno! Železem bohaté závalky v tomto typu rud (stále ještě byla předpokládána situace podobná Francii) mají v jádru vždy nějaký relikt okolní či starší podložní horniny – nějaké zrno, kolem něhož se pak činností bakterií sráží vrstvičky oxidů a oxyhydroxidů železa. No a vzhledem k tomu, že starší horninou zde je hadec, jenž křemen neobsahuje, to zas až taková senzace nakonec není.

Mnohem zvláštnější ovšem bylo, že na rozdíl od klasické oolitické rudy, obsahující železo z drtivé většiny v podobě minerálu zvaného goethit, zde byl ke spatření pouze hematit a magnetit. ‚Lehká tepelná přeměna rudní vrstvy, jenž goethit přeměnila na hematit!‘ by mohl jeden ukvapeně říci. Avšak zatímco pozice a počet difrakčních linií, odpovídajících v rentgenovém záznamu magnetitu, seděl, poměr jejich intenzit byl nesprávný. Co to v praxi znamená, je pro znalce jasné – jedná se o nerost totožné struktury jako magnetit, jenž ale obsahuje jiné chemické prvky. Vzhledem k tomu, že pouhé stovky metrů od Skanderbegova stolu je těžen chromit, je přítomna jednoznačná alternativa. Chromit má vskutku stejnou strukturu jako magnetit, ovšem namísto pouze železa obsahuje chrom a hořčík, případně vanad. Po úpravě vstupních dat skutečně vyšla shoda. Ale co sakra dělá chromit, v nečekaně velkém množství několika hmotnostních procent, v rudě dle předpokladu mořského původu, s minerály železa obrůstajícími vděk činnosti bakterií částice hadce či jeho zvětralin? Nebo je vše úplně jinak !?

Následující den na Ústavu jsem opravdu neměl moc chuť provozovat totéž, co již dva dny předtím – navažovat vzorky na rentgen s obvyklou přesností na desetiny miligramu (někdy si u toho připadám jak drogový dealer). Podstatný úkol tohoto typu jsem sice během dvou předchozích dnů splnil, a to briskně, pro šéfa Ústavu Christiana Lengauera v rámci jeho vzorků jílů, ale činit to samé den třetí, byť na našich vlastních struskách a rudách, se mi již nechtělo. Pozdě večer, krom konzumace velkého množství piva paradoxně za účelem utišení hladu (k mému nemilému překvapení byly hospody i v Rakousku již v 19:00 zavřeny), jsem tedy usedl k počítači a začal shánět nějaké informace, existují-li, o ložiscích železa v oblasti Ohridského jezera. Postupně, po několikahodinové práci, se mi povedlo rozkrýt skutečnost, že kromě Skanderbegova stolu a okolních poddolovaných vápencových reliktů je zkoumaný rudní horizont přítomen pod vápencem v nadloží hadců v celé oblasti až po město Pogradec, na jižním břehu jezera. Navíc, k mému údivu, není daná ruda, navzdory popisu jejího charakteru přesně odpovídajícího našemu nálezu, definována jako ruda železa, ale jako ruda niklu a chromu! Dále se jeví, že v celé poměrně rozsáhlé oblasti existuje řada dalších podobných dolů, jenž tento horizont v době vlády Envera Hodži exploatovaly, od 60. do 90. let minulého století! Pochopitelně jsou mimoto zastoupeny klasické stále aktivní doly na chromit, získávaný hlubinnou těžbou přímo z hadců, podobně jako v samotné obci Pishkash, nad níž se Skanderbegův stůl nachází. Ale tímto trošku odbíháme od tématu. Zlatým hřebem byl nakonec nález vědeckého článku ohledně ‚naší‘ rudy (respektive návrhu jejího účinnějšího zpracování) v rámci velkého dolu Udenisht [1], vzdáleného asi 2,5 km západně od stejnojmenné obce na okraji Ohridského jezera. Navzdory absenci vlastních výsledků mi tento článek umožnil získat celkovou představu o tom, ‚která bije‘, a zároveň získat chybějící předběžnou představu o celkovém složení získané rudy.

Celá oblast západně od Ohridského jezera je tvořena takzvaným ‚ofiolitem‘, náležejícím k horninové sérii vnitřních albanid. Druhý zmíněný pojem, tedy ‚vnitřní albanidy‘, lze pro naše účely z velké části ignorovat – jedná se (zjednodušeně) o zeměpisné označení skupiny hornin na určitém území, aby je každý zainteresovaný snadno našel. Podobně, jako jsou u nás ustáleny výrazy jako například ‚brněnský masiv‘ či ‚brunovistulikum‘.

Důležitý je ale pojem ‚ofiolit‘. Jedná se (opět laicky řečeno) o kus oceánské kůry, jenž byl při horotvorném vrásnění vysunut (‚vyhrnut‘) na souš. Za běžného stavu má oceánská kůra o daleko vyšší hustotě tendenci se pod velmi silnou kůru kontinentů spíše zanořovat (tak, jak je tomu například v rámci And na chilském pobřeží). Avšak někdy se nějaká ta šupina z mořského dna přece jen ‚splete‘, a ocitne se nahrnutá na povrch kontinentu, jenž ji z oceánského dna seškrábne podobně jako jakási obří radlice. Nakonec se šupina v nejhorším dostane do dosahu lidí, jenž ji začnou nemilosrdně těžit a narušovat.
Horniny skládající tyto šupiny jsou většinou silně přeměněné hadce, čediče a podmořské lávy, jenž v určitých partiích obsahují chromit – jedinou a nejdůležitější rudu chromu. Zde tyto horniny, přítomny v podloží všech hornin ostatních, představují relikt dna někdejšího oceánu, jenž zanikl v období svrchní jury (zhruba před 145 miliony let).

Především hadce, ale i ostatní horniny tvořící danou šupinu (pro zopakování zvanou ‚ofiolit‘), nesou poměrně nelibě dlouhodobý kontakt se vzduchem a vodou, v jejichž přítomnosti velmi rychle zvětrávají (v porovnání třeba s žulou). Kór pokud se nacházejí v teplém tropickém podnebí, jako tomu bylo zde v období spodní křídy! Tropické zvětrávání je samo o sobě pozoruhodným fenoménem. Než jsem jeho projevy viděl na vlastní oči během exkurze na Madagaskar, nedokázal bych uvěřit tomu, že může prostá dešťová voda v dostatečném množství rozpouštět i křemen! A nejen ten! Kromě pár odolných minerálů se většina hornin v takových podmínkách rozloží na směs oxidů a hydroxidů železa a hliníku, vytvářeje typickou okrově zbarvenou půdu zvanou laterit, viditelnou na nesčetných záběrech z tropů. Hadce kromě toho obsahují zvýšené obsahy niklu a chromit. Nikl, podobně jako železo, zůstává nakonec v nerozpustné podobě na místě. Chromit je pro změnu jako takový zcela odolný rozpouštění a koncentruje se ve vznikající povrchové vrstvě zvětralin. Dle jiné práce, zkoumající v detailu tvorbu daných útvarů [2], vznikají v daných podmínkách činností prudkých dešťů závalky zvané pizolity, jenž odpovídají oněm železem bohatým ‚bramborám‘, tvořícím naši sesbíranou rudu. Takto vznikla po dlouhodobém působení povětrnostních podmínek mocná vrstva železem, niklem a chromitem obohacené zvětraliny s pizolity na tehdejším zemském povrchu. Povrch někdejší souše však začal znova poklesat, až byla celá oblast podruhé zalita mělkým tropickým mořem – ideálním prostředím pro vznik světlých nadložních vápenců svrchnokřídového stáří, z nichž je tvořeno i plató Skanderbegova stolu. Nad vápenci se poté usadily třetihorní slepence a tak dále, ale to již pro naše účely není důležité.

Nyní by bylo záhodno zmínit, proč je daný horizont nazýván rudou niklu a chromu, byť v něm dominuje železo. Stačí jednoduché přirovnání. Budu-li mít směs, v níž je 99% oxidu železa a pouhé 1% zlata (takovou rudu bych chtěl najít), je jasné, že jí dominuje železo. Avšak to zlato je tak nějak cennější a vzácnější, že. Totéž platí i v případě rudy z Albánie. Podle analýz ve výše uvedeném článku jsou obsahy železa v desítkách procent, hlavně v pizolitech. Nicméně mnohem zajímavější je ono 1% niklu, jehož ložiska jsou mnohem méně častá a jenž představuje strategickou surovinu. Obdobně je to s chromem, přičemž se jeví jako ekonomicky čím dál zajímavější i obsah kobaltu v dané rudě, neboť hlavním světovým zdrojem této suroviny je Konžská republika, s pracovními podmínkami, zahrnujícími dospělé i děti, odpovídajícími její poloze a politické situaci. Další hledání poskytlo informace o tonáži dalších albánských ložisek této rudy v souhrnném množství 250 milionu tun, s průměrným obsahem kobaltu kolem 0,05% a niklu zhruba 1%, kdy přitom většina z nich zatím vůbec nezačala být těžena. Pro velmi zvídavého čtenáře přikládám daný elaborát do sekce příloh k tomuto příspěvku.

Charakter toho, kterak se složení a princip vzniku albánské rudy liší od původního předpokladu založeného výhradně na zkušenostech z Francie s rudou mořského původu zvanou ‘lotrinská mineta‘, v konečném důsledku obnáší spíše jen pozitiva. Příčina veškerých chybných úvah byla skutečnost, že jak francouzská, tak i albánská ruda obsahují oblé závalky tmelené železem chudším pojivem. Zatímco ve Francii pojivo obsahuje vápník, jílové minerály a fosfor, a je tedy spíše škodlivé stran výsledků případné tavby, zde je hlavní složkou pojiva goethit, tedy ještě dodatečný minerál železa. Co je ovšem zásadní je skutečnost, že kromě i zde přítomné jílové složky obsahuje právě pojivo převážnou část ekonomicky významného niklu, což vede k tomu, že v rámci dílčích vrstev v albánském rudním horizontu, mocném v dole Udenisht až 9 metrů, byly těženy především ty polohy, kde bylo železem bohatých závalků (pizolitů) co nejméně, ve prospěch obsahu tmelu (a v něm obsaženého niklu, chromu a kobaltu). Oproti tomu ve Francii, v případě rudy vskutku železné, by se právě tmelu nejraději zbavili, a s ním i části hlušiny a hlavně fosforu...

Princip vzniku rudy přítomné na Skanderbegově stole rovněž signalizuje vícero nadějných faktů pro její budoucí hutnické zpracování. Skutečnost, že na rozdíl od rudy francouzské nevznikla působením mikroorganismů, čehož důsledkem by byly právě zvýšené obsahy škodlivého fosforu, ale naopak prostým zvětráváním a loužením hornin jasně slibuje, že obsah daného problematického prvku se zde bude blížit nule. Pro budoucí výslednou ocel je dále velmi nezvyklé leč velmi přínosné, kolik legovacích prvků ruda již přírodně obsahuje – oxid chromitý je přítomen ve výjimečně vysokém obsahu jednotek procent, ze znalosti mineralogie lze spekulovat, že vanad bude též hojně zastoupen. Nikl, v obsahu NiO těsně pod 1%, rovněž nemůže uškodit výsledku. Velmi důležitá může být přítomnost těchto přísad pro případnou transformaci v budoucnu získaného kovu na wootz, onu bájnou indickou ocel s krásnou strukturou, kdy právě chrom a vanad vedou nejen k vyšší tvrdosti výsledných čepelí, ale údajně i k hezčímu vzoru [3]. Stran parametrů, definujících průběh a proveditelnost procesu tavby samotné, je poměr SiO₂ a Al₂O₃ až na výjimky zhruba 2:1, s jejich absolutním obsahem 5 a 3%, což rámcově odpovídá úspěšné konfiguraci směsi okují, křemenného písku a korundu, testované letos během podzimního tavení. Pro snížení případného přeuhličení houby bude možná nutno přidat 10% stavebního(!) písku s obsahem mimojiné živců a slíd pro tvorbu většího množství strusky, nebo pozměnit hmotnostní poměr mezi přikládanou rudou a uhlím.

Prozatímní domněnky podobné těm, uvedeným v předchozím odstavci, jsou však předběžné. Nicméně je dobré vědět, že předpoklady pro úspěch jsou výrazné a mnohem vyšší, než se jevilo na začátku. Jejich správnost podtrhne (jako vždy) až úspěšně provedená série taveb a případná transformace získaného kovu v onu vzývanou indickou ocel zvanou wootz (což ovšem předpokládá dodatečné vyřešení problému výroby spolehlivých tavicích kelímků, na čemž se průběžně pracuje). Ať již z toho či onoho materiálu, naše čepele, připomínající nám navždy naši krásnou cestu do Albánie, jednoho dne získáme!

Inspirován mimořádným složením objevené rudy jsem ze zájmu hledal dále. A našel... Horizonty/ložiska těchto takzvaných ‚niklových lateritů‘ jsou sice častá, obsahují většinou i železem obohacené pizolity, avšak nikdy s obsahem železa takové úrovně, aby bylo daný materiál možno hutnicky zpracovat coby rudu železa i v kusových pecích. Nalezl jsem pouze jednu další takovou lokalitu – ložisko Pilbara, až kdesi v centru Austrálie...

Daná ruda rozhodně neodpovídá tomu, v co jsem na počátku doufal. Nevznikla tak, jak jsem předpokládal. Obsahuje složky, jež bych nečekal, v množství naprosto neobvyklém. Má exotické složení bohaté legovacími prvky, jejž jsem si v přírodě dosud nedovedl představit. Ač je před námi ještě mnoho práce, mohu již teď s husí kůží (neboli ve stavu ‚zkoprnělém‘, jak by to nazval soused Miloš) konstatovat, že navzdory nádherným krystalům kalcitu je opravdovým zázrakem, jejž nám na svém stole nadělil bájný Skanderbeg, právě tato ruda...

[1] Alevizos G, Stratakis A, Petrakis E, Tselempis R, Apostolikas A (2018) Mineralogical investigation and preliminary beneficiation tests for upgrading the Hudenisht nickeliferous lateritic ore. Journal of Mining and Metallurgy, 54 A, 35–48

[2] Lascelles F (2016) The origin of terrestrial pisoliths and pisolitic iron ore deposits: Raindrops and sheetwash in a semi-arid environment. Sedimentary Geology, 341, 232–244

[3] Verhoeven JD, Pendray AH, Dauksch WE (1998) The Key Role of Impurities in Ancient Damascus Steel Blades. JOM, 50, 58–64