К редким металлам относятся вольфрам, молибден, олово, бериллий, ванадий, ниобий, тантал, цирконий, скандий. Здесь же рассмотрим и группу редкоземельных металлов иттрия, лантана, церия и др..
На месторождениях редких металлов на Урале действуют лишь два рудника: Вишневогорский в Челябинской области по добыче циркон-ниобиевых руд и Малышевский в Свердловской области, где добываются танталовые и бериллиевые руды.
В прежние годы на Урале добывались в небольших количествах вольфрамовые руды – на Гумбейском, Балканском, Боевском и Юго-Коневском месторождениях в Челябинской области.
Кроме того, разведаны, но не эксплуатируются ряд редкометальных и редкоземельных месторождений – Южно-Шамейское молибденовое и Адуйское ниобиевое в Свердловской области; Потанинское ниобиевое, Селянкинское и Западно-Еремкинское циркон-ниобиевые; Боевское бериллиевое, Сибиркинское (Сибирка) ниобий-редкоземельное в Челябинской области, тантал-ниобиевое Тай-Кеу и Харбейское молибденовое в Тюменской области.
В Уральском экономическом районе выявлены также многочисленные мелкие месторождения и рудопроявления молибдена, вольфрама и других редких металлов (Н.В.Куклин, 1967; В.Н.Охотников, 1975; К.К.Золоев и др., 1995; В.А.Коротеев и др., 1997).

Формирование редкометальных и редкоземельных месторождений связано с интрузивным магматизмом. Рассматриваемые руды ассоциируют с массивами гранитов, щелочных гранитов и сиенитов, где они приурочены к эндо- и экзоконтактовым зонам.
Согласно генетической классификации, эти месторождения относятся к эндогенному генетическому типу и пневматолито-гидротермальной группе: пегматитовому, альбититовому, карбонатитовому и грейзеновому классам. Кроме того, на Урале имеются россыпные месторождения циркона.
Ниже кратко охарактеризуем эксплуатируемые Вишневогорское циркон-ниобиевое, Малышевское тантал-бериллиевое месторождения, молибденовую минерализацию и Вишневогорскую цирконовую россыпь.
Вишневогорское циркон-ниобиевое месторождение расположено в 95 км к югу от г.Свердловска.



Рис. 1. Геологическая карта Уральского Изумрудного пояса. По Ф.Ф.Золотухину (1996), с упрощениями. 1 – сланцево-амфиболитовый комплекс S1: порфириты, диабазы, амфиболиты, кварциты, углисто-кремнистые сланцы; 2 – граниты биотит-микроклиновые, местами пегматоидные; 3 – гранито-гнейсы; 4 – граниты аляскитовые, местами порфировидные; 5 – диориты, габбро-диориты, диорит-порфириты; 6 – габбро, апогаббровые амфиболиты и габбро-диабазы; 7 – дуниты, перидотиты, серпентиниты; 8 – оталькованные серпентиниты, тальковые, тальково-карбонатные, тальково-хлоритовые породы и сланцы; 9 – разломы: а – установленные, б – предполагаемые; 10 – карьеры; 11-14 месторождения: 11 – изумрудные, 12 – изумрудно-бериллиевые, 13 – бериллиевые, 14 – редкометальные. Месторождения: 1 – Полуденское, 2 – Аульское, 3 – Мариинское (Малышевское), 4 – Старковское, 5 – Малиновый ключ, 6 – Участок № 7, 7 – Загребаевская точка, 8 – Троицкое (Первомайское), 8а – Макарьевское, 9 – Участок Диоритовый, 10 – Люблинское (Крупское), 11 – Сретенское (Свердловское), 12 – Участок 616, 13 – Березовая роща, 14 – Квартальное, 15 – Липовый лог, 16 – Жила № 40, 17 – Участок № 2, 18 – Теплый ключ, 19 – Солнечная горка, 20 – Участок 115, 21 – Черемшанское, 22 – Участок № 5, 23 – Участок 293, 24 – Хитный (Красноармейское), 25 – Красноболотное, 26 – Островное

История открытия ниобиевого оруденения на этом месторождении довольно любопытна и нестандартна. Серия крупных пегматитовых тел мощностью до десяти метров и протяженностью от первых десятков до первых сотен метров, хорошо обнаженных, известна здесь издавна. Они располагаются частью среди массива нефелиновых сиенитов, а частью – в окружающих этот массив сильно измененных породах типа гнейсов, но полностью лишенных кварца (фенитов).
Пегматиты сложены преимущественно щелочным полевым шпатом и нефелином в различных соотношениях, хотя нефелина всегда несколько меньше. Из второстепенных минералов обычны черный биотит (лепидомелан), эгирин-авгит и кальцит, а также ильменит, сфен и другие акцессорные минералы. Кварц в них полностью отсутствует.

При указанном составе из этих пегматитов можно было легко получать высококачественное керамическое сырье. Именно с такой целью они и стали отрабатываться с середины двадцатых годов нашего столетия под руководством А.С.Амеландова. Заинтересовавшись второстепенными минералами пегматитов, он стал изучать "хвосты", получаемые при очистке керамического сырья, и вскоре обнаружил в них пирохлор - минерал, очень богатый ниобием от 58 до 72 мас. % Nb2O5.
В 1929 г. он опубликовал результаты своих исследований, но пирохлор был тогда всего лишь не более чем минералогическим раритетом.

Однако в 40-е гг., когда встал вопрос о необходимости получения как чистого ниобия, так и феррониобия для различных нужд промышленности, о находке Амеландова вспомнили, и организаторы поисков ниобиевых руд на Урале М.Г.Исаков и С.С.Славинский прежде всего решили обследовать с этой целью хребет Вишневые горы.
Они выяснили, что тела щелочных пегматитов представляют собой не только керамическое сырье, но также ниобиевую руду, дающую качественный концентрат. Подсчет запасов показал благоприятные перспективы, и после этого началась отработка месторождений.

Параллельно обследовалась бурением и вся геологическая структура, вмещающая месторождение, и вскоре геологи обнаружили протяженную свиту необычных мелких полевошпат-кальцитовых жилок с цепочками крупных до 3 см в поперечнике октаэдрических кристаллов коричнево-красного пирохлора по их краям - зальбандам. Естественно, что эта свита - названная рудной зоной 140 - была быстро разведана и стала отрабатываться карьером, а затем и шахтой.
По существу это был совершенно новый тип оруденения, и геологи долго раздумывали о его происхождении – то ли это своеобразные гидротермально-метасоматические жилы, связанные с Вишневогорским массивом миаскитов, то ли аналоги ниобиеносных карбонатитов платформенных областей, но сформированные в иной геологической обстановке, в условиях эвгеосинклинали.

Но еще большее недоумение возникло у геологов, когда при разбуривании структурными профилями восточного (висячего) контакта Вишневогорского миаскитового массива были обнаружены биотит- альбит-кальцитовые породы с мелкокристаллическим пирохлором, развивавшиеся явно путем преобразования миаскитов и фенитов и повсеместно окруженные ореолами из слюдитовых и альбититовых масс.
К тому же в центральных частях блоков этих пород нередко наблюдались странные образования типа брекчии, удивительно напоминавшие бетон с мелкогалечным наполнителем: в них обломки пород самого разнообразного состава оказываются округленными, как бы окатанными, обтянутыми тонкой слюдяной пленкой и сцементированными мелкозернистой слюдяно-альбит-кальцитовой массой.
Причем зернышки пирохлора обнаруживались как в обломках, так и в цементирующей массе, и в ореолах альбитизации вокруг таких блоков. Среди изучавших месторождение геологов шли споры, что же это такое?
Некоторые исследователи (А.Г.Жабин, 1959; Н.В.Свяжин, 1966, и др.) полагали, что это карбонатиты, но другие М.Г.Исаков, 1956; Е.М.Еськова, А.Ф.Ефимов. 1970; А.И.Гинзбург, 1976, и др.) предпочитали применять более нейтральные термины – "карбонатизированные брекчии", "карбонатитоподобные породы", "альбит-кальцитовые метасоматиты" и т.п. И лишь в 80-х гг. все согласились, что это карбонатиты, хотя и необычные.
Недавно сотрудниками Института геологии и геохимии по флюидным включениям в апатите и цирконе (А.С.Таланцев, Г.А.Петрова, 1991) установлено, что эти карбонатиты являются результатом взаимодействия специфического содово-карбонатного (карбонатитового) расплава с вмещающими породами. Полоса таких карбонатитов, прослеженная по северному и восточному контакту Вишневогорского миаскитового массива (по восточным подножьям Вишневых и Потаниных гор) на протяжении около 20 км, представляет собой гигантскую рудную зону, названную зоной № 147 с огромными запасами, но, к сожалению, с бедными и трудно обогатимыми рудами.
Поэтому она не может конкурировать с более богатыми карбонатитовыми рудами из месторождений Сибири и Хибин. Но необходимо подчеркнуть, что перспективы этой зоны на ниобиевые руды еще далеко не исчерпаны.

Малышевское (бывшее Мариинское) месторождение считается главным источником бериллиевых руд на Урале. Оно расположено в 56 км к северо-востоку от г.Екатеринбурга и является одним из северных звеньев Уральского Изумрудного пояса – цепи месторождений берилла и изумруда, прослеживающейся вдоль восточного экзоконтакта Адуйского гранитного массива на расстояние около 25 км при ширине до 2 км (рис. 1).

Уральский Изумрудный пояс был открыт еще в прошлом веке, в 1831 г., когда углежог Максим Кожевников обнаружил в корнях упавшего дерева необычно яркие зеленые прозрачные шестигранные кристаллы и показал их директору Екатеринбургской гранильной фабрики Я.Коковину; тот немедленно заложил на месте находки карьер, в котором такие кристаллы обнаружились "в изрядном числе и достоинства высокаго".
Так было обнаружено первое месторождение, названное Стретенским, и тем самым положено начало добыче изумрудов на Урале. Дальнейшими поисковыми работами, продолжающимися уже свыше полутора веков, здесь выявлено 26 месторождений и проявлений изумрудной и бериллиевой минерализации.

В геолого-структурном отношении Изумрудный пояс приурочен к восточному крылу Мурзинско-Адуйского антиклинория, в ядре которого залегают Мурзинский, Адуйский и Каменский гранитные массивы.
В восточном экзоконтакте Адуйского массива выделяются три толщи (зоны):
1) гнейсо-амфиболитовая, сложенная биотитовыми и амфиболовыми гранито-гнейсами с прослоями и линзами параамфиболитов, порфиритов, диабазов и углисто-кремнистых сланцев;
2) тальково-хлоритовых сланцев, оталькованных и хлоритизированных серпентинитов с линзами и дайками диоритов;
3) западный край Асбестовского массива серпентинитов с линзами габбро-диоритов и серпентинизированных дунитов.
В металлогеническом отношении перечисленные зоны существенно различаются. В первой обнаруживаются лишь гранитные пегматиты микроклин-альбитового типа со сравнительно убогой бериллий-танталовой минерализацией.
Во второй зоне сконцентрирована вся изумрудная минерализация и подавляющая часть берилловой.
В третьей зоне ни изумрудов, ни бериллов практически уже не обнаружено.

А.Е.Ферсман (1925) первый отметил существование закономерности, заключающейся в том, что гранитные пегматиты, переходя из первой во вторую зону, приобретают флогопитовые (слюдитовые) оторочки; он полагал, что оторочки эти – результат взаимодействия пегматитообразующего расплава с богатыми водой оталькованными породами.
При дальнейшем усилении такого взаимодействия мощность слюдитовых оторочек возрастает, а остаток пегматитообразующего флюида формирует кварц-олигоклазовые ядра "контаминированных" (загрязненных) жил.
Дальнейшее взаимодействие с серпентинитами приводит к исчезновению вначале кварца, а затем и ядер олигоклазового состава. В то же время в развитии реакции с оталькованными породами пегматитообразующий флюид все более обогащается извлекаемым из них хромом, окрашивающим берилл в изумрудно-зеленый цвет, и потому изумруд наиболее характерен для тел слюдитов с небольшими олигоклазовыми ядрами или вообще без них.

Знаток Малышевского месторождения Ф.Ф.Золотухин (1996) склонен разделять все рудные тела этой зоны, содержащие берилловую и изумрудную минерализацию, на два обособленных типа – флогопитовые слюдиты и кварц-плагиоклазовые рудные тела.
Он пишет: "Слюдиты представляют собой метасоматические зоны, главную ценность которых представляют изумруды при второстепенном значении берилла... Кварц-плагиоклазовые жилы содержат только технический берилл при полном отсутствии изумруда. Наложение кварц-плагиоклазовой ассоциации на слюдиты ведет к образованию жил совмещенного типа, которым присущи характерные особенности обоих типов жил".

Необходимо отметить, что с начала работ на месторождениях Изумрудного пояса вплоть до 40-х гг. нашего столетия берилл рассматривался как совершенно бесполезный компонент и отправлялся в отвал. Спрос на него возник лишь тогда, когда потребовалось исходное сырье для получения металлического бериллия, ставшего необходимым для авиационной промышленности и ядерной энергетики. И в этом случае повторилась та же ситуация, что и с уральскими ниобиевыми рудами.
Созданная в самые кратчайшие сроки редкометальная служба Урала приступила к детальной разведке наиболее перспективных месторождений Изумрудного пояса и их пробной отработке. Однако, когда советские геологи отыскали на востоке страны фенакит-бертрандитовые руды и доказали, что из них можно получать бериллиевый концентрат с содержанием BeO до 38%, потребность в берилле для нужд промышленности стала постепенно снижаться.
Уральский Изумрудный пояс вновь стал поставщиком драгоценных камней – изумруда, александрита, фенакита, но не берилловой руды.

Главным образом по той же причине, наряду с другими обстоятельствами, оказалось невостребованным и найденное уральскими геологами В.А.Свешниковым, Н.Е.Чистяковым и др. и даже детально изученное ими Боевское месторождение берилла.
А лет десять назад геологи Института геологии и геохимии УрО РАН А.С.Таланцев, А.Ю.Кисин, 1988 опубликовали карту с результатами проведенных работ по обследованию явлений фторметасоматоза в восточной шовной зоне Кочкарского антиклинория.
Эта структура в металлогеническом плане во многом подобна Мурзинско- Адуйскому антиклинорию. В зоне восточных контактов гранитных массивов Кочкарского антиклинория на протяжении свыше 60 км шлиховыми пробами установлено присутствие хризоберилла, содержащего до 17% BeO.
Можно предполагать присутствие здесь промышленного месторождения, подобного уже найденному на востоке Сибири. Однако эта находка тоже остается невостребованной. И все же мы не должны забывать о том, что в нужное для страны время Урал был в течение достаточно длительного времени надежным источником бериллиевого сырья для нужд авиационной промышленности и атомной энергетики.

Молибденовая минерализация в виде вкрапленности молибденита MoS в кварцевых жилах, пегматитах и различных метасоматитах распространена в экзоконтактовых зонах гранитных массивов Восточно-Уральского поднятия, в Ильменогорско-Вишневогорском комплексе щелочных интрузий, а местами – в Центрально-Уральском поднятии.
Выявлен ряд месторождений с промышленной молибденовой минерализацией: "Восток" в Оренбургской области Б.П.Потапенко, Д.Г.Толпынин, 1972, Южно-Шамейское в Свердловской области К.К.Золоев и др., 1975, Харбейское и Торговское на Полярном Урале В.Н.Охотников, 1975 и др.
Особый интерес представляет выявленная на Сибиркинском ниобий-редкоземельном месторождении зона иордизитовой минерализации А.С.Таланцев, 1988.
Здесь в тектонической зоне с проявлением карбонатного метасоматоза установлены многочисленные прожилки и пятна черного сажистого минерала иордизита – колломорфной разности молибденита. В штуфных пробах из этой зоны содержание молибдена достигало 3,8 мас. %.
Иордизит по внешнему виду очень похож на марганцевый минерал пиролюзит MnO2, а последний отмечен на многих рудопроявлениях этого района – Николаевском, Лагерном, Талицком А.И.Лисицын, А.С.Таланцев, 1965.
Встает вопрос о ревизии перечисленных и других рудопроявлений района, на которых отмечена "пиролюзитовая" минерализация
.
Вишневогорское россыпное цирконовое месторождение расположено к юго-востоку от г.Вишневогорска.
Потребность в цирконии как металле, необходимом для ядерной энергетики, в связи с его очень малым поперечным захватом тепловых нейтронов и высокой коррозионной стойкостью, а также высокой термо- и коррозионной стойкостью керамики, огнеупоров и стекол из циркона, возникла в 40-х гг.
И, подобно ниобиевым рудам, геологам был хорошо известен наиболее доступный источник его основного минерала – циркона, образующего россыпи вблизи содержащих его коренных пород. Такие россыпи около Вишневых гор обнаружены и описаны еще в середине прошлого века Г.Е.Щуровский, 1841.

Первоначально цирконовые концентраты извлекались попутно с ниобиевыми при отработке пегматитов Вишневогорского месторождения. Но затем, в связи с возрастанием спроса на них, стали изучать циркононосность продуктивных горизонтов россыпей в депрессиях вокруг месторождения. Наиболее богатой этим минералом оказалась депрессионная долина, окаймляющая Вишневые горы с востока. Самый богатый ее блок успешно отрабатывался в 50-х гг.
Перспективы дальнейшего расширения добычи этого минерала из продуктивных горизонтов депрессионных долин, окаймляющих Вишневые и Потанины горы, остаются высокими, однако работы в этом направлении были постепенно свернуты в связи с получением на Хибинских редкометальных месторождениях концентрата – бадделита ZrO2 с содержанием ZrO2 около 95% и попутным извлечением циркона из титановых россыпей рек Днепра и Тобола.

Завершая этот раздел, необходимо отметить, что Уральский регион оказался одним из ведущих в России по редкометальному оруденению, прежде всего по ниобиевому, бериллиевому и циркониевому. Исторически сложилось так, что ко времени, когда в стране возникла потребность в сырье для получения этих металлов, Урал оказался хорошо подготовленным к решению этой задачи, поскольку известные уральские редкометальные месторождения – Вишневогорское ниобиевое, Малышевское бериллиевое и Вишневогорская цирконовая россыпь – уже наметились при работах на иные виды полезных ископаемых, и потребовалось лишь их изучение и разработка технологии обогащения руд.
В этом огромная заслуга уральских геологов-редкометальщиков – М.Г.Исакова, С.С.Славинского, П.К.Олерского, Н.В.Куклина, А.И.Лисицына, Т.Н.Ионовой, Л.В.Яселевича, И.С.Когана, Н.Г.Климова, Е.А.Потапова, С.И. Мормиля, А.С.Таланцева, ученых Института геологии Уральского филиала АН СССР Н.В.Свяжина, П.В.Покровского, московских ученых, много лет работавших на Урале - К.А.Власова, Е.И.Кутуковой, Б.М.Роненсона, Е.М.Еськовой.