Я познаю мир. Драгоценные камни и минералы

Орлова Н. Р.

А можно ли считать минералом кристалл, выращенный дома? Конечно, нет. Ведь он вырос в искусственных условиях. И то же самое мы скажем о выращенных искусственно ювелирных кристаллах – алмазах, сапфирах, рубинах, хотя химический состав их будет такой же, как у природных камней, но это будут не минералы, а синтетические камни.

Наука, которая изучает минералы, называется минералогией. Наука, изучающая горные породы – петрография.

У каждого минерала есть своя, неповторимая биография. И минералог, словно биограф, ищет в ней не только обычные, но и загадочные черты. А еще интересней, когда минералогу удается отгадать загадки, которые природа таила от нас многие миллионы лет.

Что

такое кристалл

Говоря о кристаллах, мы чаще всего представляем себе сверкающие, излучающие свет и цвет кристаллы драгоценных камней – топазов, рубинов, аметистов, бриллиантов. Но на самом деле почти весь мир кристалличен, и с кристаллическими веществами мы встречаемся на каждом шагу – дома, в школе, на улице. Мы едим кристаллы, например соль или сахар, мы ходим по кристаллам, так что они хрустят под ногами, живем под крышей из кристаллов, лечимся кристаллами. Соль и сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы. Кристаллическую структуру имеют все металлы. Почти все горные породы сложены из кристалликов различных минералов.

Уже давно ученые, изучающие строение твердых тел, обратили внимание на один интересный факт: если по кристаллу, например по куску сахара или каменной соли, ударить молотком, он обязательно расколется на кусочки поменьше, и у этих кусочков будет та же форма многогранников – кирпичиков с прямыми углами. Каждый из этих кирпичиков можно снова и снова разбивать на все более мелкие осколки, и все они будут похожи на такие же многогранники.

Что же получается? Значит, атомы вещества располагаются в кристалле не хаотически, а в определенном порядке. Они словно образуют фигуры – ячейки правильной формы – мельчайшие кубики, призмы, пирамиды и другие. Кристалл похож на решетку, в которой атомы вещества находятся в строгом порядке. Они образуют, одинаково правильные фигурки, плотно прилегающие друг к другу. Это очень прочное соединение. Вот почему все твердые тела имеют кристаллическое строение. Кристаллы – единственая устойчивая форма существования твердых тел.

Чтобы вы лучше представили себе внутреннее строение кристаллов, приведем простой пример. Вспомните, как обычно выглядит узор обоев. Один и тот же рисунок, к примеру цветок, повторяется. Расположение всех одинаковых рисунков на полосе строго симметрично. И если очень внимательно рассмотреть обойные узоры, то легко заметить, что каждая деталь рисунка повторяется на обоях так, что получается сетка с правильными ячейками в форме параллелограмма.

Кристалл – это как бы пространственные объемные обои. У обоев соединяются плоские ячейки, а в кристалле – объемные, и они образуют пространственную решетку самого кристалла. Сложный и порой очень красивый переплет решеток, сеток, состоящий из шариков, – это и есть образования, называемые кристаллами. Причем шарики в них располагаются по определенным геометрическим законам.

Изучением кристаллов занимается особая наука – кристаллография. Основы ее заложил в XIX веке русский ученый–кристаллограф Е.С. Федоров. Он создал теорию внутреннего строения кристаллов. В XX веке эту теорию подтвердили опыты и исследования, проведенные с помощью рентгеновских лучей. Атомы в кристаллах и впрямь образуют геометрически правильные фигуры.

Чем кристаллическое вещество отличается от всякого другого? Кристаллическое вещество плавится при строго определенной температуре. По этому признаку его можно от личить от аморфного вещества. К примеру, стекло или смола при нагревании сначала становятся мягкими и лишь постепенно превращаются в жидкость.

Мы уже говорили, что кристаллы часто выглядят как правильные многогранники. Скажем, кристаллы каменной соли имеют форму кубиков, кристаллы аквамарина – шестигранные призмы, царь камней – алмаз – имеет кристаллическую решетку из восьмигранников.

Кристаллы любых веществ, и минералов

в том числе, вырастают в растворах, парах или газах. Удивительно и загадочно появление кристалла. Как будто бы из ничего, сам собой вдруг возникает маленький кристаллик. Он растет, словно живой, и никто не ухаживает за ним, никто не помогает. Но конечно же, это только кажется, что возникает кристаллик из ничего. Сначала несколько частичек, из которых состоит жидкость или газ, встретившись, образуют кристаллический зародыш. Постепенно, а иногда и быстро, к нему присоединяются другие частички, и кристалл начинает увеличиваться. Кирпичик на кирпичик в строгом, стройном порядке ложатся друг на друга – и вот, кристалл вырос.

Кристаллы минералов могут быть разными: и совсем крохотными, так что разглядеть их можно только через микроскоп, и огромные – многометровые, многотонные гиганты. О кристаллах–гигантах и пойдет речь в следующей главе.

Минерал–генерал (о кристаллах–гигантах)

Знойное степное лето 1771 года. Отряд во главе с капитаном Николаем Рычковым, отправленный в экспедицию в Киргиз–Кайсацкое ханство, остановился на привал. Вдруг внимание всех привлекло необычайное сияние. Даль сияла сильнейшим белым блеском, казалось, что вся она заполнена светящимися драгоценными камнями. Позабыв об усталости, отряд, пришпоривая коней, помчался навстречу сокровищам. Чем ближе всадники были к месту, излучавшему сияние, тем оно казалось сильнее. Каково же было разочарование, когда, подъехав совсем близко, они увидели вместо драгоценных камней огромные куски гипса. Отчего же они так сверкали? Причина была в том, что эти огромные плиты представляли собой кристаллы гигантских размеров. Лучи солнца, отражаясь от кристаллов, давали иллюзию разбросанных в изобилии сказочных сокровищ.

Кристаллы–гиганты достигают иногда грандиозных размеров. Самые крупные и совершенные кристаллы минералов – настоящие памятники природы. Ведь для них нужны были особые, исключительные условия образования. Это особая, мы бы сказали ручная, работа природы. И сколько тысяч, а может и миллионов лет потребовалось ей, чтобы появился, например, идеально–прозрачный нежно–голубой аквамарин весом в целых 100 килограммов, а длиной в полметра! Его нашли на юге Бразилии в 1910 году. Говорят, что его распилили на кусочки, и три года весь аквамариновый рынок обходился одним этим камнем. Кусочки этого кристалла находятся чуть ли не во всех аквамариновых украшениях мира. Русский геолог А.А. Беус, который видел осколок этого кристалла в музее Нью–Йорка, писал: «Глядя на это чудесное творение природы, невольно пытаешься себе представить, как более 300 миллионов лет назад в огромной полости, на глубине нескольких километров рос этот небесно–голубой красавец–кристалл...»

Кристалл–гигант растет очень медленно. Условия, в которых он формируется, должны быть спокойными и неизменными очень долгое время. И ученые никак до сего дня не могут понять, почему же в таком случае их находят именно там, где редко бывают долгие периоды спокойствия, в активных зонах земных недр. К таким местам относится, например, Мадагаскар. Здесь были найдены поразительные кристаллы–гиганты: аквамарин весом 80 килограммов, берилл весом 300 килограммов, красный турмалин, прекрасно ограненный, и многие другие. На Мадагаскаре нашли уникальный кристалл морганита. Он был удивительного ярко–розового цвета, совершенно прозрачный и без единой трещинки. Старатель, который нашел его, боясь ограбления, разрезал кристалл на кусочки и продал за небольшую цену.

Гиганты–кристаллы встречаются и у полевых шпатов. Они образуются из расплавленных масс в виде таких огромных кристаллов, что один кристалл шпата разрабатывает целая каменоломня.

В 1797 году местные жители Швейцарских Альп преподнесли молодому генералу Бонапарту, будущему императору Франции, кристалл хрусталя. В те времена Швейцарские Альпы славились своими месторождениями крупных кристаллов. Гигант весил 400 килограммов! Сейчас он хранится в одном из музеев Парижа.