Посланцы из древнего мира

Когда на месте древнего города Ура в Месопотамии английский археолог Л. Вулли в 1928 г. производил раскопки погребения шумерских царей, он вскоре понял, что имеет дело не с простой могилой. Здесь был захоронен целый царский двор с придворными дамами, слугами, воинами охраны, быками и ослами, запряженными в повозки с возницами. На площади немногим более 50 м2 были обнаружены останки нескольких десятков человек. Гробница представляла собой огромную яму, к которой вела наклонная траншея. Лишь царская усыпальница была перекрыта кирпичным сводом. Выход из наклонного туннеля охраняли девять воинов в полном вооружении. На дне самой ямы найдены останки музыкантов, слуг и придворных дам. Каждый из мертвецов в этом театре ужасов занимал положенное ему по иерархии место и был одет соответственно рангу. Так, шумерский владыка А-бар-ги не хотел себе ни в чем отказывать в «загробной» жизни. В последний путь он прихватил не только свой двор, но и многое из имущества: посуду, разную утварь, даже рабочие инструменты и, конечно, украшения. Царица и знатные дамы, составлявшие ее свиту, сошли в мир иной, одетые как на праздник [Церен, 1986].

Эта феерия смерти, разыгравшаяся на берегах Евфрата более 4,5 тыс. лет назад, донесла до нас не только представления о ритуалах, выполнявшихся в древнем Шумере. Оказалось, что, помимо золота, при царском дворе особо ценилась ляпис-лазурь (лазурит). Сделанные из этого голубого или синего поделочного камня амулеты, бусы, шейные украшения были на царице и придворных дамах. Их головные уборы и гребни также инкрустированы лазуритом. Среди других находок — сердоликовые, агатовые и халцедоновые бусы. Особый интерес представляет золотая голова быка, украшавшая арфу. Глаза, борода и кончики рогов животного были сделаны из лазурита. Полагают, что этот камень поступал на Ближний Восток из района современного Афганистана.

Он найден и при раскопках ранних культурных слоев на месте древней Трои в Малой Азии, которая долгое время служила связующим звеном между Передней Азией и Европой. Об этом свидетельствует соседство лазурита, завезенного с востока, с янтарем, поступавшим с северо-запада, из Балтии. При раскопках в районе Трои из захоронения знатного воина были извлечены бронзовые и медные кинжалы с ручками, увенчанными самоцветами. В другом погребении были найдены золотые булавы с навершиями из оникса и халцедона. В Древнем Египте лазурит был также одним из любимых поделочных материалов. Следует, однако, признать, что на заре цивилизации палитра минералов, использовавшихся в ювелирном деле, не отличалась разнообразием.

С течением времени стало не хватать природных поделочных камней, что привело к развитию целой индустрии по изготовлению материалов, имитирующих самоцветы. На берегах Тигра и Евфрата, а позже и в долине Нила кусочки кварца обрабатывались минеральными красителями голубого и зеленого цвета. Затем путем нагревания из них получали стекловатую глазурь, отличавшуюся ярким блеском и устойчивой окраской. Была изобретена и техника обработки сердолика. Его обесцвечивали с помощью щелочных растворов и окрашивали красным веществом с последующим нагреванием для закаливания. По данным австрийского историка А. Оппенхейма 11990], любимым минералом жителей Месопотамии был стеатит — довольно мягкий камень, твердеющий в процессе нагрева. На нем вырезали различные рельефы и знаки, а затем подвергали температурной обработке. Перстни с печатями, столь распространенные в древнем мире, нередко делали именно таким способом.

Длительные эксперименты с различными природными материалами и красителями увенчались в конце концов важными открытиями. Так, помимо глазури, было изобретено стекло. Кусочки стекла разных цвета и прозрачности наряду с самоцветами широко применялись при изготовлении украшений; причем носили их не только рядовые жители Месопотамии и Египта, но и царствовавшие там особы. Усыпальница фараона Тутанхамона оказалась настоящим музеем под землей. Из нескольких комнат, ее составлявших, было извлечено множество золотых, украшенных камнями и разноцветными стеклами предметов.

Когда английский археолог X. Картер, открывший гробницу, проделал в каменной кладке замурованного входа отверстие, а затем просунул в него руку со свечой и заглянул внутрь, то он замер от неожиданности: все вокруг сверкало золотом. Помимо обитых золотом колесниц, кровати, луков и колчана со стрелами, там стояли кресла, покрытые мельчайшими вставками из золота, слоновой кости, серебра и самоцветов [Матье, 1965]. В главном помещении, называемом Золотым залом, где находился саркофаг, самоцветами были инкрустированы перья коршуна, вместе с коброй защищавшего плечи и грудь фараона на крышке гроба, сделанного из массивного золотого листа. В нем находилась мумия Тутанхамона. Ее голова была прикрыта золотой маской — портретом. Маску украшало широкое ожерелье со вставками из поделочных камней. Из природных камней в гробнице чаще всего попадались сердолик, лазурит, кусочки прозрачного кварца, наложенные на цветные подложки. Кристаллом горного хрусталя была увенчана сделанная из золота ручка одного из двух кинжалов, положенных рядом с телом фараона. Были найдены тончайшей работы сосуды из алебастра.

На фоне огромного количества золота, извлеченного из гробницы, небогатый набор поделочных камней, имевших хождение при дворе фараонов 33 столетия назад, вызывает недоумение. Дело, по-видимому, в том, что первые земледельческие цивилизации возникли в нижнем течении крупных рек (Нила, Тигра и Евфрата, Инда, Хуанхэ), т. е. на равнинах аллювиального происхождения. Здесь обнажаются немногочисленные горные породы, однородные как по возрасту, так и по составу. В этих регионах, как правило, редки месторождения драгоценных и поделочных камней. К тому же огромные богатства, накопленные в период царствования того или иного владыки, в прямом смысле зарывались в землю, в гробницы, и этим надолго выводились из обращения. Спустя несколько веков, а то и тысячелетий, главным образом в период распада древних государств, часть сокровищ как бы возвращалась в оборот. А виновниками этого становились грабители гробниц.

Древний Египет, а также находившиеся в сфере его влияния Синайский полуостров, Акабский залив и побережье Красного моря — это регионы, охваченные активными тектоническими процессами. Развитие Красноморского рифта, начавшееся около 8 млн лет назад, сопровождалось внедрением магматических расплавов и гидротерм, а уже в историческое время здесь проявляли активность небольшие вулканы. Неудивительно, что в этих районах с давних пор находили месторождения различных полезных ископаемых и самоцветов.

Так, на Синайском полуострове еще до завоевания его египетскими фараонами были медные рудники. Вместе с медью добывалась и бирюза. В долине Нила археологи обнаружили отрубленную руку мумии с надетыми на нее четырьмя браслетами из золотой проволоки с бирюзой. Этим (наверное, самым древним из всех известных) украшениям с бирюзой около 6 тыс. лет [Менчинская, 1989]. Позднее на побережье Красного моря стали добывать изумруды и хризолит. Однако они не часто встречаются в захоронениях фараонов и египетской знати. Можно предположить, что места расположения копей, где добывались самоцветы, держались в строгом секрете и со смертью фараона или сменой правящей династии сведения о них утрачивались. Поэтому одно и то же месторождение открывалось многократно. Примером могут служить копи Клеопатры, где еще во 2-м тысячелетии до н. э. и вплоть до эпохи распада Римской империи с длительными перерывами добывались изумруды.

С развитием торговых связей небольшие примитивного устройства суда начали бороздить водную гладь внутренних морей, удлинялись и караванные тропы. Торговые люди стали проникать в далекие, ранее недоступные страны и среди диковинок привозили оттуда камни удивительной красоты, становившиеся символами богатства и власти. Как явствует из Библии и ряда ранних исторических источников, у Первосвященника, бывшего духовным пастырем древних израильтян, хранились священные книги, передававшиеся из поколения в поколение. Во время исполнения важных религиозных обрядов их помещали в наперсник — полотняную суму с нашитыми на нее драгоценными камнями в золотой оправе. Камни располагались рядами, по три в каждом ряду. Общее их количество соответствовало числу колен (племен) израилевых, названия которых были выгравированы на камнях. Полагают, что описание наперсника появилось в IX в. до н. э., хотя сама эта реликвия была, вероятно, гораздо более древней.

Сопоставив различные источники, известный английский минералог Г. Смит [1980] пришел к выводу, что среди камней, нашитых на полотняную суму, находились аметист, изумруд, берилл, сард, оникс, сардоникс. Помимо них, в источниках упоминаются сапфир, топаз, хризолит, яспис (яшма), карбункул. По мнению Г. Смита, под этими названиями у древних фигурировали совсем не те камни, которые известны нам. Основным диагностическим признаком минерала в те времена был цвет. Под карбункулами понимали любые камни красного цвета — гранаты, шпинель, рубины; под хризолитом — камни желтого цвета. Это обстоятельство затрудняет точную идентификацию всех камней, упомянутых в Библии. Интересно было бы узнать, какими путями попали они в Палестину, где неизвестны месторождения самоцветов. Некоторые, вероятно, были завезены из Египта, другие — из города Тиры, который по тем временам считался крупным торговым центром. Библейские камни не попали в гробницы царей, потому что считались национальной реликвией. Вместе со священными книгами их надежно прятали в годины испытаний. Наперсник просуществовал вплоть до завоевания Иудеи Римом, после чего след библейских камней теряется.

 

Легенды и мифы о камнях

Поскольку природные минералы нашим предкам представлялись большой редкостью, о них стали складывать легенды. Проверить их достоверность тогда человеку было не под силу. Как все исключительное, камни наделялись особыми свойствами. Немало этому способствовали купцы, стремившиеся набить цену привезенному издалека товару. Да и древние эскулапы, связывавшие почти любую болезнь с кознями злых духов и дурным глазом, полагали, что защитить от них может лишь вещь уникальная, устойчивая в непогоду, не поддающаяся различным физическим воздействиям. Такими амулетами и сделались некоторые камни, за их необычность и загадочную красоту наделявшиеся магическими свойствами. Интересно, что в разных местностях значение одного и того же камня порой было прямо противоположным.

За многие столетия вокруг почти каждого из известных нам драгоценных и поделочных камней сложилась целая мифология. Возьмем, к примеру, бирюзу — самоцвет, получивший широкое признание как в древности, так и в Старом и Новом Свете. До нас дошло много мифов о бирюзе. В Персии считали, что она защищает от ударов молнии. Для древних греков и римлян это был камень любви; его дарили в знак сердечной привязанности. В Древнем Риме бирюзу полагалось носить по пятницам, так как этот день римляне посвящали Венере. Однако бирюза могла и подвести влюбленного, так как неожиданное изменение ее цвета интерпретировалось как признак непостоянства. В то же время верили, что бирюза залечивает сердечные раны и способствует примирению поссорившихся супругов. Во многих странах ее дарили на свадьбу как символ прочности брачных уз и залог счастья.

Особенно много поверий связано с целительными свойствами бирюзы, С ее помощью лечили язвы и опухоли, пытались предотвратить приступы эпилепсии. Мазью, приготовленной из порошка этого камня, снимали катаракту. Вообще, созерцание бирюзы считалось полезным для глаз. Оно усиливало зрение и делало человека способным видеть в темноте. Ну а уж тот, кто глядел на бирюзу при молодой луне, мог рассчитывать на успех и удачу в сражении [Менчинская, 1989]. Даже Аристотель воздал должное этому камню, уберегавшему, по его мнению, человека от смерти во время несчастного случая и способному помочь укушенному скорпионом. Вероятно, следуя советам великого греческого философа, русские кавалеристы любили носить перстни с бирюзой, веря, что она оберегает их от серьезных травм при падении с лошади.

Гранат в древнем мире был менее распространен, хотя имеются сведения, что хетты, создавшие мощное государство в Малой Азии (XVII–XIII вв. до н. э.), вставляли зерна граната в глазницы выбитых из камня статуй богов. Наиболее распространенной разновидностью гранатов в те времена были густо-красные альмандины. Этот минерал считался символом твердости. Носившему его человеку он придавал решительность в поступках, мог защитить от яда, а растертый в порошок, способствовал прекращению болей в желудке.

Алмазу, который стал проникать в страны Восточного Средиземноморья из Индии после походов Александра Македонского, стали приписывать многие из тех качеств, которыми наделяли гранат. Владелец алмаза обретал твердость и мужество, побеждал врагов. Ясно, что это качество алмаза ассоциировалось у древних с его непревзойденной твердостью. С помощью алмазных пилок и алмазного порошка производили резьбу по другим камням, в том числе и по самым твердым. Возможно поэтому, как полагали, алмаз способен сообщать его владельцу остроту ума, оберегать от печали, колдовства и злых духов. У Плиния Старшего читаем: «Алмаз… рассеивает пустые бредни, освобождает от пустых страхов».

Иван Грозный верил в то, что этот камень «укрощает гнев и сластолюбие и сохраняет воздержание и целомудрие». Царь, отличавшийся крайней подозрительностью, буйным нравом и отнюдь не склонный к воздержанию, признавался, что не любит алмаз, хотя он «самый дорогой из всех и редкостный по происхождению» [Горсей, 1990]. В те времена алмаз считали одним из самых губительных ядов. Французский хирург А. Паре писал, что «один глоток воды, смешанной с толченым алмазом, способен умертвить человека». Камень с такими свойствами лучше было не выпускать из рук.

Подобные поверья имели широкое хождение и на Востоке. Чтобы доказать их несостоятельность, средневековому ученому Бируни пришлось пожертвовать несколькими алмазами. Растерев камни в порошок, он в присутствии свидетелей смешал его с мясом и дал собаке. Лишь воочию убедившись, что животное не сдохло, присутствующие разуверились в старом мифе. Этот опыт произвел большое впечатление на современников Бируни [Ахметов, 1989], вероятно, не только из-за его результата, но и из-за стоимости: ведь алмазы всегда были в большой цене.

В лапидарии XVI в. — кратком описании свойств камней и минералов — говорится об алмазе: «Он дает человеку победу над врагами, если дело его правое… если какой-нибудь чародей захочет околдовать того, кто носит алмаз, то все горе и неудачи обратятся на него самого».

За этими утверждениями скрывается нечто большее, чем просто указание на способность алмаза карать за несправедливость и даже определять, на чьей стороне правота. В этом угадывается намек на связь с высшими силами, которые с помощью алмаза вершат судьбы людей, им владеющих.

Если алмазы в Европу, на Ближний и Средний Восток были завезены из Индии, то хризолит в древности поступал из района Красного моря [Смертенко, 1990]. Этот минерал — прозрачная золотисто-зеленая разновидность оливина — упоминается среди других библейских камней, нашитых на наперсник Первосвященника. И тогда это был довольно редкий камень, месторождение которого находилось на маленьком островке во владениях египетских фараонов. Тем не менее при описании археологами богатств, найденных в гробницах египетских фараонов Древнего и Среднего царств, хризолит не упоминается. По-видимому, его месторождение было открыто не ранее второй половины 2-го тысячелетия до н. э. Медицинское назначение хризолита — отгонять дурные сны.

Другой драгоценный камень, напоминающий своим цветом, как писал Плиний Старший, «чистую зелень морской воды», называется аквамарином. Это одна из разновидностей берилла, ценившаяся не только за нежную прозрачную голубизну кристаллов (они могут достигать величины в несколько метров), но и за магические свойства, он считался хранителем любви. Его дарили при расставании, перед дальним походом или неизбежной разлукой.

Фиолетовая разновидность кварца — аметист широко используется в массовом производстве ювелирных изделий. Сейчас аметист недорог, но в древности его имел далеко не каждый владыка. Священные жуки, скарабеи, найденные при раскопках гробниц египетских фараонов, наряду с лазуритом вырезались из аметиста.

Благодаря своему цвету, напоминающему красное вино, камню приписывали свойство препятствовать опьянению. По данным Бируни, из аметиста нередко делали винные чаши, видимо полагая, что часть хмеля во время питья уходит в камень, при этом усиливая его цвет. Благодаря столь «добродетельной» репутации аметист после распространения христианства стал любимым самоцветом церкви. Его называли епископским, а на Руси архиерейским камнем [Цикобер, Ахметов, 1990]. Считалось, что аметист отгоняет плохие мысли, навевает приятные сны, способствует удалению бородавок и веснушек.

Еще один самоцвет — сапфир, имеющий глубокую синюю окраску, почитался древними как камень мудрости. Его полагалось созерцать при размышлениях и перед принятием решений. К тому же верили, что он помогает при укусах скорпионов. Наши предки, различавшие камни в основном по цвету, не могли знать, что синий сапфир и ярко-красный рубин — разновидности одного и того же минерала — корунда, уступающего по твердости только алмазу. Корунды начали поступать на Ближний Восток и в Европу после того, как наладились торговые связи с Индией и Средней Азией. Иван Грозный, любуясь своими сокровищами в присутствии заморского гостя, так оценивал рубин: «Он наиболее пригоден для сердца, мозга, силы и памяти человека, очищает сгущенную и испорченную кровь». Однако, продолжал царь, «особенно я люблю сапфир, он сохраняет и усиливает мужество, веселит сердце, приятен всем жизненным чувствам, полезен в высшей степени для глаз, очищает их, удаляет приливы крови к ним, укрепляет мускулы и нервы. …Все эти камни — чудесные дары Божьи… Они друзья красоты и добродетели и враги порока» [Горсей, 1990. С. 90].

Не уступает по части легенд и поверий еще один самоцвет — янтарь. Он, пожалуй, одним из первых попал в поле зрения человека. Его находили в усыпальницах египетских фараонов, в курганах скифской и сарматской знати, в сокровищницах восточных владык. О природе и происхождении янтаря ученые спорили в течение многих столетий, и лишь в XVIII в. М. В. Ломоносов убедительно показал, что янтарь — это кусочек застывшей древесной смолы. Она уплотнилась под тяжестью перекрывших ее осадков. Наконец по прошествии миллионов лет пласты отложений, поднявшиеся к морскому дну, стали разрушаться под действием штормовых волн, легкие по весу кусочки янтаря прибивались ими к побережью.

У древних славян янтарь был символом здоровья и силы. В виде порошка его употребляли для остановки кровотечений, при сердечной аритмии, обмороках и лихорадках. Об этом мы узнаем из трудов великого восточного ученого Ибн Сины. В отличие от многих других минералов янтарь как вещество органической природы действительно обладает целительными свойствами. Основным его компонентом является янтарная кислота, препараты из которой, согласно недавно проведенным исследованиям, помогают при некоторых сердечных патологиях и обладают противовоспалительным и антитоксичным действием [Сребродольский, 1988]. Широк диапазон показаний и для солей янтарной кислоты, применяемых при лечении анемий, судорог и др.

С лазуритом, как писал А. Е. Ферсман [1956], «издавна связывались представления о красоте и величии неба, ему поклонялись, видя в нем отражение божественных сил». Этот «небесный» камень, как мы уже знаем, появился на заре человеческой цивилизации. Лазурит имеет сложный состав и относится к алюмосиликатам, содержащим серу. Некоторые разновидности его включают вкрапления колчедана, которые искрятся золотистыми блестками на солнце. Этим свойством славился бадахшанский лазурит из Афганистана, высоко ценившийся на Древнем Востоке. Лазурит шел не только на украшения, но и для приготовления синей краски, считавшейся лучшей среди других природных красителей. А так как она не темнела со временем, ею пользовались еще и художники эпохи Возрождения. Лазурит с золотистыми жилками, лишенный пятен, древние греки и римляне посвящали Афродите. По свидетельству А. Е. Ферсмана [1956), лазурит в Древнем Египте почитали священным камнем, поэтому вполне достоверными представляются сведения, что статуя фараона Тутмоса III была когда-то покрыта золотом и лазуритом.

Алебастр — гипсовый камень нежно-желтого цвета, покрытый тончайшими жилками и пятнами. В тонких пластинках он обладает матовой прозрачностью, благодаря которой просматриваются спрятанные в глубине природные узоры. Изделия из алебастра пришли к нам из Древнего Египта. Это ритуальные чаши и сосуды, выполненные с таким изяществом, что напоминают фарфор. Позднее искусство изготовления ваз и чаш из этого материала перекочевало в Северную Италию. Гипс отнюдь не драгоценный и не такой уж редкий камень, однако нежно-розовые и палевые его разности с крупноволокнистой структурой, называемые селенитами, встречаются довольно редко. Этот камень — продукт осыхающих под жаркими лучами солнца морских вод. Он словно затвердевшая пена прибоя, след исчезнувших морей.

 

Камень, происшедший от радуги

Среди самоцветов особое место всегда занимал изумруд, который ценился, как правило, дороже алмазов и уступает только рубинам [Уорд, 1991]. Изумрудом до недавних пор называли любой берилл (бериллиево-алюминиевый силикат), окрашенный в зеленый цвет примесью хрома (менее 1 %). Не так давно, однако, в США и в Африке были найдены новые месторождения бериллов, окрашенных ванадием в густо-зеленый цвет. После продолжительных споров эти камни также были признаны изумрудами.

В древнем мире относительно изумрудов существовало множество поверий. В Египте, где изумруд добывали еще во 2-м тысячелетии до н. э. (в так называемых копях Клеопатры, расположенных в горах в 24 км от побережья Красного моря), он ассоциировался с богиней плодородия Изидой, покровительницей домашнего очага. Беременным женщинам из состоятельных семей рекомендовалось носить амулет из изумруда и класть его после рождения ребенка в колыбель. Уместно вспомнить в этой связи библейскую легенду о маленьком Моисее. Когда египетский фараон приказал истребить всех израильских младенцев мужского пола, мать положила его в корзину из-под белья и пустила ее по течению Нила. Корзину выловили слуги фараона и принесли во дворец. Дочь фараона, восхитившись младенцем, оставила его у себя и вырастила как сына. Подросший Моисей покинул дворец, долго скитался по Аравийской пустыне и приобрел знания и навыки, необходимые для выживания в этой суровой природной среде. В дальнейшем это помогло ему вывести израильский народ из Египта в Палестину.

Как знать, не положила ли мать в корзину с Моисеем по обычаю того времени амулет с изумрудом и не этот ли камень фигурировал потом среди других библейских камней?

Известно, что в древности амулеты с изумрудами брали в плавания купцы и моряки, веря в их способность укрощать штормы и ураганы. Верили также в то, что изумруд ослепляет змей. Если же человек все-таки был ею укушен, ему давали в качестве противоядия порошок из толченого изумруда. Вряд ли, однако, потом разбирались (если укушенный умирал), что было причиной смерти — змеиный яд или толченый камень. Плиний Старший писал об изумруде: «Из всех других драгоценных камней только этот питает взор без пресыщения. Даже когда глаза утомлены пристальным рассмотрением других предметов, они отдыхают, будучи обращены на этот камень».

А какие только свойства не приписывались изумруду в средние века! Он не только благоприятствовал развитию таланта, но и проявлял в человеке красноречие, великодушие, чувство изящного. Нередко изумруд дарили новобрачным, и если в течение их совместной жизни камень давал трещину или раскалывался, то это рассматривалось как предупреждение о неверности одного из супругов. Иван Грозный так оценивал изумруд: «Этот произошел от радуги, он враг нечистоты. Испытайте его, если мужчина и женщина соединены вожделением, то он растрескается» [Горсей, 1990. С. 90].

Кто сосчитает, как часто это поверье становилось причиной семейных драм? Ведь в сравнении с многими другими камнями изумруд не очень прочен. Ф. Уорд [1991] свидетельствует: «Изумруды — это единственные драгоценные камни, которым разрешается иметь разного рода включения, внутренние пороки, которые сделали бы алмаз просто непригодным к реализации. Причина проста — без этих пороков природных изумрудов не бывает. Есть какая-то связь между зеленой окраской изумрудов и теми внутренними напряжениями роста, которые и приводят к образованию разного рода включений» (С. 18). Благодаря этим внутренним порокам в изумруде и появляются трещинки.

Самые богатые месторождения изумрудов находятся в Колумбии, у местечка Мусо. Испанские конкистадоры, обнаружив изумруды у индейцев, долго искали страну драгоценных камней. Их упорство подогревали слухи о каменном идоле — огромном кристалле изумруда, которому якобы поклонялись инки. Уже на пути в Колумбию испанцы награбили до 7 тыс. изумрудных камней, а обнаружив копи, стали их разрабатывать, используя рабский труд их же владельцев — индейцев. За два-три столетия из Колумбии было вывезено огромное количество зеленых камней, причем некоторые достигали таких размеров, что из них вырезали шкатулки. Парадокс заключался в том, что в Европе того времени, бредившей алмазами и сапфирами, они не ценились. Поэтому изумруды хлынули на восток, в Индию — всемирную кладовую драгоценных камней. Великие Моголы накопили их в таком количестве, что только один Надир-шах вывез их из Дели в Персию в количестве нескольких тысяч штук. Многие из них превышали 300 карат. Великолепные изделия из этих изумрудов — кинжал, ларец и шкатулки — были подарены тогдашним правителем Персии султану Турции.

Сохранились описания замечательных изумрудов, подаренных испанским конкистадором Ф. Кортесом своей невесте, а затем утерянных при кораблекрушении. Согласно Г. Смиту, один камень имел форму розы, второй — рога. Из самого большого был вырезан колокол, языком которого служила великолепная жемчужина. Самый же красивый камень имел форму кубка с ножкой из золота. Последнему, пятому камню была придана форма рыбы.

В наше время известны огромные изумруды. Самый крупный был найден на острове Мадагаскар. Длина его достигает 18 м, а ширина 3–3,5 м. Из ювелирных камней наибольший, до 16 см, из Колумбии [Здорик, 19901. В этом регионе изумруды добывают из кальцитовых жил гидротермального происхождения, пронизывающих меловую толщу битуминозных известняков и аргиллитов. Добыча ведется открытым способом. Бульдозеры срезают очередной слой, и в пустой породе начинают сверкать зеленые камни.

 

Амулеты и талисманы, «роковые» камни

В предыдущем разделе мы уже коснулись той роли, которую играли камни и изделия из них в качестве амулетов. Их носили в перстнях, в виде подвесок к ожерельям или в браслетах. Многим камням приписывали способность предвещать судьбу, быть своеобразным зеркалом, заглянув в которое можно было узнать о скрытых недугах, хороших или плохих предзнаменованиях.

Так, верили, что если бирюза бледнеет, «затуманивается», то это предвещает болезнь или указывает на плохое самочувствие. У метеочувствительных людей побледнение бирюзы могло действительно совпадать с недомоганием. Ведь яркость ее окраски зависит от освещенности, которая при дождливой, облачной погоде резко снижается. В то же время с прохождением циклона, приносящего дождевые облака, наблюдается падение атмосферного давления, что нередко сопровождается мигренями, сонливостью, снижением общего тонуса, а то и нарушениями сердечной деятельности. Поэтому связь между состоянием камня и самочувствием его хозяина кажется вполне объяснимой.

Есть, однако, исторические свидетельства, вызывающие удивление. У Дж. Горсея [1990] читаем про то, как Иван Грозный показывал придворным кораллы и бирюзу из своей сокровищницы: «…возьмите их в руку, их природный цвет ярок; а теперь положите их на мою руку. Я отравлен болезнью. Вы видите, они показывают свое свойство изменением цвета из чистого в тусклый, они предсказывают мою смерть» (С. 90). Было ли это результатом самовнушения или предчувствием, но царь Иван Грозный действительно умер вечером того же дня.

Появление трещины или выбоины в камне-амулете на Древнем Востоке также считалось дурным предзнаменованием, а пропажа перстня с камнем, служившим, как правило, еще и печатью, могла сравниться только с утерей паспорта или ключей от квартиры в наши дни. Люди в то время не знали ключей и оттискивали на воске или другом мягком материале свою печать, чем удостоверяли право владения той или иной собственностью. Чиновникам же и вельможам оттиск перстня заменял личную подпись. Те из них, кто не обзавелся своим камнем-печатью, считались людьми, недостойными уважения.

Из необходимости иметь личную печать родилось искусство миниатюрной резьбы по камню, называемое глиптикой. В камне вырезался заглубленный рисунок или определенный знак, который оставлял выпуклый оттиск на воске (впоследствии на пергаменте). Эти геммы, называемые инталиями, были предшественницами камей. Рисунок на последних делался выпуклым. Камеи использовались уже не в качестве печатей, а как украшения. Они становились и амулетами. Изображения богов-покровитслей Гермеса, Афродиты, Ники и др. чаще всего присутствуют на античных геммах. В коллекции Государственного Эрмитажа хранится интересная камея из сардоникса. На ней вырезана фигура летящего Персея с головой Медузы в одной руке и мечом в другой. Надпись на обратной стороне гласит: «Беги подагра — Персей тебя преследует». Эта камея — редкий пример амулета с конкретным медицинским «адресом».

Талисманы были у многих знаменитых людей. Известно, например, что А. С. Пушкин очень любил перстень с сердоликом. Он был подарен поэту перед ссылкой его в село Михайловское Е. К. Воронцовой. А. С. Пушкин верил, что перстень является хранителем его поэтического гения. К нему обращено и известное стихотворение «Храни меня, мой талисман!». В трагический день 9 февраля 1837 г. перстень был с А. С. Пушкиным. Сила судьбы оказалась могущественнее талисмана. Перстень с руки умершего снял поэт В. А. Жуковский. Много лет спустя его сын подарил талисман А. С. Пушкина И. С. Тургеневу, после кончины писателя П. Виардо передала его в Пушкинский музей Александровского лицея. Как бы то ни было, скромный сердолик, вывезенный, скорее всего, из Крыма [Ахметов, 1989], стал настоящей реликвией, связавшей жизни знаменитых людей.

В качестве талисманов выступали и многие так называемые исторические камни. Одним из них был известный алмаз «Санси». Этот бриллиант чистой воды величиной с голубиное яйцо принадлежал когда-то барону Санси, под чьим именем и получил известность. История алмаза началась гораздо раньше и связана прежде всего с именем бургундского герцога Карла Смелого. Приказав вставить алмаз в свой шлем, он брал его во все сражения, а их было немало, свято веря, что бриллиант охранит его от смерти. Вероятно, на это у Карла Смелого были основания. Однако в 1477 г. в битве при Нанси герцог был убит, алмаз попал к наемному солдату и в конце концов оказался у барона Санси. В дальнейшем камень побывал во многих руках. Какое-то время им владел один из Демидовых — знаменитых уральских заводчиков, который продал бриллиант в 1865 г.

Более надежным талисманом оказался рубин «Черный Принц», украшающий ныне корону британских королей.

Этот исторический камень принадлежал эмиру Гранады — последнего владения мавров на Пиренейском полуострове. В 1367 г. им завладел король Кастилии дон Педро. Позднее в знак благодарности за помощь, оказанную ему Черным Принцем (будущим английским королем Генрихом V), дон Педро подарил ему рубин. По обычаям того времени камень стал украшать шлем своего хозяина. В битве при Агинкорте Черному Принцу был нанесен сильный удар, от которого проломился лишь шлем [Смит, 1980]. Позднее было установлено, что драгоценный камень вовсе не рубин, а великолепная красная шпинель.

Талисманом Наполеона Бонапарта называли алмаз «Регент», украшавший рукоятку его шпаги. Трудно сказать, какое влияние оказывал камень на полководческий гений французского императора. Сейчас он выставлен в Лувре, а до Великой французской революции находился в короне французских королей. Куплен он был у лорда Питта герцогом Орлеанским — регентом Франции при малолетнем Людовике XV. Отсюда и название алмаза, который был добыт в 1701 г. в копях Голконды в Южной Индии. Широкое хождение получила легенда о том, как невольник, нашедший алмаз, спрятал его в повязке, наложенной на глубокую рану в пояснице. Рану он нанес себе сам, чтобы скрыть уникальную находку. Этот человек вскоре был утоплен английским матросом, который сначала вызвался помочь продать камень, но потом не захотел делиться добытыми деньгами с невольником. В конце концов камень попал в руки лорда Питта, бывшего в то время губернатором Индии. Надо сказать, что криминальный след тянется не только за этим, но и за многими другими драгоценными камнями.

В истории сохранилось, увы, не так уж много свидетельств, подтверждающих охранительные свойства камней-амулетов. Зато до нас дошли вполне достоверные рассказы о роковых камнях. Один из них приводил М. И. Пыляев в книге о камнях, изданной в конце прошлого века в Санкт-Петербурге [Пыляев, 1877]. Речь идет об испанском короле Альфонсе XII, который подарил своей невесте, принцессе Мерседес, кольцо с бриллиантом. М. И. Пыляев писал: «Став женой короля, она не расставалась с кольцом до самой смерти. Когда же она случилась, король отдал кольцо своей бабушке, королеве Христине, которая спустя некоторое время умерла, и кольцо досталось инфанте дель Пилар, сестре Альфонса XII, а та умерла через несколько дней. Король дарит это кольцо инфанте Христине, сестре королевы Мерседес. Три месяца спустя и она умирает. Тогда король в последний раз взял кольцо, приобретшее такую печальную славу, и не захотел более расставаться с ним. После смерти Альфонса XII было подсчитано, что в короткий промежуток времени пять особ, владевших этим кольцом, умерли. В итоге все наследники отказались от этого ужасного кольца и оно было пожертвовано Пречистой Деве дель Альмудена, патронессе Мадрида, где красовалось на ее образе».

Весьма вероятно, что описываемый бриллиант был одним из тех 12 драгоценных алмазов, которые первоначально принадлежали кардиналу Мазарини. После смерти кардинала они украшали корону Франции, но во время революции 1830 г. исчезли. Бриллианты к свадьбе короля Альфонса привез ювелир из Амстердама — мирового центра по огранке и продаже бриллиантов того времени. Имя их владельца он отказался сообщить. После того как уже купленные испанским королем алмазы оправили в золото, зародилось подозрение, что они представляют собой 12 бриллиантов Мазарини. Камни эти не принесли счастья Альфонсу XII.

 

Камни раздоров

Уникальные драгоценные камни, добытые во времена средневековья или на заре новой истории, оседали с сокровищницах сиятельных особ и не раз становились объектом зависти соседних правителей. До открытия Нового Света в конце XV столетия и проникновения в отдаленные районы Африки в XIX в. основными источниками драгоценных и поделочных камней оставались на протяжении тысячелетий Индия и Цейлон, в меньшей степени Афганистан и Бирма. Индия, занимавшая первую строку в этом списке, начиная с середины 1-го тысячелетия до н. э. подвергалась постоянным нападениям со стороны различных завоевателей. Вспомним персидского царя Дария, Александра Македонского, Чингисхана, Тимура. Потомки последнего утвердили свою власть в северной части Индостанского субконтинента и основали здесь государство Великих Моголов. Со времен Тимура и первых Великих Моголов начинается история самых известных камней, называемых историческими. Ныне они украшают лучшие музеи мира и государственные сокровищницы, в том числе Алмазный фонд.

Дошедшие до нас легенды связывают многие камни с именами грозных завоевателей Востока. Одним из них является рубин Тимура. Об истории камня повествуют надписи, выгравированные на его поверхности. Захваченный Тимуром в 1398 г. после взятия города Дели, рубин (на самом деле шпинель) перешел по наследству к его сыну Шахруху, а затем к его внуку — знаменитому Улугбеку. Спустя столетие, судя по надписи, рубин оказался у персидского шаха Аббаса, который в войне с узбекскими ханами утвердил свою власть в Хорасанских степях и западных районах нынешнего Афганистана. Постоянно воевавший с турками-османами, шах Аббас был заинтересован в мире на восточных рубежах своего государства. Видимо, этим объясняется, что рубин Тимура был им подарен правителю Индии Джахангиру, одному из династии Великих Моголов. На рубине, вновь оказавшемся в Индии, появились имена Джахангира и его отца, Акбара.

В то неспокойное время сыновья часто свергали своих державных родителей, а братья воевали друг с другом за право наследования. Сын Джахангира восстал против отца и через несколько лет стал правителем империи Великих Моголов под именем Шах-Джахан. Шедевр индийской архитектуры — усыпальница Тадж-Махал в Агре была не единственным чудом, созданным по его приказу. Другим стал легендарный Павлиний трон в Зале приемов в Дели. До нас дошли только описания этого трона, сделанные французским путешественником Ж. Тавернье. Он был украшен 108 кабошонами благородной шпинели, почти 100 изумрудами и большим количеством алмазов. Балдахин над троном также сверкал самоцветами. В него был вделан крупный алмаз в окружении рубинов и изумрудов. Когда Великий Могол сидел на троне, перед его глазами находился алмаз, который, по мнению А. Е. Ферсмана, воспринимался им как талисман. Среди огромного количества драгоценностей сверкал и рубин Тимура. С этого времени его история пересекается с историей другого, еще более знаменитого камня — алмаза «Кох-и-нор» («Гора света»), бывшего главным украшением Павлиньего трона.

В 1739 г. в Индию вторгся владыка Ирана Надир-шах, прославившийся захватническими войнами и жестокостью. Его целью было не столько завоевание Индии, сколько грабеж несметных богатств, накопленных Великими Моголами. Правивший в это время Мухаммед-хан (Мухаммед Гурхан) сдался на милость победителя. Среди огромного числа трофеев оказался и рубин Тимура. Однако алмаз «Кох-и-нор» не сразу попал к захватчику. Великий Могол попытался укрыть его от глаз Надира, спрятав в тюрбане. Надир-шах, знавший о существовании знаменитого алмаза, каким-то образом догадался о проделке Мухаммед-хана и предложил ему в знак дружбы обменяться головными уборами. Тот, конечно, не осмелился отказаться. Так, один из самых крупных и знаменитых алмазов оказался в Персии [Джафаров, 1989].

Не доверяя своим вассалам, Надир-шах нередко брал в походы наиболее ценные из своих сокровищ. Часть из них после того, как он был убит, попала в руки Ахмед-шаха, одного из афганских военачальников, командовавшего наемными войсками. Среди сокровищ оказались рубин Тимура и алмаз «Кох-и-нор». Вернувшись в город Кандагар, Ахмед-шах основал независимое афганское государство. Алмаз и рубин оставались в Афганистане до 1813 г. С их пребыванием здесь была связана не одна кровавая драма. Известно, например, что афганский правитель Шуджа, смещенный с трона, в течение нескольких дней подвергался пыткам, так как отказывался открыть тайник, где были спрятаны драгоценности. Он выдал тайну лишь после того, как был ослеплен.

В 1813 г. очередной правитель Афганистана был вынужден бежать в город Лахор, где за предоставленное ему убежище расплатился с местным раджой Ранжит-Сингхом драгоценными камнями. После завоевания англичанами Пенджаба в 1849 г. знаменитые камни попали к директорам Ост-Индской компании и вскоре были преподнесены в дар королеве Виктории. Сейчас они украшают малую королевскую корону Великобритании.

А что же случилось с алмазом, украшавшим балдахин над троном Великих Моголов? А. Е. Ферсман полагает, что им был другой (вовсе не «Кох-и-нор») алмаз. С ним также связано много интересных, в том числе и печальных, событий. Этот кристалл, имеющий несколько странную призматическую форму при длине около 3 см, отличается высокой чистотой и слегка желтоватым оттенком. Найденный в конце XVI в. в Индии, вероятнее всего в копях Голконды, откуда «родом» и другие индийские алмазы, он сохранил первоначальную форму и подвергся лишь легкой пришлифовке. В 1591 г. алмаз принадлежал правителю провинции Ахмаднагар Бурхану-Низзам-шаху. Наиболее удачливый из Великих Моголов Акбар вскоре завоевал центральные области Индостана и отобрал у правителя Ахмаднагара его сокровища. Принадлежность алмаза Великим Моголам зафиксировал внук Акбара Шах-Джахан, выгравировав на одной из сторон камня имена свое и отца, Джахангира. Шах-Джахан, слывший знатоком драгоценных камней, сам занимался их огранкой.

Вероятно, вместе с другими драгоценностями Великих Моголов алмаз, получивший впоследствии название «Шах», перекочевал в обозе Надир-шаха в Персию. Во время длительных междоусобиц, начавшихся после его гибели, алмаз не удалось захватить ни одному из мародерствующих отрядов, на которые распалась огромная армия Надира. Он остался в числе драгоценных камней, принадлежавших правителям Персии, о чем свидетельствует третья надпись на алмазе «Шах», сделанная всего за пять лет до трагических событий в Тегеране, во время которых был убит русский посланник в Персии А. С. Грибоедов. За кровь великого поэта правитель Персии Аббас-Мирза расплатился с русским царем Николаем I большим алмазом, ныне украшающим Алмазный фонд.

 

Камни вокруг нас

 

Песчаники — застывшие русла рек, окаменевшие дюны и пляжи

Песчаник относится к числу самых обыкновенных и широко используемых в хозяйстве типов пород. Его применяли испокон веков, в частности, как точильный камень. Впрочем, песчаник прежде всего строительный материал. В этом качестве он уступает разве что известняку. В странах, где последний достаточно редок, из песчаника строили дома и храмы, мостили дороги, складывали опоры мостов. Среди наиболее известных сооружений из песчаника храм Абу Симбел в Верхнем Египте, построенный в XIII в. до н. э. во времена Нового царства. Сам храм — пещерное сооружение, выдолбленное в скалистом уступе нильского берега и развернутое в широтном направлении. В двух залах и в святилище общей протяженностью 55 м обычно царил полумрак. Лишь лучи восходящего солнца два раза в году освещали его глубины. Потолочный свод первого зала поддерживался прямоугольными столбами высотой более 10 м, к которым были прислонены статуи Рамсеса II — одного из знаменитейших фараонов Египта. В честь его, а также богов Амона, Птаха и др. построен этот храм. Вход как бы охраняли высеченные из монолитов песчаника статуи самого фараона и его жены Нефертари высотой 20 м [Лебединский, Кириченко, 1988]. В период строительства высотной Асуанской плотины пещерный храм и статуи фараона были распилены на крупные блоки и перенесены на более высокое место, где им не угрожало затопление.

Византийский историк Исидор, упоминая среди основных строительных материалов «мельничный камень», т. е. песчаник, считал, что он особенно пригоден для кладки стен домов и храмов. В его времена тесаный камень стал вытеснять бетон, широко применявшийся в строительном деле в период расцвета Римской империи. Песчаник не значился в ряду особо прочных или красивых материалов. Как и другие сорта камня, его рекомендовалось применять для вполне определенного элемента конструкции или декора. Так, фундамент собора Парижской богоматери сложен из бутовой плиты и блоков зеленого песчаника.

Песчаник, устойчивый к выветриванию в областях с пустынным климатом, во влажных тропиках не столь прочен. Дело в том, что эта порода состоит из множества мелких и близких по размеру зерен, образующих ее каркас, и связующего более тонкого вещества, которое играет роль цемента. В зависимости от состава зерен и цемента прочность этой породы довольно резко меняется. Размеры песчинок колеблются от 0,1 до 1 мм. В большинстве своем они имеют округлую форму, правда далекую от идеальной, сферической. При изучении в шлифах под микроскопом обычно различают зерна остроугольной, угловатой и сферической, окатанной формы. В песчанике, лишенном цемента и стоженном однородным по величине материалом, зерна уложены примерно так же, как шары на бархате биллиардного стола перед началом партии. Эта идеальная упаковка зерен достигается в реальной породе очень редко.

В пустотах (их называют порами) могут находиться более мелкие частицы. Они обычно не выполняют опорной, несущей функции и потому относятся к заполнителю (цементу). Иногда, правда, цементирующего вещества настолько много, что песчинки как бы плавают в нем. Такой цемент называют базальным. Его разложение ведет обычно к разрушению всей породы. Чаще всего это происходит в результате выщелачивания фильтрационными водами. Песчаник — пористый материал, играющий обычно роль коллектора грунтовых вод. В него легко проникают и метеорные воды. Если цемент в этой породе представлен карбонатами, под действием этих вод он скоро распадается. Более устойчив глинистый либо кремнистый цемент.

Всякая порода — это зрелая форма существования осадка, некогда мягкого и рыхлого. Прежде чем осесть, песчинки обычно долго путешествуют. Их поверхность испещрена различными отметинами. В поле электронного сканирующего микроскопа ее можно читать, как паспорт дипломата с визами разных стран. Песчаное зерно из пустыни покрыто мелкими вмятинами, возникшими от ударов при столкновении поднятых в воздух частиц. Само зерно обычно одето в тонкую непрозрачную «рубашку» из оксидов железа. Это так называемый «пустынный загар», появляющийся при испарении поднимающихся к поверхности через песок грунтовых вод, несущих растворенные и взвешенные вещества.

А вот зерно кварца из устьевого бара в дельте реки, как правило, отполировано и окатано до такой степени, что похоже под бинокуляром на маленький блестящий шарик. Однако и на его поверхности есть темные оспины — ямочки растворения. Если такое зерно окажется на приливно-отливной площадке, каких много в дельтах и эстуариях рек, то спустя какое-то время в этих порах-ямочках мы обнаружим мельчайшие кристаллики гипса или других солей. Они выросли здесь в фазы осушки, во время отлива, когда основная масса воды скатывается с площадок в реку или в море, а в остаточной поровой влаге резко подскакивают при испарении концентрации растворенных солей. В бухтах и лагунах, расположенных на побережье некоторых аридных областей, например Юго-Западной Африки, в кавернах, которыми изобилует поверхность кварцевых зерен, обнаруживаются панцири мелких диатомей — одноклеточных водорослей, обитающих в зонах с повышенной биологической продуктивностью вод. В то же время во влажных тропиках, где в береговой зоне широко распространены мангровые заросли, песчаные частицы, галька и раковины моллюсков покрываются черным налетом. Это органо-минеральные пленки, содержащие восстановленные формы металлов.

Однако самое суровое испытание ожидает песчаные частицы там, где основным агентом переноса является ледник. Под давлением движущегося льда зерна растрескиваются и распадаются на более мелкие частицы, различающиеся исключительно неправильной формой с острыми углами и отчетливо выраженными поверхностями скола. На крупных обломках и гальке остаются борозды — характерные следы волочения, на зернах песчаной размерности наблюдаются насечки и трещинки.

Таким образом, бесчисленные песчинки, прилипающие к нашему телу на пляже, это не скопление одинаковых безымянных частиц, а собрание индивидуальностей с различной судьбой, отраженной в их форме и структуре поверхности. И все-таки самая последняя фаза их жизни на свободе — наиболее важная. Именно в это время стираются или затушевываются старые отметины и появляются новые. Поэтому в барханах пустыни множество песчинок с «пустынным загаром» и почти нет зерен с типичным для ледниковых отложений обликом. А вот в морских наносах субтропических и аридных зон вместе с хорошо отполированными под ударами волн частицами можно увидеть зерна с «рубашкой» из оксидов железа. Их приносит сюда ветер из соседних пустынь и полупустынь. На шельфах некоторых других аридных областей встречаются пески, где большинство зерен одето в черную «рубашку» из фосфатов. Это зачаточные ядра будущих фосфоритовых конкреций — ценного полезного ископаемого. Самый же однородный по составу, отполированный и чистый (без рубашек и примесей) песчаный материал накапливается в дельтах крупных рек. Он почти нацело состоит из хорошо окатанных кварцевых зерен. Река так долго несла песчинки по равнинам, что на этом пути потерялись, истерлись минеральные компоненты, малоустойчивые к переносу. Так, отношение кварцевых частиц к зернам полевых шпатов — второго по распространенности компонента в составе песков — в дельте реки Амазонки, например, колеблется от 40: 1 до 98: 1, тогда как во многих песках морского генезиса оно не превышает 10:1 и даже 4: 1. В некоторых же седиментационных обстановках полевые шпаты могут преобладать над кварцем. Пески с высоким содержанием полевых шпатов называют аркозовыми. Чистые кварцевые пески такое же полезное ископаемое, как и руды. Знаменитое венецианское стекло во многом обязано своей славой кварцевым пескам с небольшого островка Мурано, который находится в глубине венецианской лагуны. Эта последняя возникла, как показали палеогеографические исследования, на месте отмершего участка древней дельты реки По.

Те речки, у которых короткий пробег, доставляют к морскому побережью обломки многих пород, обнажающихся на водосборах, вдоль притоков и основного русла. Если это граниты, то среди песчаных частиц будут преобладать кварц, полевые шпаты и слюды. Если в пределах водосборной площади преобладают магматические образования, то песок в устье реки будет иметь темный цвет, так как в его составе основную роль играют обломки базальтов, андезитов или ультрамафитов, окрашенных, как правило, в темные цвета. Эти пески не годятся для производства стекла. Из-за своей окраски они получили название граувакк (темно-серый песчаный осадок) и встречаются в областях активного вулканизма, например на островах вулканического происхождения в центральных частях океана.

Таким образом, песок песку рознь. Самыми распространенными являются полевошпат-кварцевые пески, которые объединяются в группу аркозов и субаркозов (в аркозах от 10 до 25 % приходится на зерна полевых шпатов, в субаркозах — от 5 до 15 %, почти все остальное — кварц). Такие пески в изобилии присутствуют на морских побережьях, на открытых шельфах. Много их и на суше, особенно в окрестностях так называемых платформенных щитов, где на поверхность выходят породы гранитного фундамента. Кварцевые пески встречаются как в устьях крупных рек, так и на равнине, где они выполняют древние отмершие речные русла или слагают погребенные дюны, некогда мигрировавшие вдоль берегов озер. Песок в пустыне также в основном кварцевый, хотя и имеет желтый цвет из-за пленки «пустынного загара». В горах и вблизи горных массивов распространены пески многокомпонентного (полимиктового) состава, включающие обломки пород, зерна кварца и полевых шпатов в разных сочетаниях.

На небольших островках близ Атлантического побережья Франции описаны «поющие» пески: под ногами идущего по пляжу человека они издают мелодичное поскрипывание, которое можно услышать лишь в тихую погоду. Дело в том, что между песчинками в порах находятся мелкие кристаллики гипса. Ломаясь под тяжестью ступни человека, они издают звук, похожий на звон стеклянной посуды на столике в купе движущегося поезда. Гипс и другие соли кристаллизуются в поровом пространстве пляжевых песков при испарении морской воды, насытившей осадок при заплесках волн во время шторма.

В песках, захороненных под плащом других, более молодых осадков, сохраняется не только исходный состав, иначе говоря минеральная структура, но и другие специфические признаки, позволяющие судить об условиях их формирования. Эти признаки, называемые текстурными, включают слоистость, различные знаки и неровности на поверхности пластов, а также следы жизнедеятельности древних организмов: ходы илоедов, копролиты и т. д. По этим признакам можно воссоздавать палеоландшафты, определять направление водных течений, розу ветров, если речь идет об эоловых наносах, климатические особенности эпохи. В песках прекрасно фиксируется косая, волнистая, перекрестная и бугристая слоистость. Первая типична для песков из речных русел, вторая и третья наблюдаются в подводной части пляжа и на открытых участках шельфа, четвертая — на приливно-отливных площадках.

По комплексу этих признаков, иначе говоря текстур, можно судить об обстановках аккумуляции песков и проследить их изменение во времени. Так, в обнажениях киргизской части Ферганской долины в песчаниках раннемелового возраста прекрасно выражена крутопадающая косая слоистость, характерная для мигрирующих под действием ветра песчаных дюн. Поля этих дюн погребены под наносами, отложенными водными потоками. Гребни дюн оказались срезаны водой, и остались лишь их основания, слившиеся вместе. Таким образом, в недрах был захоронен пустынный ландшафт, существовавший в Средней Азии в начале мелового периода.

Древние песчаные дюны и барханы недавно идентифицированы в толще Красного Лежня — в песчаниках триасового возраста (около 200 млн лет назад). Они распространены в акватории Северного моря и были вскрыты нефтепоисковыми скважинами под дном на глубинах нескольких тысяч метров. Выяснилось, что около 200 млн лет назад здесь существовала пустыня. Подобных примеров можно привести множество.

Волна легко смывает следы, оставленные ступней человека на песке. У Р. Брэдбери есть рассказ о рисунках, сделанных на пляже известным художником. В задумчивости он рисовал их тростью на песке во время ночной прогулки вдоль моря. К утру разыгравшийся шторм уничтожил рисунки, и только один, случайный свидетель успел насладиться зрелищем нечаянного шедевра. Оказалось, однако, что волна, смывая различные следы, оставляет собственные отпечатки в виде крупной и мелкой ряби, желобков, проложенных стекающей водой, волноприбойных знаков.

В районах, где пески залегают среди пластов мощных влагонасыщенных глин, при погружении в недра наблюдаются интересные явления. Вода, выдавливаемая из глин в процессе их уплотнения, переходит в соседние пески, сохранившие высокую пористость. Возникает аномально высокое давление. Песчаный пласт превращается в плывун, обладающий огромной «таранной» силой. Через ослабленные зоны, например вдоль разломов, он прорывается к поверхности, образуя так называемые нептунические дайки. Одновременно происходит разгрузка излишней воды, уже не помещающейся в песчаном горизонте. Подобные дайки широко распространены на полуострове Челекен в Западной Туркмении, где их прекрасно описал известный литолог В. Н. Холодов.

Другой интересный феномен, наблюдаемый уже в горных районах Дагестана, — это септариевые конкреции — крупные круглые шары, словно ядра торчащие в вертикальных откосах над дорогами. Они возникли в песчаниках и в близких к ним породах — алевролитах альбского возраста. Исследования ученых показали, что речь идет о конкрециях — стяжениях, сложенных железистым карбонатом (сидеритом) и сформировавшихся в песчаниках уже после погружения в недра на стадии диагенеза, с которой связано превращение осадка в породу.

 

Что такое глина?

Глина в повседневной жизни у многих людей ассоциируется с обыкновенной липкой грязью. Чтобы смыть ее с обуви, надо приложить изрядные усилия. Это досаждающее в быту свойство глин является одним из самых ценных в индустриальном производстве.

Важнейшие качества глин — это связность и пластичность. Если другие рыхлые отложения легко распадаются на отдельные ингредиенты (зерна, обломки, комочки), то агрегаты, составляющие глину, как бы сцеплены друг с другом и, будучи разъединенными, легко связываются вновь при контакте. Хотя глина не обладает магнитными свойствами, на ее поверхности легко адсорбируются разные тонкие частицы, а сама она запросто пристает к нашим рукам и одежде.

Еще одним качеством, отличающим глину от других осадочных образований, является способность размокать в воде. Если мы размешаем комок глины в стакане воды, она быстро помутнеет и будет оставаться такой в течение многих часов, а иногда и дней. Любой же другой осадок, размешанный в воде, почти сразу оказывается на дне. Чтобы заставить опуститься глинистые частицы, приходится добавлять в воду вещества — коагулянты, например сильные электролиты. В лабораториях глинистую суспензию осаждают в центрифугах.

Необычна и способность некоторых глин к разбуханию. Если нанести на поверхность препарата из такой глины глицерин или этиленгликоль — тяжелые неполярные жидкости, то этот препарат на глазах начинает вспухать. Объем некоторых разновидностей глин при этом способен возрасти в несколько раз.

Пластичностью можно объяснить способность глины сохранять приданную ей форму. Кто из нас не лепил в детстве забавных зверушек из пластилина? А ведь в его основе лучшие сорта формовочных глин. Можно еще много рассказывать о специфических свойствах глин и слагающих их минералов, которые определяют широкий спектр применения этих образований в народном хозяйстве. Вначале, однако, полезно познакомиться с их внутренней структурой, определяющей отмеченные выше необыкновенные качества.

Глины и производные от них глинистые породы — аргиллиты, сланцы, филлиты — чрезвычайно широко распространены в осадочной оболочке Земли. Они составляют от 50 до 70 % ее объема. Это связано с высокой устойчивостью глинистых минералов в условиях земной поверхности и относительно глубоких ее недр (7-10 км). Подобная устойчивость обусловлена лабильностью кристаллической решетки слоистых силикатов, к которым принадлежит большинство глинистых минералов, ее способностью к трансформациям при изменении температур и давлений, других физико-химических параметров среды. Конечным продуктом на пути превращения глинистых минералов при погружении в недра являются слюды. Последние, отличаясь значительной устойчивостью к высоким температурам и давлениям, в поверхностных условиях, как правило, легко преобразуются обратно в глинистые минералы.

Кристаллическая решетка слоистых силикатов устроена наподобие слоеного торта: примерно одинаковые по толщине его листы наложены один на другой, а между ними помещается «начинка». В структуре глинистых минералов роль теста играют двух-, трехэтажные пакеты, построенные октаэдрами и тетраэдрами. И те и другие образуют самостоятельные слои, жестко сцепленные между собой. Наиболее широко распространены две комбинации таких слоев-сеток: сочетание тетраэдрического и октаэдрического слоев, формирующих двухслойный тип пакета, и сочетание двух тетраэдрических сеток с октаэдрической между ними, что позволяет говорить о трехслойной структуре единичного пакета.

Не разбирая подробно, как устроены тетраэдры и октаэдры, отмстим, что в вершинах тех и других находятся анионы, тогда как внутри каждой (или почти каждой) ячейки расположены катионы. Анионы — обычно жестко связанные друг с другом О—2 и ОН— — играют роль стенок в блочном доме. Некоторые даже являются общими для соседних «квартир». В качестве же «постояльцев» в этих «квартирах» выступают двухвалентные магний и железо, трехвалентные железо и алюминий, а также четырехвалентный кремний. Для первых трех из перечисленных катионов в качестве жилища годятся только октаэдры, для последнего, кремния, — только тетраэдры. Лишь алюминий может располагаться (в определенном количестве) и в тех и в других.

Интересно, что если «квартирки» в тетраэдрических этажах все до одной заняты «жильцами», то октаэдрический этаж может быть полностью заселен только двухвалентными катионами — Fe2+ и Mg2+. Трехвалентные алюминий и железо требуют для себя улучшенных условий и размещаются лишь в двух из каждых трех «комнат» октаэдрического этажа. Это обусловлено необходимостью соблюдения относительного баланса отрицательных и положительных зарядов в каждом домике-пакете. Если оно не будет соблюдено, домик рассыпется. Естественно, что при преобладании трехвалентных катионов в октаэдрах общий баланс зарядов поддерживается меньшим их количеством, чем в случае, если «квартирантами» в этом этаже будут двухвалентные железо и магний.

Минералы, в структуре которых находятся пакеты-домики повышенной комфортности (с заселенными на две трети комнатами в октаэдрическом этаже), получили название диоктаэдрических. Соответственно минералы с пакетами, заселенными «под завязку», называются триоктаэдрическими. Это важные понятия, так как и ди- и триоктаэдрические минералы образуются в строго определенных физико-химических условиях среды на поверхности Земли или в ее недрах.

В отличие от анионов, изъятие которых из структуры приводит к ее разрушению, катионы обладают большей свободой. Например, они могут в определенных условиях меняться «квартирами» или выезжать из них с последующим заселением новыми «жильцами». Эти изменения в составе катионов называются изоморфными замещениями. Так, Mg2+ может заместиться Fe2+ и, наоборот, Аl3+ нередко сменяется Fe3+. Речь в данном случае идет о более просторных, октаэдрических «квартирах». Что же касается тетраэдров, то тут обмен жилплощадью может происходить только между кремнием и алюминием. Последний отличается неприхотливым нравом и частично замещает кремний при постепенном погружении глинистых отложений в недра, где этому четырехвалентному катиону становится тесно в сузившейся каморке — тетраэдре, и он стремится покинуть ее.

Вот таковы основные правила общежития в домиках-пакетах, которыми составлены глинистые минералы. Если вернуться к сравнению структуры глин со слоеным тортом, то придется упомянуть и о «начинке», находящейся между отдельными пакетами. В этом отношении глинистые минералы выпечены по разным рецептам. В одних роль «крема» играет обособленный октаэдрический слой. Таковы минералы группы хлорита. В других — это слои из упорядоченных молекул воды с обменными катионами (смектиты), в третьих — катионы калия (иллиты или гидрослюды). Четвертая группа минералов — каолинит, диккит, галлуазит вообще лишены «крема». Это — «сухое печенье». Отдельные пакеты, а они, кстати, имеют необычное двухслойное строение (один тетраэдрический на один октаэдрический слой), сцеплены вместе ван-дер-ваальсовыми силами чисто электрической природы (рис. 1). Впрочем, во многих каолинитах отмечается присутствие небольшого количества сорбированной воды и обменных катионов.

Рис. 1. Структура двухэтажного пакета каолинита (Грим, 1956 г.) 1 — атомы кислорода; 2 — гидроксильные группы; 3 — атомы алюминия. 4 — атомы кремния

Межпакетное, или, как чаще его называют, межслоевое, пространство играет в глинистых минералах огромную роль. В сущности, его содержимое во многом определяет различия между отдельными их группами и видами.

Свойства и содержимое межслоевого пространства зависят от общего электрического заряда соседних двух- или трехэтажных пакетов («домиков с жильцами»). Так как в структуре слоистых силикатов преобладают анионы, несущие электрический заряд, а катионы в глубине тетраэдров и октаэдров лишь компенсируют его (в глинистых минералах далеко не полностью), то и суммарный заряд единичного пакета является отрицательным. Для того чтобы структура минерала была полностью уравновешенной, необходима полная компенсация общего заряда. Эту функцию в глинах выполняют межслоевые катионы. Они располагаются в углублениях тетраэдрической сетки, внешняя поверхность которой сложена основаниями тетраэдров. Вершины же их обращены в сторону октаэдров и частично являются общими для них.

Большинство межслоевых катионов играют роль «молнии» или своего рода «липучек». Некоторые из них, например Са2+ или Mg2+, стягивают соседние пакеты совсем нежестко. Другие связывают пакеты более крепко (Na+). Все эти катионы относятся к обменным. С помощью нехитрой химической обработки их можно вывести наружу, заменив другими, скажем Li+, Н+, NH4+. Благодаря небольшому отрицательному заряду, рассеянному по поверхности трехэтажных пакетов и в основном компенсированному обменными катионами, в межслоевом пространстве может помещаться вода, образующая слои или сетки. Последние составлены ориентированными молекулами воды, находящимися в состоянии жидкого кристалла. Возникает структура более плотная по сравнению со структурой льда. Такая вода называется переуплотненной. Полагают, что она является химически чистой, т. е. не содержит примесей, а потому агрессивна в химическом отношении.

В зависимости от типа обменного катиона, находящегося в межслоевом пространстве, там может образоваться один, два или более слоя структурированной воды: при преобладании натрия — один слой, при наличии кальция или магния — два слоя. Присутствие воды значительно растягивает межслоевое пространство. Высота двухслойного пакета (по оси с) равна 7,14 Ао, трехслойного — около 10 Ао. Но так как единичные пакеты разделены довольно широким межслоевым промежутком, в котором находятся вода и обменные катионы, то реальное расстояние между нижними поверхностями двух соседних трехэтажных пакетов возрастает до 12,4 или даже до 15,4 Ао. Это расстояние называется межплоскостным и широко используется для идентификации (диагностики) глинистых минералов.

Более того, в широкие межслоевые промежутки легко проникают тяжелые неполярные органические молекулы, например этиленгликоля или глицерина. И тогда межплоскостное расстояние увеличивается до 16,5 Ао в первом случае и до 17,8 Ао во втором. Минералы с подобной кристаллической решеткой называются разбухающими. В большинстве своем они относятся к группе смектита (рис. 2). Их несколько: смектит, бейделлит, сапонит, железистый смектит и некоторые редко встречающиеся минералы.

Рис. 2. Структура трехэтажного пакета смектита (Грим, 1956 г.) 1 — атомы кислорода; 2 — гидроксильные группы; 3 — агомы алюминии, железа, магния; 4 — атомы кремния, иногда алюминия

Минералы группы хлорита характеризуются межплоскостным расстоянием, близким к таковому смектитов. В межслоевом промежутке (dхлорит = 14,3 Ао), как уже упоминалось выше, место структурированной воды и обменных катионов занимает отдельно лежащий октаэдрический слой. В отличие от смектитов минералы этой группы не разбухают в присутствии глицерина или этиленгликоля. Эффект разбухания наблюдается лишь в том случае, если октаэдрический слой разорван на отдельные блоки, между которыми, частично раздвинув межпакетное пространство, могут внедриться неполярные органические молекулы.

Наконец, самым крепким видом соединения трехэтажных пакетов в том слоеном пироге, которым является чешуйка глинистого минерала, является сочленение через катионы К+, находящиеся в межслоевом промежутке. Крупные катионы этого элемента лежат как бы полуутопленными в пустотах, окруженных шестью соседними тетраэдрами. Если верхняя половина катиона оказывается в точно такой же ячейке тетраэдрического слоя соседнего пакета, межпакетное пространство запирается словно на кнопки. Чтобы «расстегнуть» их, необходимо удалить К+. Подобное строение характерно для минералов группы слюд (мусковита, биотита, флогопита) и сохраняется в производных от них образованиях — иллитах (гидрослюдах). Жесткость сцепления обеспечивается сильным отрицательным зарядом трехэтажных пакетов у всех этих минералов, который как раз и нейтрализуется калием. В отличие от слюд у иллитов кнопки расставлены далеко не равномерно, т. е. часть пакетов не пристегнуты «намертво». Там, где отсутствует К +, могут находиться молекулы воды. Именно поэтому эти минералы нередко именуют гидрослюдами. Они практически не разбухают и имеют межплоскостное расстояние около 10 Ао.

Таким образом, мы познакомились со структурой основных глинистых минералов — смектитов, каолинита, иллита и хлорита. Существует масса разновидностей этих образований, а также переходных между ними форм. Родственными являются также структуры, относимые к псевдослоистым силикатам, — палыгорскит и сепиолит. Они возникают в условиях дефицита основных строительных кирпичиков — кремния и алюминия, а поэтому отличаются игольчатой или волокнистой формой кристаллов, прекрасно идентифицируемых на электронных микрофотографиях.

Диагностируются глинистые минералы преимущественно с помощью дифрактометрии, которая является одним из методов рентгенографического анализа. Фиксируя на дифрактограммах рефлексы отражений разного порядка от внутренних поверхностей минеральных структур, ориентированных на стеклянной пластинке, легко рассчитать межплоскостные расстояния тех глинистых минералов, которые находятся в составе препарата. При этом используют целый ряд дополнительных обработок — насыщение глицерином или этиленгликолем, прокаливание до 500 °C и др., что дает возможность распознавать минералы сходного строения и состава, имеющие близкие межплоскостные расстояния, например иллит, смектит и хлорит.

В воде глины распадаются на мелкие чешуйки и микроагрегаты. Их исследуют в поле электронного микроскопа либо методом просвечивания, либо путем сканирования напыленной золотом поверхности. Многие минералы узнаются по характерным очертаниям: палыгорскит и сепиолит присутствуют в виде иголочек или волокон, галлуазит — в виде обломанных или полураскрытых трубочек, хорошо окристаллизованный каолинит — в форме шестигранных пластинок. Менее надежно диагностируются другие глинистые минералы. На электронных микрофотографиях смектит обычно представлен мелкими облаковидными агрегатами с нечетко выраженными краями. Для иллитов характерны крупные плотные агрегаты неправильной формы с четкими очертаниями.

Таковы некоторые «интимные» подробности строения минералов, входящих в состав грязи, которую мы досадливо смываем в распутицу с наших ботинок.

 

Известняк — кладбище древних обитателей морей и озер

Если поместить в поле оптического микроскопа шлиф, приготовленный из обломка известняка, то в поляризованном свете перед глазами исследователя предстанет скопление обломков и зерен причудливых очертаний, мерцающих бело-розовыми тонами интерференционной окраски. Впрочем, встречаются и другие разности, сложенные мелкозернистой массой зерен, ромбоэдрами кальцита или овальными в плане ооидами, погруженными в тонкозернистый матрикс, в составе которого трудно различить индивидуальные частицы.

Мир известняков чрезвычайно разнообразен. В большинстве своем это светлые и плотные породы, сложенные кальцитом и (или) арагонитом — кристаллографическими разновидностями углекислого кальция. Кальциту отвечает характерная упаковка последнего, дающая ромбоэдрическую форму кристаллов, арагониту — упаковка в виде удлиненных сростков, напоминающих кусочки древесины. Встречаются и кристаллиты игольчатой формы. Арагонит — метастабильный минерал, который при погружении в недра, а нередко и у поверхности трансформируется в кальцит или доломит (CaMgCO3).

В ту далекую эпоху, когда примитивные организмы стали переходить от хемосинтеза к фотосинтезу, основанному на разложении углекислого газа с выделением кислорода и углерода, они научились связывать избыток углекислого газа, растворенного в морской воде, с кальцием. Это приводило к образованию трудно растворимой в воде соли и переводу ее в осадок. Первыми продуцентами известковых осадков были, вероятно, предшественники современных цианобактерий, называемых еще синезелеными. Эти водоросли, одни из самых древних форм низших растений, обитают в настоящее время в глубине лагун, обрамляющих побережья в аридных поясах климата. В лагунах Мормона и Фигерса в Нижней Калифорнии колонии цианобактерий заселили среднюю и верхнюю части приливно-отливных площадок, где в результате их жизнедеятельности возникают бугорчатые подушки, сложенные выделяемым водорослями арагонитом. На вертикальном срезе через подушку можно видеть слоисто-оконную текстуру известняка, в которой плотные однородные слойки чередуются со слойками, испещренными порами и кавернами, напоминающими маленькие оконца. В одних пропластках можно заметить зерна кварца и другие минеральные примеси, в других — окрашенные в черный цвет органические включения. Каждый из слойков отвечает определенному этапу в жизни водорослевой колонии и фиксирует обычно сезонные климатические изменения. Нарастая от года к году и сливаясь друг с другом, водорослевые подушки формируют за тысячелетия значительный по толщине и протяженности массив известняка.

Разнообразные и причудливые по форме постройки создают цианобактерии на побережье залива Шарк в Западной Австралии, где они занимают обширную прибрежную полосу вплоть до зоны, заливаемой только при максимальном приливе. Хотя эти площадки защищены барами от океанской зыби, штормовые волны все же воздействуют на водорослевые постройки. Под влиянием волн и отливных течений одни из них приобретают гладкую и приплюснутую форму (нижняя часть приливной зоны), другие становятся похожими на столбы, выступающие из воды во время отлива. Эти образования, напоминающие рифы, затрудняют высадку с лодок на берег. В верхней, редко заливаемой части береговой зоны распространены бугорчатые подушки со следами явной деградации. Как считают многие исследователи, в лагуне Шарк воспроизведены условия, существовавшие 1–1,5 млрд лет назад (т. е. в докембрии) на нашей планете. От этих эпох остались мощные комплексы строматолитов — известняков водорослевого происхождения, по форме и внутренней структуре аналогичных современным водорослевым постройкам.

Многие из древнейших разновидностей известняков были погружены впоследствии на большие глубины в недра Земли. Здесь под воздействием высоких температур и давлений они превратились в мрамор — породу, в которой изначальные элементы полностью перекристаллизованы, а поровое пространство заполнено карбонатами поздней генерации. В мраморах можно видеть следы оползания или течения карбонатного вещества либо в период отложения на дне водоема, либо под влиянием огромных нагрузок в глубоких недрах. Эти текстуры придают отдельным кускам мрамора неповторимый, притягательный для глаз облик. Многообразные примеси, окрасившие первоначально белый или палевый известняк в различные тона кремового, коричневого, красного и других цветов, делают мрамор ценнейшим отделочным материалом. Недаром самые известные из памятников архитектуры, начиная с древнегреческого акрополя, строились из мрамора или по крайней мере отделывались мраморными плитами и колоннами. Одна из древнейших каменоломен, где добывали этот материал, была обнаружена на острове Мармора в Геллеспонте (Мраморное море). Отсюда и пошло название этого вида перекристаллизованных известняков.

Возникшие в конце докембрия (0,7–0,6 млн лет назад) многочисленные формы морской фауны и флоры вытеснили своих примитивных предшественников в периферийные экологические ниши — лагуны и заливы. Многие из новых организмов унаследовали от них способность связывать углекислый газ и кальций в минеральную соль. Это были багряные водоросли, литотамнии, кишечнополостные (губки) и конодонты. Другие животные — трилобиты стали строить панцирь из хитина. Известняки накапливались по всему миру, и особенно быстрыми темпами в раннем палеозое. Однако подлинная революция произошла после того, как появились колониальные формы мельчайших животных — предшественников современных кораллов. Они принялись строить настоящие города под водой, да еще в тех условиях, где не выдерживала самая крепкая порода. Действительно, только рифы, заселенные живыми кораллами, способны устоять под непрерывными ударами океанских волн, разрастаясь при этом в высоту и ширину. На безбрежных пространствах древних эпиконтинентальных морей и океанических шельфов распространились и одиночные морские организмы, защищенные карбонатными раковинами: брахиоподы, моллюски, морские лилии и ежы, мшанки. Наконец появились и свободно плавающие в воде организмы, использовавшие для построения скелета карбонат кальция: аммониты, фораминиферы, нанопланктон. Кальцит и арагонит стали формироваться по всему океану, исключая высокие широты и глубоководные зоны, где преобладали холодные воды. Остатки свободноплавающих организмов опускались на дно. Здесь органические составляющие полностью или частично разлагались, но оставались компоненты скелета, накапливавшиеся в виде осадка. В эпохи высокого стояния океанических вод, когда значительные площади суши оказывались под водой и поступление обломочного материала резко сокращалось, карбонатные отложения становились самыми распространенными в морях и океанах. Они формировались и в крупных озерных водоемах на суше.

Одной из эпох преимущественного карбонатонакопления была позднемеловая. Уровень океанических вод в то время поднялся на 150–200 м выше современного. Вследствие этого береговая линия резко отступила в глубь суши. Периферийные и часть центральных районов крупнейших платформ — Восточно-Европейской, Северо-Американской и Африканской — заняло море. Водосборные площади рек сократились; в результате в океан с суши перестали поступать огромные количества песка и тонкой взвеси. В толще воды распространились мельчайшие карбонатстроящие организмы — кокколитофориды. Из их остатков, опустившихся на дно, образовались тончайшие белые илы, которые затем, уплотнившись, превратились в мел. В поле электронного сканирующего микроскопа образцы мела предстают совершенно иными. Здесь можно увидеть различные структуры в виде щитов, шлемов, колес, спиралек и т. д. Мел — это гигантское кладбище нанопланктона, формировавшееся миллионы лет. Название этой породы было присвоено и тому периоду, в котором она получила широкое распространение.

Не только мел, но и мергели, а также многие разновидности тонкозернистых известняков сложены мельчайшим детритом карбонатстроящих организмов. По характерным их остаткам легко установить время образования карбонатных отложений и возраст всей толщи пород. Именно в известняках палеонтологи нашли и определили большую часть ископаемых моллюсков, кораллов, мшанок и др., обнаружили древние карбонатные банки и отмели, огромные рифовые массивы. В частности, выяснилось, что рифовые острова и атоллы протягивались в раннепермское время и в позднем карбоне вдоль восточного края Русской плиты, от Тимана до Башкирии и далее на юг, в Прикаспийскую впадину, т. е. как современный Большой Барьерный риф Австралии. Последний возник у края шельфа в Коралловом море и состоит из тысяч островков и рифов кораллового происхождения, вытянутых с севера на юг на расстояние более 2000 км. Еще больший по протяженности барьерный риф позднеюрско-раннемелового возраста распадается на отдельные кольцевые комплексы шириной 150–200 км. Он выявлен с помощью геофизических методов и бурения под шельфом и континентальным склоном атлантической окраины Северной Америки, от Ньюфаундленда до Багамской банки и далее по северному контуру Мексиканского залива до полуострова Юкатан. Здесь при бурении на глубине нескольких тысяч метров в районе банки Кампече были открыты гигантские месторождения нефти. Залежи находятся в высокопористых рифовых известняках. Высота некоторых из них превышает 1000 м.

Крупные месторождения нефти, приуроченные к древним погребенным рифовым массивам, были обнаружены во многих районах мира. Однако пальма первенства в этом отношении принадлежит Персидскому заливу, где в рифах, да и вообще в известняках, сосредоточены огромные запасы углеводородного сырья (около 21 млрд т нефти и 11,5 трлн м3 газа).

Значение карбонатных пород, известняков и доломитов как коллекторов нефти и газа очень велико. Во многих крупных нефтегазоносных бассейнах в них заключено более половины запасов углеводородов. Объясняется это хорошими емкостными возможностями благодаря большому количеству пор или каверн, унаследованных от первичной структуры рифа или возникших при выщелачивании карбоната кальция во время погружения в осадочные бассейны.

Карбонат кальция обладает повышенной растворимостью в холодных водах. Поэтому организмы, строящие из него скелет или раковины, слабо распространены в Высоких широтах и не живут в глубоководных зонах океана, где температура воды не превышает 4–8 °C. Более того, карбонатные раковины и различные минеральные компоненты карбонатного планктона, обитающего в поверхностном водном слое морей и океанов, опускаясь после отмирания на дно, постепенно растворяются. Существует так называемая критическая глубина карбонатонакопления, т. е. тот уровень, ниже которого не способны проникнуть остатки карбонатного планктона, так как по пути на дно они должны полностью раствориться. В современную эпоху она соответствует в океане 4500 м. В другие геологические эпохи этот условный уровень поднимался или опускался. Скелетные остатки из арагонита растворяются быстрее, чем кальцитовые раковинки. Поэтому критическая глубина растворения арагонита на 800-1000 м выше приведенного выше значения.

Таким образом, абиссальные котловины и желоба в океане с глубинами более 4500 м лишены карбонатных осадков. Зонами развития последних являются районы континентальных окраин (шельф — континентальный склон — подножие) и области срединно-океанических поднятий. Многие подводные горы, представляющие собой потухшие щитовые вулканы, также перекрыты шапкой карбонатных отложений мощностью от нескольких сот до полутора тысяч метров. Среди них много древних атоллов, погрузившихся в морские пучины.

Не все карбонатные породы можно отнести к разряду биогенных, т. е. сложенных остатками организмов. Встречаются и хемогенные известняки, например оолитовые породы. Как и песчаники, они сложены зернами примерно одинаковой величины (от 0,2–0,5 до 1–2 мм), между которыми в порах располагается тонкоотмученный карбонат кальция, играющий роль цемента. Строение зерен необычно. Они представляют собой шарики или сфероиды с ядром и рядом концентрических оболочек вокруг него. В качестве ядра могут выступать мелкие зерна кварца или других минералов, комочки глинистого вещества, обломки раковин или другие форменные элементы. Оболочки сложены карбонатом кальция и часто имеют радиально-лучистое строение: отдельные кристаллы образуют игольчатой формы сростки, ориентированные поперек самой оболочки, от центра зерна к его поверхности. В шлифах на срезе в скрещенных николях оолиты напоминают глаз с хрусталиком посредине.

Оолиты образуются в затишных участках лагун и заливов на мелководье, там, где воды пересыщены карбонатом кальция. Такие условия обычно складываются у побережий тропических и субтропических стран, где невелик вынос с суши обломочного материала. Песчинки или комочки глины под действием небольших волн или приливно-отливных течений перемещаются по дну, становясь в условиях избыточного испарения воды центрами кристаллизации карбоната кальция. Оболочки нарастают одна за другой, до тех пор пока оолитовое зерно не оказывается слишком тяжелым и перестает перекатываться по дну. Оолиты образуются в настоящее время в лагуне за островом Андрос (Багамские острова), в одной из неактивных лопастей дельты реки Ориноко, в других местах. В прошлом этот процесс был распространен шире Оолитовые известняки известны на Кавказе и в Крыму, описаны на Копетдаге и на востоке Русской плиты, во многих других районах.

Арагонитовые корки хемогенного происхождения покрывают базальты ложа и выступы коренных пород в глубоководных впадинах Красного моря. Это стяжения желтовато-коричневого цвета с бугорчатой поверхностью. В поле электронного сканирующего микроскопа видны сростки игольчатых кристаллов арагонита, направленные в одну сторону. Формирование подобных корок в Красном море, видимо, связано с наличием рассолов в глубоководных его впадинах. Впрочем, хемогенная садка карбонатов происходит и на побережье этого моря в небольших рассольных ямах и пересыхающих соляных озерах, заполняемых морской водой в периоды нагонных ветров. После испарения значительной части воды на дно выпадают карбонатные минералы — доломит и арагонит.

Доломит часто развивается по кальциту при погружении известняков в недра. При этом возникают вторичные пустоты.