Что такое минерал

Теперь, когда мы так тесно и по–дружески познакомились с различными камнями – драгоценными, полудрагоценными, поделочными и другими представителями царства минералов, давайте определимся, что же такое минерал. Еще в IV веке до нашей эры древнегреческий философ и натуралист Аристотель делил природу на три царства. Первое – царство животных, второе – царство растений, а третье – царство минералов. В него входила вся неживая природа, и, стало быть, к минералам философ относил всё, что не было животным или растением. Но так ли это?

Что такое минерал? Возьмите кусок любой горной породы, и вы заметите, что она состоит из множества зернышек. Одни из них очень похожи друг на друга, но есть и совершенно разные. Например, в куске гранита мы можем увидеть то сероватые просвечивающие зерна кварца, то красные или серые зерна полевого шпата, а то вдруг блеснут пластинки или чешуйки слюды. Это – минералы. В одних породах они видны сразу, невооруженным глазом, а в других настолько мелкие, что их можно разглядеть лишь под микроскопом.

Бывает, что в горной породе находят не маленькие невзрачные зернышки минералов, а прекрасно образованные чудесные кристаллы, сростки и друзы. Но даже и самые мелкие невзрачные зернышки минералов тоже находятся в кристаллическом состоянии. То есть минералы – это твердые кристаллические тела, образованные природой, и образуются минералы в определенных условиях.

Древнегреческий философ Аристотель

Минералы состоят из химических элементов. Вспомните таблицу химических элементов Менделеева. В нее входит 92 элемента, из которых построена окружающая природа, в том числе и минералы. Причудливо сочетаясь в разных количествах, химические элементы, словно из мельчайших кирпичиков, строят удивительные постройки – минералы. Но это очень строгие, выстроенные по определенным законам здания, а не беспорядочные груды кирпичей. Например, кислород в двойном количестве с кремнием дает кварц. Хлор, сочетаясь с натрием, создает поваренную соль.

Как из одних и тех же кирпичей можно построить совершенно разное – дворец для принцессы, или домик для кума Тыквы, или храм, где славят Господа, так и один и тот же минерал может встречаться в различных видах. Хотя сами кирпичи при этом состоят из соединения одних и тех же элементов.

Сейчас наука насчитывает около 3.000 различных минералов. Правда, основных, наиболее часто встречаемых, намного меньше – около 300. Минералы, накапливаясь, образуют горные породы, например гранит.

Образование минералов – это очень сложный и таинственный процесс, который почти всегда происходит в недрах Земного шара. Этот растянутый на тысячелетия процесс связан с застыванием и кристаллизацией магмы. Застывая, она внедряется в толщу земной коры или изливается на поверхность Земли при извержении вулканов. Когда магма поднимается вверх, в ней начинается процесс кристаллизации минералов. Ведь в огненно–жидком расплаве магмы есть все известные нам химические элементы. Так образуются полевые шпаты, кварц, слюды, кристаллы турмалина и многие другие минералы.

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.

Гигантские кристаллы особенно любят вырастать в жилах, которые называются пегматитовыми. Эти гранитные жилы образовались из сильно нагретых расплавленных масс, в которых много пара, воды и разных газов. В книге «Занимательная минералогия» А.Е. Ферсман рассказывает, как в одной пегматитовой жиле нашли кристалл топаза весом более 30 килограммов. В этой пегматитовой жиле обнаружили огромную пустоту. Она была покрыта дымчатыми кварцами, желтыми полевыми шпатами, а среди черных кварцев лежали голубые замечательные кристаллы топазов.

К сожалению, очень часто уникальные творения природы, кристаллы–гиганты, попав в руки человека, превращаются в груду безделушек или промышленное сырье.

Например, гиганты–кристаллы бразильского амазонита были разбиты и использованы на изготовление статуэток и пепельниц. Гигантский кристалл голубого берилла, найденный в штате Минас–Жерайс, превратили в 36 тонн промышленного сырья.

Но есть кристаллы–гиганты, которым повезло больше. Они бережно хранятся, и ничто им не грозит. Они всегда вызывают лишь восторг и восхищение зрителей.

В Горном музее Санкт–Петербурга можно полюбоваться на кристалл драгоценного камня берилла. Чистый желто–зеленый цвет и вес в 2,5 килограмма дает право этому кристаллу лежать и красоваться на черной бархатной подушке.

Л в Академии минералогических наук в Москве хранится знаменитый изумруд – кристалл прекрасного зеленого цвета, весом в 2,226 килограмма. Нашли его на Сретенском прииске изумрудных копей (на Урале) в 1834 году. Директор фабрики так был очарован этим кристаллом, что не мог расстаться с ним. Он спрятал его, но не очень далеко, так как любил часто любоваться на чудесный гигантский изумруд. Тайное всегда становится явным. Внезапно нагрянули ревизоры и обнаружили у директора фабрики в личном хранении гигантский изумруд. Камень отняли, а директора посадили в тюрьму. Там этот человек, не выдержав разлуки со свободой и зеленым камнем, наложил на себя руки. А в столице кристалл–гигант изумруда снова затерялся – сначала он находился в кабинете князя Перовского, потом его перекупил для своей коллекции князь Кочубей. В 1905 году имение Кочубеев было разгромлено, а изумруд, покинув Россию, переехал в Вену. Через некоторое время русское правительство купило изумруд у австрийцев, и камень пополнил замечательную коллекцию музея Академии.

 

Советы юному коллекционеру минералов

Не хотите ли вы собрать свою коллекцию камней? Не будем говорить, что это уж совсем простое дело, но, если очень захотеть, с ним можно справиться. Конечно, небольшую коллекцию можно купить в магазине, но это совсем не то. Ведь интересно самому искать минералы и угадывать, что именно вы нашли. Охоту за минералами можно сравнить по радости от находки с «охотой» на грибы. Чтобы знать гриб «в лицо», а не набросать в корзину разных поганок, нужно почитать о них, внимательно изучить рисунки. И, разумеется, делается это дома, заранее. Не будешь же с книжкой по лесу ходить. Так и юный собиратель минералов. Полистайте книги по минералогии, посмотрите коллекции минералов в музее, у знакомых. Минералы так интересны, красивы, разнообразны, что изучать и запоминать их – одно удовольствие.

Очень важно хорошо изучить все, что известно о том месте, куда вы собрались за минералами. Знаменитый швейцарский путешественник и геолог де Соссюр говорил: «Хорошо путешествует тот, кто много знает и много размышляет». Если вы собрались странствовать по богатому минералами краю, подготовьтесь как следует. После серьезного «ученья» вам будет намного легче «в бою». Но, конечно, настоящий учитель по сбору коллекций – практика. Хорошо присоединиться к компании людей, которые имеют опыт в этом деле. Помогая им, вы и сами быстро обучитесь всему и совсем скоро сами будете наставниками новичков.

Если вы решили самостоятельно заняться сбором минералов, не забудьте взять с собой следующее. Специальный геологический молоток. Без него – все равно что без рук. Ведь куски горных пород иногда очень трудно разбиваются, а выбить из них нужный отдельный минерал без молотка просто невозможно. Молоток должен быть очень надежным, с крепкой рукояткой. При ударах крошиться, сминаться должен камень, а не ваш молоток. А еще возьмите с собой небольшой слесарный молоточек или зубило. Они нужны для того, чтобы выделить из породы какой–либо ценный кристаллик или образец.

А для того чтобы разбить большую каменную глыбу, нужна кувалда. Так что в вашем мешке с инструментами она обязательно должна найти свое место. Если каменная глыба не поддается кувалде и ни за что не разбивается, нужно сделать в ней трещину, а в трещину, как клин, забить зубило. И глыба сдастся. Камни поменьше можно расколоть молотком. Камень держат на левой ладони и короткими ударами молотка разбивают его. Чтобы придать найденному камню нужную форму, его держат на весу и отбивают наружные части легким молоточком.

А вот этот необходимейший инструмент вы можете не класть в рюкзак, а просто повесить его на шею на верёвочке, как ключ. Речь идет о лупе. С помощью семидесятикратной лупы можно разглядеть самые мелкие минералы, формы кристалликов и понять, что же за представитель минерального царства перед вами.

Возьмите бумагу, можно даже газетную, в которую вы заботливо будете заворачивать образцы. Каждый образец должен лежать в своей упаковке, даже самый маленький. Упаковывать нужно в два–три слоя бумаги. Особенно хрупкие и нежные веточки кристаллов заверните в тонкую папиросную бумагу, а потом укройте ватой. На первый слой бумаги, в которую завернут образец, прикладывают этикетку с номером.

Обязательно возмите с собой рулетку, не сколько стеклянных баночек – для самых ценных и нежных кристалликов, зерен минералов – и нож. Но, конечно, как сказал путешественник по Китаю Ф. Рихтгофен, «из всех инструментов, которые должны быть в руках исследователя, самый важный – это глаз».

Внимательно наблюдайте и побольше записывайте в свою записную книжку. Много или мало встречается минерала в этом месте, в какой он находится породе, выломал ли ты его из скалы или взял из осыпи. Все это можно записывать под тем же номером, которым означен собранный минерал на этикетке. Четко обозначайте место нахождения образца, чтобы легко было найти его в другой раз. Можно даже начертить что–то вроде карты, схематически изобразить те места, где были собраны образцы. И еще один совет: обязательно указывайте, взят образец непосредственно из самой горной породы или же из осыпи. Ведь если мы взяли камень из горной породы, значит в этом месте имеется коренное месторождение. А камень, подобранный из отвала, наноса или осыпи, скорее всего был перенесен сюда с более высоких склонов или занесен водой, ледником.

Когда после ряда экскурсий или путешествий у вас наберется довольно много минералов, можно составить из них коллекцию. Для этого сначала нужно точно определить название каждого камня, откуда он, когда найден, как называется и каким камням сродни. Теперь нужно построить для минералов дом – специальный шкаф с ящичками. Для особенно красивых камней сделайте витрину со ‘ стеклянными стенками. Каждый камень нужно положить в отдельную коробочку и к ней приложить этикетку со всеми его «паспортными данными». И помните, что страшный враг вашей коллекции – пыль. Она глубоко проникает во все извилины камня и очистить ее очень непросто.

Теперь вы можете пригласить своих друзей полюбоваться на ваши чудесные сияющие образцы и еще раз пережить счастливые минуты своего путешествия.