Баландин Р.К. Энциклопедия драгоценных камней и минералов
Подождите немного. Документ загружается.
210
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ И МИНЕРАЛОВ
растения и животные с самыми разнообразными «порядками» осей
симметрии, даже с бесконечной — для круглых организмов.
Тем, кто хотел бы поупражняться в поисках элементов сораз
мерности, можно предложить кубический кристалл. Подскажу: у
него есть центр симметрии, 6 осей второго порядка, 4 оси третьего
порядка, 3 оси четвертого порядка и 9 плоскостей симметрии.
Еще в XIX веке ученые доказали, что в кристаллах возможно
лишь 32 сочетания разных видов симметрии. Русский кристалло
граф Е.В. Федоров и немецкий — А. Шёнфлис одновременно дока
зали, что существуют всего 230 групп симметрии (их называют
федоровскими группами). Тем самым было завершено создание
геометрической кристаллографии.
Однако жизнь реальных кристаллов, как выяснилось, нельзя
описать на языке геометрии или вообще математики.
СГУСТОК ИНФОРМАЦИИ
Идеальные кристаллические формы существуют только в на
шем воображении. Они помогают понять некоторые главные осо
бенности кристаллов.
Природный кристалл похож на определенную геометрическую
фигуру примерно так же, как человек на манекен. У настоящего
минерала существуют и внешние, и внутренние особенности, кото
рые никак не подчиняются четким простым законам геометрии.
Дело в том, что как бы аккуратно ни были уложены атомы и
молекулы в первоначальной «затравке» растущего кристалла, очень
многое зависит от окружающей среды. Только если внутренняя строй
ность (симметрия) кристалла соответствует внешней стройности
(симметрии) окружающей среды, возникнет более или менее иде
альная кристаллическая форма. Но разве могут быть в природе так
же идеальные условия? (рис. 25).
Кроме того, как выяснилось, кристалл со временем меняет свое
строение, свой внешний вид. И этим он тоже подобен живому орга
низму. Вначале он, во время роста, обретает все новые грани, и в
ЧАСТЬ II. ПОЭЗИЯ И ПРОЗА КАМНЯ
211
Рис. 25. Формы некоторых минералов («скелетные»), выросших при недостатке
питания: 1 — галит, 2 — алмаз, 3 — кварц, 4 — сера
этой своей многогранности достигает периода зрелости. Но когда
приходит пора «старения», форма кристалла упрощается, число гра
ней уменьшается.
Выходит, законы развития, эволюции распространяются даже
на форму кристаллов! Всего полвека назад ученые об этом и не
подозревали. А теперь возникло новое научное направление — эво
люционная кристаллография. Уже удалось практически использо
вать некоторые его открытия. Так, если близ земной поверхности
обнаружены кристаллы в «зрелом возрасте», то глубже следует ожи
дать более богатые залежи. А если «молоденькие» кристаллы нахо
дятся на поверхности, то надежд на перспективное месторождение
полезного ископаемого очень мало (рис. 26).
...Современная техника позволяет записать на крохотной таб
личке целую книгу или многотомник. Возможно, в скором времени
удастся создавать кристаллы, в которых молекулы будут уложены
212
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ И МИНЕРАЛОВ
Рис. 26. «Геометрический отбор» кристаллов: получают преимущество те,
которые быстрее растут, активнее «питаются»
определенным образом, подобно буквам в словах. Такой «магиче
ский кристалл» сможет заменить целую библиотеку...
Впрочем, вспомним, что и человек «кристаллизуется» из одной
первоначальной молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кисло
ты). Она необычайно сложна — это длиннейшая гирлянда молекул. В
ней «записаны» главные признаки, все врожденные особенности
данного человека. Это тоже «магический кристалл», заменяющий
целую библиотеку: ведь в описание включены не только внешние
признаки, но и внутренние, даже предрасположенность к тем или
иным заболеваниям и примерная продолжительность жизни.
Продолжая фантазировать, предположим, что весь этот набор
признаков любого конкретного человека в будущем удастся про
честь в молекуле ДНК и передать в кристалл. А может быть, такой
кристалл будет мыслить, сознавать самого себя, подобно живому
человеку? И не станет ли таким образом достижимым телесное бес
смертие, раз уж вместо тела будет кристалл?
...Нет, все-таки бессмертие мысли, заключенной в вечную
кристаллическую решетку, не очень-то воодушевляет. Это похоже на
вечное пожизненное заключение. Даже если подобный эксперимент
будет возможен, вряд ли на него согласятся многие. Хотя предполо
жим другой вариант: обратная передача признаков человека из крис
талла в живую клетку, в молекулу ДНК. Затем из этой «затравки»
кристаллизуется человек с заранее заданными свойствами (рис. 27).
Для фантастов кристаллы — благодатная тема. Ведь в кристалле,
помимо всего прочего, существуют электрические токи, имеются
ЧАСТЬ II. ПОЭЗИЯ И ПРОЗА КАМНЯ
213
электромагнитные поля. Почему бы не предположить, что имеется
некая «душа кристалла»?
Но вернемся к научной действительности. Доказать существова
ние души или сознания кристалла невозможно. Однако совершенно
бесспорно, что любой кристалл — это сгусток геологических сведе
ний, самой разнообразной информации. И задача минералогов, кри
сталлографов, петрографов и других исследователей каменного цар
ства — «прочесть» те сведения, которые содержат минералы или их
сообщества.
В ГЕОПАРКЕ
У каждого кристалла — а их миллионы — свои неповторимые
черты. Одни грани хорошо выражены, другие едва заметны; ребра
прямые и изогнутые; на гранях тончайшие штришки, «наросты»,
выбоинки, пирамидки (под микроскопом заметны спиральные кон
струкции, линии роста или разрушения).
В прозрачных кристаллах порой, словно призраки, просвечива
ют другие кристаллические формы, встречаются темные или блес
тящие включения, пузырьки газов или жидкостей. У некоторых
214
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ И МИНЕРАЛОВ
камней кристаллы выстраиваются в ряды и даже образуют какие-то
таинственные знаки, подобные древним письменам... А еще кроме
камней земных есть камни небесные — метеориты — со своими стран
ными узорами, вкраплениями. О чем они говорят? О каких тайнах
иных планет и миров могут рассказать?
Чтобы прочесть каменные письмена природы, недостаточно
знать «азбуку» кристаллографии. Нужно выяснять, каким образом
ч по какой причине тот или иной кристаллик отклонился от иде
альной геометрической формы? Из чего он состоит — в главных
компонентах и в тончайших примесях, в основной массе и вклю
чениях? Почему узоры дендритов похожи на морозные узоры на
стеклах? Почему и как выросла каменная колонна или образова
лись корочки, налеты, натеки минералов? Каким образом срос
лись кристаллы в друзы или щетки? Чем вызваны великолепные
рисунки агата?
В кристалле может быть замурована капля давным-давно высох
шего моря или пузырек воздуха от атмосферы, существовавшей
многие миллионы лет назад.'Это в тех случаях, когда кристалл рос
на земной поверхности, в пещере, в море. Но многие из них при
шли к нам из глубоких недр планеты, после долгого «созревания» в
трещинах и порах, кристаллизации из раскаленной магмы.
Вулканы извергают на земную поверхность расплавленные мас
сы. Кристаллы и корки серы, нашатыря, борной кислоты и некото
рых других веществ рождаются при охлаждении газов в кратерах
вулканов и в газовых струях.
Со временем с некоторыми минералами происходят чудесные
превращения: мелкие кристаллики становятся крупными; порой
аморфная масса вулканического стекла — твердая жидкость — обре
тает кристаллическое строение.
Все особенности рождения, роста и жизни кристалла отражены
в его строении, облике, составе, в его взаимодействиях с соседями.
Об этом взаимодействии надо сказать особо. Если внимательно
рассмотреть обломок горной породы, состоящей из нескольких ми
нералов — темный вулканический базальт, глубинный гранит, ка
менную соль, — то можно заметить, что есть «нахальные» кристал
ЧАСТЬ II ПОЭЗИЯ И ПРОЗА КАМНЯ
215
лы, наиболее крупные и хорошо ограненные, а есть «угнетенные»,
мелкие, сжатые и стиснутые соседями.
Подобные взаимоотношения складываются в зависимости от
условий кристаллизации — прежде всего, изменений температуры и
давления. Те вещества, которые кристаллизуются раньше, при еще
высоких температурах и давлениях (в период остывания подземных
расплавов, магмы), получают преимущество. Они имеют возмож
ность свободного роста. Остальным приходится расти в тесноте, «ра
сталкивая» соседей. Нечто подобное происходит при быстром засты
вании вулканической лавы: отдельные кристаллы успевают быстро
вырасти; остальные, «сгрудившиеся» в общую массу, остаются мел
кими, а то и микроскопическими.
Кристалл содержит информацию об условиях, в которых он
рос и жил, о своих каменных «родственниках», «друзьях» и
«врагах», о природной обстановке древнейших времен и глубо
ких недр земли. К сожалению, «прочитать» эту информацию
можно только приблизительно, причем применив сразу несколько
методов.
По цвету некоторых минералов можно судить о температуре кри
сталлизации. Например, светло-серый кварц обычно (хотя и не все
гда) возникает при температуре выше 600°, розовый — при 500°, а
серый прозрачный — при 400°. Выше 600° кристаллизуется темная
слюда биотит, а в более «прохладных» условиях — светлая слюда
мусковит, причем она с понижением температуры меняет цвет от
бордоватого и красноватого до бесцветного, а затем до светло-зеле-
ного.
Неплохим геологическим термометром может служить турмалин.
Рожденный при высоких температурах — черного цвета; при более
низких (ниже 600°) имеет синеватый, зеленый, бурый, желтый,
розовый цвет, а ниже 500° — бесцветный. Правда, на цвет турмали
на влияют химические примеси: железо окрашивает его в темные
тона, Подобный результат может получиться и при повышении дав
ления (при той же температуре). Следует добавить и температуру
выделения минерала на олово касситерита: от 500° до 400°. Это
значит, одновременно с ним рождались разноцветный турмалин,
216
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ И МИНЕРАЛОВ
серый прозрачный кварц, бесцветный и зеленый мусковит, бес
цветный берилл.
Эти данные были получены при изучении одного месторожде
ния в Средней Азии. В результате выяснилось, вместе с какими
разновидностями минералов залегает руда, где ее можно обнару
жить.
Среди минералов есть и такие, по которым можно изме
рить температуру древних морей. Для этого используются ис
копаемые раковины, содержащие известь. Определяются соот
ношения изотопов кислорода с атомным весом 16 и 18 (то есть
в 16 и 18 раз тяжелее атома самого легкого элемента № 1 —
водорода).
Изотопы — это разновидности химического элемента. В их атом
ном ядре кроме положительно заряженных протонов есть еще и
нейтральные нейтроны, утяжеляющие атом, но не меняющие его
заряда. Например, у водорода ядро состоит из одного протона (от
сюда и № 1). А если к нему добавляется нейтрон, то получается
тяжелый изотоп дейтерий с атомным весом 2 (соединяясь с водоро
дом, он образует тяжелую воду, губительную для живых организ
мов).
Морские животные на строительство своих раковин и вообще
для жизнедеятельности употребляют преимущественно легкий изо
топ кислорода-16. Его количество зависит от температуры воды. Если
она падает на один градус, содержание данного изотопа уменьшает
ся на две сотых процента.
Отмершие раковины накапливаются на морском дне и могут
сохраняться в осадочных слоях многие миллионы лет. На месте быв
шего моря за этот срок взгромоздятся горы и поднимутся холмы. Но
кристаллы, слагающие окаменевшую раковину, будут хранить «изо
топную память» о температуре древнего моря. Правда, и в этом
случае точные данные получить трудно, потому что на соотношение
изотопов кислорода влияют, помимо температуры, соленость и дав
ление воды.
Минералы, содержащие радиоактивные химические элементы,
нередко служат превосходными геологическими часами.
ЧАСТЬ II ПОЭЗИЯ И ПРОЗА КАМНЯ
217
У радиоактивных элементов (изотопов) ядра неустойчивы. Они
распадаются вне зависимости от внешних условий и с постоянной
скоростью. У каждого элемента (изотопа) скорость распада вполне
определенная. О ней судят по периоду полураспада, то есть по
тому, за какой срок распадается половина всех атомов данного
элемента.
Период полураспада калия-40 (цифра показывает атомный вес)
11 миллиардолетий, урана-235—713 миллионолетий, углерода-14—
5,6 тысячелетий... Если продукты распада, например уран и гелий,
сохраняются в минерале, то по ним можно узнать его возраст. Надо
только точно определить количество радиоактивного вещества про
дуктов распада. Чем больше доля этих продуктов, тем дольше шел
распад. Так в песочных часах: чем больше просыпалось песка, тем
больше прошло времени. Зная период полураспада вещества, по из
вестным формулам нетрудно вычислить в годах продолжительность
существования радиоактивного минерала.
И в этом случае, к сожалению, возможны ошибки. Если про
дукты распада плохо сохранились в кристалле или добавлялись из
вне, то полученные цифры будут неверны. И еще. Вычисленный
возраст отмечает количество времени, которое прошло с момента
образования данного минерала. Сколько времени прошло до этого,
определить таким способом невозможно. Если минерал неоднократ
но расплавлялся, а затем вновь затвердевал, то радиоактивные часы
покажут время, прошедшее с момента последнего затвердения.
Нечто подобное относится и к песочным часам. Если из них
высыпаются или в них добавляются порции песка, то и показания
часов окажутся неверными. А счет времени по этим часам ведется
только после того, как их перевернут, и сосуд с песком окажется
вверху. Сколько раз до этого переворачивались песочные часы — не
имеет значения.
...О минералах, кристаллах рассказывать можно очень и очень
долго. Им посвящены сотни тысяч книг — и очень увлекательных и
чрезвычайно сложных, с замысловатыми формулами, схемами, таб
лицами, подробнейшими описаниями. Открытия новых минералов
теперь обычно делаются в минералогических музеях, при детальном
218
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ И МИНЕРАЛОВ
изучении коллекций; реже — в природных условиях или, как гово
рят геологи, в поле.
Существуют обширные списки минералов, справочники, опре
делители. Кое-что удается дополнить, исправить, уточнить с помо
щью новейших приборов и методов исследований. Но все-таки глав
ные загадки мира камней связаны прежде всего с жизнью и взаим
ными связями минералов, с их превращениями на земной поверх
ности и в земных недрах, с закономерностями образования место
рождений полезных ископаемых (эти закономерности изучает осо
бая область знаний).
У каждого геологического района, у каждого месторождения
свои особенности, своя судьба. Вот один из множества примеров.
Южнее залива Кара-Богаз находится полуостров Челекен.
Места эти необычные. Повсюду здесь бурлят, клокочат, кипят
источники, выбивающиеся из-под земли. Вода их горячая, и в хо
лодные дни окрестности окутываются клубами пара. Как будто ис
портилась отопительная система Земли.
По подсчетам ученых, гидротермы (горячие источники) Челе
кена ежегодно выносят на поверхность в растворенном виде 300—
350 т свинца, 50 т цинка, не менее 30 т меди и 20 т кадмия, 6—8 т
мышьяка. Особенно много они выносят бора (более 1000 т) и строн
ция (более 7000 т).
Для изучения геологического строения этого интересного райо
на были пробурены скважины. Сначала из них обильно фонтаниро
вали подземные воды. Однако через несколько месяцев потоки воды
стали заметно уменьшаться. В чем же дело?
Оказалось, в трубах образуются корочки и пробки самородного
свинца. За один-два года в скважине — подобной жерлу искусствен
ного вулканчика — может накопиться несколько тонн свинца. В других
скважинах и колодцах накапливаются кристаллы сфалерита — цин
ковой руды и пирита — железного колчедана.
Челекен — самое настоящее место рождения ценных минералов.
Обычно считается, что полезные ископаемые возникают глубоко в
недрах земли. А тут минералы рождаются на поверхности, прямо на
наших глазах. Наблюдая подобные процессы, можно понять, как
ЧАСТЬ II ПОЭЗИЯ И ПРОЗА КАМНЯ
219
образуются многие залежи полезных ископаемых в недоступных для
нас земных глубинах.
Кстати, в рекордной сверхглубокой Кольской скважине были
обнаружены рудоносные растворы. Оказывается, они циркулируют
в горных породах, на глубинах более 10—12 километров даже в тех
районах, где геологические процессы идут не очень активно.
Когда полезные ископаемые в виде растворов и рассолов сами
поднимаются к земной поверхности, обнаружить их не слишком
сложно. А ют для поисков залежей минеральных богатств в плотных
и мощных толщах горных пород применяются сложные методы
геологической разведки. Например, определяющие магнитность,
плотность, радиоактивность и некоторые другие физические свой
ства горных пород — то есть геологические. Или геохимические, с
помощью которых улавливаются ничтожные количества молекул и
атомов, рассеянных близ поверхности земли, а потом по этим дан
ным определяют существование геохимических аномалий, отклоне
ний от нормы, в земных недрах.
Много информации несут с собой подземные воды, которые
блуждают в пустотах, трещинах и порах каменной оболочки плане
ты. Короче говоря, искатели подземных сокровищ, геологи-развед
чики берут на вооружение новые достижения науки и техники.
А вот одно из последних открытий такого рода. Геофизики пос
ле долгих экспериментов обнаружили радиосигналы, испускаемые
различными рудными телами, которые залегают на разных глуби
нах. Оказывается, это подают сигналы минералы-полупроводники:
кварц, пирит (сернистое железо), галенит (сернистый свинец), сфа
лерит (сернистый цинк)...
Судя по всему, «голос» месторождений полезных ископаемых, а
точнее, минералов-полупроводников, возникает от изменений под
земного давления, мельчайших колебаний земной коры. Их можно
создавать искусственно с помощью взрывов, и тогда радиосигналы
из недр начинают звучать особенно отчетливо.
О том, что кристаллы-полупроводники при механическом воз
действии на них (скажем, на горный хрусталь) вырабатывают элек
тричество, известно давно. А вот использовать подобные электриче-