Здорик - Приоткрой малахитовую шкатулку
ПРЕДИСЛОВИЕ
Дима Яценко, школьник из Баку, попросил меня написать о простых камнях, которые мы всегда видим. Мне и самой давно хотелось сочинить такую книжку, которая помогла бы вам, ребята, узнавать камни в лицо.
Всякие и лежащие вдоль проезжей дороги или на стежке, пересекающей вспаханное поле, и перекатывающиеся, влажно поблескивая, в полосе прибоя на пляже, и сверкнувшие гранями кристаллов в трещине горной породы, а то и в старинной бабушкиной серьге.
Но как трудно порой выполнить несложные на первый взгляд просьбы! Простые камни...
Рассказать о них оказалось нелегко. Прежде всего среди камней, которые мы всегда видим, чаще, естественно, попадаются обломки горных пород, состоящих из нескольких минералов: именно из них строится одежда Земли ее твердая кора. Они слагают горные хребты, из них же состоит дно морей и океанов. На равнинах горные по роды, казалось бы, должны встречаться реже, в действительности и там они распространены не менее широко, но залегают под тонким чехлом почвы так, что сразу их и не заметишь, разве вдоль рек, по оврагам и балкам или, наоборот, на возвышенных местах, на маленьких скалистых выступах.
Именно горные породы, такие, например, как песчаники, сланцы, известняки, граниты, гнейсы, базальты, являются участниками, а впоследствии немыми свидетелями тех мощных геологических процессов, которые сформировали облик нашей планеты.
Но камень может быть и одним минералом, как кварц, полевой шпат, кальцит или каменная соль. Горные породы изучает и описывает петрография, а минералы минералогия.
В этой книге речь пойдет главным образом о минералах. Ведь прежде, чем пытаться постичь целое, всегда стоит как следует рассмотреть детали. Итак, минералы. Но какие именно?
Их больше двух тысяч. Ясно, что все минералы нам не охватить.
На каких же остановиться в первую очередь? Может быть, лучше начать с таких, которые уже немного известны вам, с породообразующих. С таких, например, как кварц и полевой шпат? Тогда процесс узнавания пойдет почти так же, как процесс кристаллизации: на маленьких островках вашего знания, как на кристаллических затравках, будет оседать новое знание. Эти островки станут расти, как кристаллы, требуя все новой пкщи.
И это будет прекрасно... И бесконечно. Но с первых же шагов вас ждут сюрпризы.
Вы увидите, что, каким бы простым и скромным ни казался камень на первый взгляд, стоит поглядеть на него чуточку подольше, попристальнее и тут же происходит неожиданное: магическим путем, точь-в-точь как в старинной сказке о Золушке тыква превращается временами в золоченую карету, полевой шпат оборачивается лунным или солнечным камнем, а кварц раскрывает затаенные в нем таланты аметиста и хрусталя, золотистого цитрина и черного мориона...
А если подойти к едва обозримому миру минералов как бы с обратной стороны: взглянуть внимательно на самые непростые, на такие драгоценные камни, которые хотя бы по названию тоже известны всем, рубины, сапфиры, изумруды, гранаты, топазы? Здесь сразу же выясняется одно небезынтересное обстоятельство. Буквально все драгоценные камни, кроме разве одного алмаза, имеют самых кровных родственников среди простых породо- и рудообразующих минералов. Рубины и сапфиры это яркие, чистые, прозрачные, а потому и драгоценные корунды. А корундовые породы могут слагать, как известно, целые массивы.
Изумруды и аквамарины разновидности довольно распространенного минерала берилла важной руды металла бериллия. Такими же породообразующими, т. е. слагающими не меньше 10 15% горной породы, нередко бывают и известные нам как драгоценные камни гранаты и топазы.
Видимо, минералы нельзя делить на простые и благородные, хорошие задатки есть почти у всех. А дальше все зависит от условий роста и питания, а иногда и воспитания.
Во всяком случае сейчас минералоги тратят немало усилий и нередко достигают успехов в деле облагораживания камня, улучшения таких его свойств, как окраска и прозрачность.
Вот и получается: начнешь с самых простых приходишь к непростым. Начнешь с самых редкостных, а они оборачиваются простыми и давно знакомыми. В результате книга сложилась о разных, но более или менее известных минералах: распространенных породообразующих или более редких акцессорных.
Каждый из них по-своему прекрасен, по-своему сложен и по-своему прост и всегда необходим нам.
С некоторыми, например с кварцем или с нефритом, знакомство человека началось с использования прекрасных технических качеств камня, а их красота открылась потом. Другие такие, как рубины, гранаты, сапфиры, сначала приворожили наших предков магией цвета. Лишь столетия спустя выяснилось, что причиной внешнего совершенства этих самоцветов является их идеальная атомная кристаллическая структура.
И тогда именно воспроизводство структуры подобных соединений синтез привел к созданию рубиновых лазеров, сапфировых профилированных монокристаллов: трубок, лент, тонких нитей для микроэлектроники, оптики, квантовой электроники и даже городского освещения, и тончайших гранатовых пленок, которые используются в микронных цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) для емкой памяти электронных умов. Выходит, не только живые организмы способны поставлять технике ценные идеи, но и минералы.
Не беда, что о большинстве минералов и вовсе не рассказано здесь. Ведь мы с вами лишь слегка приоткроем малахитовую шкатулку земных недр.
Главы о минералах расположены в книге так, чтобы лучше запомниться вам, в том же порядке, что и чистые звонкие цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. При этом обнаружилась еще одна трудность. Нередко широко известная разновидность какого-либо минерала имеет один цвет, а другие, более редкие представители той же минеральной группы окрашены совсем в другие цвета. Например, темно-красные гранаты пользуются давней славой, но не все знают о том, что есть желтые и зеленые, черные и даже белые гранаты.
Разрывать эти естественные минеральные группы нельзя, и, хотя общий порядок описания зависит от известных лидеров, задающих тон в радуге самоцветов, внутри каждой группы описаны и все остальные ее представители. После минералов всех цветов радуги помещен гсварц белый, черный и все цветные его разновидности, а также все скрытокристаллические разновидности кремнезема: агаты, халцедоны, кремень и, в завершение, переливчатые самоцветы, такие, где в одном камне вмещается вся радуга, иризирующие полевые шпаты, открывающие главу об этих минералах.
Но интересно не только узнать, как выглядит минерал, но и понять, почему он такой, а не другой, как и где он возник, что определяет его свойства, где и каким образом эти свойства могут быть использованы в технике, искусстве или других сферах нашей жизни. Словом, возникают те самые пять тысяч где, семь тысяч как, сто тысяч почему. И если что-либо я не могла выяснить сама или найти в специальных книгах, приходилось спрашивать самых разных специалистов: минералогов и геологов, физиков и инженеров.
И мне всегда отвечали охотно, подробно, увлекательно. Почему агаты такие полосатые, объяснил минералог Л. М. Лебедев; об устройстве лазера физик И. В. Че-ремискин; где применяется кварц и кварцевое стекло геолог В. В. Менчинский; что обусловило горный рельеф кристаллов украинских топазов профессор кристаллографии И. И. Шафрановский.
Стоит ли собирать минералы, а если да, то почему, рассказал увлеченный коллекционер инженер-электротехник Б. 3. Кантор. В книге о камнях не избежать специальных терминов. Объяснение многих из них дано в конце книге, в словарике, составленном Н. Б. Здорик. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать, говорит народная мудрость.
Полностью согласны с этим автор и фотограф М. В. Мезенцев, сфотографировавший каждый из минералов нашей малахитовой шкатулки в одном из лучших минералогических музеев страны музее Горного института в Ленинграде с разрешения его директора В. Д. Коломенского и одного из создателей музея профессора Д. П. Григорьева.
Т. Здорик
ВВЕДЕНИЕ
Нехотя, словно спросонья, повернулись, шумно вздохнули и завертелись все быстрее, все громче вертолетные винты, резко взметнулся и пронесся к лесу вихрь пыли пополам с сухими листьями, травой и песком, задрожали упругие кустики полярной березки ерника, и наш верный МИ-4, любимый вертолет геологов, тяжело оторвался, завис над маленьким грунтовым аэродромом, задумался на секунду и, качнувшись, взял курс
на безвестное таежное озерко.
Отсюда, сверху, привычная якутская тайга смотрится совсем иначе: круглятся звериными спинками сопки, зигзагами разбегаются, сливаясь в затейливый узор, долины ручьев и речек, словно кружевные фестоны, вьются мелкие ажурные кружочки то нежно-зеленые весенние кроны лиственниц, то густая темная зелень кедрача, то молочно-зеленые ладошки полянок, покрытых ягелем. Где-то мы уже видели это кружение линий, этот разлив разных зеленых полос, пятен, штрихов.
Ну, конечно же, малахитовая шкатулка. Только увеличенная в миллион раз.
Как часто у вечернего костра обсуждались смелые гипотезы студентов-геологов: как бы приподнять гигантскую крышку этой таежной шкатулки и разом окинуть взглядом пласты горных пород и таящиеся в них драгоценные залежи руд! Но какой уж там разом! Долгие годы геологи-съемщики исхаживают, изгляды-вают километр за километром все скальные выходы, щебенку вдоль ручьев, не обходя ни вывороченные пни, ни высыпки возле звериных нор. Все места, где встретились коренные выходы, тщательно наносят на топографическую карту: какие именно породы, как они наклонены под каким углом и в какую сторону.
Только тогда можно представить, как в целом залегают в данном участке земной коры пласты различных горных пород. Это не так-то просто ведь пласты нередко сдвинуты, смяты в складки, подчас разорваны в местах колоссальных напряжений земной коры, возникающих при образовании гор. Такие места самое интересное для геологов: по приоткрытым трещинам, по слабым от растяжения зонам могли проникнуть из глубины недр языки магматического расплава, горячие растворы, несущие металлы.
Именно в подобных зонах могут возникнуть рудные тела с вкрапленностью нужного нам минерала. Потому-то поиск руды чаще всего и начинается с геологической карты...
На географической карте мира уже почти не осталось белых пятен. Геологам повезло больше на геологической карте еще долго придется наносить пласты и массивы пород, линии их разрывов, точки новых месторождений.
И возможно, где-то есть ваша никем еще не проложенная тропа и где-то таится под зеленой крышей малахитовой тайги ваш самоцветный клад! Хотя крышка эта открывается не сразу.
То ли дело наша шкатулка маленькая зеленая книжка: нам под силу открыть ее сразу и достать из нее все самое-самое:
самые красные камни яхонт, гранат, шпинель;
самые оранжевые гиацинт и крокоит;
самые красивые из желтых, зеленых, голубых минералы группы берилла: желтый гелиодор, яблочнозеленый берилл, яркий, как майская трава, изумруд, голубой аквамарин;
и отдельно топаз голубой, золотистый и розовый;
самые синие сапфир, лазурит и азурит;
самый фиолетовый, фиолетовый до черноты флюорит.
Словом, будем действовать согласно старинному способу запоминания цветов спектра, прямо по известной с детства фразе: Каждый охотник желает знать, где сидит фазан красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. И пусть малахитовая шкатулка раскроет нам всю радугу самоцветов.
 |
Вот ты охотник,
И ты на тропе,
Шире открой глаза.
Самая лучшая из охот Охота постичь наш мир:
Чем красен рубин,
Чем зелен берилл,
И чем синеет сапфир?
Как попала, где и когда В аквамарин морская вода? Кто, зачем и давно ли налил Во флюорит лиловых чернил? У каждого камня Свой личный цвет,
Свой особенный нрав И свой букет особых примет Вот и вся игра!
ОЧИ ЯХОНТОМ ГОРЕЛИ...
(МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ КОРУНДА)
Наиболее ценимый яхонт гранатового цвета весом в один мискаль1 стоил тысячу динаров, пурпурного цвета стоил пятьсот динаров, а мясного цвета только сто динаров.
Ал-Бируни, XI в.
Все вы читали сказку П.Ершова о Коньке-горбунке. Помните, как автор описывает волшебных коней, подаренных Иванушке:
Кони ржали и храпели, Очи яхонтом горели, В мелки кольца завитой Хвост струился золотой, И алмазные копыта Крупным жемчугом обиты...
А дальше легкий стих сказки повествует о том, как братья Иванушки Данила и Гаврила так на них (на коней) смотрели, что чуть-чуть не окривели. И нам ясно видятся эти нарядные, чудные кони и особенно в черном прямоугольнике дверей балагана ярый и алый конский глаз, горящий яхонтом.
Ясно, что яхонт драгоценный камень. Но какой?
Великий ученый-энциклопедист ал-Бируни, живший в Хорезме2 в XI в., начинает его описание торжественно: Яхонт первый среди драгоценных камней, наиболее красивый и дорогой. Детально и скрупулезно перечисляет ал-Бируни оттенки цвета яхонтов.
Не знаешь, чему больше восхищаться острому глазу ученого или точному слову поэта. Послушайте только: высшие сорта яхонта гранатовый3 и шафранный оттенка тычинок цветов шафрана.
Потом пурпурный, багряный, фиалковый; яхонт цвета тлеющих углей и цвета раскаленного уголька, цвета пламени свечи, цвета мяса и цвета гранатового дерева и, наконец, розовый.
Рассказ Бируни о методе оценки одного из самых дорогих яхонтов, когда-либо встречавшихся в странах Востока, звучит как одна из сказок Шехерезады4.
Легендарный любитель ювелирной минералогии Гарун-ар-Рашид послал своего лучшего оценщика ас-Саббаха к властителю Серендиба (арабское название Шри-Ланки) для покупки драгоценных камней. Там попался ему красный яхонт, подобных которому он не видел в казнохранилищах других царей...
Царь сказал: Знаешь ли ты другой, подобный этому? Клянусь Аллахом, нет, ответил он. Сможешь ли ты оценить его, ибо все бессильны сделать это?
Могу, сказал он. Царь усомнился и даже рассердился на самонадеянного ювелира.
Тогда ас-Саббах попросил принести покрывало, развернул его и велел четверым держать его за концы. Затем он изо всей силы бросил яхонт вверх, и когда он упал на покрывало, то сказал царю: Его цена равна тому количеству золота, которое нужно уложить от земли до места, куда полетел брошенный камень...
И царь, согласившись с такой оценкой, приказал наполнить его рот превосходными камнями, а затем одарил его почетной одеждой и отпустил после того, как ас-Саббах выполнил свое поручение.
Итак, яхонт самый красный и самый дорогой камень: самый красный среди дорогих и самый дорогой среди красных. Вы, наверное, уже догадались, что речь идет о рубине.
Этот самоцвет на Руси в старину и называли яхонтом.
 |
| Рубин из месторождения Могол (Бирма) |
Именно так называет его любимый ученик Аристотеля первый античный минералог Теофраст. То же значение имеет и его латинское название карбункул, которое остается за самоцветом и в средние века. С тех далеких времен сохранились легенды о том, что карбункул служил в качестве фонаря мифическим змиям и драконам, когда зрение их слабело от старости; для этого они постоянно держали этот чудесный камень между зубами и вынимали его только во время принятия пищи и питья. В толстых фолиантах академика А. Е. Ферсмана, любимых камнелюбеми, тоже говорится именно об этом свойстве яхонта упоминается, к примеру, золотая жаровня султана Ибрагима, жившего в XI в., полная таких блестящих красных углей (а на самом деле яхонтов), что их отблеск превосходил красноту огня.
Еще ярче разгорается пламя рубинов в фольклоре народов Востока. В пакистанской сказке О семи рубинах мы читаем: Достал он из кармана три рубина, положил их на блюдце на кусочек мягкой материи, и они засверкали как факелы.
Удивительно единодушно все, даже самые фантастические описания рубина, свидетельствуют об одном его удивительном свойстве: он не просто красный или алый, он пламенно-алый. Словно это не цвет, а кроваво-алый свет. В чем же причина такого явления?
Что здесь от драконов, а что от истинной природы минерала?
Чтобы попытаться разобраться, нам придется несколько углубиться в минералогию рубина. С точки зрения минералога, рубин это красная разновидность минерала корунда, распространенного природного соединения окиси алюминия (Аl2Oз).
Природа создала в кристаллической решетке корунда весьма совершенную конструкцию. Она строится из ионов алюминия и кислорода так, что ионы кислорода располагаются слой за слоем в плотнейшей гексагональной упаковке, как бильярдные шары в коробке, а между слоями кислорода в пустотах помещаются ионы алюминия, заполняющие две трети всех имеющихся пустот.
Это одна из самых совершенных и плотных структур минералов. И не случайно свойства чистого драгоценного корунда так близки свойствам алмаза. Хотя узоры заполнения пространства в кристалле корунда и алмаза отличаются, не говоря уж о том, что и сложены они совсем различными ионами, но структуры обоих минералов плотны, высокосимметричны и в результате оба минерала тверды (алмаз 10, корунд 9), бесцветны и ярко сверкают. Бесцветны?
Да, мы не оговорились, абсолютно чистый корунд, состоящий только из алюминия и кислорода, бесцветен. Называется такой бесцветный корунд лейкосапфир. На первый взгляд он похож на алмаз. Их нетрудно и спутать.
Каймой, сыпью лейкосапфиров нередко окружены в бирманских и сиамских изделиях более дорогие и эффектные камни. Но приглядитесь лейкосапфир блестит сильно, но не играет! А ведь у алмаза игра самое эффектное свойство: он дробит белый свет на ярчайшие спектрально-чистые искры, вспархивающие и веером рассыпающиеся вокруг граненой сердцевины. Это свойство алмаза связано с тем, что показатель его преломления резко различается для лучей видимого света с разной длиной волны.
Он разлагает белый луч подобно оптической призме на расходящиеся веером лучики всех цветов спектра. У корунда эта оптическая константа, называемая дисперсией показателей преломления, значительно ниже и составляет 0,018 (у алмаза 0,044).
А как же знаменитая окраска цвета пламени свечи? Она появляется тотчас, как только в решетку минерала на место части трехвалентных ионов алюминия встанет хром.
Хром превращает бесцветный корунд в рубин (хром по-гречески и означает цвет). Количество хрома в разных рубинах неодинаково. Лучшие рубины кроваво-красного цвета добывают в Бирме, в месторождении Могоу. Содержание Сг2Оз составляет в них около 2%, в красно-черных даже около 4%.
А бледно-розовые (женские6) рубины содержат только десятые доли процента окиси хрома. И вот тут мы подходим к секрету свечения рубинов: хром является в нем не только носителем цвета хромофором, но и носителем света люминофором. Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, всегда присутствующие и в солнечном и в электрическом свете, возбуждают ионы трехвалентного хрома, как бы заряжают их дополнительной энергией, и они начинают сами излучать видимый свет люминесцировать. Их красный цвет действительно светящийся.
Вот почему их так охотно использовали не только мифические драконы и змии, но и исторические коронованные особы.
Больше полусотни крупных рубинов пламенеют в чешской государственной реликвии золотой свято-вацлавской короне, в XIII в. перечеканенной из княжеского венца Святого Вацлава7. Это одна из самых старинных и красивых корон в Европе, хранится она в сокровищнице Пражского Града.
В те времена еще не умели гранить камней; рубины и сапфиры святовац-лавской короны округлы естественной округлостью морской гальки, их мягкие, неверные полусферы несут след водяных потоков, ветров и встречных камней. Золотых дел мастера лишь искусно разместили их среди золотых вырезных листьев короны так, что при любом повороте язычки пламени переливаются, отражаясь в блестящем металле.
Разглядывая в золотой кладовой Московского Кремля торжественные регалии русских царей, легко сбиться со счета: скипетр украшают 268 алмазов, 96 яхонтов, 15 изумрудов, а державу золотой шар, символ империи
123 яхонта, 58 алмазов, 33 изумруда. На знаменитой шапке Мономаха сияет всего дюжина крупных камней, но каких!
Уникальные по величине четыре красных яхонта, четыре лала и четыре изумруда.
Что же касается сокровищ восточных владык, то сведения о них, почерпнутые из рассказов современников
торговцев драгоценностями, представляются фантастическими. Например, рукоятка ножа из целого кристалла рубина!
Какова же масса такой вещи? Рассказывают, что у царя Сарандиба подобная рубиновая рукоять достигала 55 мискалей, т. е. почти 250 г.
На мировом рынке в настоящее время двухкарат-ный8 рубин стоит в два раза больше, чем равновеликий алмаз. С возрастанием величины расхождение цены еще резче.
Особенно поднялся в цене этот камень в бурные и деятельные века эпохи Возрождения. Он был любимым самоцветом великолепного итальянского ювелира и скучьптора Бенвенутто Челлини и московского царя Ивана Грозного. Вот рубин, говорил царь, показывая свои сокровища английскому послу Горсею, он врачует сердце, мозг и память человека.
Среди наиболее драгоценных сокровищ, принадлежавших европейским монархам в XVII XVIII вв., на первом месте стоят рубины. С куриное яйцо был рубин Рудольфа II, австровенгерского монарха, с голубиное рубин Екатерины II, подарок шведского короля Густава.
Но вот перед нами другой самоцвет сапфир, сафир, как называли его арабы и сирийцы. Наиболее дорогой и красивый из синих камней. Ясный, праздничный цвет василька во ржи художники называют звонким. Такой цвет у лучших сапфиров Таиланда и Бирмы.
Кашмирские сапфиры королевского синего цвета отличаются мягким шелковистым блеском, повышающим очарование и соответственно стоимость камня. Виновники этого шелкового отлива тончайшие канальцы и трещинки, заполненные жидкостью.
Индийцы придумали тонкий фокус: чтобы придать камню шелковистый блеск, под бледно-голубые сапфиры подкладывали лазурные перья павлина.
По другому выглядят сапфиры Австралии темные, словно налитые чернилами, они иногда отсвечивают зеленью. В них четко виден дихроизм двуцвет-ность камня: если посмотреть вдоль длинной оси кристалла
он темно-синий, а поперек зеленый. Недавно подобные зеленовато-синие сапфиры с сильным дихроизмом найдены в Африке в районе озера Танганьика.
Сапфиры Урала и штата Монтана в США обычно имеют сероватый оттенок. Они серо-синие, стально-синие, сизо-синие.
Потому его особенно ценили служители религии. Греки посвятили сапфир верховному божеству Зевсу.
Упоминание о сапфире встречается и в библии. Яхонт лазоревый, сказано в русском лечебнике XVIII в., кто его в перстне при себе носит, чинит того спокойным и в людях честным, набожным и милостивым.
Рубин и сапфир... Яхонт червленый и яхонт лазоревый вот уж воистину лед и пламень не столь различны меж собой.
И вместе с тем, если мысленно отрешиться от цвета активного и горящего у рубина и спокойного у сапфира, очевидно, что в остальном в блеске, плотности, твердости минералы схожи, как родные братья.
