Приоткрой малахитовую шкатулку издательство «Просвещение», 1979 г. Здорик Т. Б

Флюорит и правда самый фиолетовый из всех из­вестных минералов. Яркие и прозрачные фиолетовые разновидности в полировках неотличимы на беглый взгляд от аметиста. Но есть флюориты и еще лило-вее: густо-лиловые, почти черные. Их цвет обнаружи­вается только в мелких осколках. А когда держишь на ладони целую «компанию» кубиков или октаэдров флюорита, словно вырастающих из «кустарника» мел­ких островерхих призм кварца, кристаллы флюорита глядятся совсем черными, черными и влажными, лишь кое-где проскочит лиловая искорка.

Есть флюориты и нежно-сиреневые, отдающие в голубизну. Цвет их густеет, нарастает к углам куби­ков, оставляя середину светлой, почти прозрачной, и там, в этой голубоватой глубине, перламутровым зер­калом поблескивают косо рассекающие кристалл плоскости. Плоскости совершенной спайности разбивают объем куба или любого неясной формы куска флюорита на угловатые блоки. При повороте глыбы они поочередно озаряются и наполняются светом и цветом.

Стоит уронить такой кусок на пол, и он тотчас разлетится вдребезги. Но не на бесформенные черепки, а на аккуратные маленькие многогранники. Среди них нередки совершенно чистые и правильные октаэдры, со всеми «гранями». Однако это не кристаллы, хотя и очень похожи — это спайные выколки. Они огранены не естественными природными гранями роста, а плос­костями спайности минерала. В этом легко убедить­ся: на настоящих гранях блеск флюорита влажно-стеклянный, а блеск плоскостей спайности перламут­ровый; грани, особенно грани октаэдра, часто испещ­рены штрихами, ямками, иногда даже можно раз­глядеть узоры роста или растворения. (Такие «трав­леные» грани блестят как свежий мармелад, а на спай­ных выколках видны лишь свежесколотые ступеньки да блестящие на свету трещинки.) Впрочем, случается, что и естественные кристаллы флюорита имеют форму октаэдров. Но гораздо чаще в природе встречаются ку­бики флюорита, простые или срезанные по вершин­кам октаэдрами, — кубооктаэдры. Есть у этого минера­ла и свои особенные «причуды»: представьте, что один кубик вре­зан в другой такой же — вершин­ка выходит ровно посередине грани близнеца. Такие кристал­лы-близняшки так и называются двойники.

Но самый характерный, самый типичный флюорит не образует ни кубиков, ни кубооктаэдров, ни двойников. Это сплошные полу­прозрачные глыбы в рудных жилах. В массе сплошного флюорита только смутно угадываются призмы, столбики или тонкие волоконца, расходящиеся веером от осколков породы, захвачен­ной жильной массой. Столбчатые агрегаты флюорита образуют зубчатые, причудливые, как ледяные узоры, «кокарды». Сливной шестоватый флюорит — самый типичный и самый эффектный. По строению он, по­жалуй, несколько напоминает почки малахита. Но эти гигантские почки полупрозрачны да еще разноцветны. В них видны узоры: сферами или угловатыми фесто­нами выделяются поверхности таких сферических сростков, темно-лиловыми, светло-чайными, серыми или ярко-зелеными зонками. Ритмичная смена их окраски, их уходящая в глубину полупрозрачного объема камня полосчатость, мерцание света на плос­костях спайности превращают флюорит в великолеп­ный декоративный материал.


Спайный выколок флюорита

Зелено-фиолетовый флюорит Калангуя — краса Забайкалья. Похожий, но густо-синий с лиловыми, белыми и желтыми полосами плавиковый шпат из Дербишира издавна полюбился англичанам. Этот приятный камень получил и симпатичное название «Синий Джон». Еще в 1765 г. в Англии была основа­на фирма, изготовлявшая из дербиширского флюорита декоративные изделия для ин­терьера: каминные доски, канде­лябры, пепельницы, вазы. Чтобы хрупкий минерал не крошился, перед изготовлением изделий штуфы флюорита пропитывали смолой. Из таких укрепленных смолой кусков можно было вы­пиливать тонкие пластинки и со­суды. Ваза из Синего Джона гор­деливо красуется в Британском музее естественной истории.

Miner33.jpg Друза темного флюорита (светло-желтый минерал — кварц)

Из описания римских авторов Плиния и Петрония мы знаем, что в Риме дворцы и виллы патрициев нередко украшали необычайной красоты и дороговиз­ны пестрые мурреновые вазы. Из какого именно мате­риала они были изготовлены, до сих пор неизвестно. До нас не дошла ни одна. Но, может, как раз в этом и кроется доказательство предположения, высказан­ного более 100 лет назад и разделяемого А. Е. Ферс­маном, о том, что мурреновые вазы были сделаны из флюорита. Потому-то эти вазы и не дожили до нас, разлетевшись на тысячи мелких осколков.

Щедра палитра флюорита: помимо лиловой, фио­летовой краски, в ней проявляются и рсзовые, и жел-тые, и зеленые цвета. В сочетании с прозрачностью свежие цвета флюорита испокон веков настраивали ювелиров не только на созерцательный лад. Флюорит издавна был главным дублером почти любого драго­ценного камня: фальш-топаз, фальш-рубин, фальш-сапфир, фальш-изумруд, фальш-аквамарин, фальш-аметист. Словом, фальш-самоцвет № 1. Выдавал его только маленький штрих — твердость! Твердость флюорита всего 4.

Но сколько фальш-имен ни носил этот камень, свое­го собственного имени минерал, известный еще с античных времен, не имел более 1000 лет. Правда, горщики любили его и ласково называли горным или рудным цветком, и неспроста: ведь флюорит — типич­ный минерал рудных жил. Он сопровождает минералы свинца и вольфрама, олова и сурьмы. Встречается он буквально во всех странах. В Саксонии, возле Фрей-берга, известен фальшивый топаз различных оттенков: винного, медового, коричневато-желтого. В Швейцар­ских Альпах (Сен-Готард) и на Урале (недалеко от Асбеста) находят красные, багряные и розовые флюо­риты — фальшивые рубины. Очень красив зеленый флюорит: его яркий, живой цвет близок цвету изумру­да. Знаменит зеленый флюорит из Макобе, с острова Святого Лаврентия и с Урала. Не менее красивы и синие флюориты, особенно светло-голубые кристаллы из Иллинойса (США) и с месторождения Кент (Казах­стан). Густо-синий с белыми и желтыми прожилками флюорит добывают в Дербишире.

А как красив наш забайкальский флюорит из месторождения Абагайтуй! В сплошных флюоритовых штуфах видны шестоватое сложение минерала и очень красивая полосчатая окраска: лиловые полосы сме­няются серыми или зелеными. Не уступает ему по красоте флюорит месторождения Кличка: здесь он об­разует плотные сферические почки густого фиолетово­го или зеленого цвета. И такой красавец сотни лет не имел собственного имени!

Наконец, только в середине XV в. в Европе произо­шло важное открытие, способствовавшее «крещению» минерала. Было замечено, что, когда вместе с рудой в шихту для плавки попадает и флюорит, плавка идет быстрее, топлива требуется меньше, шлаки текут легко и хорошо отделяются от металла. Вот когда опреде­лилась ценная сущность этого минерала! «Плавень», «плавиковый шпат». Тогда и назвали его «флюорит», от латинского слова «флюоре» — текучий.

А вскоре флюорит не меньше полюбился и стекло­делам. Выяснилось, что раствор флюорита в серной кислоте оставляет на стекле несмываемый след. В га­лантном XVIII в., когда в моде были хрустальные гравированные кубки, блюда, светильники с подвес­ками, цены не было такому «обработчику» природно­го горного хрусталя и стекла, как флюорит. Секрет этой таинственной и необъяснимой в то время реак­ции — в образовании при взаимодействии флюорита с серной кислотой еще более едкой плавиковой кис­лоты.

Развитие техники вызывало к жизни все новые и новые области применения флюорита. Стремительное вторжение алюминия в машино- и самолетостроение стало возможным только после того, как был разрабо­тан и освоен электролизный метод получения этого металла. Ведь выплавить алюминий из руды, как, скажем, медь, железо или олово, практически нельзя. А при электролизе необходимы, помимо самой алюми­ниевой руды, ускоритель и удешевитель электролиза, фтористый минерал криолит. Основное сырье в этом процессе — наш новый знакомец — флюорит. Выходит, при получении алюминия флюорит — компонент № 2.

Освоение атомной энергии потребовало разделения изотопов урана. Это удалось сделать только при помо­щи его фтористых соединений, однако применить эти фтористые соединения было не так-то просто: фтор разъедал все оборудование. Но оказалось, что обезвре­дить всепожирающий фтор может только сам фтор, точнее, его соединения с углеродом — фторуглероды. Фторопластовые покрытия широко применяются не только в химическом машиностроении, но и в ракетостроении. Из фторополимеров изготовляют и такую специфическую деталь нашей сегодняшней жизни, как магнитофонные ленты. Из них делают, например, и искусственные покрытия лыжных трамплинов, по­зволяющих проводить тренировки летом, и даже «зап­части» нашего организма: кровеносные сосуды и тромбозадерживающие фильтры. Спрос на фтор, на флюорит возрастает с каждым днем.

А кристаллы флюорита? С тех пор как синтез твер­дых и сверкающих корундов и шпинелей стал повсе­дневным делом, в ювелирной практике флюорит не применяется. У него открылось иное, сугубо индиви­дуальное свойство, делающее его много дороже боль­шинства самоцветов, роль которых навязывали флюо­риту веками. Оказалось, что флюорит прозрачен к инфракрасным невидимым лучам. Инфракрасная опти­ка позволяет фотографировать со спутников, водить самолеты и корабли в полном тумане, изучать ат­мосферу далеких планет и внутреннюю структуру сплавов и минералов — вот области сегодняшнего при­менения горного цветка — флюорита. Годен для опти­ки лишь бесцветный и абсолютно прозрачный флюо­рит. В природе такого сырья очень мало, и оно очень дорого. Но и тут мы научились подражать природе: если расплавить светлый (даже и не идеально бес­цветный) и хотя бы отчасти прозрачный флюорит, из расплава можно получить оптически чистое сырье. Ведь окраски флюорита в отличие от других само­цветов определяются не только и даже не столько примесями. Вот здесь и настало время попытаться разобраться в вопросе, поставленном еще в самом начале книжки:

miner34.jpg Желтый кристалл флюорита

Во флюорит лиловых чернил?

Но ни кальций, ни фтор, ни хромофоры одним своим присутствием не могут вызвать цвет. Откуда же берет­ся эта густо-лиловая, да еще пятнами, как чернила, расползающаяся по кристаллу окраска? Ведь как раз эти чернильно-черные флюориты обычно почти не содержат примесей. Правда, иногда фтора в них не­сколько больше, чем положено по формуле. Вот на этот-то избыточный фтор и обратили внимание ученые. И еще на запах озона: стоит разбить такой вот чернильно-фиолетовый кусок флюорита, и в воздухе появится ощутимая примесь озона. Недаром одно из названий флюорита — «вонючий шпат». В свое время была выдвинута такая гипотеза: избыточный фтор, соеди­няясь с влагой воздуха (Н₂О), быстро образует атомы фтористого водорода HF и ОН. Ионы ОН также быстро разлагаются на водород и озон. А озон, очень силь­ный окислитель, способен моментально окислить самую ничтожную примесь марганца, которая и обуслав­ливает фиолетовую окраску. Значит, все-таки при­месь?

Но случается, что и малой примеси не удается обнаружить, а окраска появляется пятнами, неровная. Скажем, в бесцветном, беспримесном флюорите можно вызвать чернильную окраску, пропуская через кри­сталл разряды электрического тока. Значит, причину окраски надо искать и не в примеси? Легко предста­вить, что под действием внешних причин (разряда тока или радиации) решетка кристалла может иска­зиться, в ней образуются дефекты. Особенно много дефектов может появиться в кристаллической решетке, если в минерале имеется хотя бы незначительная примесь урана или тория. Такая примесь словно рас­шатывает решетку изнутри. Известно, что именно чернильно-черные флюориты сопровождают урановую минерализацию.

Решетка у минерала, как вы помните, ионная, т. е. сколько в ней отрицательных зарядов, столько должно быть и положительных. Если же в каком-то узле решетки возникает избыток или недостаток элек­тронов, то часть ионов перемещается из узлов ре­шетки в промежутки между ними, а в узле образует­ся пустота — вакантное место, «дырка». Раз дырка — значит дефект. Физики называют ее красиво — «электронно-дырочный центр окраски». Как же «дыр­ка» может влиять на цвет?

Природа вечно стремится к совершенству, устране­нию любых дефектов. Так и кристаллы стараются «залатать дырки» в своей решетке. Поглотив часть световой энергии, ионы решетки приходят в возбужде­ние: их электроны «соскакивают» со своих законных орбит (электронных уровней) и захватываются дырка­ми, как «ловушками». Поглощаются при этом, как правило, лучи, близкие тепловым, т. е. красные и оранжевые, а сами минералы окрашиваются соответ­ственно в голубые, синие, лиловые и фиолетовые тона. Как раз эти краски характерны для флюоритов.

Подобные минералы имеют еще одну особен­ность — электроны, попавшие в «дырки» решетки, обычно закрепляются там непрочно, они легко возвра­щаются на привычные места — на положенные элек­тронные уровни. При этом они возвращают и захва­ченную энергию, испуская световые лучи, — минерал светится, люминесцирует, флюоресцирует.

Рассвет, спускаясь с небес, не достиг еще Нового Кома. Спят домочадцы, рабы, животные. В смутной мгле неведомая птица уверенно возвещает приход нового дня. Часы между ночью и рассветом, первые часы после короткого сна, Плиний любит больше всего. Некогда бесстрашный военачальник, признанный так­тик кавалерийской атаки, прокуратор Иберии и Сирии, прославленный историк, Кай Плиний Секунд занят сегодня естественной историей. 37-й том. Минералогия. Глава о «кристаллус», этих удивительных созданиях, что встречаются высоко в горах, там, где льды не тают никогда. О них писал великий Аристотель: «Из воды рождается кристаллус, когда она полностью утрачивает теплоту». В этом убежден и Плиний. «Кристаллус возникает, — пишет он, — в результате замерзания жидкости в условиях сильного мороза, подобно тому как образуется лед. Это подтверждается присутствием кристаллуса лишь в тех местах, где выпадает снег и бывают жестокие морозы. Таким образом, можно определенно утверждать, что он представляет собой в действительности лед и ничего более. В связи с этим греки дали ему название «кристаллос», что означает «лед»... В Европе добывают замечательный кристаллус, причем исключительно на вершинах Альп».

Удивительное дело! Везде, где бы ни встретился горный хрусталь, а встречается он повсюду, догадка о его близости льду возникала всегда: «Хру­сталь зарождается в самой середине ледяных гор», — считали эскимосы Аляски; «ледяным камнем» назва­ло его одно из племен североамериканских индейцев; сходного мнения придерживались и по другую сто­рону Тихого океана — в Китае и Японии. Хрусталь — «это снег, ставший твердым за многие годы», — писали в манускриптах ученые-европейцы в XIV в. Догадка, возникшая из чисто внешнего сходства, силой веково­го авторитета превратилась в почти азбучную истину. Однако рано или поздно в науке всегда находятся живые умы, склонные к проверке азбучных истин. Эта держалась особенно долго, только в XVII в. физик Р. Бойль усомнился в тождестве льда ч хрусталя. Измерив их удельные веса, он выяснил, что вещества эти абсолютно разные.

По и после того как вековое заблуждение было опровергнуто, традиционное название «хрусталь» — «лед» осталось за прозрачной разновидностью минера­ла, а за непрозрачной, молочно-белой, серой или буро­ватой укрепилось название «кварц». Впервые появи­лось оно в Рудных горах от подобного немецкого тер­мина «кверклюфтерц» (руда секущих жил), короче — «кверерц», а еще короче «кварц»- Есть и другое, немного смешное объяснение: если растирать крупинки кварца, раздается скрежет: «кварр-кварр-кварр» («кварр» по-немецки — скрежет, кваканье). Почти готовое слово «кварц». Иногда корень ищут в славян­ском сливе «твердый» (у древних славян оно звучало «твруду», а у их западных родичей, часто работавших в Саксонии рудокопами, и вовсе похоже на кварц — «кварду»). Истинно одно — появилось это слово у горщиков в рудных горах, и не случайно.

Не только здесь, в Рудных горах, — повсюду в руд­ных жилах минералы различных металлов тесно свя­заны с кварцем. Словно бесчисленные грузовые лифты, поднимают горячие кремнекислые растворы соедине­ния металлов из земных недр. Растворы движутся в горных породах по трещинкам, раздробленным и пористым зонам. Постепенно температура их падает, и металлы оседают в виде различных рудных минера­лов: молибденита, вольфрамита, галенита и многих, многих других. Тем временем превращается в твердое минеральное вещество и кремнезем растворов; в виде сплошного сливного кварца он слагает тело рудных жил, а в пустотках и открытых трешниках, там, где пространство позволяет кристаллам расти свобод­но, возникают «хрустальные погреба» — полости, сплошь заросшие щетками островерхих призмочек кварца и красивыми сростками-друзами. Такие погребочки изредка встречаются и в пегматитах, а го­раздо чаще в специальных хрусталеносных жилах.


Miner36.jpg Кристаллы горного хрусталя
Название «хрустальный погреб» пришло из Швей­царских Альп, где еще в 1719 г. был описан один такой погребок в оловорудных кварцевых жилах. Оттуда среди других извлекли кристалл кварца в 800 кг. Огромные кристаллы-обелиски длиной до 7 м известны на Мадагаскаре. В Музее имени А. Е. Ферсма­на хранится кристалл темного кварца с Урала; многие помнят его фотографию в книге А. Е. Ферсмана «Зани­мательная минералогия»: девочка лет шести обнимает кристалл одного с ней роста.

Выходит, именно кварц подготовил для нас мно­гие месторождения ценнейших металлов: золота и олова, вольфрама и висмута, бериллия, свинца, цин­ка, ртути. Его серые с жирноватым блеском зернышки можно разглядеть в граните и в застывшей лаве — кварцевом порфире, в песчанике и кварците, в полосча­том гнейсе и слюдистом сланце и в самом простом речном песке. В вулканическом стекле — обсидиане, в пестрой яшме, роговике и разноцветных кремнях зернышек кварца не увидеть, но и эти породы больше чем на 90% сложены кремнеземом и состоят в бли­жайшем родстве с кварцем, несмотря на их совсем несхожее обличье. Минералы группы кварца повсюду. И не удивительно — ведь построены они из распростра-неннейших на Земле элементов — кремния и кислоро­да (Si0₂).

И вместе с тем кварц — один из самых необычных минералов. Это становится понятным при первом же внимательном взгляде на его кристаллы, те самые, наверняка, знакомые шестигранные призмы, отточен­ные по концам, как карандаши. Шестигранные? Зна­чит, подобно бериллу, кварц компонует свои грани вокруг шестерной оси? Не будем торопиться. Внима­тельно рассмотрим заостренную, как пирамидка, го­ловку кристалла. Обычно грани ее не равны: чередуют­ся большие и маленькие. Большие чаще семиугольные и блестящие, маленькие — треугольнички с тусклым блеском. Кристаллографы, тщательно изучив огранку, установили, что головка кварца формируется двумя ромбоэдрами. Один разросся свободнее, вольнее, а вто­рой оказался несколько «зажатым». (Изредка, правда, одинаковыми бывают все шесть граней головки; тогда они внешне совсем похожи на шестигранную пира­мидку.)
Левый и правый кристаллы кварца

Но не только головка состоит из пары различных ромбоэдров, не вполне одинаковы и грани шестигран­ной призмы. Все они несут поперечную штриховку, но на трех гранях (опять-таки через одну) бороздки под головкой редкие, а на трех промежуточных тонкие и частые. Перебрав с десяток кристаллов кварца, вы непременно найдете, хотя бы на одном из них, на сты­ке призмы и ромбоэдров совсем маленькие блестящие грани: косо поставленные ромбики или трапеции (см. рисунок на с. 137). На идеальном кристалле кварца каждой из таких граней по три на верхней головке и по три на нижней. Когда смотришь на кристалл прямо (вот так, как он показан на рисунке), эти маленькие грани оказываются в левой или ре­же в правой части верхней головки. Соответственно и кристаллы кварца называют «левый» и «правый». Но раз одинаковые грани повторяются, как вы замети­ли, не шесть, а только гри раза, значит, и ось сим­метрии у кварца не шестерная, а только тройная.

Но у кристаллов кварца редко сохраняются оба конца. Гораздо чаще один кончик прирастает к мате­ринской породе, к стенке полости или трещинки. По­этому кристаллы кварца обычно напоминают граненые карандаши, отточенные с одного конца, или остроко­нечные обелиски. К тому же кристалл растет не в одиночку, со всех сторон его окружают соседи. Срас­таясь, они образуют друзы, похожие то на старинные замки, то на колючие щетки.

Такой облик кристаллов кварца, как и всех других минералов, продиктован строением его кристалличе­ской решетки: решетка кварца напоминает объемную кружевную спираль, благодаря винтовым осям она мо­жет закручиваться слева направо или справа на­лево. И как раз это спиралевидное внутреннее строе­ние обусловило такие важные для технического при менения свойства кварца, как пиро и пьезоэлектри чество, т. е. появление на поверхности кристаллов кварца электрических зарядов при механическом дав лении (пьезоэффект) или изменении температуры (пироэффект). Особенно важно для технического ис­пользования обратное явление: возникновение стабиль­ных механических колебаний в кристаллах, помещенных в электрическом поле. Это свойство кварца широко используется при стабилизации частоты электромагнитных колебание.

Множество разных условий определяют рост кри­сталлов: температура растворов, их концентрация, давление, под которым они поступают к месту кристаллизации, количество и характер минералов-соседей, наконец, само положение кристалла в полости, где он растет. В разных условиях кристаллизации вырастают кристаллы совершенно различной на первый взгляд огранки. Но стоит приглядеться, выясняется, что в них присутствуют одни и те же грани. Все де­ло в соотношении их размеров, оно и меняет облик кристалла до неузнаваемости.

miner37.jpg Псевдоморфоза кварца по амфиболу кошачий глаз

Особняком стоят хрустальные диаманты — мелкие, не больше 5 мм, водяно-прозрачные кристал­лики, искрящиеся на солнце множеством блестящих граней. Призмы в их огранке тоже почти нет — со­хранился лишь узкий поясок, зато равномерно раз­витые с обоих концов ромбоэдры превращают кристал­лы в аккуратные дипирамидки, не нуждающиеся в огранке. Это одни из тех немногих камней, которые можно поставить в оправу прямо такими, какими они выросли в природе. Диаманты! В серых неказистых материнских породах — сланцах, известняках, песча­никах, где они выпадают в трещинках из остываю­щих, почти холодных растворов, они горят и сверкают как настоящие бриллианты. Поэтому везде, где бы их ни находили, — в Венгрии, во Франции, в Германии, Англии или Америке — их называли диамантами, но с соответствующей географической приставкой: мармарошские, алансонские, бристольские, корнуэльские, штольбергские, шаубергские, арканзасские и многие другие. Есть такие диаманты и у нас — в Кар­патах и в Крыму, возле Бахчисарая.

А как много значит в жизни кристаллов их поло­жение во время роста! Ведь каждый из них, так же как и все остальные бесчисленные живые и неживые предметы на Земле, всегда находится в поле земного тяготения. И если он торчит или висит вертикально в полости хрустального погребка, сила тяжести направ­лена вдоль длинной оси и кристалл питается равно­мерно и может выявить всю заложенную в его струк­туре симметрию. Причем, если он висит головкой вниз, грани вырастают чистыми и блестящими, а если тор­чит с «пола» миаролы вверх, на его гранях собирает­ся масса «сора»: мелкие обломки кварца, чешуйки и иголочки более поздних минералов, новая генерация мелких кристалликов кварца. Если эти разные кристал­лы видны на боковых гранях, тогда по положению этой «компании» кристаллов-малышей на гранях мож­но определить ориентировку кварца в процессе роста. Когда длинная ось кристалла направлена наклонно или горизонтально, питающие растворы обтекают его неравномерно, в кристалле вырастают не все возмож­ные грани, он получает лишь одну плоскость сим­метрии.

Бывает и так, что температура растворов сильно снизилась, а их приток все продолжается. И тогда в этой же полости на старых длиннопризматических кристаллах, как на ножках грибов, нарастают новые кристаллы. Они похожи на царские скипетры да так и называются — скипетровидные.

О формах кристаллов кварца можно было бы го­ворить еще очень и очень много: они разнообразны и прекрасно изучены. Именно на кварце датский ана­том и геолог XVII в. Н. Стеной впервые установил один из важнейших законов кристаллографии — постоянство углов в любом кристалле, принадлежа­щем определенному минералу. Всех форм выделений кварца в природе нам здесь даже не перечислить. Мы лишь вкратце упомянем еще несколько самых важных и интересных: «рыбки» — ихтиоглипты кварца в письменном граните (еврейском камне), которые в точности напоминают древние письмена и возникли при одновременной кристаллизации кварца и полевого шпата в полости пегматита. Или удивительно по­хожие на елочку скелетные кристаллы кварца, вырос­шие при дефиците питания. Очень часто кварц обра­зует двойники — кристаллы-близнецы, сросшиеся так тесно, с полным соответствием ориентировки их главных кристаллографических направлений, что уви­деть в этом многогранном произведении природы сросток, а не единый кристалл сможет лишь искушен­ный глаз.

Miner38.jpg Рутиловое "солнце" в кристалле кварца
Обязательно надо упомянуть и о кристаллах квар­ца, развивающихся прямо по другим минералам, при­нимая их форму. Так возникают, например, хрупкие конструкции замещения кварцем тонких листочков бумажного шпата-кальцита или замечательные пере­ливчатые ювелирные камни: тигровые, кошачьи или соколиные глаза. Кварц в таких «глазах» замещает тонковолокнистый минерал амфибол. Шелковый отлив остается от амфибола, но появляется твердость кварца и способность принимать и сохранять полировку.

К этим переливчатым «глазастым» камням близки излюбленные коллекционерами кварцы с включения­ми — кристаллы, захватившие при кристаллизации мелкие кристаллики других минералов. Самые рас пространенные — иголки и нити рутила. Медно-крас­ные, толстые, как штопальная игла, «стрелы Амура», подчас расходящиеся венчиком (с. 142), или золо­тисто-соломенные, тончайшие «волосы Венеры» (на Востоке их считали священными волосками из бороды Пророка). Но «волосатики», так зовут подобные кварцы на Урале, могут включать не только рутил, но и тонкие, нежные иголочки гетита, серебристого анти­монита или козалита, зеленые нити хлорита, шелкови­стые асбеста. Мелкие чешуйки слюды или гематита превращают кварц в мерцающий золотистый или зе­леноватый авантюрин (в прошлом веке такие камни, бывшие в моде, называли салонным име­нем «собрание любви»). Необыкновенно красиво вы­глядят в прозрачном кварце и раухтопазе мелкие золотинки или правильные кристаллики пирита (с. 144). А может быть, в связи с кварцем вы слы­шали таинственные слова «голубые лучи»? Эти хитрые лучи видны не всегда: они блещут лишь при определенном угле наклона. Их природу установили сравнительно недавно: выяснилось, что эффект сияющих, как тончайшие дождевые струи, лучей создают каналы, заполненные газом или жидкостью, своеобраз­ные эффектные дефекты кристалла, расходящиеся веером от твердых включений, или создающие сеточ­ку тончайших трещин при выпадении из состава высокотемпературного кварца некоторых примесей.

А какого цвета бывают кварцы? Основные для них два: белый, включающий все цвета спектра, и чер­ный, словно поглотивший радугу. В водяно-прозрачном хрустале радуга нет-нет да и проглянет — то сверкнет цветными искрами в камне, ограненном брил­лиантовой розой, то переливается тонкими пленками внутри трещиноватой глыбы хрусталя. Изобилие таких с волос толщиной трещинок наполняет весь объем ма­ленькими спектрально-чистыми радугами, и такой кварц получил название радужного. А есть и такая разновидность: вы, наверное, видели в осеннем лесу изогнутые паруса паутины, сплошь покрытые капля­ми росы: точь-в-точь, как роса, выглядят серебристые пузырьки жидкости и газа, покрывающие волнистые поверхности трещин внутри хрустальных глыб, — это тоже своеобразные включения. А если мельчайшие пу­зырьки заполняют весь объем, кварц становится мо­лочно-белым. Именно так выглядит обычный кварц рудных жил. Реже он бывает молочно-розовым, как кисель с молоком. Розовый кварц всегда непрозрачный и лишь неравномерно просвечивает на отдельных участках. Его нежная легкая окраска быстро выцве­тает на солнце.

Черный кварц — морион — в изломе напоминает вар, а в кристаллах выглядит траурно, приводя на память кладбищенские обелиски в миниатюре. Между черным и белым есть все переходы разнообразных ко­ричневых тонов. В них всегда заметен оттенок серого, оправдывающий общее название таких кварцев — дым­чатый кварц, раухтопаз. При осторожном и медленном нагревании до +300 — 320°C серый оттенок исчезает, «улетучивается» как дым, цвет кристаллов теплеет, становится золотистым, солнечным, кварц становится похожим по цвету на топаз. Превращать морионы в «топазы» на Урале умели издавна, осторожно запекая кристаллы в хлебе.

Miner39.jpg Кристаллики пирита внутри кристалла дымчатого кварца

Золотые, оливково-зеленые, лунно-голубые камни получают, прокаливая аметисты при различных темпе­ратурах. Но и природный, непрокаленный аметист остается одним из самых популярных камней, издавна известных и любимых.

Оттенки аметистов разнообразны: бледно-сиреневые и ярко-лиловые, иногда с отчетливой примесью дымча­то коричневого, иногда цвет их приближается к лаван-дово синему или пурпурному. Красновато-лиловому цвету, похожему на цвет разбавленною красного вина, видимо, и обязан минерал своим названием («амети-стос» по-гречески — непьяный).

miner40.jpg Ограненный таблицей кристалл раухтопаза
Еще с античных времен этот камень был символом трезвости, амулетом, охраняющим от опьянения. Счита­лось, что если пить вино из аметистового сосуда, то вино не охмеляет. А в старинном русском лечебнике об аметисте сказано так: «Сила этого камня такова: пьянство отгоняет, мысли лихие удаляет, добрым ра­зумом делает и во всяких делах помещен. Аще кю этого камня изопьет, то неплодного плодным делает и окорм гасит, воинских людей от недугов оберегает и ко одолению приводит, и к ловлению зверей диких и птиц добре есть помощен. Аметист не допускает того, кто его носит, в памяти отходить».

Окраска в кристалле аметиста почти всегда рас­пределена неравномерно — часто кончик кристалла темный и прозрачный, а основание белесое и мутное.

miner41.jpg Друза кристаллов аметиста (Урал)

Есть у аметистов коварное свойство: их цвета, глу­бокие и живые, при солнечном свете, при электричестве блекнут и мертвеют. Это исключительно дневные камни — в этом отчасти кроется причина и переделки их на золотистые цитрины. Но бывают исключения из этого правила: А. Е. Ферсман, особо выделяя красоту уральских аметистов, писал: «Аметисты всех других месторождений при искусственном освещении теряют игру, красоту и сочность тона; аметисты Среднего Урала сохраняют свой блеск, а камни Тальяна или Санар-ки загораются кровавыми отблесками».

По времени образования аметист — это один из поздних кварцев. Образовался он при низких темпера­турах растворов в занорышах — полостях пегматитов в самые поздние моменты их образования, в хрустале-носных кварцевых жилах. Именно здесь можно встре­тить аметистовые скипетры — лиловые головки, на­росшие на более ранние тонкие призмочки кварца. Самые темные и красивые аметисты, в том числе ураль­ские и родезийские, возникли в трещинах, рассекаю­щих гранитные массивы: щетки и друзы густо-фиоле­товых кристаллов бипирамидального облика растут в зияющих щелевидных пустотах, выстилая их стенки. В вязкой белой или зеленоватой глинке, заполняющей полости в самой середине приоткрытых пустот, можно найти кристаллы с двумя целыми острыми кончиками.

Аметисты Бразилии тоже образуются из низко­температурных растворов, но природа их совсем дру гая. Колоссальный по площади покров базальтовой лавы занимает бассейн реки Параны. Его площадь около 1,5 млн. км², а толщина базальтового слоя до 800 м. И на всем его протяжении верхняя часть ги­гантского лавового плаща переполнена закристаллизо­ванными пузырями газов и паров — агатовыми и халцедоновыми миндалинами. Серединки этих минда­лин — жеоды — устланы кристаллами горного хруста ля и аметиста. В 1900 г. в Бразилии была вскрыта гигантская миарола, целая пещера длиной 10 м и ши­риной 5 м, все стенки которой сверкали крупными и темными кристаллами аметиста. Но облик этих аме­тистов совсем иной — столбчатый или обелисковид-ный. Обычно аметисты Бразилии бледно-сиреневые, пятнистые или зоначьные. Естественно, что запасы этих месторождений очень велики, но аметисты не всегда качественные. Их-то и принято «облагораживать», превращая в золотистые «топазы». Там же вве­ден и еще один способ быстрой и дешевой обработки: кристаллы и их обломки окатываются в специальной машине, похожей по конструкции на шаровую мель­ницу, таким образом, что окатыши приобретают совер­шенно гладкую и блестящую поверхность, но форма их выглядит как форма природной гальки. Такой способ обработки называется галтовкой.

Но не только крупные кристаллы, пригодные для огранки или украшающие витрины минералогических музеев, вызывают наше восхищение. Кто из ребят, увлекающихся минералогией, не любовался аметисто­выми щетками? Маленькие кристаллики, иногда не больше 2 — 3 мм, а то и еще меньше, так тесно прижа­ты друг к другу, что торчат лишь их остроугольные головки да поблескивают треугольнички граней. Чаще всего такие щетки возникают там, где толща горных пород, скажем песчаников, разбита сетью трещин. По этим трещинам сочатся растворы. Выщелачивая крем­незем из окружающих пород, эти едва теплые раство­ры осаждают в трещинах хрусталь и аметист, словно инкрустируя всевозможные пустоты покрывалом остро­верхих мельчайших кристаллов. Иногда площадь ще­ток аметиста достигает десятков и сотен квадратных сантиметров, например, на месторождении Мыс Корабль на побережье Кандалакшской губы Белого моря.

Множество прекрасных, подчас уникальных свойств отличает кварц. И пожалуй, ни одно из них не оста­лось неиспользованным, начиная с самого внешнего — гармоничной, торжественной формы кристаллов. У жителей острова Мадагаскара, где кристаллы квар­ца с незапамятных времен собирали в руслах рек и на поверхности гранитного массива, с глубокой древности существовал обычай водружать на могилах предков крупные кристаллы кварца. При посещении могилы родственники как поминальный дар приносили кристаллики и куски хрусталя. Не обходились без хруста­ля и ритуальные празднества в честь Луны. Хрусталь был посвящен Луне, и, так как именно отсюда, с Мада­гаскара, он вывозился в страны Азии и Средиземно­морья, на карте Птолемея Мадагаскар назывался островом Луны.

Но не только население Мадагаскара верило в ма­гические свойства хрусталя. Известно, какую большую роль играл культ умерших в Египте. Особенно важным считалось сделать точное изображение покойника, чтобы его душа могла поселиться в этом пристанище после гибели тела. И вот глаза погребальных статуэ­ток и масок нередко инкрустировались аметистом и хрусталем. Из хрусталя вытачивалась радужная обо­лочка, покрывавшаяся изнутри смолой.

Ритуальные магические предметы выполнялись из хрусталя и у американских индейцев. А. Е. Ферсман упоминает об очень древнем изображении черепа из горного хрусталя, найденного в Мексике и окружен­ного религиозным почитанием местных жителей. Но особенно подробно и интересно Александр Евгеньевич пишет о таинственных хрустальных шарах. Эти «чи­тающие» шары известны в Греции и Риме. Они исполь­зовались как увеличительные линзы и... как зажига­тельные стекла — огонь жертвенников, курильницы с фимиамом (священными благовониями) возжигались при помощи хрустальных шаров. Среди античных текстов имеется, например, такой (перевод И. И. Шафрановского):

Отблеск небесных лучей в камне таком отражен.

Радует сердце богов его неземная прозрачность.

Если с кристаллом в руке к храму приблизишься ты,

Просьбе смиренной твоей никогда небеса не откажут.

Слушай теперь и узнай камня священного мощь.

Хочешь ли пламя извлечь, не боясь разрушений пожара?

Установи же кристалл перед смолистой корой.

Падает луч на кристалл, отражаясь от жаркого солнца,

И, проходя сквозь него, светит сперва на кору.

После и луч и смола, вместе сойдясь, образуют

Дым, а затем — огонек, а затем — всепобедный огонь, —

Дивное пламя сошло к нам из высот первозданных.

Miner42.jpg Сростки кристаллов аметиста

Miner43.jpg Возжигание огня на жертвеннике с помощью хрустального шара

Хрусталь веками оставался незаменимым материа­лом для сверкающих сосудов и светильников. В кон­це XVIII и начале XIX в. особенно модны были хру­стальные подвески на подсвечниках и люстрах, рас­сыпавшие цветные искры в дворцовых и бальных за­лах, великолепных торжественных кабинетах. Увлечение этими нарядными и пышными изделиями не кон­чилось и по сей день, Но начиная с XIX в. хрусталь в этих изделиях вытеснило высококачественное стекло. И слово «хрусталь» без эпитета «горный» стало озна­чать именно такое стекло. Не уступая по красоте при­родному хрусталю, чешский «богемский хрусталь» во много раз дешевле.

Однако чистый прозрачный кварц нашел сегодня применение в технике, здесь открылись его самые цен­ные качества.

Современная техника использует глубоко спрятан­ные свойства кварца: оказывается, этот минерал про­зрачен не только в видимой, но и в инфракрасной и ультрафиолетовой области спектра. Он находит при­менение во многих оптических приборах в качестве призм, линз, спектральных окон.

Физические параметры кварца почти не зависят от внешних условий: он имеет малые коэффициенты линейного и объемного теплового расширения, мало изменяющиеся константы упругости. Эти качества, а также высокая однородность и химическая стой­кость кварца, пьезоэлектрические свойства сделали кварц незаменимым при создании стабильных квар­цевых генераторов. Такие генераторы по своему назна­чению аналогичны обычным, используемым в радио­технике. Основа генератора --- колебательный контур. В кварцевом генераторе колебательный контур состоит не из катушки и емкости, а из кварцевой пластинки. При деформации пластинки на ее поверхности по­являются заряды, и,наоборот, подведение электриче­ских зарядов к поверхности кристалла вызывает меха­ническую деформацию. Механические колебания сопро­вождаются колебаниями величины электрического заряда на поверхности пластинки, так же как на пластинах конденсатора в обычном колебательном кон­туре. Особенность контура, использующего кварцевую пластинку, в том, что он настроен на строго опреде­ленную частоту, зависящую от размеров пластинки. Вот тут особенно важно, что физические параметры кварца очень стабильны: кварцевые генераторы обла­дают высокой стабильностью частоты.

Miner44.jpg Печатки из хрусталя

Идеальный блок природного горного хрусталя, прозрачный, без пузырьков и трещинок, да к тому же достаточного для использования в радиотехнике или оптике размера, — большая редкость и ценность. С ним давно и успешно конкурируют кристаллы кварца, выращенные из обычного кварца в автоклаве на при­родных затравках.

Есть и другие важные области применения кварца. Во многих отраслях техники используется специальное кварцевое стекло (плавленый кремнезем). Такое стекло получается при расплавлении чистых разновидностей кварца, таких, в которых сумма посторонних примесей не должна превышать тысячные доли процента. Это может быть горный хрусталь — жильный зернистый кварц, искусственно выращенные кристаллы кварца.

Кварцевое стекло наследует у минерала множество важнейших свойств: термостойкость и огнеупорность, прозрачность для волн различной длины, стойкость к химическим реактивам и радиации, очень маленький коэффициент объемного и линейного расширения. Потребителей этого высококачественного сырья очень много. Как увидеть процессы, протекающие в металлур­гических печах или атомных реакторах? Это позволяют сделать кварцевые «глазки» — смотровые окошечки из кварцевого стекла. Неизбежно шаг за шагом продви­гается человек в глубь Вселенной. Океанское дно и космос — два новых необозримых пока материка. Встретиться лицом к лицу с космосом и океаном по­зволит лишь тонкая прозрачная переборка кварцевого стекла: окна подводных лабораторий, люки батиска­фов и летательных космических аппаратов, начиная от исследовательских многотонных станций и кончая миниатюрными метеорологическими спутниками.

Изучение атмосферы Венеры и ландшафтов Марса стало доступным благодаря кварцевым элементам из­мерительных приборов. Немало дел у кварцевого стекла и совсем рядом с нами, в нашей ежедневной жизни. Лампы из кварцевого стекла, пропускающие ультра­фиолетовые лучи, позволяют загорать и лечиться. Есть специальные стекла с избирательным поглощением све­товых волн. Часть таких стекол изготовляют как бак­терицидные: свет, прошедший сквозь них, убивает бактерии. Но можно по этому же принципу пригото­вить лампы противоположного действия: их свет бла­готворно влияет на полезные для человека микроорга­низмы, способствуя их ускоренному развитию. В оптике применяются специальные многокомпонентные стекла с микродобавками различных металлов: алюминия, цинка, магния. Эти стекла резко улучшают качество микроскопов, биноклей и необходимых многим людям очков. Но прозрачность не всегда нужна стеклу.

Массовый потребитель кварцевых стекол — хими­ческая промышленность: перегонные трубы, крупные емкости и качественная химическая посуда — без этих простых вещей химия не продержится и дня. Именно кварцевая порода необходима для получения еще одно­го уникального детища кварца — чистого кремния, кремния с шестью девятками, т. е. такого, в котором на 999999 «хозяйских» атомов имеет право присутство­вать лишь один чужой атом! Такой кремний обладает превосходными полупроводниковыми свойствами. Чи­стый металлический кремний — основа полупроводни­ковой промышленности. Кремниевые солнечные бата­реи используют для аккумуляторов питания электрон­ной аппаратуры спутников и космических кораблей, в производстве транзисторов и диодов для кибернетики и радиотехники.