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

Как спастись нежной принцессе от нежеланного ста­рого короля? Кротко, но твердо попросить о невозмож­ном, несбыточном, таком, что и вообразить-то трудно. Например, платье цвета Луны! Цвета Солнца! Так и сделала по наущению феи умная девушка из волшеб­ной сказки Шарля Перро «Ослиная шкура».

А каков он — цвет Солнца, цвет Луны? Это не просто цвет. Сразу и цвет, и свет: сияние, мерцание, сполохи, переливы. Играющий свет, он льется изнутри и заполняет весь объем. Главное в нем — это появление вдруг, при нечаянном повороте серого камня. Истин­ность названия понятна вам при первом же блике го­лубого сияния: лунный камень, наполненный призрачным торжеством лунного света.

Родина голубых лунных камней — Бирма и Шри-Ланка. Этот полевой шпат образовывал вкрапленники в вулканических породах после их разрушения, и «лун­ные» адуляры скопились в выветрелой массе древних пород.

А в Южной Индии, в местечке Капгям, недавно открыто было месторождение зеленовато-золотистых лунных камней, изливающих свет, подобный свету яркой полночной Луны южного неба.

miner66.jpg Шлифованный лунный камень

Чуть более темный, менее прозрачный, но зато явля­ющийся глазу не отдельными каплями лазури или осколками Луны, а полыхающий голубыми зарница­ми — беломорит, полевой шпат Поморья, залегаю­щий у Белого моря. Он вызывает в памяти холодное свечение заполярной морской глади. За что и назван в честь Белого моря признанным ценителем красоты камня А. Е. Ферсманом. Александр Евгеньевич подарил нам вдохновенное описание беломорита: «...белый, едва синеватый камень, едва просвечивающий, едва прозрачный, но чистый и ровный, как хорошо выглаженная скатерть.

По отдельным блестящим поверхностям раскалы­вался камень, и на этих гранях играл какой-то таин­ственный свет. Это были нежные синевато-зеленые, едва заметные переливы, только изредка вспыхивали они красноватым огоньком, но обычно сплошной за­гадочный лунный свет заливал весь камень, и шел этот свет откуда-то из глубины камня...»

Есть и солнечный камень. И он таит прелесть неожиданности, как всякая игра света, как всякая игра вообще. Но если лунные камни свет охватывает единым сполохом, солнечный мерцает тысячами искр. Как мерцает разноцветными лучами солнце сквозь ресницы прикрытых век. Словно цветные зайчики: малиновые, оранжевые, лиловые, ярко-ярко-василько­вые вспыхивают в глубине розовато-серого камня. Слов­но тысячи крошечных зеркал прячутся в его вековой неподвижности. Словно? Нет, не словно, а действитель­но так! Есть в нем настоящие, хотя и микроскопические зеркала. Как так? Чуть позже вы убедитесь в этом са­ми. А пока несколько слов о самом знакомом из этого семейства — семейства иризирующих полевых шпатов. Ведь и таинственно-печальный лунный и мерцающий теплом солнечный и старинный наш знакомец лабра­дорит (он же таусиный — павлиний, он же радужный камень) — все они самые нарядные представители распространеннейшего на Земле класса полевых шпатов.

В Северной Америке в стойбищах эскимосов еще в конце XVIII в. миссионеры впервые увидели этот необычный камень: сполохи полярного сияния в черной полярной мгле — малиновое, зеленое, лазур­ное зарево охватывало мрачную, как эскимосская ночь, скалу. В 1776 г. его привезли в Европу и в честь места находки назвали лабрадорит. Игра камня очаровала самое изысканное общество просвещенного века. Ее сравнивали с переливами крылышек тропиче­ских бабочек, павлиньих перьев. Камень вошел в моду и стоил баснословных денег. Лионские ткачи создали в его честь переливчатый «таусиный» шелк. А в 1781 г. лабрадорит нашли в окрестностях «Северной Пальми­ры» — Петербурга. За один образец русского лабра­дорита в 1799 г. было уплачено 250 000 франков. Этот камень и впрямь гляделся как чудо из чудес. В нем совершенно отчетливо вырисовывался портрет Людо­вика XVI: лазурный профиль на бронзово-зеленом фо­не. Людовик был увенчан гранатово-красной короной с радужно переливающимся краем и маленьким сереб­ристым султаном из перьев. В большой моде были тогда табакерки, коробочки с мозаичными мотыльками и цветами из лабрадорита.

Подобный же минерал был встречен в Финляндии в скалах Ильямаа: при повороте кристалла по его поверхности пробегал весь солнечный спектр. Эту раз­новидность минерала так и называют — спектр о-л и т. Канадское название похожих камней — п е р и-с т ер и т (от греческого слова «перистера» — голубь). И опять-таки название это приравнивает разноцветный отблеск камня к радужному отливу на сей раз голуби­ной шейки.

Словом, названия стараются передать основное свойство этих камней — не просто цвет, а сразу и его игру, и радужность, и перелив.

В чем секрет, физический смысл этого перелива — иризации? Задумывались над этим вопросом давно. Однако к ответу пришли лишь постепенно, через века. Прежде в науке о минералах надо было произойти двум явлениям. Во-первых, распространилась и укоре­нилась среди ученых идея изменчивости «вечных» камней, более того, чрезвычайной чуткости их к изме­нениям в породившей их минералообразующей хими­ческой среде. Во-вторых, и самое главное — это про­грес в приборостроении, появление немыслимых рань­ше исследовательских приборов. Электронный микро­скоп подчас позволяет «видеть» на уровне молеку­лы, увеличивая изображение в сотни тысяч раз. И лишь тогда секрет полыхающих камней раскрылся нам.

miner67.jpg Лабрадор. Иризация

Иризацией обладают многие полевые шпаты раз­ного состава. Объединяет их то, что все кристаллы этих минералов содержат тончайшие пластинчатые вростки натриевого полевого шпата — альбита, ориен­тированные параллельно и согласно с основными кри­сталлографическими направлениями кристалла-хозяи­на. Почему же природные кристаллы оказались такими неоднородными? Как могло возникнуть такое строение, похожее на стопку стекол разной толщины?

Кадры недавно прошедшего по экранам страны японского фильма «Гибель Японии» или прекрасные цветные ленты Г. Тазиева, снятые над действующими вулканами Африки, выразительные снимки Б. Гиппен-рейтера, сумевшего забраться со своей фотокамерой чуть ли не в жерло вулкана Ключевская сопка, впервые дают нам хотя бы самое приблизительное представ­ление о масштабах магматического очага, его силе, размахе движений и температур. Оттолкнувшись от не­го, можно попытаться представить себе огненную и текучую стихию магмы — того первовещества, ког­да собственно вещества в нашем понимании еще и нет: атомы лишь постепенно обволакиваются стабиль­ным окружением других атомов, уравновешивающих их заряды. В этой пластичной массе еще нет кристал­лических решеток, нет минералов, лишь постепенно, словно островки, из самых распространенных в этом «адском вареве» элементов — алюминия, кремния и кислорода — возникают гибкие еще алюмосиликатные каркасы, способные удержать атомы главных щелоч­ных и щелочно-земельных металлов — калия, натрия, кальция. «Современный минералог, а особенно петро­граф, уже привык представлять себе эту аморфную мас­су в виде непрерывного сцепления из связанных общи­ми вершинами кремнекислородных тетраэдров. Сетка эта ажурная, раздутая, с крупными полостями, как бы пенистая, из-за стремления «сильных» атомов кремния, мелких и с большим зарядом, расположиться с сохра­нением общих кислородных вершин как можно дальше друг от друга. Содержание кремния в магме (25%) на­столько велико, что в основном трехмерная пена или кружево составлено из кремнекислородных тетраэдров, но в ту же массу достаточно легко включаются или за­хватываются тетраэдры с алюминием...» — так образно представляет себе начало кристаллизации магмы кри­сталлограф и кристаллохимик академик Н. В. Белов. В условиях пластичности и высокой температуры атомы магмы постепенно компонуются в «зачаточные» кристаллы полевых шпатов и кварца. Безмерно прости­рающийся кружевной каркас поглощает и другие ато­мы. Легкие и крупные атомы калия, натрия, кальция, несущие большой заряд, — все они находят «пристанище» в этих алюмокремнекислородных «кружевах». Более того, часть калия замещается барием, цезием, рубидием, на место кальция встает железо или строн­ций. Но вот магма все более густеет, решетки кристал­лов становятся жесткими, они уже не в силах вместить всех «чужаков» без разбора. И в монолитных на по­верхностный взгляд кристаллах начинается разброд, распад. Правда, распад этот носит весьма «органи­зованный» характер — на это они и кристаллы. В кри­сталле, ограниченном, упрощенно говоря, паралле­лепипедом («коробкой»), возникают участки (доме­ны), в каждом из которых наблюдается закономерное тончайшее переслаивание полевых шпатов разного состава: слой кальциевого полевого шпата, напри­мер андезина, слой натриевого — альбита. Так устрое­ны перестериты, отливающие радугой. Так же пример­но выглядят под оком электронного микроскопа лабра­дорит и беломорит.

miner68.jpg Сросток кристаллов адуляра

Иризация возникает тогда, когда при прохождении луча через стопку тончайших пластинок длина волны одной из составляющих солнечного спектра (напри­мер, в синей или фиолетовой части спектра) становит­ся кратной толщине прозрачной альбитовой пласти­ночки. Многократно повторенная всей «стопкой» интер­ференция каждой пластиночки и порождает удивитель­ный эффект, воспринимающийся нами как переливаю­щееся сияние.

А вот с солнечными камнями дело обстоит несколь­ко иначе. Распад при остывании привел здесь к выпа­дению железа в виде микроскопических зеркал — закономерно ориентированных пластиночек гематита. И от каждой такой пластинки отражается луч све­та — отдельный «световой» зайчик: минерал мерцает.

Miner69.jpg Кристаллы ортоктаза в пегматите

Как и прочие полевые шпаты, иризирующие разно­видности встречаются и в изверженных полевошпато­вых породах, образующих огромные массивы, такие, как на полуострове Лабрадор, в Карелии, на побе­режье Белого моря и в Волыни, и в пегматитах, на­пример, Казахстана или Норвегии. Но «самые лун­ные» из лунных — светящиеся камни Бирмы и Шри-Ланки — образуют, как мы уже говорили, вкрапленни­ки в излившихся вулканических породах.

Интерес к камню, как и все прочие общественные увлечения, подвержен колебаниям — взлетам и спадам. В начале XIX в. интерес к природным диковинкам — дендритам, кораллам, окаменелостям — был неисто­щим. Тогда-то и появились в Европе впервые лунные и «таусиные» камни, и сразу взмыли на самый гребень волны модных увлечений. Постепенно интерес к ним несколько ослаб: ведь особенно красивы они были лишь в короткие мгновения. К тому же огранка, так укра­шающая прозрачные камни, к ним неприменима: их красоту выявляет лишь округлый или плоский кабо­шон, вырезанный точно по размеру иризирующегоучастка. Однако в последние годы благодаря общему подъему интереса к камню во всем мире лунные и солнечные камни в «чести». Чтобы насытить спрос любителей таинственного лунного сияния, уже не хва­тает природных камней: ювелирные фирмы выбросили на рынок красивую имитацию — бесцветную синтети ческую шпинель, отшлифованную кабошоном. На нижнюю, плоскую часть этого кабошона нанесен тон кий слой голубой эмали или синеватого металлического сплава. Массивный же лабрадорит, крупные месторож­дения которого исчисляются тысячами тонн, человек никогда не обходил вниманием: из них полируют пли­ты для облицовки цоколей колонн, зданий, памятни­ков и т. д.

Но лунные, солнечные или радужные камни — лишь самая малая часть всех полевых шпатов²⁵. Но­левые шпаты — самые распространенные на земле минералы: они составляют около 60% всего объема зем­ной коры. Из полевых шпатов на 3/4 состоят граниты и похожие на них сиениты и почти на 60% упоминав­шиеся выше зернистые темные породы габбро. Они слагают вкрапленники в застывших лавах, ими сложе­ны больше чем наполовину пегматитовые тела.

Граниты, сиениты, пегматиты разрушаются на от­дельные зернышки — песок. Если вы возьмете песок на ладонь и вглядитесь в него, то увидите на некото­рых зернышках блестящие плоскости — спайность, сразу выдающую полевой шпат. Геологические процес­сы приводят к образованию из песка песчаников. И в них часто главную роль вместе с кварцем играет по­левой шпат. А если горные породы оказались в зоне горообразования и перенесли колоссальные давления и температуры, то все они — и изверженные, и возник­шие из них осадочные — превращаются в метаморфи­ческие породы: гнейсы или сланцы. В них тоже очень много тюлевого шпата. Пожалуй, нет полевых шпатов лишь в карбонатных осадках. Но если земная кора больше чем наполовину сложена полевыми шпатами, стоит подробнее остановиться на их составе и строении. По химическому составу полевые шпаты так и разли­чаются на две подгруппы: натриево-кальциевые по­левые шпаты (плагиоклазы) и калинатровые полевые шпаты (ортоклаз и микроклин).

Плагиоклазы представляют собой непрерывную смесь двух компонентов: натриевого полевого шпа­та — альбита и кальциевого — анортита (сияющий- ра­дужной иризацией Лабрадор по составу примерно посередине между ними, а беломорит — олигоклаз — ближе к альбиту). Калиевые полевые шпаты могут удержать в кристаллической решетке лишь незначи­тельную примесь собственного натрия, но зато они поч­ти всегда содержат тонкие или грубые вростки аль­бита. Именно такие тончайшие пластиночки альбита заставляют, как вы, наверное, помните, калиевый шпат адуляр светиться и переливаться лунным светом.

Полевые шпаты редко образуют хорошо оформлен­ные кристаллы. Припомните облик хорошо известных вам зернистых пород, например гранита: среди его округлых и угловатых зерен преобладает полевой шпат. Если приглядеться, его нетрудно отличить от закон­ных соседей и кварца или слюды по ряду характер­ных признаков. Прежде всего это спайность. Та самая способность легко раскалываться на пластинки, зало­женная уже в самой неоднородности кристаллической решетки этих минералов. Спайность настолько харак­терна для всех полевых шпатов, что и большинство названий минералы этой группы получили в зависимо­сти от того, под каким именно углом они раскалывают­ся на спайные брусочки. Так, название ортоклаз — это соединение двух греческих слов: «ортос» — прямой и «клазис» — излом. Плоскости спайности в нем рас­положены под прямым углом. Микроклин состоит из слов «микрос» — небольшой и «клинен» — на­клонять (действительно, угол наклона между спайно-стями отклоняется от 90° всего на полградуса), А вот плагиоклаз происходит от слова «плагиос» — косой (в нем этот угол составляет 86° — 87°).

Спайность определяет и два других свойства: харак­терный ступенчатый излом и перламутровый блеск, часто пробегающий по свежему спайному сколу. Чрез­вычайно характерны и такие общие для всех полевых шпатов свойства, как светлые окраски: белые, светло­серые, красноватые, голубоватые или зеленоватые и не­высокая (значительно меньшая, чем у кварца) твер­дость (5 — 6) и их малый (2,5 — 2,8) удельный вес.

Как и в других главах этой книги, мы начали зна­комство с группой плагиоклазов с ее самых ярких и запоминающихся представителей: Лабрадора и олигоклаза. Из остальных плагиоклазов, пожалуй, самый характерный и распространенный — альбит, чисто натриевый полевой шпат. «Альбит» значит «белый», от латинского слова «альбус». Он вправду почти всегда белый: сахарно-белый, фарфорово-белый, перламутро-во-белый. Тонкие белые пластинки альбита можно бывает различить в зернистых альбитизированных породах. А если поднести к глазам лупу, такие же пластинки видны и в сплошном зернистом агрегате, выглядевшем как сахар-рафинад и так и называющем­ся — сахаровидный альбит. Не разглядеть их без мик­роскопа, разве только в сплошном фарфоровидном альбите, возникающем обычно за счет замещения более ранних минералов и в точности похожем на неглазуро­ванный фарфор. Этот полевой шпат образуется при сравнительно низких температурах, и его появление — почти всегда результат воздействия поздних, часто рудоносных растворов. Присутствие в породах альби­та указывает геологам на возможность обнаружить ме­сторождения тантала, ниобия, бериллия, лития, цезия.

Возникает альбит и на поздних стадиях образова­ния пегматитов. Здесь он особенный и имеет свое на­звание клевеландит. В пегматитовых жилах клевеландит часто светло-голубой. Его слегка изогнутые, тесно сросшиеся пластинки здесь довольно крупные — до 4 — 5 см. Их сплошные лучистые агрегаты образуют подобия вееров, снопов или многолепестковых цветов. Но самые эффектные розетки клевеландита вырастают, конечно, в минералах пегматитов. Здесь они гнездятся у подножия крупных призматических кристаллов калиевого полевого шпата в виде тонких, часто совер­шенно прозрачных и бесцветных пластинок размером 1 — 2 см, срастающихся в причудливые розетки и ажур­ные шары. В пегматитах Волыни такие ребристые полу­сферы достигают размеров чайной чашки, а то и блюдца.

Совсем другой облик имеют калиевые полевые шпа­ты. Самые распространенные из них — ортоклазы и микроклины — вы наверняка помните с детства. И не только по маленьким светло-бурым камешкам, колю­щим босые ноги на тропе или вспаханном поле. Преж­де всего по шершавым, рябым камням гранитных па­рапетов, по блестящим розовым цоколям зданий. Прекрасные крупные кристаллы калиевого полевого шпата можно разглядеть в монолитных гранитных ко­лоннах Исаакиевского собора и «Александрийского столпа» (монумента, воздвигнутого в честь победы в Отечественной войне 1812 г.) в Ленинграде. Интересно выискивать сплошные полевошпатовые прожилки в гранитах, в их расширениях всегда можно увидеть целые столбчатые кристаллы. Такие же кристаллы, только еще больше и совершеннее, образуются в миаро-ловых пустотах пегматитов. Рост в газовожидкой сре­де, в условиях идеального всестороннего питания придает им вид геометрически правильных коротких столбиков ромбовидного сечения с изящной головкой, сформированной срастанием нескольких плоских гра­ней. Как и кварц, они часто образуют красивые двойниковые сростки. В таких пегматитах кварц и по­левой шпат обычно встречаются совместно. Время и условия возникновения обоих минералов очень близки, и они часто срастаются вместе, образуя эффектные кварц-полевошпатовые друзы. В пегматитах одновре­менная (совместная) кристаллизация этих минералов часто приводит к появлению своеобразных срастаний, получивших название письменного гранита, графиче­ского пегматита или еврейского камня: в одном гиган­тском, иногда многотонном кристалле полевого шпата кварц образует систему закономерно ориентирован­ных маленьких угловатых («скелетных») вростков — рыбок; такие срастания живо напоминают страницы древних восточных рукописей на каком-то неразгаданном языке. Некоторые ученые прошлого века даже стре­мились прочесть их. Но это не язык человека, а язык самой природы, с помощью которого она четко зафик­сировала в своих «записях» условия образования этих замечательных горных пород.

Miner70.jpg Сростки амазонита и микроклина
Первым, кому удалось «прочесть», разгадать за­шифрованную информацию природы, был создатель учения о пегматитах академик А. Е. Ферсман. Путем тщательных кристаллографических измерений он уста­новил, что в графическом пегматите кварц и полевой шпат имеют не беспорядочную, как кажется на первый взгляд, а строго закономерную взаимную ориентиров­ку; они срастаются между собой по определенному правилу, которое получило название правила (или за­кона) Ферсмана. А способ совместной кристаллизации, при котором возникает подобная «письменная» структура (она хорошо известна, например, металлографам, изучающим строение металлических сплавов), называ­ется в физической химии эвтектическим. Таким путем А. Е. Ферсман доказал, что письменный гранит пред­ставляет собой настоящую кварц-полевошпатовую эв­тектику.

Среди калиевых полевых шпатов, как и среди пла­гиоклазов, есть иризирующие — лунные и солнечные разновидности. Кроме них, пожалуй, самый популяр­ный калиевый полевой шпат — амазонит, который назван в честь реки Амазонки, откуда будто бы были привезены первые образцы этого яркого самоцвета. Окраска амазонита бирюзово-зеленая, но оттенки ее разнообразны. Забайкальский амазонит бледный, зе­леновато-голубой, очень похожий на цвет несколько выцветшей бирюзы. Амазонит Украины очень яркий и по интенсивности не только не уступает бирюзе, но часто превосходит ее. А вот амазонит Кольского полу­острова ярко-зеленый, голубизна в нем почти неощути­ма. Характерная особенность амазонитов — белые крапинки, рябинки, маленькие вросточки натриевого полевого шпата альбита. Редкие кристаллы амазонита, как всякого другого микроклина, представлены корот­кими столбиками. Амазонит — один из самых ярких и «живых» поделочных камней. Но еще эффектнее вы­глядят очень редкие винно-желтые прозрачные кристал­лы низкотемпературного калиевого шпата ювелирного адуляра, встречающиеся в пегматитах Мадагаскара.

А где применяются полевые шпаты вообще? Неуже­ли человек мог оставить без внимания этот щедрый дар природы? Разумеется, не оставил. Судьбу и роль полевого шпата в технике определила его способность при расплавлении образовывать вязкую массу, засты­вающую в плотное стекло.

Мне хочется, чтобы однажды вы, оглядев свой при­вычный родной дом, вдруг увидели, что из чего, из каких веществ, из каких минералов. Пусть на миг каж­дая вещь покроется плащом блестящих кристаллов, послуживших некогда их основой! Сколько здесь было бы неожиданных сюрпризов! И в точности, как и в земной коре, одно из первых мест в вашем доме занял бы полевой шпат! Оглядите хотя бы вашу теплую уютную кухню. Фаянсовая раковина, сияющая молоч­ной белизной, голубая плитчатая стена над ней содер­жат не меньше 8 — 15% полевых шпатов. Красивая, легко моющаяся эмаль плиты и холодильника, красных, зеленых, синих кружек, чайников, чугунных жаровен и обливных половников и того больше — в них 17, 28, 56% полевых шпатов. А взгляните на накрытый к ужину стол: сахарница с цветочками и фаянсовая кружка с домиками, высокий папин бокал и хрупкая мамина фарфоровая чашка — все они не обошлись без полевых шпатов: от 10 до 30% содержит их каждая фаянсовая или фарфоровая посудина.

Но все же больше всего полевых шпатов расходуют, пожалуй, электротехники. Только представьте на миг, какой путь пробегает электрический ток от турбин электростанций до лампы на вашем письменном столе! Бесчисленными реперами сопровождают бег электри­ческого тока фарфоровые изоляторы, ограждающие провода от соприкосновения со всем, что может вос­пламениться. Самые огромные и тяжелые из них дости­гают сотен килограммов, а самые маленькие — около двух граммов. Но в каждом из них не видимая гла­зом основа — полевой шпат. Так же, как видимую ос­нову, составляет он в гранитах обелисков и колонн, набережных, фонтанов, памятников; вглядитесь толь­ко, и вот перед вами наш неизменный спутник, самый распространенный и с детства известный минерал — полевой шпат.