Татьяна Здорик - Приоткрой малахитовую шкатулку

• Название: Приоткрой малахитовую шкатулку
• Автор: Татьяна Здорик
• Издательство: Просвещение
• Жанр: Детская образовательная литература
• Год: 1979

Разнообразны природные соединения химических элементов — минералы. Они слагают земную кору и верхнюю мантию Земли, Луну, метеориты и другие небесные тела.

Книга кандидата геолого-минералогических наук Т. Б. Здорик знакомит с многоцветным миром минералов на примере его наиболее распространенных и ярких представителей, рассказывает об их свойствах, возникновении, применении в народном хозяйстве.

---

Упоминание об этом минерале как о красной свинцовой руде встречается еще в 1763 г. в работе М. В. Ломоносова «Первые основания металлургии». Но детальное описание крокоита впервые составил в 1766 г. академик И. Г. Леман.

 Кристаллы крокоита в кварце

Знаменитая «красная свинцовая руда из Сибири» после своего блестящего дебюта на арене минералогии особенно прославилась в 1797 г., когда французский химик Луи Никола Воклен открыл в этом минерале неизвестный прежде элемент хром.

У внимательного читателя может возникнуть вопрос: а почему оранжево-красный минерал назван в честь крокуса-шафрана? Ведь шафран желтый, а не оранжевый. Вопрос законный. Крокоитом минерал был назван за шафранно-желтый цвет в порошке. Цвет черты минерала, т. е. цвет его порошка — более надежный диагностический признак, чем цвет самого минерала, он более устойчив, меньше подвержен изменениям и вариациям. Характерные черты облика крокоита — хрупкость, ясная спайность, низкая твердость (2,5 — 3), высокая плотность (6,0 г/см3), мелкораковистый или неровный излом. На свету крокоит постелен но выцветает.

 Щетка кристаллов крокоита

Есть у минералов одно парадоксальное на первый взгляд свойство. Казалось бы, камень — символ постоянства, неизменности. Тысячелетиями стоят каменные громады пирамид… Ни смена династий, ни исчезновение с арены истории целых государств не в состоянии погасить блеска самоцветов — они лишь переходят из скипетра в рукоять шпаги, из конской сбруи в колье красавицы или в сейф очередного владельца… Казалось бы, камни и впрямь вечны. Но вспомните, какими неизменными кажутся нам зимой покровы снега, ледяной панцирь реки. А всего на 5 — 10 °C изменится температура воздуха и неподвижные громады минерала-льда сменятся мятущимися потоками минерала-воды. Эта всем нам знакомая метаморфоза позволяет представить, что и остальные минералы могут быть устойчивыми лишь в определенном диапазоне температуры, давления и других физико-химических условий. Очень четко эта неустойчивость минералов при изменении среды выявляется, например, когда сульфиды металлов (свинца, цинка, железа), образовавшиеся в земных недрах, попадают на поверхность Земли и подвергаются воздействию атмосферных осадков, грунтовых вод, кислорода воздуха, органических кислот, всегда присутствующих в почвах. Первичные минералы руд разрушаются, а их составные части — ионы металлов — концентрируются в новых соединениях. Хромат свинца — крокоит — один из поздних минералов коры выветривания свинцовых или свинецсодержащих месторождений.

Но чтобы возник этот красавец-минерал, помимо свинца, нужен хром, он-то и придает минералу его нарядный цвет. На Урале гранитные дайки и заключенные в них рудные жилы располагаются среди ультраосновных пород, всегда содержащих хром. В измененных гранитных дайках выпадает этот редкостный хромат свинца.

ОСЬ ЦВЕТКА И ОСЬ КРИСТАЛЛА (МИНЕРАЛЫ ГРУППЫ БЕРИЛЛА)

Пятерная ось несовместима с расположением атомов в решетчатых системах и тем самым невозможна в кристаллах.

И. И. Шафрановский

Пятерная ось является у мелких организмов своеобразным инструментом борьбы за существование…против кристаллизации, первым шагом которой была бы их «поимка» решеткой.

Н. В. Белов

Чуть сойдет снег, и влажная земля улыбнется миру первоцветами. По берегам рек раскроет пятилепестковый венчик лиловато-голубая печоночница, засветятся желтыми баранчиками склоны холмов, а редким счастливчикам встретится нежный и красивый подснежник — медуница, тоже пятигранные бокальчики, синие и лиловые с розоватой полосой.

Вслед за храбрыми первенцами апреля покрываются цветами ветки вишен: пять белых округлых лепестков каждый раз сызнова утверждают вечный закон весны. А чуть осыпется белым конфетти вишня, раскроют венчики розоватые цветы яблонь, холодком и горьковато-сладким запахом наполнит воздух кипенно-белая черемуха. А по лесным полянам и городским пустырям разольет солнечный блеск веселая куриная слепота.

Золотые венчики курослепа как приглашенье к лету. И замелькает на лету «отрывной календарь» лепестков: лазоревая герань, розовый шиповник, голубые незабудки, как метки возле каждого родника, голенастые яркие мальвы, влажные лилии, царящие в лесных озерах и заводях… И всюду от снега до снега разноцветные пятерки (изредка четверки) лепестков.

Геолог А. А. Малахов называет пятерную симметрию симметрией жизни («В мире реальной фантастики», Свердловск, 1965). И верно, ведь та же самая пятерная ось управляет существованием морской звезды и морского ежа. Окаменевшие членики морских лилий, населявших миллионы лет назад теплые моря, по сей день хранят пятилучевую звездочку — дырочку — срединный канал, шедший через весь «стебель» животного.

А почему в море нет шестилучевых звезд? Почему так много на свете пятилепестковых цветов и почти никто из них не «отрастил» шестого?

Но стоит только опуститься на землю зиме, и с неба, словно крошечные ледяные шестеренки, посыпятся шестилучевые звездочки. Почему же у снежинок всегда шесть лучей? «Мы не можем не отметить здесь тот в высшей степени замечательный факт, — пишет известный академик кристаллограф А. В. Шубников, — что среди представителей живой природы, пожалуй, чаще всего встречаются как раз простейшие из невозможных для затвердевшего окристаллизованного «мертвого» вещества виды симметрии (пятерная симметрия)». А почему так? Ответ на этот интересный вопрос можно попытаться найти у крупнейшего советского кристаллохимика Н. В. Белова.

«Кристаллографический запрет 5-ной оси, как известно, определяется невозможностью согласовать ее… с решеткой, с «решетчатым состоянием» кристаллического вещества. И потому можно думать, что 5-ная ось является у мелких организмов своеобразным инструментом борьбы за существование, страховкой против окаменения, против кристаллизации, первым шагом которой была бы их «поимка» решеткой».

В противоположность живым организмам, в мире кристаллов плотная, стабильная упаковка атомов в кристаллической решетке — идеал, к которому «стремится» природное кристаллическое вещество; ведь чем прочнее, симметричнее их структура, чем надежнее уравновешены частицы вещества, тем труднее их разорвать, тем прочнее сам кристалл и больше его кристаллизационная сила, т. е. тем больше повышаются и его шансы на образование и сохранение. Даже самое первое знакомство с минералогией показывает, что шестерная, или, как говорится в кристаллографии, гексагональная, симметрия — неплохой вариант «надежной» кристаллической решетки: более 8 % детально изученных довольно часто распространенных минералов компонуют свои ионы вокруг оси шестого порядка. Это и шестигранные столбики апатита, и утолщенные таблички нефелина, и розетки молебденита или схожего с ним графита. Но самые совершенные, самые красивые и «популярные» из гексагональных минералов несомненно бериллы.

Их стройные вытянутые по шестерной оси кристаллы похожи на граненые колонны или на шестигранные кубки. Горняки любовно называют их стаканчиками. Гексагональная симметрия бериллов начинается на уровне их кристаллической решетки. Основу их структуры составляют кремнекислородные кольца: в каждом кольце 6 атомов кремнезема и 18 кислорода. Поэтому бериллы и называют кольцевыми силикатами. Связанные ионами бериллия и алюминия, одно над одним поднимаются кольца вокруг невидимых осей шестого порядка, выстраиваясь в колонны, точнее, в трубы: серединки этих колонн остаются полыми. Не случайно бериллы напоминают многоцветье цветочных лепестков: голубые, синие, розовые, оранжевые, бледно-желтые, янтарные, зеленые всех оттенков, молочно-белые, едва уловимого цвета оконного стекла и вовсе бесцветные. Бериллы вносят свою характерную, им лишь свойственную гамму в радугу минералов. Их окраски разнообразны, но всегда чисты и спокойны, прозрачность кристаллов позволяет ясно проявиться самым легким оттенкам.

 Кристаллы берилла и аквамарина

Желтые бериллы. Тонкие кристаллы, похожие на граненые бокалы с легким сухим вином. Их называют гелиодорами в честь Гелиоса — бога Солнца. И верно, кристаллы гелиодора словно наполнены светом и теплом солнца. Винно-желтые бериллы издавна составляют славу пегматитов Урала. Иногда можно видеть, что головки гелиодоров венчает не только плоская базальная шестисторонняя грань, как обычно «принято» у бериллов: в том месте, где две грани шестигранной призмы накрываются плоской крышечкой базиса, у гелиодора сверкают изящные треугольники шестигранной пирамидки. Эти кристаллы выросли в идеальных условиях природного автоклава — миароловой пустотки, они совершенны как дерево, свободно раскинувшее ветви на солнечной поляне.