Для определения минералов существует много методов, которые требуют специальных приборов и лабораторий (химический, кристаллографический, рентгенометрический анализы). Вместе с тем известен самый простой – макроскопический метод определения минералов, основанный на изучении их внешних особенностей: морфологии кристаллов, простейших свойств механических (твердость, излом, спайность и др.), оптических (цвет, блеск, прозрачность) и проч.

При макроскопическом определении минералов необходимо придерживаться следующих правил:

определение любой характеристики всегда ведется по наиболее свежей поверхности раскола;

образец нужно слегка перемещать, чтобы свет падал на него под разными углами;

всегда сравнивать характеристики исследуемого образца с соответствующими характеристиками уже известных образцов;

придерживаться следующей последовательности определения: твердость → блеск → спайность → излом → цвет в куске → черта → прочие свойства;

немедленно после определения каждой характеристики следует записать ее в тетрадь;

всегда вначале определить все указанные свойства, и лишь затем начинать поиск соответствующего образца по литературе (определителю минералов).

Твердость является важнейшим свойством при определении минералов. Твердость минерала – это его способность противостоять внешнему механическому воздействию. Твердость минералов зависит от особенностей их внутреннего строения, а также от химического состава. Например, графит и алмаз, хотя и состоят из одного и того же элемента (углерода), обладают совершенно разной твердостью, поскольку их кристаллические решетки неодинаковы. С другой стороны, образцы лимонита также могут разительно отличаться по твердости в силу разного содержания молекул воды – чем больше молекул воды, тем ниже твердость. В связи с этим важно помнить, что, во-первых, гидратированные соединения всегда мягче безводных (как боксит и корунд), а во-вторых, что существует значительное количество минералов, твердость которых изменчива. Наиболее простой способ определения твердости – царапанье одного минерала другим. Для оценки относительной твердости принята шкала Мооса, представленная десятью минералами-эталонами, твердость которых постоянна. В шкале Мооса каждый последующий минерал царапает все предыдущие (чем выше номер минерала, тем он тверже).

Тальк – 1.

Кальцит – 3.

Флюорит – 4.

Апатит – 5.

Ортоклаз – 6.

Кварц – 7.

Топаз – 8.

Корунд – 9.

Алмаз – 10.

В природе не известно минералов, по твердости находящихся между корундом и алмазом. Поэтому для практического определения твердости алмаз не требуется. Для определения твердости исследуемого минерала на его поверхности выбирают гладкую площадку и, сильно нажимая, проводят по ней острым углом минерала из шкалы Мооса. Если на исследуемом минерале остается царапина, то его твердость будет меньшей, чем у минерала шкалы Мооса; если царапина отсутствует, то твердость исследуемого минерала больше эталонного. Испытание проводят до тех пор, пока исследуемый минерал не встанет в интервале между двумя минералами из шкалы твердости, т.е. твердость его не определится как промежуточная между ними или как равная одному из них. Для определения твердости часто пользуются некоторыми распространенными предметами. Так, твердость мягкого карандаша – I; ногтя – 2; стекла 5–5,5; стальной иглы и стального ножа 6–7.

Блеск минерала зависит от его способности преломлять и отражать лучи и от характера самой отражающей поверхности. Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Металлический блеск присущ минералам, отражающим свет подобно стали. Таким блеском обладают многие сульфиды, окислы железа, самородные металлы. Блескполуметаллический (металловидный) несколько тусклее, он характерен для графита.Стеклянный блеск характерен плоскостям спайности многих прозрачных или полупрозрачных минералов (кальцит, гипс, полевые шпаты, грани кристаллов кварца).Жирный блеск (излом кварца, нефелин) напоминает блеск, проявляющийся на поверхности, смазанной маслом.Перламутровый блеск присущ минералам, поверхность которых блестит как внутренняя (перламутровая) поверхность раковины (слюда, тальк).Шелковистый блеск напоминает блеск шелковой ткани, свойственен минералам с волокнистым строением (селенит, асбест).Восковой блеск, подобный блеску поверхности свечи, имеют некоторые скрытокристаллические и аморфные агрегаты (кремень).Матовый блеск по сути означает отсутствие блеска – при этом поверхность отражает свет равномерно тускло, подобно писчему мелу. Матовый блеск присущ землистым разностям с мелкопористой поверхностью (каолин, боксит). Одновременно с выявлением блеска, удобно определять спайность и излом минерала.

Спайность – способность минералов раскалываться по плоскостям. Плоскости спайности совпадают с теми плоскостями кристаллической решетки, в которых силы сцепления между атомами минимальны. Для обнаружения спайности минерал следует повернуть к свету так, чтобы какая-то часть его поверхности отразила свет в глаза. Если у исследуемого образца спайность присутствует, то на блестящей поверхности можно увидеть множество отражающих свет пластин, наслаивающихся друг на друга, и образующих своеобразную лестницу. Все эти блестящие пластины (плоскости спайности) лежат параллельно, и разделяются тончайшими темными линиями. У многих минералов спайность выражена в нескольких направлениях, взаимно пересекающихся. Например, у слюд (мусковита, биотита) спайность прослеживается лишь в одном направлении. У галита и сильвина – в трех направлениях, перпендикулярных друг другу (спайность по кубу). Сфалерит обладает шестью направлениями плоскостей спайности. Выделяют несколько видов спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя и несовершенная.Весьма совершенная спайность проявляется в том, что минерал очень легко (ногтем, лезвием ножа) расщепляется по определенному направлению на тонкие параллельные пластинки с гладкой блестящей поверхностью (слюды, тальк, хлорит).Совершенная спайность выражается в том, что минерал при легком ударе молотком раскалывается по ровным параллельным плоскостям (кальцит, полевой шпат).Средняя спайность обнаруживается при сильном ударе, плоскости спайности при этом могут различаться с некоторым трудом.Несовершенная спайность обнаруживается с трудом (апатит, берилл). Это практически минералы без спайности. При отсутствии достаточного навыка плоскости спайности можно иногда спутать с гранями кристалла. Следует иметь в виду следующее:

на плоскостях спайности минералы обычно блестят сильнее, чем на гранях кристаллов и любых других поверхностях излома;

в плоскости спайности минерала всегда следует находить несколько параллельных друг другу пластин, последовательно наслаивающихся друг на друга (типа ступенек).

Одновременно с определением спайности (и блеска) можно выявить излом минерала.

Излом . Раскалывая различные минералы, можно заметить, что образующаяся при этом поверхность различна. В зависимости от характера этой поверхности изломы бывают следующих видов:

зернистый – поверхность образована множеством сросшихся зерен, сфер; свойственен оолитовым агрегатам;

землистый – отличается шероховатой матовой поверхностью (каолинит);

раковистый – имеет вид вогнутой, концентрически-волнистой поверхности (кремень);

занозистый – поверхность образована одинаково ориентированными иглами (роговая обманка);

ступенчатый – поверхность в виде ступеней, разделяющих плоскости спайности (полевые шпаты, галит, галенит);

неровный – хаотично изломанная блестящая поверхность твердых минералов, лишенных спайности (нефелин).

Цвет минералов является важным диагностическим признаком. Минералы имеют различный цвет: белый, серый, желтый, красный, зеленый, синий, черный. Могут быть и бесцветными. Практически цвет минералов определяют на глаз путем сравнения с хорошо знакомыми предметами: молочно-белый, яблочно-зеленый, соломенно-желтый и проч. Окраска минералов зависит от их химического состава и примесей. Некоторые минералы (лабрадор) меняет цвет в зависимости от условий освещения, приобретая красивую радужную окраску. Такое свойство минералов называетсяиризацией . Иногда, кроме основной окраски, тонкий поверхностный слой минерала имеет дополнительную окраску, при этом поверхность его переливается синим, красным, розовато-фиолетовым цветом (халькопирит, борнит). Это явление называетсяпобежалостью . Побежалость объясняется интерференцией света в тонких пленках, образующихся на поверхности минерала в результате различных реакций. Существует также значительное количество минералов, не имеющих постоянной окраска (кварц, галит, нефелин и др.), и, соответственно, цвет для них диагностическим признаком являться не может. В подобных случаях, а также при совпадении других внешних черт различных минералов, оказывается полезным определение черты.

Черта – это цвет порошка минерала. Многие минералы в раздробленном или порошкообразном состоянии имеет другой цвет, чем в куске. Так, пирит в куске – соломенно-желтого цвета, а в порошке – почти черный. Для определения черты проводят несколько раз куском минерала по неглазурованной фарфоровой пластинке (при условии, что твердость минерала меньше твердости фарфора). Если минерал слишком тверд, то порошок получают, истирая его еще более твердым минералом. Как правило, если с помощью фарфора не удается определить цвет порошка, то пишут, что черта у минерала отсутствует.

Прочие свойства объединяют другие, нередко строго индивидуальные признаки минералов. Тем не менее, прочие свойства часто играют важнейшую роль в диагностике, особенно у родственных минералов (галит и сильвин).Удельный вес зависит от химического состава и структуры минерала. Все минералы можно разделить по удельному весу на три группы:легкие с удельным весом менее 2,5 (янтарь, гипс, галит); средние - с удельным весом 2,5-5 (апатит, корунд, сфалерит); тяжелые – с удельным весом больше 5 (киноварь, галенит, золото). Удельный вес минералов в полевых условиях определяется приблизительно – взвешиванием на руке (в образце должен присутствовать только один минерал).Прозрачность – выделяют минералынепрозрачные , т.е. не пропускающие световых лучей даже в очень тонких пластинках (самородные металлы, многие сульфиды, окислы железа);просвечивающие только в тонкой пластинке (по тонкому краю, как полевые шпаты, кремень, многие карбонаты); полупрозрачные , пропускающие свет подобно матовому стеклу (гипс, халцедон); прозрачные , пропускающие свет как обычное стекло (горный хрусталь, исландский шпат). Для некоторых минералов характерны особые, только им присущие свойства. Например, способность минералов карбонатов вступать вреакцию с соляной кислотой ("вскипать"). Ряд минералов характеризуетсямагнитностью (магнетит, пирротин) – они отклоняют магнитную стрелку. Для диагностики в полевых условиях имеет значениерастворимость минералов в воде или кислотах и щелочах. Галит и сильвин легко растворяются в воде. Эти же минералы обладаютвкусом – соленым у галита, горько-соленым у сильвина. Природные квасцы отличаются кислым, вяжущим вкусом. Иногда минералы имеютзапах . Так, арсенопирит и самородный мышьяк при ударе пахнут чесноком; пирит, марказит – издают запах сернистого газа; фосфорит при трении – запах жженой кости. Некоторые минералыжирные на ощупь (тальк), другие – легкопачкают руки (графит, пиролюзит).Двойным лучепреломлением обладает исландский шпат.Флюоресценция характерна флюориту.Гигроскопичностью обладают каолин, сильвин, карналлит.Радиоактивностью отличаются минералы, содержащие уран, торий.

Для определения минералов пользуются определителями и таблицами, которые составляют на основании изучения их физических свойств. Определив твердость, необходимо установить блеск минерала, затем цвет черты, спайность и другие внешние признаки. Далее, принимая во внимание твердость и блеск минерала, находим в приведенной таблице описание, которое более всего соответствует всем физическим свойствам изучаемого образца. Минералы в таблице размещены по возрастанию твердости (мягкие, средней твердости, твердые), в каждой из групп учитывается блеск (металлический, неметаллический).

Все чаще в ювелирных магазинах встречаются подделки и товар низкого качества. На прилавках магазинов есть украшения с драгоценными и синтетическими вставками. Иногда покупателя обманывают, и вместо самоцвета он получает имитацию. Тема искусственных минералов волнует весь ювелирный мир. Даже геммолог не сможет визуально с помощью лупы отличить все изделия. Как узнать драгоценный камень без специального образования?

Искусственные камни бывают:

• синтетическими;
• облагороженными;
• имитацией.

Только в лаборатории можно отличить синтетический кристалл от натурального. Состав и структура минералов идентичны. Основные физические свойства аналогов близки к природным.

Геммологи определяют также облагороженные кристаллы, которые проходят следующую обработку:

• окрашивание (staining);
• вощение (waxing/oiling);
• покрытие (coating);
• нагрев (heating);
• наполнение (filling);
• облучение (irradiation);
• отбеливание.

Эти данные должны быть указаны в сертификате, который прилагается к камню. В некоторых магазинах информацию не доносят до клиента. Покупатель может приобрести облагороженный рубин, стоимость которого составляет 5 $ ct по цене природного - 10 000 $ ct. Потребитель может обратиться в суд, и такая сделка расценивается как мошенничество.

Ювелирная конфедерация разработала для торговых организаций документ. Согласно предписанию, следует использовать специальную терминологию, принятую во всем мире. Как узнать, драгоценный камень или нет? Такую информацию можно получить из сертификата.

В цивилизованном мире драгоценные минералы продают только с сертификатом. Для подтверждения документа можно обратиться в лабораторию.

Самый престижный логотип на ювелирных изделиях - Gübelin. Швейцарский бренд выпускает украшения наивысшего качества.

В ювелирных магазинах на каждый камень выдается сертификат. В документе указывается:

• размер;
• цвет;
• пропорции;
• чистота;
• дефекты;
• способ огранки;
• место добычи.

В магазинах заверяют покупателя, что все изделия проверяют на соответствие. Как определить, настоящий камень или нет, стоя у витрины? Все выращенные минералы - идеальные.

Как определить настоящий камень самостоятельно?

Существуют простые способы определения имитации:

• теплом;
• на слух;
• на вес;
• ногтем.

Минерал надо взять в руки и подержать. Природный материал холодный и тяжелый. Все минералы имеют включения. Изделие рассматривают при разном освещении. Для этого используют лупу, выбирая модель с увеличением в 10 крат. При осмотре кристалл двигают вверх-вниз, чтобы получить четкое изображение на глубине.

Самоцвет можно протереть влажной салфеткой. Если на ткани остался след краски, не покупайте украшение.

Чистота и идеальность камня является признаком подделки. Перед покупкой самоцвета следует изучить такую информацию:

• оттенки кристалла;
• способы огранки;
• месторождения.

Синтетический кристалл определяют при помощи ультрафиолетового фонарика. Если камень имеет яркое свечение, значит, он синтезированный.

Натуральный камень царапает стекло. Существуют способы и признаки, по которым определяется подлинность кристалла.

Корунд

Физические свойства корундов природных и синтетических близки. Для распознавания натуральных и синтетических рубинов, сапфиров важно наличие включений, трещин. Как определить, камень или стекло перед вами? Для этой цели используют сильную лупу.

Природные рубины содержат рутил. Особенность натурального рубина - пятнистая окраска. Природные сапфиры содержат газожидкие включения. Признак их натуральности - зональная окраска.

Особенности синтетических корундов:

1. Газовые включения разного размера и формы.
2. Криволинейное распределение окраски.

Натуральный сапфир по цвету напоминает бархат. Подделка из шпинели будет темнее. Если на природный сапфир направить луч, он будет в форме шестиконечной звезды. Натуральный сапфир нельзя поцарапать ногтем или ножом.

Изумруд

Если природный кристалл рассмотреть в лупу, можно увидеть трещины с газожидкими включениями. Иногда за них принимают воздушные пузырьки в подделке.

Синтетический изумруд можно проверить, направив на него ультрафиолетовый фонарик. Если камень люминесцирует неестественным цветом, он синтетический. Натуральный имеет красновато-бурый оттенок под ультрафиолетом. Этот способ не является точным. Изумруд колумбийский не изменит своей окраски.

Как определить, натуральный камень или искусственный? Природный минерал имеет четкие грани, а у синтетического они стертые. Искусственный кристалл - с желтоватым отливом.

Более мелкие изумруды склеивают в одно изделие. Для подделки используют другие кристаллы. Так получают крупные образцы, склеивая мелкий изумруд с синтетической шпинелью, бериллом, кварцем.

Качественный изумруд имеет насыщенный цвет. По характеру включений геммолог определяет месторождение камня. Изумруды из Колумбии подкрашивают. Проверить это можно в домашних условиях. Минерал помещают в воду со стиральным порошком.

Янтарь

Существует несколько способов определения подлинности янтаря:

1. Природный янтарь всегда будет плавать на поверхности солевого раствора (4 столовые ложки на стакан воды).
2. Приложить раскаленную иглу к янтарю. Запахнет смолой - натуральный камень, пластмассой - подделка.
3. Если янтарь потереть о натуральные ткани, он наэлектризуется. К камню притянется мелко нарезанная бумага.

Для исследования используют ультрафиолетовый фильтр. Прозрачный янтарь будет люминесцировать голубым и зеленым цветом. Непрозрачный экземпляр дает молочный оттенок, а необработанный - коричневый.

Жемчуг

Природное образование, извлекаемое из раковин, тяжелее подделки. Перлы имеют неровную поверхность, а у имитации она гладкая. Если две жемчужины потереть друг о друга, они цепляются.

Один из самых надежных способов - это провести жемчугом по зубам. Натуральный камень скрипит. Если перл уронить на пол, он будет подпрыгивать. Натуральный жемчуг можно поцарапать, и следа не останется. Цена натурального, культивированного и имитации отличается.

Какие камни имитируют?

Для подделки ювелирных камней часто используют стекло и пластмассу. С помощью этих материалов имитируют такие камни: сердолик, хризопраз, бирюзу и так далее. Для подделки рубина используют шпинель и стекло.

Применяют также склеенные дуплеты. Камни комбинируют вместе со стеклом. Как отличить драгоценный камень от стекла? Подделку легко распознать с помощью лупы. В месте склеивания будут расположены пузырьки.

Для имитации драгоценных минералов используют:

1. Натуральные минералы более низкого качества.
2. Синтетические камни.
3. Стекло.
4. Пластик.
5. Спрессованные кристаллы.
6. Составные камни (дуплет, триплет).

Определить подлинность украшения без специальных знаний сложно. При покупке драгоценного камня у ювелира лучше обратиться к оценщику.

Оценка качества минералов

Геммологическая экспертиза - это исследование подлинности камней. Контроль качества изделий происходит следующим образом. Первая оценка - визуальная. Геммолог рассматривает минерал при помощи лупы. При этом осмотре отсеивают брак:

• сколы;
• царапины;
• потертости.

Существуют характерные включения для каждого минерала. Геммолог отправляет изделие на дополнительные исследования, если обнаружил признаки:

• неравномерность окраски;
• пузыри.

В центрах экспертизы и оценки используют такие приборы:

1. Рефрактометр.
2. Полярископ.
3. Фильтр Челси.
4. Джим-тестер.

При помощи полярископа определяют погасание образца. Геммолог сразу сможет установить, стекло это или минерал.

Рефрактометром измеряют величину преломления, которая отличается для каждого материала. Для исследования используют иммерсионную жидкость. При помощи пипетки наносят несколько капель и закрывают защитным стеклом. Показания снимают через 30 секунд. После этого сравнивают с данными таблицы и определяют, какой минерал принесли на оценку.

Как отличить натуральный камень от искусственного? Фильтр Челси помогает установить происхождение изумрудов, сапфиров и рубинов. Некоторые геммологи считают, что прибор утерял свою актуальность. Синтетические изумруды сложно различить даже при помощи оборудования.

Джим-тестер измеряет теплопроводность минерала.

В лаборатории определяют:

• подлинность;
• происхождение;
• наличие облагораживания.

Принцип оценки камня получил название «правило 4 C». Это такие критерии, как масса, цвет, чистота и качество.

Синтетические камни

Аналоги создаются специально для ювелирных украшений, при этом цена изделий ниже. Синтезированные минералы имеют:

• максимальную чистоту;
• высокие оптические свойства;
• насыщенность цвета.

Кроме аналогов, которые обладают схожими свойствами, ученые создали и искусственные камни - фианиты и другие.

Производство синтетических изделий растет, совершенствуются и технологии. Покупатель имеет право выбирать. Одни хотят иметь уникальные камни, других интересует только внешняя красота. Потребитель хочет получить то изделие, которое указано на бирке.

Минералы определяют по следующим свойствам: цвету ми­нерала и цвету его черты на фарфоровой пластинке, блеску, прозрачности, твердости, спайности, отдельности, излому, магнитности и удельному весу.

Цвет минералов . Окраска минералов чрезвычайно разно­образна и зависит от поглощения некоторых лучей спектра и отражения непоглощенных лучей. Одним минералам свойствен­на постоянная окраска, так магнетит всегда черный, а мала­хит - зеленый. Другим же минералам присущи различные цве­та, например кварц бывает белый, желтоватый, дымчатый, розовый, фиолетовый, черный, иногда же бесцветный и про­зрачный. Полевой шпат в граните бывает розовый, иногда мя­со-красный или серый и т. д. Цвета минералов определяют на практике способом их сравнения с общеизвестными, более или менее твердо установленными цветами, например, говорят: зо­лотисто-желтый, оловянно-белый, лимонно-желтый, индигово-синий, бутылочно-зеленый, соломенно-желтый и т. д. Некоторые прозрачные минералы обладают свойством менять цвет в одном и том же кристалле в зависимости от того, под каким углом их рассматривать или в зависимости от характера осве­щения.

Цвет черты . Истинная окраска минералов хорошо опреде­ляется в порошке истолченного образца. Для получения порошка и определения его цвета чертят острым углом минерала по белой непокрытой глазурью фарфоровой пластинке или, еще проще, по свежему излому фарфоровой посуды. Цвет черты не всегда совпадает с цветом минерала. Так, у разноцветных флюоритов цвет черты образцов почти черного, красного и бес­цветного флюорита получается одинаково бесцветным. Кварц черты не дает, магнетит дает черную черту, разноцветные по­левые шпаты - белую или бесцветную, как и темно-зеленый оливин. Цвет минерала надо наблюдать на свежих поверхно­стях, так как испытуемый минерал может быть покрыт налета­ми других минералов и, вследствие выветривания, может изме­нить на поверхности окраску. Кроме того, минералы могут быть покрыты «побежалостью», т. е. радужной пленкой, изме­няющей их истинный цвет, что мы видим у лабрадора.

Блеск. Большинство минералов обладает способностью от­ражать своими поверхностями свет, чем и объясняется их блеск, который служит важным диагностическим признаком для всех минералов. Блеск надо изучать на свежих изломах, так же как и цвет. Различают следующие виды блеска мине­ралов:

блеск металлический - сильный, напоминающий блеск от­полированной поверхности металла. Минералы с металличе­ским блеском обычно непрозрачны и тяжелее остальных. К ним относятся: золото, пирит (серный колчедан), халькопирит (мед­ный колчедан), арсенопирит (мышьяковый колчедан), галенит (свинцовый блеск), магнетит (магнитный железняк), пиролю­зит, молибденит, пирротин, висмут, антимонит (сурьмяный блеск) и др.

Металловидный или полуметаллический блеск напоминает по­тускневший от времени блеск металлов. Характерен для гра­фита, антрацита, рутила, куприта, гематита и др.

Блеск неметаллический. Алмазный блеск - обусловли­вается отражением света от внутренних поверхностей минерала и свойственен минералам прозрачным или полупрозрачным с высоким показателем преломления. Пример: алмаз, сфалерит (цинковая обманка), кристаллы киновари, церуссит (белая свинцовая руда) и др . У последней иногда блеск стеклянный, в зависимости от угла падения света.

Стеклянный блеск напоминает блеск стекла, но выра­жен слабее, чем у минералов с алмазным блеском. Им обладают многие прозрачные минералы. Пример: кварц на гранях горного хрусталя, кальцит, гипс, оливин (последний имеет также жирный блеск), ортоклаз, флюорит, гранат, корунд и др . Жирный блеск напоминает как бы смазанную жиром или маслом по­верхность. Он характерен для мягких минералов. Пример: тальк, серпентин, элеолит, нефелин . Последний имеет в изломе жирный блеск, а на плоскостях кристаллов стеклянный, как и кварц, а сера, при жирном блеске в изломе, имеет на гра­нях алмазный блеск. Перламутровый блеск с тускло переливающейся радужной расцветкой, подобной блеску пер­ламутра, наблюдается на плоскостях спайности и обусловлен отражением света от плоскостей спайности минерала. Пример: слюда, кальцит, лабрадор. Шелковистый блеск - мерца­ющий - обусловливается тонковолокнистым строением минера­ла. Пример: волокнистый гипс (селенит), асбест . Малахит имеет стеклянный блеск, иногда до алмазного, у некоторых волокни­стых разностей блеск шелковистый. Восковой - слабый жир­ный блеск до матового. Пример: халцедон .

Для матовых или тусклых минералов, как боксит , характер­но полное отсутствие какого-либо блеска. Лишены блеска так­же: мел, различные охры, сажистый пиролюзит . Каолинит в сплошной массе - матовый, но его отдельным чешуйкам и пла­стинкам свойственен перламутровый блеск.

Вначале, пока у геолога не набился еще «геологический глаз», ему трудно уловить малозаметные оттенки в окраске отдельных минералов. Разные оттенки цветов, как и блеска, легче уловить путем сравнения образцов. Так, например, соло­менно-желтый цвет пирита в непосредственном соседстве с медным колчеданом заметно контрастирует с его латунно-желтым цветом.

Прозрачность. Прозрачность - свойство пропускать свет - определяется по тонким осколкам минералов или в пластинках. По степени прозрачности минералы разделяются на следующие группы: прозрачные (горный хрусталь, каменная соль, гипс, исландский шпат, топаз и др. ), полупрозрачные (халце­дон, опал, берилл, сфалерит, киноварь и др. ), просвечиваю­щие в массе (нефрит, родонит и др. ), просвечи­вающие в краях (полевые шпаты и др .), непрозрач­ные (графит, магнетит, пирит и др .). Кроме последней катего­рии, все минералы прозрачны в шлифах, т. е. при исследовании под микроскопом в проходящем свете пластинок, толщиной около 0,02 мм.Рудные минералы в подавляющем большинстве непрозрачны.

Твердость . Под твердостью понимают степень сопротивления минерала царапанию, шлифованию, сверлению, давлению и т. д. Твердость минералов довольно разнообразна у разных мине­ралов и более или менее постоянна у одних и тех же, притом легко и быстро определяется. Для оценки твердости принята шкала Мооса , включающая перечень десяти минералов, из которых каждый последующий процарапывает все предыдущие.

Для определения минералов существует много методов, которые требуют специальных приборов и лабораторий (химический, кристаллографический, рентгенометрический анализы). Вместе с тем известен самый простой – макроскопический метод определения минералов, основанный на изучении их внешних особенностей: морфологии кристаллов, простейших свойств механических (твердость, излом, спайность и др.), оптических (цвет, блеск, прозрачность) и проч.

При макроскопическом определении минералов необходимо придерживаться следующих правил:

определение любой характеристики всегда ведется по наиболее свежей поверхности раскола;

образец нужно слегка перемещать, чтобы свет падал на него под разными углами;

всегда сравнивать характеристики исследуемого образца с соответствующими характеристиками уже известных образцов;

придерживаться следующей последовательности определения: твердость → блеск → спайность → излом → цвет в куске → черта → прочие свойства;

немедленно после определения каждой характеристики следует записать ее в тетрадь;

всегда вначале определить все указанные свойства, и лишь затем начинать поиск соответствующего образца по литературе (определителю минералов).

Твердость является важнейшим свойством при определении минералов. Твердость минерала – это его способность противостоять внешнему механическому воздействию. Твердость минералов зависит от особенностей их внутреннего строения, а также от химического состава. Например, графит и алмаз, хотя и состоят из одного и того же элемента (углерода), обладают совершенно разной твердостью, поскольку их кристаллические решетки неодинаковы. С другой стороны, образцы лимонита также могут разительно отличаться по твердости в силу разного содержания молекул воды – чем больше молекул воды, тем ниже твердость. В связи с этим важно помнить, что, во-первых, гидратированные соединения всегда мягче безводных (как боксит и корунд), а во-вторых, что существует значительное количество минералов, твердость которых изменчива. Наиболее простой способ определения твердости – царапанье одного минерала другим. Для оценки относительной твердости принята шкала Мооса, представленная десятью минералами-эталонами, твердость которых постоянна. В шкале Мооса каждый последующий минерал царапает все предыдущие (чем выше номер минерала, тем он тверже).

Тальк – 1.

Кальцит – 3.

Флюорит – 4.

Апатит – 5.

Ортоклаз – 6.

Кварц – 7.

Топаз – 8.

Корунд – 9.

Алмаз – 10.

В природе не известно минералов, по твердости находящихся между корундом и алмазом. Поэтому для практического определения твердости алмаз не требуется. Для определения твердости исследуемого минерала на его поверхности выбирают гладкую площадку и, сильно нажимая, проводят по ней острым углом минерала из шкалы Мооса. Если на исследуемом минерале остается царапина, то его твердость будет меньшей, чем у минерала шкалы Мооса; если царапина отсутствует, то твердость исследуемого минерала больше эталонного. Испытание проводят до тех пор, пока исследуемый минерал не встанет в интервале между двумя минералами из шкалы твердости, т.е. твердость его не определится как промежуточная между ними или как равная одному из них. Для определения твердости часто пользуются некоторыми распространенными предметами. Так, твердость мягкого карандаша – I; ногтя – 2; стекла 5–5,5; стальной иглы и стального ножа 6–7.

Блеск минерала зависит от его способности преломлять и отражать лучи и от характера самой отражающей поверхности. Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Металлический блеск присущ минералам, отражающим свет подобно стали. Таким блеском обладают многие сульфиды, окислы железа, самородные металлы. Блескполуметаллический (металловидный) несколько тусклее, он характерен для графита.Стеклянный блеск характерен плоскостям спайности многих прозрачных минералов (кальцит, гипс, полевые шпаты, грани кристаллов кварца).Жирный блеск (излом кварца, нефелина) напоминает блеск, проявляющийся на поверхности, смазанной маслом.Перламутровый блеск присущ минералам, поверхность которых блестит как внутренняя (перламутровая) поверхность раковины (слюда, тальк).Шелковистый блеск напоминает блеск шелковой ткани, свойственен минералам с волокнистым строением (селенит, асбест).Восковой блеск, подобный блеску поверхности свечи, имеют некоторые скрытокристаллические и аморфные агрегаты (халцедон, кремень).Матовый блеск по сути означает отсутствие блеска – при этом поверхность отражает свет равномерно тускло, подобно писчему мелу. Матовый блеск присущ землистым разностям с мелкопористой поверхностью (каолин, боксит). Одновременно с выявлением блеска, удобно определять спайность и излом минерала.

Спайность – способность минералов раскалываться по плоскостям. Плоскости спайности совпадают с теми плоскостями кристаллической решетки, в которых силы сцепления между атомами минимальны. Для обнаружения спайности минерал следует повернуть к свету так, чтобы какая-то часть его поверхности отразила свет в глаза. Если у исследуемого образца спайность присутствует, то на блестящей поверхности можно увидеть множество отражающих свет пластин, наслаивающихся друг на друга, и образующих своеобразную лестницу. Все эти блестящие пластины (плоскости спайности) лежат параллельно, и разделяются тончайшими темными линиями. У многих минералов спайность выражена в нескольких направлениях, взаимно пересекающихся. Например, у слюд (мусковита, биотита) спайность прослеживается лишь в одном направлении. У галита и сильвина – в трех направлениях, перпендикулярных друг другу (спайность по кубу). Сфалерит обладает шестью направлениями плоскостей спайности. Выделяют несколько видов спайности: весьма совершенная, совершенная, средняя и несовершенная.Весьма совершенная спайность проявляется в том, что минерал очень легко (ногтем, лезвием ножа) расщепляется по определенному направлению на тонкие параллельные пластинки с гладкой блестящей поверхностью (слюды, тальк, хлорит).Совершенная спайность выражается в том, что минерал при легком ударе молотком раскалывается по ровным параллельным плоскостям (кальцит, полевой шпат).Средняя спайность обнаруживается при сильном ударе, плоскости спайности при этом могут различаться с некоторым трудом.Несовершенная спайность обнаруживается с трудом (апатит, берилл). Это практически минералы без спайности. При отсутствии достаточного навыка плоскости спайности можно иногда спутать с гранями кристалла. Следует иметь в виду следующее:

на плоскостях спайности минералы обычно блестят сильнее, чем на гранях кристаллов и любых других поверхностях излома;

в плоскости спайности минерала всегда следует находить несколько параллельных друг другу пластин, последовательно наслаивающихся друг на друга (типа ступенек).

Одновременно с определением спайности (и блеска) можно выявить излом минерала.

Излом . Раскалывая различные минералы, можно заметить, что образующаяся при этом поверхность различна. В зависимости от характера этой поверхности изломы бывают следующих видов:

зернистый – поверхность образована множеством сросшихся зерен, сфер; свойственен оолитовым агрегатам;

землистый – отличается шероховатой матовой поверхностью (каолинит);

раковистый – имеет вид вогнутой, концентрически-волнистой поверхности (кремень);

занозистый – поверхность образована одинаково ориентированными иглами (роговая обманка);

ступенчатый – поверхность в виде ступеней, разделяющих плоскости спайности (полевые шпаты, галит, галенит);

неровный – хаотично изломанная блестящая поверхность твердых минералов, лишенных спайности (нефелин).

Цвет минералов является важным диагностическим признаком. Минералы имеют различный цвет: белый, серый, желтый, красный, зеленый, синий, черный. Могут быть и бесцветными. Практически цвет минералов определяют на глаз путем сравнения с хорошо знакомыми предметами: молочно-белый, яблочно-зеленый, соломенно-желтый и проч. Окраска минералов зависит от их химического состава и примесей. Некоторые минералы (лабрадор) меняет цвет в зависимости от условий освещения, приобретая красивую радужную окраску. Такое свойство минералов называетсяиризацией . Иногда, кроме основной окраски, тонкий поверхностный слой минерала имеет дополнительную окраску, при этом поверхность его переливается синим, красным, розовато-фиолетовым цветом (халькопирит, борнит). Это явление называетсяпобежалостью . Побежалость объясняется интерференцией света в тонких пленках, образующихся на поверхности минерала в результате различных реакций. Существует также значительное количество минералов, не имеющих постоянной окраска (кварц, галит, нефелин и др.), и, соответственно, цвет для них диагностическим признаком являться не может. В подобных случаях, а также при совпадении других внешних черт различных минералов, оказывается полезным определение черты.

Черта – это цвет порошка минерала. Многие минералы в раздробленном или порошкообразном состоянии имеет другой цвет, чем в куске. Так, пирит в куске – соломенно-желтого цвета, а в порошке – почти черный. Для определения черты проводят несколько раз куском минерала по неглазурованной фарфоровой пластинке (при условии, что твердость минерала меньше твердости фарфора). Если минерал слишком тверд, то порошок получают, истирая его еще более твердым минералом. Как правило, если с помощью фарфора не удается определить цвет порошка, то пишут, что черта у минерала отсутствует.

Прочие свойства объединяют другие, нередко строго индивидуальные признаки минералов. Тем не менее, прочие свойства часто играют важнейшую роль в диагностике, особенно у родственных минералов (например, галит и сильвин).Удельный вес зависит от химического состава и структуры минерала. Все минералы можно разделить по удельному весу на три группы:легкие с удельным весом менее 2,5 (янтарь, гипс, галит); средние - с удельным весом 2,5-5 (апатит, корунд, сфалерит); тяжелые – с удельным весом больше 5 (киноварь, галенит, золото). Удельный вес минералов в полевых условиях определяется приблизительно – взвешиванием на руке (в образце должен присутствовать только один минерал).Прозрачность – выделяют минералынепрозрачные , т.е. не пропускающие световых лучей даже в очень тонких пластинках (самородные металлы, многие сульфиды, окислы железа);просвечивающие только в тонкой пластинке (по тонкому краю, как полевые шпаты, кремень, многие карбонаты); полупрозрачные , пропускающие свет подобно матовому стеклу (гипс, халцедон); прозрачные , пропускающие свет как обычное стекло (горный хрусталь, исландский шпат). Для некоторых минералов характерны особые, только им присущие свойства. Например, способность минералов карбонатов вступать вреакцию с соляной кислотой ("вскипать"). Ряд минералов характеризуетсямагнитностью (магнетит, пирротин) – они отклоняют магнитную стрелку. Для диагностики в полевых условиях имеет значениерастворимость минералов в воде или кислотах и щелочах. Галит и сильвин легко растворяются в воде. Эти же минералы обладаютвкусом – соленым у галита, горько-соленым у сильвина. Природные квасцы отличаются кислым, вяжущим вкусом. Иногда минералы имеютзапах . Так, арсенопирит и самородный мышьяк при ударе пахнут чесноком; пирит, марказит – издают запах сернистого газа; фосфорит при трении – запах жженой кости. Некоторые минералыжирные на ощупь (тальк), другие – легкопачкают руки (графит, пиролюзит).Двойным лучепреломлением обладает исландский шпат.Флюоресценция характерна флюориту.Гигроскопичностью обладают каолин, сильвин, карналлит.Радиоактивностью отличаются минералы, содержащие уран, торий.

Для определения минералов пользуются определителями и таблицами, которые составляют на основании изучения их физических свойств. Определив твердость, необходимо установить блеск минерала, затем цвет черты, спайность и другие внешние признаки. Далее, принимая во внимание твердость и блеск минерала, находим в приведенной таблице описание, которое более всего соответствует всем физическим свойствам изучаемого образца. В таблице минералы сгруппированы по твердости (мягкие, средней твердости, твердые) и блеску (металлический и неметаллический).

Для диагностики (определения) минералов их выделяют в специальные группы, например с точки зрения использования в качестве сырья для предприятий, материала для облицовок, различных поделок, для ювелирного дела и т. д. При этом чаще всего используют принципы классификации, которые основаны на закономерностях строения минералов – это химический состав, особенности структуры, текстуры и т. д., которые отражаются во внешних признаках. Внешние признаки это ориентиры, дающие возможность любителю не заблудиться в мире камней.

Существует много инструментов и аналитических способов исследования как отдельных минералов, так и горных пород.

Для любителя первым и, пожалуй, единственным приемом определения является визуальный осмотр. Осматривая, нужно выявить и сформулировать свойства неизвестного минерала, его блеск, цвет, оттенки, твердость, форму, способность раскалываться, прозрачность и другие особенности.

Большинство минералов в природе встречается в кристаллическом состоянии.

Обычно они обладают только им присущей формой кристаллов. Кубики галита, иголочки рутила, ромбоэдры кальцита и т. д. Минералы, как уже известно, могут быть и в некристаллической, аморфной форме, например опал, халцедон, гагат.

Ярко выраженные, отдельные кристаллы находят довольно редко. Обычно находят их скопления – агрегаты.

Агрегаты кристаллов бывают зернистыми, плотными, игольчатыми, призматическими. Для горного хрусталя характерны друзы – сростки красталлов, прикрепленные как в щетке, одним концом к основанию.

Самородная медь и окислы марганца в различных породах и минералах могут находится в виде дентритов – ветвистых, древовидных агрегатов. Некоторые агрегаты, например аметист – фиолетовый кварц – часто встречается в виде конкреций или жеод – полостей или пустот, заполненных минеральным веществом.

В жеодах кристаллы растут от окраин к центру, в конкрециях – от центра к периферии.

Минералы могут встречаться и в виде пленочных налетов, оолитов, которые похожи на слипшиеся шарики. Форма, в которой встречается тот или иной минерал, является одним из его отличительных признаков. Некоторые физические свойства минералов, такие как плотность или магнитность, имеют устойчивый характер.

Другие свойства для одного и того же минерала могут изменяться в зависимости от качества поверхности, как, например, блеск, или маскироваться микрокристаллическим строением, как спайность. Третьи свойства, например, окраска, весьма характерны для для одних минералов, а у других меняются от одного образца к другому. Поэтому для правильной визуальной диагностики нужно не только знать внешние признаки минералов, но и представлять роль каждого признака в диагностике.

Техника определения доступна каждому. Диагностический поиск и опыты по самостоятельному определению увлекательны и служат хорошим средством изучения минералов.

На первых порах достаточно уметь распознавать внешние признаки минералов к которым относятся форма, симметрия кристаллов, характерный вид агрегатов и индивидов, цвет, твердость, блеск и др.

Блеск – это качественная характеристика отражения света поверхностью минерала – важная особенность минералов. Различают блеск металлический, когда поверхность минерала блестит, словно металл (минералы группы самородных элементов, а также большинство зернистых соединений и некоторые окислы); приближающийся к металлическому – металлоидный, как, например, у графита; стеклянный (кварц, кальцит); перламутровый – у талька и некоторых разновидностей слюды; жирный, когда поверхность минерала словно масляная (самородная сера или кварц); шелковый – у минералов с волокнистым строением – асбест, волокнистый гипс, а также стеклянный и алмазный блеск.

Более половины минералов на гранях и изломах кристалов обладают стеклянным блеском: кальцит, топаз, амфиболы, пироксены и другие. Примерами минералов с алмазным блеском являются киноварь, сера, касситерит и др.

При разграничении характера блеска нужно помнить, что степени блеска разраничены условно, на самом деле резких переходов между ними нет. Блочное строение кристалла, микротрещиноватость, включения, разъедание и выветривание поверхности, пленки и чешуйки посторонних минералов – все это снижает блеск и порой делает этот признак ненадежным. В мелкокристаллических агрегатах глаз воспринимает общую картину, а не отдельные индивиды, поэтому блеск минерала может быть иным, чем в крупных кристаллах. Так, хорошо образованные кристаллы гипса имеют стеклянный блеск, а параллельно-волокнистая разновидность гипсаселенит – шелковистый. Подвергнутые ударам или давлению, кристаллы гипса приобретают перламутровый блеск.

Разновидности минерала также могут отличаться блеском. Так, андрадит, как и другие гранаты, имеет стеклянный блеск, но у демантоида он приближается к алмазному. Для оценки блеска рассматривают чистую и сухую поверхность камня.

Цвет, окраска минералов очень разнообразны. Зависят они от разных причин химического состава, включений других веществ, особенностей строения и являются важнейшим диагностическим признаком. Однако часто бывает так, что у одного и того же вида цвет может варьировать в широких пределах. Некоторые минералы меняют цвет в раздробленном, истертом состоянии. Например, пирит в отдельных кристаллах латунно-желтого цвета, а в порошке – черного. По этому свойству он легко узнаваем.

Окраска может быть присуща веществу самого минерала, в частности, обусловлена присутствием в составе минерала так называемых хромофоров – химических элементов хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, титана. Такая окраска называется идиохроматической. Часто цвет обусловлен некоторыми дефектами кристаллических структур, «иризации» – неоднородного преломления и отражения света из-за пластинчатой неоднородности кристалла.

Многие минералы названы по своему цвету. Например, альбит – «белый», аурипигмент – "золотая окраска", гематит – «кровавый», целестин – «небесно-голубой», цитрин – «желтый» и т. д. От одного и того же персидского корня, означающего «синий», произошли названия трех синих минералов – азурита, лазурита, лазулита. Однако в большей части названия цветов существуют на греческом и латинских языках.

Постоянная окраска минерала имеет первостепенное значение. Сера всегда желтая, азурит – синий, малахит – зеленый, родохрозит – розовый и т. д. И в то же время окраска может меняться. Происходить это может из-за присутствия примесей.

Например, кальцит может быть окрашен примесями в голубой, сиреневый, желтый и другие цвета. Примесям хрома обязаны своему цвету красный рубин и пироп, зеленые изуруд и уваровит. Хромосодержащие александрит и кеммерерит имеют зеленый цвет при солнечном освещении, а при электрическом – фиолетовый. Широкое распространение в земной коре железа и хрома объясняет причину распространения бурых, красных и зеленых оттенков в минералах. В противоположность этому синих минералов находят немного.

Под цветом минерала всегда подразумеваются основные цвета, идиохроматические, неоднородные окраски могут служить дополнительными диагностическими признаками.

Цвет минерала необходимо наблюдать на свежей, чистой поверхности грани или излома, когда он не маскируется налетами, окислами, выветриванием, пленками.

Побежалость – это специфическая световая игра или иной дополнительный эффект, а иногда радужная окраска поверхности, свойственная минералам с металлическим блеском. Некоторые халцедоны имеют ярко-голубую окраску, обусловленную рассеянием света в микропористом поверхностном слое. При увлажнении окраска пропадает, а при высыхании появляется вновь.

Цвет черты имеет важное значение в определении минералов. Черта, оставляемая на матовой, неглазурованной поверхности фарфора, состоит из тонкого порошка минерала. Цвет черты не так насыщен, ярок и богат оттенками, как цвет кристаллов, зато это более постоянный признак, которым пользуются при определении непрозрачных густоокрашенных минералов. Светлоокрашенные минералы, как правило, дают одинаковую белую черту. По цвету кристаллов и цвету черты можно иногда установить наличие химических примесей и место минерала в изоморфном ряду. Цвет и черту темных минералов нужно рассматривать при ярком освещении.

Способность одного минерала оставлять царапину на поверхности другого зависит от его твердости. Твердость характеризует сопротивление минерала разрушающему механическому воздействию на его поверхность. Это сопротивление обусловлено структурой кристалла и прочностью химических связей. Твердость понижается при дефектах и неоднородной структуре. Минералы условно разделяют по шкале австрийского минералога Фридриха Мооса на десять групп, расположенных в порядке возрастания твердости.

Порядковый номер или коэффициент, определяется следующим образом: если какой-либо минерал царапает, например кальцит, имеющий твердость 3, то его твердость обозначается коэффициентом 3,5 (или 3–4).

Шкала твердости Мооса

1. Тальк 6. Ортоклаз

2. Гипс 7. Кварц

3. Кальцит 8. Топаз

4. Флюорит 9. Корунд

5. Апатит 10. Алмаз

Из всех известных минералов алмаз – самый твердый, а корунд – единственный имеет твердость 9.

В полевой обстановке для определения твердости минералов обыкновенно пользуются имеющимися под рукой предметами. Так, твердость грифеля мягкого карандаша около 1; ногтя – 2–2,5; медной монеты – 3–4; железного гвоздя – 4–4,5; кусочка стекла – 5; лезвия стального ножа – 6; напильника – 7.

По степени прозрачности различают минералы прозрачные – горный хрусталь, алмаз и непрозначные – графит.

Спайность – это способность минерала раскалываться по определенным направлениям. Спайность бывает очень совершенной, совершенной и несовершенной. У кварца спайность отутствует – это также является диагностическим признаком.

Минералы с хорошо выраженной спайностью называют шпатами – от старонемецкого слова, означающего «раскалываться». Например, плавиковый шпат – флюорит, исландский шпат – кальцит и др.

Спайность прозрачных и просвечивающих кристаллов часто обнаруживаетс по наличию спайных трещинок, например в кальците. Это свойство гранильщики учитывают при шлифовке и огранке камней.

Излом минерала также является важной его характеристикой. При наличии спайности излом по направлению спайности получится ровным, при отсутствии спайности – раковистым, похожим на внутреннюю поверхность раковины, как например у опалов, халцедона, вулканического стекла. Раковистый излом характерен также для кальцита, кварца, топаза и многих других минералов. Он позволяет получить острые кромки у обсидиана и кремней, что было крайне важным для изготовления ножей, скребков и других каменных орудий в древние времена.

Излом может быть занозистым, напоминающим поперечный излом древесины. Такой излом часто бывает у минералов волокнистого строения – асбеста, волокнистого гипса, турмалина.

Излом может быть крючковатым, как например у самородной меди и серебра, а также зернистым, как у апатита и др.

Основным признаком минералов, содержащих железо, является магнитность.

Она свойственна немногим минералам – пирротиту, магнетиту, платине, самородному железу. Магнитные минералы притягиваются магнитами и в крупных массах отклоняют стрелку компаса. Испытанию магнитом подвергают маленький кусочек минерала – 2–4 мм.

Вкус важен при определении солей. У галита (поваренной соли) он соленый, у сильвита (калийной соли – горько-соленый).

Запах – отличительная черта некоторых минералов. Пирит, например, пахнет серой, а мышьяковистые минералы – чесноком.

Для того, чтобы научиться определять минералы, нужно уделять знакомству с ними больше времени, стараясь их запомнить, отмечая внешние признаки, характерные формы, сообщества с другими минералами, окружающую обстановку.

Опыт и практические навыки помогут распознавать некоторые минеральные виды в знакомых образцах, затем придет умение различать все большее их число и в более разнообразном виде.

Необходимо принять за правило определять минерал по совокупности признаков, влючая форму выделения, минералы-спутники, тип месторождения, где был найден. Это требует определенной минералогической грамотности, что для любителей и собирателей камней весьма важно. Специлисты-минералоги, опытные коллекционеры рекомендуют освоить испытанные методики хороших определителей минералов и придерживаться их.

Набор характерных признаков позволяет узнавать минералы не только, когда они представлены в виде отдельных минералов, но и в составе горных пород.

Так, кварц и слюду узнают в граните, а кальцит – в мраморе и т. д.

Горные породы слагаются из различных минералов и входят в составы оболочек земной коры. Почему образуются минералы?

Описатели камней – петрографы делят их, горные породы, на три большие группы в зависимости от происхождения.

К первой группе относятся магматические породы. Они родились в самых нижних частях земной коры и верхах мантии. Мантия – это оболочка Земли, расположенная между корой и ядром планеты. Происходящие там процессы радиоактивного распада элементов, энергии перемещения и перераспределения вещества, тепловые потоки, термоядерные и химические реакции, иные, еще не известные силы, расплавляют горные породы. Так в твердой Земле образуются очаги первичной магмы.

В глубинах Земли существуют огромные давления и магма находится там в пластинчатом, близком к твердому состоянию, но как только давление в результате образования различных трещин, расколов, поднятий участков земли и т. п. снижается, вещество горячего вещества переходит в жидкое состояние – собственно магму, родоначальницу магматических пород.

Магматические породы поднимаются по трещинам и каналам ближе к земной поверхности. Если магма находит выход и выливается на поверхность земли в виде лавы, например, при извержении вулкана, из нее образуются вулканические (излившиеся) горные породы, которые являются одной из разновидностей вулканических. Если магма не дойдет до поверхности, застрянет по дороге и извержения не произойдет, то при понижении температуры выкристаллизовываются так называемые интрузивные (внедрившиеся) породы. Интрузивные породы являются другой разновидностью магмы.

Ко второй группе относятся осадочные породы. Их происхождение связано с процессами осаждения в морях, озерах, океанах приносимого реками, ветрами, льдами и другими способами различного материала.

Этот материал выпадает на дно в виде частичек – так образуются глины, пески и т. д. или кристаллизуется из растворов (соли, травертины, доломиты).

Осадочные породы образовываются также и из организмов, скелеты которых построены на извести или кремнеземе. Частицы кораллов, раковин скапливаются на дне водоемов и этот осадок, уплотняясь, и вытесняя воду превращается в горную породу. Существует много разновидностей осадочных пород.

К третьей группе относятся преобразованные породы. Они возникли под влиянием больших температур и давлений в глубинах Земли – это метаморфические породы – мрамор, кристаллические сланцы и др. или путем замещения одних минералов другими при относительно нормальных температурах и давлениях – это метасоматические породы. К метасоматическим породам относят большинство гранитов и другие.

Независимо от происхождения, все породы разделяются в зависимости от содержания в них кремнезема на кислые, средние, основные и ультраосновные. В применении к магматическим породам эта классификация связана с глубиной магматического очага – количество кремнезема уменьшается сверху вниз от поверхности Земли к мантии. На глубине 60 – 100 км кремнезема содержится менее 45 процентов и магма имеет основной, а возможно и ультраосновной состав. В таком составе располагаются первичные очаги таких пород, как перидотиты, базальты и др. Они, как правило, обогащены окислами кальция, железа, магния.

Ближе к поверхности могут возникать кислые и средние расплавы, которые дают диориты, магматические граниты и другие породы, в которых содержание кремнезема повышено.

Вулканических пород, которые возникли из кислых магм очень мало – около 13 процентов всей площади распространения магматических и метасоматических пород.

На долю гранитов приходится приблизительно такое же количество. Однако в отношении гранитов, по мнению некоторых исследователей, существует своеобразная тайна. Состоит гранит из самых распространенных минералов – кварца, полевого шпата, слюды – и знаком многим. Вроде бы тайны никакой нет, и в то же время она существует. Заключается она в том, что до сих пор точно не установлено, где и как родились граниты и их «родственники» – гранитодиориты, гранитогейсы и др.

История эта давняя и началась со второй половины XUIII века, когда началась научная война между «нептунистами», которые объясняли появление всех горных пород выпадением их в осадок из "хаотической жидкости" и «плутонистами», которые утверждали, что все породы – огненного происхождения. Борьба между учеными длилась долгие годы. Надо отметить, что происхождение камня до наших дней вызывает споры, правда, не столь жаркие и упорные. В XX веке они вробы утихли, так как многим стало ясно, что имеются осадочные породы – пески, глины, известняки, и существуют породы магматические – базальты, габбро, граниты. Первые образовались в различных водоемах путем выпадения в осадок, вторые – из огненно-жидких расплавов сложного, преимущественного силикатного состава, насыщенные летучими соединениями – магмы, проплавляют себе путь в горных породах, поднимаются по трещинам и застывают в верхних частях коры или изливаются на поверхность в виде вулканической лавы.

Согласно современным представлениям, глубинное вещество Земли постепенно дегазируется т. е. теряет летучие компоненты. Часть их вместе с магмой переносится к поверхности Земли и выделяется в атмосферу при понижении давления. Другая часть образует на глубине перегретые газовожидкие растворы, которые главным образом состоят из воды и углекислоты. Эти растворы также поднимаются к поверхности, оказывая по пути сильное воздействие на минералы горных пород.

Но вот геофизики при помощи специальных приборов доказали отсутствие у Земли сплошной расплавленной оболочки, имеются лишь отдельные очаги магмы. Эти исследования нанесли трещину в теории магнитогенного происхождения гранитов, потому что гранитов довольно много и заполняют они пространства огромные, а очаги расплава – это, по сути, точки. Полоса гранитов протянулась от Байкала до Охотского моря на многие километры. Нельзя предположить, что на одном-двух участках земля выбросила такую огромную массу гранитной лавы. Такой огромный клин расколол бы планету. Тогда начали собирать факты, говорящие в пользу зарождения большинства гранитов на том самом месте, где их сегодня находят.

Однако в скором времени была потревожена простейшая классификация горных пород на осадочные и магматические. Дело в том, что части земной коры по разным причинам могут прогибаться и опускаться по трещинам отдельными блоками, попадая вместе со слагающими их горными породами в области высоких температур и давлений. Породы там видоизменяются и становятся метаморфическими – преображенными. Метаморфические горные породы гранитного состава практически неотличимы от магматических. Их настолько трудно различить, что придумали специальные названия для средних, как бы промежуточных пород, например, гранитогнейс.

Если это гнейс – метафорфическая, а гранит – магматическая порода, то как представить происхождение гнейсов? Проблема происхождения гранита не решалась и тогда возникла гипотеза метасоматического генезиса гранитов.

Метасоматоз – это процесс замещения одного минерала другим, борьба кристаллов за пространство и растворы. В борьбе между минералами различного состава линия фронта порой тянется на сотни километров. Как правило, победителями оказываются полевой шпат и кварц в союзе, которые вытесняют другие минералы. Процессы замещения идут до тех пор, пока не установится химическое равновесие, и затухают чаще всего в момент образования гранита.

Пока признано, что граниты и прочие породы, которые недавно причисляли к магматическим, могут возникать разными способами, но чаще всего путем метасоматоза.

Как бы то ни было, гранит разных оттенков. от почти черного до розового, является самым естественным камнем, как и многие другие цветные камни, украшающим нашу жизнь.

Есть такие минералы, которые могут возникать в очень широком диапазоне условий и встречаются повсеместно. К таким минералам принадлежат, например, пирит и кварц. Большинство минералов чаще всего встречаются в месторождениях определенных типов. Особые, исключительные условия образования обуславливают редкость таких минералов, как алмаз. Число минеральных видов в общем увеличивается с понижением температуры и давления.

Все геологические процессы, происходящие на Земле, от вулканических извержений до незаметного глазу испарения воды морей и озер, сопровождается перераспрелением вещества и энергии. Разнообразные твердые, жидкие и газообразные вещества при этом разрушаются и взамен возникают новые. То здесь, то там происходит обновление минерального состава земной коры, такое обновление дает возможность образовываться минералам.

СБОР МИНЕРАЛОВ

Приобретать опыт сбора минералов лучше всего в минералогическом кружке, в специально организованных походах. В полевых условиях есть возможность проводить наблюдения и часто бывает, что любители камня обнаруживают местонахождение того или иного минерала.

Собирать камни можно в любое время года. Даже зимой, там, где роют траншею или котлован, можно найти что-нибудь интересное. Интересные камни находят и на дорогах, ведущих к стройке.

И все же самым хорошим временем года для сбора камней является ранняя весна когда только что сошел снег. В эту пору прямо на промытой весенними водами земле могут лежать редкие и интересные камни.

Начиная поиск, нужно установить, какую часть исследуемой территории стоит осмотреть детально. Здесь важно знать, какие минералы могут сопутствовать друг другу и какие сочетания их в природе не встретишь.

При самостоятельном осмотре, например рудных отвалов, желательно пригласить спутника. Чтобы не беспокоить семью, нужно сказать домашним, где вы будете находиться и когда вернетесь. А в целях соблюдения правил техники безопасности, и чтобы уберечься от травм, ушибов и т. д. нужно знать, что источниками опасностей могут быть сама обстановка горного предприятия, если работа ведется в условиях рудника, неосторожность по отношению к горной технике и неправильное обращение с собственным инструментом.

Находящиеся на высоте глыбы в результате оползней, осадков, осыпания раздробленной породы, рано или поздно скатываются вниз, поэтому находится под «козырьком», т. е. под нависающей глыбой нельзя. Даже при отсутствии видимой опасности необходима осторожность, ибо возможно скатываение отдельных камней и даже обрушение из-за ничтожных сдвигов, вызываемых разборкой породы, ударами молотка и кувалды и т. д. Работать нужно в защитной каске, внимательно наблюдая за состоянием вышележащих частей стенки. Услышав шорох, сопровождающий осыпание породы, нужно немедленно отойти на безопасное расстояние. Передвигаясь по откосам, необходимо пробовать надежность закрепления глыб и соблюдать правило опоры на три точки – две ноги и рука или молоток.

Из-за пониженной прочности некоторых пород нельзя пользоваться приемами ска лолазания на действующих и заброшенных карьерах. Только в исключительных случаях, тщательно осмотрев склон и сбросив ненадежные глыбы, можно пользоваться веревками и крючьями на склоне небольшой крутизны. Здесь обязательны для выполнения следующие условия: быть вдвоем, надежная страховка, наличием альпинистской подготовки.

Крайне опасно спускаться в провалы и обрушения, входить в зоны, обозначенные предупредительными знаками или отделенные ограждениями, подходить к краю уступа, подверженного оползню, заходить за оползневую трещину, находится на склоне отвала или у его основания во время разгрузки отвального траспорта.

Начинать работу можно только после того, как есть уверенность в том, что в него не будет сбрасываться порода. Находится в карьере можно только в светлое время суток.

Необходимо внимательно следить за расписанием взрывных работ.

На подъездах к карьеру нужно вести себя так, чтобы не мешать работе техники: не оставлять своих вещей и не стоять на пути движения транспорта, не находится в радиусе движения работающего экскаватора, не садиться в кузов самосвала, не приближаться к транспорту, перевозящему взрывчатые вещества.

Нельзя работать возле электротехнических устройств, имеющих знаки высокого напряжения.

Свой инструмент необходимо регулярно осматривать, своевременно выявляя неисправности. Молотки и кувалды должны быть прочно закреплены на рукоятках.

Расшатанный инструмент может быть причиной не только тяжелых травм, но и порчи образцов. При работе кувалдой присутствующие должны находится в стороне, так как нельзя полностью исключить ее соскальзывание с рукоятки или выскальзывание из рук. Если на бойке появилась трещина, инструментом больше не пользуются. При появлении трещины на рукоятке работать можно только в рукавицах.

Работая молотком или кувалдой, нужно опасаться ушибов и ранений осколками камня и стали. Работать нужно в одежде и желательно в защитных очках, зажмуриваясь при ударе.

Разборку полостей с кристаллами кварца и других минералов, образующих острые обломки, ведут обязательно в перчатках.

Воду в карьере нельзя употреблять для питья и приготовления пищи.

Породу, которая содержит выцветы купоросов (пизанит, хальканит и др.) и других водорастворимых минералов, нельзя разделывать молотком или кувалдой, так как при этом поднимается пыль, раздражающая дыхательные пути и вызывающая сильный кашель.

Соблюдая эти элементарные правила безопасности, можно уберечь себя от нежелательных осложнений во время поисков цветных камней. Искать их лучше всего в чуть моросящий дождь, потому что влажные камни приобретают более насыщенный цвет.

Но интересные камни можно встретить и при перекапывании огорода. Даже на первый взгляд ничем не примечательный камень выбрасывать не стоит. Нужно сложить их в одном месте, а потом рассмотреть. Увидеть красоту в камне удается не сразу. Камни прячут ее под коркой белого или серого цвета, которую называют «рубашкой». Цветные камни, одетые в такие «рубашки» называют миндалинами или желваками. Сразу их порой и не отличишь от гальки, мергеля или доломита, известняковых голышей. Однако, внимательно всмотревшись, можно заменить некоторые особенности формы, цвета, фактуры рубашек. Эти особенности позволяют определить опытным любителям, что под ними кроется. К примеру, желваки агата и кремня выделяются среди других камней более сложной, иногда даже причудливой формой. Можно найти совсем невзрачный камень, похожий на старую сморщенную картофелину, но, когда его разрежешь и отполируешь – отроется на удивление четкий и чистый рисунок агата. Каждый камень красив по своему, каждый, как музыка, вызывает свой настрой. Многие не могут устоять перед соблазном собирать цветные камни – красивые, праздничные, нарядные, приносящие радость.

Ну, а в тех случаях, когда желваки ничем не примечательны, выручит интуиция.

Однако в диагностике рассчитывать на быстрый успех, как правило, не приходится.

Успех приходит через годы упорной, кропотливой исследовательской работы.

Цветные камни можно собирать и на карьерах, действующих и отработанных, отвалах, в старых копях, оврагах, руслах и берегах рек, в естественных обнажениях скал и т. д. В таком упорном поиске одному из геологов, жившему в небольшом австралийском городке, удалось добыть опал весом около трех килограммов самый крупный в мире образец драгоценного камня. Это произошло в 1956 году, когда в Австралии проходили Олимпийские игры. В их честь опал назвали "Олим пийским". Месторождение оказалось самым крупным в Австралии и дает более половины мировой добычи опалов.

Ведя поиски, время терять даром нельзя, поэтому к ним нужно подготовиться основательно дома. В чем состоит эта подготовка?

Во-первых, нужно собрать побольше информации о местности, где будут вестись поски. Во-вторых, продумать организацию работы, ибо световой день короток.

В-третьих, подготовить инструменты, снаряжение и т. п.

Из инструмента берут с собой геологический молоток, малую кувалду, зубила, изогнутый скребок, рыхлитель, гребок, разные клинья, коготок – ломик с изогнутыми острыми концами и иной инструмент в зависимости от предстоящей работы.

Некоторые инструменты, которые трудно купить в магазине, можно сделать самому. Только изготовить их нужно, конечно, качественно, ибо от их качества зависит и производительность работы, и надежность.

Побывавший в работе инструмент, нужно осмотреть и, если нужно, починить.

Молотки с трещинами и сколами брать нельзя. Расшатанные рукоятки укрепляют, заменив в них поперечный клин или забив дополнительный. На всякий случай с собой рекомендуют взять пару дубовых или буковых клиньев, а если работа будет долгой, то не помешает и запасная рукоятка.

Затупившиеся зубила нужно наточить, погнутые выпрямить. При этом стоит знать, что даже хорошие молотки, кувалды и зубила редко выдерживают более трех полевых сезонов.

В работе нужна будет жесткая щетка для очищения образцов и чистки одежды, а также иголка, прочные нитки, капроновая леска, шпагат, прочная веревка, изоляционная или липкая лента, рукавицы. На ноги обычно надевают кирзовые сапоги или другую прочную обувь.

Кроме перечисленного, необходимы два рюкзака. Один для камней, другой для вещей. Лямки у рюкзаков должны быть широкими и прочными.

Какова техника работы геологическим инструментом?

Перед первым выходом в поле полезно потренироваться в умении раскалывать различные камни. При этом по-разному ведут себя граниты, известняки, базальты, кремни и другие породы.

Одни обтесывать легко, другие вязки и трудно поддаются обработке, третьи сланцеваты и т. п. Эти свойства важно умело использовать. В некоторых случаях сильный удар может разрушить камень, а иногда нужно ударить именно сильно, резко и точно. Некоторые камни можно слегка обколоть зубилом.

Небольшой камень можно расколоть молотком, положив его на ладонь, на которую надета рукавица, или на другой камень, или на головку кувалды, придерживая рукой или носком сапога. Удар наносят серединой бойка. Резкими ударами бойка скаалывают край угловатого камня. Клювом молотка сбивают тонкие края, долбят, зацепляют, подтаскивают, переворачивают камни. Клювом можно расширить трещину в камне, действуя как рычагом или клином, слегка постукивая кувалдой по бойку.

Крупные куски породы – глыбы разбивают кувалдой. Поначалу удары наносят серединой или краем бойка по выступам ее нижней части. Если выступов нет, наносят сильные удары. От них появляются трещины, с которых и начинают разделку глыбы.

Если нужно подрубить или снять слой дерна, то делают это гребком. С его помощью обнажают породу под слоем грунта или щебня. Им удобно разребать щебень, рыхлую землю, обломки или расчищать место работы – «забой». Сначала мыском гребка прочищают угол между стенкой и дном, затем широкой стороной сгребают обломки и вытаскивают их из забоя.

Трещины расклинивают зубилом. Держат его левой рукой, а молотком или кувалдой осторожно забивают в трещину. Когда зубило войдет и будет держаться устойчиво, его забивают сильнее. Если трещина широкая, под зубило подкладывают куски круглого металлического прутка. Зубилом выбивают бороздки в породе, отделяют кристаллы и небольшие сростки. Чем уже рабочая кромка зубила, тем лучше им работать, но и тем больше риск его сломать.

Как длинным зубилом можно пользоваться прямым ломиком. Коготок используют как рычаг при передвижении глыб, выворачивая их, или при раздвигании пластов.

Иногда применение коготка помогает извлекать хрупкие образцы.

Часто бывает, что для того, чтобы получить образец, достаточно вскрыть небольшую круглую полость – жеоду. Такие полости берут целиком, по возможности отделив лишнюю породу и отложив более сложные работы до возвращения домой.

Жеоду отделяют коготком, предварительно выбив мешающие ее извлечению участки породы. Хрупкие и тонкостенные жеоды таким способом извлеать не удается.

Тогда окружающую породу разбирают по трещинам, пока жеода не освободится полностью. Если трещин нет, то вокруг жеоды создают по замкнутому кругу трещину искусственную. Для этого осторожно вбивают несколько круглых зубил и, по очереди ударяют по ним молотком, пока не появится в нужном направлении трещина.

По мере распространения трещины последние зубила вынимают и забивают их впереди.

В более крупных жеодах таким образом могут быть извлечены участки стенок и свободные кристаллы, которые находятся во внутреннем ее пространстве. Если полость достаточно велика и можно забраться внутрь, в ней работают как на стенке обнажения.

Будущий образец и его основание очищают от обломков, грязи и внимательно осматривают. Чаще всего нужный фрагмент удается отделить с помощью коготка. Если фрагмент держится крепко, то зубилом и молотком расклинивают трещины с одной или с обеих сторон либо делают по контуру достаточно глубокую бороздку, а затем откалывают образец зубилом. В этом случае, чтобы зубило не упало и чтобы уменьшить вибрацию, его придерживает напарник. Если звук удара становится все глуше, значит трещина расширяется и работать нужно осторожнее. С хорошими кристаллами найти полость удается не часто.

Если жеода мала и проникнуть в нее не удается, ее вскрывают, нанося несколько осторожных ударов для получения трещины. Здесь надо быть внимательным, чтобы не повредить находящиеся внутри кристаллы. Устье жеоды нужно раскрыть настолько, чтобы заполняющие полость щебень, земля и прочее – можно было осторожно извлечь палочкой или проволочным крючком.

Выбранную землю и щебень внимательно осматривают. В них могут оказаться хорошие кристаллы и обвалившиеся внутрь части стенок.

"Горную кожу" на части образцов можно оставить в первоначальном виде. По ней можно судить об условиях минералообразования, а кроме того, и "горная кожа" и "горная пробка" придают образцу особую привлекательность.

Затем начинают обрабатывать стенки полости. Поначалу освобождают дно от повреждений, которые могут нанести обвалившиеся стенки. На освободившееся место укладывают какую-либо подстилку и, начиная снизу, разбирают боковые стенки, а затем и свод. В результате изменения породы вокруг полости иногда образуюется пустой или заполненный мягким материалом зазор. Он дает возможность работать коготком. После отделения ближайших к устью частей стенок дальшейшая разборка полости проходит легче.

Разборка отвалов. Прежде чем взяться за разборку отвала, надо выяснить его особенности, что и в каком месте можно в нем найти.

Отвал состоит из обломков породы, извлеченной при проходке по поверхности к рудному телу. Раздробленная порода доставляется самосвалами или вагонетками на вершину отвала и сбрасывается на его склоны. При этом отвальный материал откладывается в той же последовательности, в какой извлекается из выработки. Интересный материал чаще всего может находится в одном слое отвала, так как взят из одного места. Продуктивный слой имеет форму конуса и в горизонтальном сечении расположен по дуге, а в вертикальном – по прямой вдоль склона, образуя нечто вроде покрывала.

Самые крупные глыбы при сбрасывании скатываются вниз, останавливаясь у основания отвала и по его сторонам. Меньшие по размерам обломки скапливаются выше и на флангах, а мелочь задерживается возле вершины. Полости с кристаллами нужно искать, скорее всего, в глыбах в нижней части отвала. Материал, из которого можно выбить штуфы – в середине и на краях, а отдельные кристаллы – на гребне и под вершиной.

В том, как расположены отвалы порой разобраться сложно. Понять поможет внимательное отслеживание пути транспорта. Если в продуктивных слоях удалось найти образец материала, то возможно, что в этом же слое находятся и другие.

Работать на отвале лучше всего после дождя, когда камень вымыт и хорошо виден, однако при передвижении нужно быть острожным – скользко. Разборку начинают с флангов. Чтобы отыскать продуктивный слой, копают снизу вверх канаву.

Обломки перебирают гребком, клювом молотка или руками, быстро осматривают и передвигаются дальше. Выйдя на нужный слой, раскапывают его в стороны. Мелкий материал можно промывать. Его помещают в плетеную сумку или корзину из проволоки, погружают в воду, затем рассыпают тонким слоем и рассматривают.

Если на отвале уже проводились раскопки, нужно выкопать глубокую яму – шурф.

Шурф даст возможность просмотреть нижние части отвала.

Работа на осыпях и рыхлых отложениях похожа на разбор отвалов. Осыпь осторожно снимают, чтобы обнажить распложенные под ней отложения. Cначала мыском гребка проделывают вертикальные борозды поперек осыпи. Копать нужно до коренного основания – «плотика». Если нашлось интересное место, его обнажают по всей необходимой площадке. Начинают снизу, постепенно передвигаются вверх, время от времени отбрасывая накопившейся материал гребком. Таким же образом снизу вверх – разбирают рыхлые слои, обнажающиеся в стенке. Если нужно, делают шурф или канаву нужной глубины.

Для того, чтобы извлечь интересный образец из большой глыбы, нужно разделать глыбу и постепенно удалять все лишнее, пока не останется нужный фрагмент.

Однако этот фрагмент является самой непрочной частью глыбы и может пострадать в первую очередь. Чтобы этого не случилось, оставшаяся часть глыбы, в которой фрагмент находится, должна быть массивнее отделяемой части. Если нет подходящей трещины, по которой можно было бы расклинить и развалить глыбу, ее обкалывают в несколько приемом, начиная со стороны, противоположной той, где находится образец. В этой операции нужно правильно и сильно наносить удары, которые не только отделят большую часть глыбы, но создадут предпосылку для следующего этапа, оставляя на глыбе новый выступ. Приближаясь к образцу, инструмент меняют на более легкий.

Достаточно сложно вскрывать агаты, кремни, конкреции, предназначенные для резки и полировки. Главное здесь – избежать трещин, которые испортят вид полированной поверхности. Если нет возможности отбить без растрескивания краешек камня, то лучше взять его целиком. Правда, может случиться, что после разрезания, он окажется неинтересным.

Найденные образцы нужно вымыть и осмотреть. Неинтересные образцы отбраковать, а качественные отделить от лишней породы и упаковать.

Лучшие образцы группируют по минеральным видам, разновидностям, местам находки, морфологическим признакам и тщательно изучают при хорошем освещении под лупой.

Поврежденные или сломанные образцы ремонтируют клеем типа «Момент», ПВА, нитроклеем, не откладывая, ибо со временем, края обломков камня выкрашиваются и шов не получится незаметным.