Сегодня - 13.11.2019

Сочтя «алмазы» в «каменных пещерах»

12 июля 2013
Стенды музея
«В общежитии геолого-геофизического факультета НГУ, которое в просторечии называется «девяткой», на пятом этаже — в музее студенческого клуба «Кристалл» - хранятся несметные сказочные сокровища». Именно так начиналась бы наша статья, если бы они были действительно несметными и сказочными. На самом деле, все вполне реально, давно посчитано и описано: ведь это образцы пород и минералов, способные рассказать специалистам массу интересных фактов: о своей структуре, условиях, в которых шло формирование, да и в принципе — окружающем их мире. Собственно, так и возник материал: экспонаты поведали о себе геологам, а те — нам.
 
Флюорит
 
Первый экспонат, который ученые аккуратно достают со стеклянной полки стенда – флюорит (фторид кальция): сам минерал и изделие из него, рыбка. «Образец имеет интересную структуру, он полосчатый, или, как говорят иначе, зональный». — комментирует сотрудник Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Андрей Владиславович Вишневский, а затем объясняет: «состоит он из множества небольших кристалликов, появление которых шло от слоя к слою, и вследствие того, что раствор во время роста минерала незначительно менял свой состав, это отражалось на цвете, выделялись отдельные зоны». Научный сотрудник ИГМ СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Павел Николаевич Гаврюшкин поясняет: «По смыслу отдаленно напоминает появление колец деревьев. Только они образуются по другой причине, но суть та же — со временем условия, в которых происходит процесс, изменяются, что и определяет смену цвета». 
 
На некоторых поверхностях образца, приглядевшись, можно увидеть тонкий слой глины. Это означает, что в какие-то моменты в образовании этого минерала случались перерывы  — раствор значительно изменил свой состав, выпали глинистые отложения, а затем флюорит опять продолжил свое увеличение. «Такое происходит довольно часто», — говорит Андрей Вишневский. 
 
Этот экспонат был привезен из Забайкалья, где расположена группа месторождений флюорита. «Разрабатывается он в качестве так называемого флюса в металлургии — его добавляют в расплав металла, в частности, чугуна, для того, чтобы вредные компоненты отделялись в шлак, корочку, — поясняет геолог, — кроме того, добавление летучих фторов понижает температуру плавления». Что касается рыбки, то она была привезена из города Апатиты. «Она так походила на образец, что я не смог не купить ее для музея», - улыбается Павел Гаврюшкин. 
 
Кварц-"волосатик"
 
«Это кварц, оксид кремния, который можно назвать горным хрусталем, потому что последний является разновидностью первого», — говорит Андрей Вишневский, поясняя происхождение названия: от слово «кристаллос», что с древнегреческого означает «лед». Конкретно этот образец интересен тем, что в прозрачном минерале имеются многочисленные игольчатые включения черного турмалина, или шерла. «Кварцы, в которых есть такая «начинка», называют «волосатик» или более романтично — «волосы Венеры» (если внутри — золотистый минерал рутил», — комментирует геолог. 
 
Образование таких кристаллов, по словам ученого, идет из высокотемпературных водных растворов при температурах порядка 200-300 градусов.
 
"Мальтийский крест" кристаллов пирита
 
«Это «мальтийский крест» кристаллов пирита», — показывает на следующий образец Павел Гаврюшкин: ««Мальтийский крест» — название типа двойника или точнее закона двойникования. Что это такое? Вот смотрите: есть отдельный кристалл, он представляет собой некоторый многогранник, а двойник — когда два кристалла срослись, но не под каким-либо абстрактным углом, а в определенной симметричной ориентировке. В данном случае перпендикулярны ребра пентагондодекаэдров,  что и определяет форму подобную мальтийскому кресту». 
 
Стильбит - расщепленный кристалл
 
Розоватый образец стильбита, который лежит на столе — расщепленный кристалл. Как поясняет Павел Гаврюшкин, все привыкли видеть последние в виде правильных многогранников с плоскими гранями. Однако по самым разнообразным причинам они могут давать вышеозначенные формы: по какому-то направлению, постепенно на доли градуса, начинается расщепление. В результате образовывается сноповидная структура. «В перспективе расщепление может достичь такой степени, что кристалл превратится в сферолит (минеральное образование округлой формы)», — отмечает ученый. 
 
Псевдоморфозы
 
В мире минералов часто бывает так, что они изменяются очень сильно, и существование ранее образовавшихся невозможно из-за ряда физико-химических причин. «То есть, условия, в которые они попадают, крайне отличаются от тех, в которых шло их формирование — и им приходится перестраиваться и как-то преобразовываться, — объясняет Андрей Вишневский. — Иногда получается, что внешняя форма исходного минерала сохраняется, но его внутреннее и химическое строение изменяется». Такие образования называются псевдоморфозы». Образование их, по словам ученого, происходит при разных геологических процессах. «Здесь два образца псевдоморфоз. Один, можно  сказать, рукотворный, другой — природный», - говорит Павел Гаврюшкин. Специалисты начинают рассказывать о втором — это окаменевшее дерево, замещенное железистыми карбонатами — сидеритом. На нем (обнаруженном, кстати, в угольных пластах) даже видны годичные кольца, структура древесины — и выглядит оно как ветка. «Некоторые стволы или небольшие стволики настолько хорошо сохраняются, что даже вводят людей в заблуждение — почему же они не горят в костре», — улыбается Андрей Вишневский. 
 
Второй образец тоже косвенно связан с углем. Это псевдоморфоза гематита по фрагменту двух скрученных между собой железных тросов или арматурных прутьев. «Образование ее произошло в при горении угля, — говорит Павел Гаврюшкин. — Когда его добывают шахтным способом, ненужную породу отсыпают в терриконы — конические кучи. Постепенно за счет процессов окисления сульфидов образуется серная кислота, которая при взаимодействии с минералами выделяет тепло. Идет разогрев, температура очень сильно повышается — до 1000 градусов. Породы начинают плавиться, выделяются различные газы, условия становятся окислительными. Стальной трос, каким-то образом попавший в террикон, в своем изначальном варианте существовать уже не мог, и преобразовался в гематит».
 
Кристаллы сахара
 
Андрей Вишневский показывает два образца: «Это самые обычные кристаллы сахара, которые…можно съесть. Собственно, их и вырастили, чтобы использовать, как леденцы». По словам Павла Гаврюшкина, сделать это — посильная задача даже для неспециалиста, но есть некоторые тонкости. Вот какой рецепт «приготовления» рассказали ученому в Киргизии: берется казан, подогревающийся снизу, в нем растворяется сахар. Когда приготовлен насыщенный сироп, на казан вешается сеточка из проволок, с которых вниз спускаются ниточки. На них, будет происходить рост кристаллов. Затем емкость снимается с огня, закрывается крышкой, заматывается шубой и оставляется на некоторое время. Казан важен тем, что он толстостенный, и поэтому долго остывает; здесь ключевой момент — чтобы температура снижалась достаточно медленно, для этого же нужна и шуба. 
 
Искусственно выращенный кварц - и кристаллы сахара
 
Кварц, искуственно созданный в городе Александров, как говорит Павел Гаврюшкин, выращен практически так же, как и кристаллы сахара из Киргизии. Правда, вместо казана использовался специальный сосуд, автоклав, который может выдержать температуры до 500 градусов и при этом оставаться герметичным. Требуется и более изощренно-тонкий рецепт: для увеличения растворимости кварца к воде добавляются определенные вещества, называемые минерализаторами. Идея, впрочем, та же самая: приготавливается насыщенный раствор, охлаждается, становится пересыщенным, и из него уже растут кристаллы. 
 
Пористый базальт
 
Пористый базальт прибыл в Новосибирск из довольно-таки современного монгольского вулкана. «В этом образце можно увидеть включение зернистой горной породы, которая называется лерцолит, — объясняет Андрей Вишневский. — Такие включения чужеродны, поэтому их называют ксенолитами (от греческого «ксенос» — «чужой»). Они были захвачены базальтовой магмой с больших глубин при ее подъеме к поверхности. В частности, эти ксенолиты были подняты расплавом с расстояния порядка 50 километров от поверхности Земли». Надо отметить, что лерцолиты считаются основными мантийными породами. Тот, на который можно посмотреть в музее клуба «Кристалл»,  состоит из трех минералов: светло-зеленого оливина, ярко-зеленого хром-диопсида, и темно-зеленого ортопироксена. Павел Гаврюшкин отмечает: «Можно сказать, что ксенолит это своего рода письмо, пришедшее к нам из мантии».
 
По словам Андрея Вишневского, ученые имеют на руках не так много способов, которыми можно изучать глубинное строение Земли. Самая «длинная» скважина составляет порядка 11-13 километров. «То есть получать прямые данные о веществах на таких больших глубинах практически нельзя», — говорит геолог. Поэтому один из путей — исследовать мантийные ксенолиты, вынесенные вулканическими породами. «В этом образце, — возвращается к конкретному экспонату Андрей Вишневский, — есть еще интересное — неоднородное — распределение пузырьков, да и сами они разной формы. Это связано с тем, что порода кристаллизовывалась непосредственно на поверхности: и даже видна корочка, которая контактировала с воздухом. Она была подвижной, и постоянно сползала, и поэтому пузырьки в ней расплющились». 
 
Скелетный кристалл
 
«Это не просто кристалл, а его…скелет, — начинает рассказ о следующем образце Павел Гаврюшкин, — то есть, остались одни ребра, а «плоть» удалена. Полностью, конечно, от нее избавиться нельзя, но хорошо видно, что ребра выделяются над гранями». Это произошло потому, что пересыщенный раствор в первую очередь он поступает именно на ребра, которые в результате растут быстрее, а уже потом — на грани. Так постепенно обычный кристалл превращается в скелетный. «Вторая особенность образца — в том, что на гранях призмы, если приглядеться, сидят небольшие кристаллы кварца, что говорит о произошедшем резком снижении температуры, — объясняет геолог. — Именно оно привело к спонтанному зарождению этих маленьких кристалликов . Так, глядя на образец, даже без специальных инструментов геолог иногда может «прочитать» его историю», — заключает Павел Гаврюшкин. 
 
Агат
 
Этот агат привезен из поездки клуба «Кристалл» в Кемеровскую область, с ручья Березовый. «В пустотах базальта сидят такие вот агаты — как глазки», — говорит Андрей Вишневский. По его словам, они образуются в результате заполнения оставшихся газовых пузырей кремнеземом, которые может быть в различном виде: кристаллического или скрыто-кристаллического кварца (последний называется халцедон).
 
«Некоторые агаты имеют продольную полосчатость, а не концентрическую, — добавляет Андрей Вишневский. — Такие называются ониксами. Считается, что последние образуются классическим способом — то есть, постепенным осаждением. Исследуя направление этой полосчатости в агатах, которые находятся в базальтах, можно установить ориентировку относительно вектора гравитации во время их формирования». 
 
…«На самом деле, — улыбаются геологи, — много и долго рассказывать можно о каждом образце из коллекции музея клуба «Кристалл» — каждый своеобразен». Мы выбрали только десять — чтобы не затягивать историю — но, наверное, напрасно. С удовольствием бы послушали еще и еще.
 
Екатерина Пустолякова
 
Фото: А. Иванова
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (4 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus