Рассказы о поделочном камне

Однако работы А. Н. Алешкова по месторождениям горного хрусталя были исключительно содержательны; они лежат в основе детальных поисков кварца и до сих пор не потеряли своего значения.

Вслед за северными были открыты месторождения горного хрусталя в Сибири, на юге Средней Азии и в ряде других мест.

Очень интересный и несколько иной по характеру тип кварцевых месторождений разрабатывался в 50-е годы в Китае, на острове Хайнань. В рельефе острова отчетливо различаются две части: северная, равнинная, и южная, гористая. Месторождение кварца было приурочено к самой границе между горной и равнинной частями острова. В районе месторождения располагалось крупное тело с участками скарнов. Скарн — это горная порода, состоящая в основном из известково-железистого гранита. Образуется она чаще всего вследствие глубокого изменения известняка под действием растворов, отходящих от магматического тела. Скарны здесь получились за счет крупных блоков известняка, захваченных гранитом. Это видно из того, что участки скарна полностью погружены в тело гранита. С изменением известняка — его переходом в скарн — количество вещества в каждом включении резко уменьшалось, но его объемы остались прежними, так как гранит вокруг уже застыл. В результате в центре каждого включения возникла трещина, в которой из растворов выделялись кристаллы кварца. Чем больше было включение, тем больше трещина и тем крупнее кварцевые кристаллы, которые в ней выделялись. По объему добычи это месторождение было относительно небольшим, но кварц здесь был высокого качества.

Прозрачный кварц, используемый в промышленности и ювелирном деле, получают не только из альпийских жил и скарновых тел, но и из так называемых жил камерного типа. Здесь кварц соседствует с другими драгоценными минералами и полевыми шпатами.

Камерные пегматиты обычно встречаются в крупных застывших на умеренной глубине гранитных массивах, там, где в неровностях гранитной кровли задерживается, не теряя газовой (летучей) составляющей, остаточная магма; образно говоря, это застрявшие в породе газовые пузыри. Именно в них и создаются условия для свободного роста кристаллов. Кроме того, в состав газа входит ряд относительно редких элементов: бериллий, фтор и др., создающих свои самостоятельные минералы — берилл (аквамарин), топаз и т. д.

Несколько лет назад я приехал на место разработки камерных пегматитовых жил. Главный геолог рудника сразу же радостно сообщил: «Знаете, мы, кажется, нащупали занорыш». На следующий день все собрались у жилы. Осторожно, чтобы не поломать кристаллы, забойщик отваливает стенку занорыша. Полость довольно большая, и осветить ее всю не удается, но кристалл кварца около метра длиной виден хорошо. Тщательно обследовав занорыш, обнаружили еще два крупных кристалла. Оценивали их на заводе. Ждали бригадира цеха обогащения — только ему разрешалось «обогащать» и рассортировывать кристаллы. Этого не имел права делать даже начальник рудника. Скоро подъехала машина. Из нее вышла очень пожилая женщина и сразу же приступила к делу. Сначала осмотрела кристаллы сверху, потом попросила их несколько раз перевернуть. Заключение не обнадеживало: кварцы плохие, но кое-что из них взять можно. Затем, подойдя к самому маленькому кристаллу, с неожиданной силой ударила его кувалдочкой у основания, которым он был припаян к породе. Отвалился большой кусок. Взглянув на излом, ударила еще. Скоро весь кристалл был разбит на мелкие куски. Дошла очередь до среднего; минут через 20 и на его месте лежала груда обломков. Большой кристалл ожидала та же участь, но по мере продвижения к верхушке «деятельность» бригадира становилась осмотрительнее. Наконец, когда осталась самая верхушка килограммов на 10, сказала: «Ну, а этот хорош». Рабочий осторожно взял кусок и понес в обогатительный цех.

Когда приходится наблюдать, как безжалостно отбивают куски прекрасных кристаллов кварца для того, чтобы «обогатить», вернее выделить из кристалла бездефектную, пригодную для использования его часть, делается немного не по себе. Многие специалисты пытались заменить этот процесс распиловкой или каким-либо другим способом, но ничего не выходило. Оказывается, только излом кристалла может рассказать о его строении, вскрыть дефекты; никакие распилы, травления, рентген и прочие точные методы не могут заменить простое визуальное (на глаз) изучение откола. По смене частоты трещин и их форме можно видеть, как постепенно улучшается качество кристалла.

Кварц вообще очень дешев; стоимость тонны чистейшего кварцевого песка, используемого в стекольном деле, не превышает нескольких рублей, тогда как один кристалл, пригодный для ювелирных изделий, стоит 10 руб. и более. Поэтому уже в прошлом столетии начались опыты по синтезу кристаллов кварца, но первое время успехи были совершенно ничтожны.

В 1905 г. итальянскому минералогу Г. Специя удалось получить первые кварцевые кристаллы, а в 1908 г. он вырастил искусственный кристалл кварца размером 2,5 см. В трудах того времени по минералогии приводилась фотография этого кристалла. Пожалуй, наиболее впечатляло то, что внутри кристалла виднелась проволочка, которой была обвязана затравка — кусок кристалла. На ней потом вырос синтетический кристалл. Концы проволоки выходили наружу, убедительно свидетельствуя об искусственности кристалла.

Свой кристалл Специя растил в стальном цилиндре — автоклаве, выдерживавшем большие давления. Он заполнил автоклав водой с раствором силиката натрия (растворимого стекла) и соли, затравку поместил в нижнюю часть, более холодную, а кусок стекла — в верхнюю, более горячую. Кристалл выращивался 199 дней. На стенках автоклава и на самом кристалле образовалось много мелких кристаллов.

Когда появилась потребность в пьезокварце и стоимость его поднялась до сотен рублей за килограмм, методом синтеза кварца заинтересовались крупные ученые. Были детально изучены включения растворов в кварце. Исследования показали, что кварцевые кристаллы растут в водных щелочных, главным образом содовых, растворах. Термодинамики установили, что рост кристаллов может идти и за счет кварцевого стекла или кремниевого геля.

Строение кристаллов волынского лабрадора. Снимки сделаны под электронным микроскопом

а — увеличено в 7300 раз; б — в 9000 раз (по Н. К. Крамаренко, 1975)

Строение благородного опала

Снимок сделан под электронным микроскопом (увеличено в 10 000 раз)

Кристаллы кварца, извлеченные из пустоты в скарне

Искусственный кристалл кварца

Пластинки уральского «перелифта» — параллельно полосчатого розовато-белого халцедона

Агат из района города Ахалцихе. Белая полоса по краям означает, что агат выделялся на ранее образованных белых цеолитах. Темно-серая и светлая полосы — концентрический халцедон, в середине — кристаллический кварц (зернистая часть внизу) и кальцит (белое в центре); справа виден прозрачный кальцитовый кристалл

Кристалл уральского кварца высотой около 1,5 м (из музея ИГЕМа АН СССР)

Окаменелое дерево, замещенное белым халцедоном — кахолонгом. На годовых кольцах сохранилась примесь графита, подчеркивающая структуру дерева