Рассказы о поделочном камне

Полевой шпат — самый распространенный минерал. Подсчитано, что он составляет 57% всей земной коры. Первая половина названия этого минерала вполне понятна. На полях среди мелкого камня зачастую находили его кристаллики, хотя, конечно, сюда он попал из разных разрушающихся пород. Вторая часть менее ясна. Шпатом еще в старину именовали группу минералов, которые обладают способностью раскалываться на почти прямоугольные обломки с ровными гранями (плоскостями спайности).

Дальнейшее изучение полевых шпатов позволило выявить среди них ряд отдельных минералов. Сначала все полевые шпаты подразделялись на «ортоклазы» — прямоколющиеся и «плагиоклазы» — косоколющиеся, позже был выделен «микроклин» — немного наклонный. Как видим, в основу этих терминов лег угол между двумя направлениями спайности — плоскостями ровного откола. Когда же научились делать точные химические анализы, оказалось, что и составы полевых шпатов различны. Плагиоклазы, кроме кремния и глинозема, содержат окислы натрия и кальция, а ортоклаз и микроклин — окись калия. Еще одно наблюдение было сделано чешским минералогом Г. Чермаком в конце прошлого столетия. Он установил, что химический состав плагиоклазов меняется вполне закономерно и постепенно — от чисто натровых плагиоклазов (альбита) до чисто кальциевых (анортита). Русский минералог Е. С. Федоров предложил принцип десятичного деления полевых шпатов, основывавшийся на содержании кальциевого полевого шпата (анортита); к крайним членам была отнесена 10%-ная примесь, а к промежуточным — 20%-ная. В результате получилась следующая классификация:

Эта схема легла в основу не только разделения плагиоклазов, но и магматических горных пород, где главнейшим породообразующим минералом является плагиоклаз.

Гораздо сложнее положение с ортоклазом и микроклином. Прежде всего оказалось, что среди прямоколющихся полевых шпатов удалось выделить два минерала: санидин и собственно ортоклаз. Однако понять причину различия калиевых полевых шпатов долгое время не удавалось. Лишь в самые последние годы, когда рентгеновские методы приобрели большую точность и позволили судить не только об общей структуре минералов, но и о положении в ней отдельных ионов, причина этих различий стала ясна. Формула калиевого полевого шпата — KAlSi₃O₈, т. е. на каждый ион алюминия приходится три иона кремния. Причем ранее считалось, что алюминий и кремний расположены совершенно одинаково по отношению к кислороду — вместо любого иона кремния можно поставить ион алюминия, и ничего при этом не изменится; важно только, чтобы число ионов кремния было втрое больше, чем алюминия. Такие неупорядоченные соотношения характерны только для санидина.

У других калиевых полевых шпатов — ортоклаза и микроклина — в распределении кремния и алюминия наблюдается порядок. В микроклине один ион алюминия занимает строго определенное положение и обязательно отделяется от другого тремя ионами кремния. Поэтому микроклин следует рассматривать как полностью упорядоченный минерал. Ортоклаз занимает промежуточное место, у него значительная часть ионов уже заняла свое наиболее устойчивое упорядоченное положение, но часть еще неупорядочена.

Поскольку размеры ионов кремния и алюминия различны, то упорядочение их ведет к уплотнению решетки кристалла, отсюда изменение угла между плоскостями спайности, появление наклона (микроклин) и некоторое изменение свойств. Грубо говоря, упорядочение можно сравнить с встряхиванием насыпанной в чашку гречневой крупы. Первоначально, когда зерна только что высыпаны, дни ложатся хаотично, но если чашку встряхнуть, зерна повернутся удобнее и лягут плотнее.

Упорядочение очень сильно сказывается на свойствах и облике полевого шпата. В дальнейшем на это явление придется неоднократно ссылаться. Теперь, когда читатель познакомился с полевыми шпатами, можно перейти и к их драгоценным разностям, которых несколько.

Неиризирующие полевые шпаты

Иризирующие полевые шпаты

Почему иризируют полевые шпаты

Наверняка, всем приходилось видеть пятно нефти на воде. На первый взгляд ничего особенного, обыкновенная грязь. Но стоит отойти немного и посмотреть на расплывшуюся каплю, как она заиграет всеми цветами радуги. Края, где пленка нефти очень тонкая, бурые, затем идет белесая полоса, а далее множество других: синих, зеленых и ярко-красных тонов. Ближе к центру цвета тускнеют. Причину радужной окраски описал еще великий Ньютон, работа которого о цветах тонких пластинок послужила основой современной оптики. Сущность теории очень проста.

Свет представляет собой электромагнитные волновые колебания. Цвет света определяется длиной волны. Человек видит свет с длиной волны от 380 до 760 мм. Волны малой длины воспринимаются человеческим глазом как фиолетовые, длинные — как красные. Свет других цветов имеет промежуточную длину волны.

Предположим, что одноцветные (монохроматические) лучи света падают на тонкую прозрачную пленку, часть их отразится от верхней поверхности пленки, другая — от нижней. После отражения свет вновь пойдет по одному и тому же направлению. Однако лучи, отразившиеся от нижней поверхности, отстанут от лучей, отразившихся от верхней. Это отставание будет равно удвоенной толщине пленки.

Соотношение величины отставания и длины волны определит и характер взаимодействия двух лучей, идущих по одному пути передового и отставшего. Оба они являются волной. Если гребень волны первого луча после отставания совпадет с гребнем другого, то интенсивность волновых колебаний усилится; если же гребень одной волны совпадает с понижением в другой, то, напротив волна погаснет. Возможны и промежуточные соотношения.

Так как белый свет представляет собой смесь всех видимых разноцветных лучей, среди которых длина самой короткой волны (фиолетовой) примерно вдвое короче самой длинной (красной), то в наборе лучей всегда найдется одна волна, которая будет погашена, а другая усилена. В результате отраженный свет окрасится в цвет усиленной световой волны.

Если пленка по своей толщине приблизится к длине волны того или иного света, то цвета пленки станут очень яркими и четкими. Если же толщина пленки меньше длины самой короткой волны, то цветового эффекта не получится. То же произойдет, если толщина пленки много больше, чем длина самой длинной из световых волн, тогда вновь будет виден белый цвет.

Итак, с цветами нефтяной пленки все ясно. Ну а какое отношение это имеет к камням? Оказывается, очень большое. Цвета и замечательная их игра в солнечном и лунном камнях, а также в лабрадоре объясняются именно тем, что эти минералы состоят из ряда тонких пластинок, толщина которых очень близка к длине светового луча. Иризация этих камней именно — цвета тонких пластинок. Недавно украинские минералоги тщательно изучили лунный камень и иризирующий лабрадор с помощью электронного микроскопа и показали, что в них присутствуют тончайшие пластинки двух фаз. Увидеть эти пластинки довольно трудно. Пришлось проводить травление полевого шпата соляной кислотой и находить положение, в котором они хорошо видны. То, что пластинки удалось рассмотреть под электронным микроскопом, большой успех. Это показало, что иризирующий полевой шпат состоит из двух типов пластинок, имеющих различные свойства. На их границах происходит отражение лучей и взаимодействие, как описано выше. Измерение оптических свойств обоих типов пластинок и их толщины показало полное совпадение теории с практикой. Появляющиеся цвета вполне отвечают особенностям пластинчатого строения.

Что же представляют собой пластинки? Выше говорилось что плагиоклаз — идеальная смесь двух построек, аналогичных по структуре, но различных по составу: натрового альбита и кальциевого анортита. По-видимому, такое смешение происходит только в случае неупорядоченных плагиоклазов. Упорядочение можно связать с распадом смешанного плагиоклаза на тонкие пластинки. Однако распад идет не на конечные члены, а существует еще ряд промежуточных, устойчивых составов, которые сохраняются. Украинские исследователи прикинули (именно так, ибо большой точности здесь добиться нельзя) и показали, что наиболее вероятные компоненты, на которые распадаются промежуточные составы,— это те плагиоклазы, где отношение окиси натрия к окиси кальция будет выражаться целыми числами.

Теперь, казалось бы, ясно, почему иризирует полевой шпат. Но сейчас же возникает другая проблема. Если иризация является нормальным следствием упорядочения полевого шпата, то почему иризирующие полевые шпаты так редки? Колонны Исаакиевского собора, набережная Невы в Ленинграде, московское метро облицованы украинским и карельским гранитом, полевой шпат которых не иризирует. Да и в самом Головино, рядом с карьером иризирующего лабрадора, добывается порода с полевым шпатом, совсем не обладающим иризацией.

Сейчас уже, видимо, можно сказать, что физическая причина иризации установлена. Но это не объясняет пластинчатого строения полевого шпата. Уже сама редкость находок иризирующих полевых шпатов говорит о том, что возникают они в необычных геологических условиях.

Определить их — задача новых исследований. Месторождения беломорита и украинского лабрадорита — благодатные для этого объекты.

Распространение иризирующих и неиризирующих разностей лабрадора в волынских лабрадоритах таково, что заставляет предположить, а не является ли иризация результатом дополнительного контактного прогрева лабрадора? Лабрадорит здесь древний; в него внедрились более молодые граниты, которые, когда еще были магмой, прогревали вмещающие породы, а то и просто растворяли их, как сахар растворяется в чае, и изменяли свой состав. Такие породы, ассимилировавшие лабрадорит, найдены, ну а «прогретые» пока не изучены. Не иризирующие ли это разности? Теоретически вполне возможно. Образовавшиеся при упорядочении пластинки, повторно прогреваясь, могут увеличиваться до размеров, когда начинают вызывать иризацию.

Изучение иризирующих полевых шпатов весьма интересно. Для того чтобы использовать иризирующий полевой шпат как поделочный камень, его следует правильно ориентировать, т. е. найти в минерале такое его положение, при котором игра кристалла будет наиболее эффектной. На московской выставке любителей камня в 1979 г. экспонировались удивительно красивые броши и серьги из волынского лабрадорита.

Из окислов земной коры наиболее распространена окись кремния. Так, широко встречающаяся горная порода гранит, кроме силикатов — минералов соединений окиси кремния, содержит кварц, представляющий собой чистейшую окись кремния. Кварц кристаллизуется из магмы, богатой окисью кремния. В дальнейшем, в процессе выветривания гранитов, силикаты переходят в каолин и другие глинистые минералы, а кварц освобождается и дает осадочные накопления — различные рыхлые пески и песчаники.

Как показал опыт, кварц легко растворяется водой, особенно если в ней есть щелочи и она находится под небольшим давлением. Охлаждаясь, водные растворы окиси кремния выделяют последнюю. При этом образуются или свободные кристаллы кварца, или агрегаты, целиком выполняющие трещину, по которой двигаются растворы. Большинство рудных жил, содержащих медные свинцовоцинковые минералы и золото, сложены в основном кварцем. Рудные минералы в них только относительно редко вкраплены.

Близ дневной поверхности вещество окиси кремния кристаллизуется в форме тонковолокнистых натечных агрегатов, называемых халцедоном. По характеру окраски и форме натеков среди них различают большое количество поделочных разностей. Иногда в толще пород и в трещинах на самой дневной поверхности окись кремния выпадает в виде неокристаллизованного аморфного геля (студня) — опала. Кристаллический кварц из водных растворов способен цементировать различные осадочные породы и замещать их. При этом образуются плотные яшмовые породы.

Если в жиле, выполненной кварцем, остается пустота, то в ней могут выкристаллизоваться прекрасные столбчатые, иногда совершенно прозрачные кварцевые кристаллы — так называемый горный хрусталь. В доисторические времена это был, пожалуй, самый распространенный прозрачный драгоценный камень. Кроме того, кварц может быть окрашен в различные цвета: темно-серый, дымчатый (его часто неправильно называют дымчатым топазом), желтый — цитрин, красновато-фиолетовый — аметист. В пегматитовых жилах встречается и розовый кварц.

Каждый минерал окиси кремния имеет свои условия генезиса, закономерности размещения в природе и особенности использования в ювелирном деле.

Горный хрусталь

С горным хрусталем я познакомился очень давно. На Кавказе еще в старом Тифлисе во многих домах можно было увидеть довольно красивые друзы (сростки кристаллов) горного хрусталя. Все они привозились главным образом из поселка Казбек. В этом районе до революции был довольно широко распространен сбор кристаллов кварца. Местные жители выискивали в горах кварцевые жилы с кристаллами, а затем выламывали их. Эти друзы шли на продажу. Большие рынки устраивались около духанов — ресторанов, где останавливались проезжавшие по Военно-Грузинской дороге экипажи. Добыча кварцевых друз вручную — очень тяжелый труд, да и заработок небольшой, но других средств к существованию крестьянина-горца в те времена не было.

Казбекские кристаллы кварца обычно представляли собой хорошо ограненные молочно-белые или совсем прозрачные призмы. Кристаллов толще 1—1,5 см видеть не приходилось, но длина их могла достигать 3—5 см. В 20-е годы я тщательнейшим образом обследовал подножие Казбека и сланцевую Шат-гору, а также горы в ущелье Терека и по его правому притоку Черной Арагве. Оказалось, что кварцевые жилы распространены вообще широко, особенно часто встречались друзы кварца. Правда, хороших образцов мне не попадалось. Впрочем, я их и не очень-то искал: тогда мне кварц казался малоинтересным минералом. Другое дело — альбит. В старой кавказской минералогической литературе указывалось, что в казбекских кварцевых жилах можно обнаружить мелкие кристаллы альбита; причем здесь минерал исключительно чист и почти не содержит кальциевой частицы. (Этот альбит даже был использован при составлении диаграммы, служащей для определения полевых шпатов.)

Если любители камня захотят совершить путешествие в район Казбека, чтобы найти кварц или альбит, то для этого не нужно забираться далеко в горы. Достаточно пройти по правому берегу Черной Арагвы, чтобы встретить осыпи сланца с кварцевыми жилами. В их обломках можно найти пустоты, стенки которых усеяны кварцевыми, а изредка и альбитовыми кристаллами.

Кварцевые жилы с прекрасными кристаллами наблюдаются вдоль всего Главного Кавказского хребта: в Сванетии, Осетии, в верховьях Терека и Ардона, в горных частях Чечено-Ингушетии и Дагестана, и везде они залегают в древнейших глинистых сланцах. Приуроченность кварцевых жил к однотипным сланцам и отсутствие какой-либо связи между кварцевыми жилами и магматическими породами первоначально вызывали у геологов большое недоумение. Но проведенные в дальнейшем исследования позволили установить причину этого. Оказалось, что кварцевые жилы Центрального Кавказа относятся к так называемым альпийским. Образовались они при опускании сланцев в толщу земной коры на довольно большую глубину. За счет минералов глин здесь формировались слюды, при этом в трещины породы выделялось некоторое количество воды (минералы глин богаче водой, чем слюда). Поскольку давление и температура были довольно значительные, вода растворяла вещество вмещающих пород, и в первую очередь окись кремния, которой богаты сланцы. При последующем подъеме и охлаждении эти растворенные вещества выпадали в виде жил, выполненных преимущественно кварцем, но есть и альбит, а также немного хлорита. Именно такой характер образования жил был впервые установлен в Альпах, отсюда и название «альпийские».

Еще в давние времена кварц для поделок и ювелирных украшений европейцы добывали, видимо, из альпийских жил. Но, возможно, часть прозрачных кристаллов собиралась и по рекам, куда такие кристаллы попадали при размыве сланца с жилами кварца. Мне приходилось находить прозрачные галечки кварца на Кавказе в речных отложениях.

В России крупные кристаллы кварца впервые были обнаружены на Урале. Об одном из них рассказывается в книге А. Ушакова (1862): «Кристалл, находящийся в музее Горного института, имеющий в высоту 36, а в ширину 28 дюймов, который весит около 60 пудов, оценен в 285 руб.; этот гигант горный хрусталь находился долгое время в Екатеринбурге, где он заменял тумбу перед одним домом, а потом был доставлен в кабинет его императорского величества, откуда уже передан в 1822 г. в Горный институт».

Рис. 1. Кристаллы кварца (по А. Е. Карякину, 1967)

слева — идеальные: справа — природные

Уральские месторождения похожи на кавказские, однако метаморфизм уральских толщ, вмещающих кварцевые кристаллы, был сильнее кавказских, а значит, растворы, отлагавшие кварц, были более концентрированными и горячими. На Урале встречаются и магматические породы, связанные с кварцевыми жилами, что указывает на большую, чем на Кавказе, высокотемпературность кварцевых жил.

С доисторических времен вплоть до наших дней горный хрусталь рассматривался лишь как материал для украшений. Требования, которые предъявлял к камню ювелир, были невысоки — был бы только горный хрусталь прозрачным, а уж дальше — дело техники. Ювелир придаст камню нужную форму, и свет, отразившись от граней обработанного кристалла, претерпит преломление, разложится на спектр и засверкает всеми цветами радуги.

Начало XX в. ознаменовалось мощным развитием радиотехники. Специалисты в этой области нуждались не только в новых материалах, но и в применении новых свойств вещества. Одним из таких свойств оказался пьезоэффект, т. е. способность некоторых веществ получать разность потенциалов в определенном направлении, если их сжать или растянуть, и, наоборот, сжиматься или растягиваться, если к ним приложить некоторую разность потенциалов, причем чем больше эта разность, тем сильнее деформируется кристалл и наоборот. Веществ, которые бы обладали пьезоэффектом, в общем немного — это, как выявилось еще в XIX в., те вещества, в кристаллах которых в определенных направлениях не все ионы, слагающие кристалл, имеют себе подобных. Кварц оказался в числе веществ, обладающих пьезоэффектом, и именно из него были сделаны первые стабилизаторы электрических колебаний — пластинки, вырезанные из лучших ювелирных кристаллов. Однако они часто совершенно не работали. Радиотехники справиться с этим не могли. Пришлось обратиться за помощью к кристаллографам; кварцем тогда занялся молодой ученый А. В. Шубников (впоследствии академик). Под его руководством в Минералогическом музее АН СССР была организована кварцевая лаборатория, которая постепенно выросла в современный Институт кристаллографии.

Рис. 2. Хрусталеносные полости в кварцитах. Приполярный Урал (по В. А. Смирновой, 1969)

1 — кварциты; 2 — диабазы; 3 — тектонические зоны рассланцевания горных пород; 4 — выщелоченные кварциты; 5 — кварцевые жилы; 6 — хрусталеносные полости; 7 — горный хрусталь; 8 — хлорит-серицитовая масса гнездового выполнения; 9 — трещины

Оказалось, что требования к горному хрусталю, используемому для изготовления кварцевых пластинок, много жестче, чем к ювелирному. Малейшие неровности, нарушения правильности кристаллической решетки и особенно двойники — закономерные срастания несколько иначе ориентированных кристаллов — все эти неразличимые глазом особенности горного хрусталя, не имеющие никакого значения в ювелирном деле, делают минерал совершенно непригодным для использования в качестве пьезокварца.

А. В. Шубников и его сотрудники разработали методику изучения горного хрусталя, позволяющую определить дефекты строения его кристаллов и ориентировку пластинок даже в том случае, если на обломке кристалла не видно граней.

Вскоре возникла и еще одна серьезная проблема: для ювелирных целей нужно было очень немного горного хрусталя, а для радиопромышленности требовалось его в сотни раз больше. Необходимо было найти новые месторождения, причем кристаллы должны были быть не только весьма совершенные, но и очень крупные. По всей стране начались поиски горного хрусталя. Но задача эта тогда весьма напоминала известную загадку из сказки: «Пойди туда, не знаю куда, найди то, не знаю что!» Ведь кристаллов горного хрусталя, пригодного для получения пьезопластинок, у нас в стране до того никто не искал — весь мир получал их из месторождений Бразилии. Первое время пользовались гальками кварца, которые находили в уральских россыпях драгоценных камней, но очень скоро их ресурсы были полностью исчерпаны.

Огромный успех выпал на долю геолога А. Н. Алешкова. Он вспомнил, что на Севере ему попадались крупные кристаллы кварца. Поехав в те места, он обнаружил, что они действительно чрезвычайно богаты крупными кристаллами кварца. Тут же были организованы геологические работы. Один из первых добытых кристаллов А. Н. Алешков привез в Академию наук СССР.

Открытые им месторождения горного хрусталя оказались очень трудными для разработок и во многом непонятными. Сейчас мы знаем, что месторождения подобного типа образовались среди осадочных кварцевых пород — песка или гальки, которые претерпели глубокое изменение (метаморфизм) в глубинах Земли и переработку горячими растворами. В некоторых участках кварцевые тела совершенно однородны и имеют контакты такого типа, которые характерны для магматических пород. Эти кварцевые тела зарождаются на больших глубинах при очень высоком давлении из высококонцентрированных водных растворов. Подобные образования очень часто сопровождают месторождения горного хрусталя и в других районах.

А. Н. Алешков начал изучать такие тела, не зная этого. Он решил, что формируются они из магматического расплава и являются так называемыми кварцолитами. Взгляды А. Н. Алешкова во многом противоречили известным фактам и потому были встречены учеными весьма критически.

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

Агатовая пепельница

Мраморный оникс, хорошо видны слоистые натеки кальцита

Камея Гонзага

Декоративные книжки из мрамора. Справа — с обложкой из родонита и корешком из яшмы, в середине — с обложкой из криворожских красных железистых кварцитов и корешком из черного кварцита, слева — с обложкой и корешком из яшмы

Фигурки птиц из просвечивающего офиокальцита

Изделия из тувинского агальматолита

Курильница из агальматолита

В 40—50-х годах англичане супруги Н. и У. Вустеры всего за 4—5 дней вырастили кристаллы до 2 см в поперечнике. В лабораториях телефонной компании Белла были синтезированы кристаллы кварца весом более фунта (450 г) за 70 дней.

У нас в стране работы по кристаллизации кварца очень интенсивно и с большим успехом велись кристаллографами Н. Н. Шефталем и В. П. Бутузовым в Институте кристаллографии.

Сейчас синтетический кварц — отнюдь не редкость. Его научились даже подкрашивать. Сильную окраску кварца иногда вызывает очень незначительная примесь окрашивающего окисла. В 1966 г. американец Вуд показал, что достаточно добавить всего несколько миллионных долей кобальта, чтобы кристалл стал ярко-голубым, причем в решетке кристалла кобальт занимает место кремния.

Природный кварц тоже не безразличен к примесям, он довольно легко захватывает ионы алюминия и железа. Эти примеси не видны, и только после облучения их рентгеновскими лучами кристаллы с алюминием окрашиваются в дымчатый цвет, а с железом — в красновато-фиолетовый, приобретая аметистовую окраску. Ученым удалось искусственно синтезировать многие окрашенные кристаллы кварца. Все они широко используются в ювелирном деле. Дымчатая окраска позволяет судить о степени загрязненности кварца глиноземом. Это открытие породило сейчас целое направление исследования жильного кварца рудных месторождений. Установлено, что кристаллы во многих случаях зональны, отдельные зоны могут быть показателем условий, в которых шел рост кварца.

Несмотря на успехи синтеза, наиболее совершенные кристаллы синтезировать не удается. Хочется надеяться, что эта загадка кварца со временем будет раскрыта.

Хризопраз

На знаменитое месторождение хризопраза Сарыкул-Болды в Центральном Казахстане мы ехали, не зная дороги. Местные жители показали нам развилку на главном шоссе и сказали: «Дорога прямая, километров через 20 будет кош, там обычно бывают чабаны; они вам покажут. Ну, а если у коша никого не встретите, то езжайте правой дорогой, там недалеко, не более 10 км. Месторождение на верху холма, вы его сразу увидите». Поехали. В коше стояла большая бригада студентов-животноводов, но ни один из них не знал местности. Пришлось ехать по правой дороге. Вскоре показалось несколько холмов, крайне интересных по своей морфологии. Все они были примерно одной высоты и с плоскими вершинами. Холмы эти — столовые горы — останцы первоначального рельефа местности. Когда-то здесь была равнина, и именно ее остатками являются плоские вершины гор; затем произошел подъем местности как раз на высоту холмов. Позднее реки и ручьи начали размывать эту высокую равнину, сначала образовав ущелья, которые, постепенно расширяясь, создали ту новую, более низкую равнину, по которой ехали мы. И лишь холмы — немые свидетели прошлого — возвышались над этой молодой равниной.

Когда мы увидели холмы, стали думать, какой же из них Сарыкул-Болды. Остановили взгляд на самом большом. Подъехали, нигде признаков жилья. Кажется, на склоне есть разведочные канавы, а следов добычи не видно; объехали весь холм, однако ничего не нашли. Наверное, на поиски пришлось бы потратить еще много часов, но тут нам повезло — в степи показался чабан на лошади. Он-то и рассказал, что месторождение находится на соседнем, самом маленьком холме, поселок же расположен в ложбине между двумя холмами.

Склоны холмов гладкие; на них попадаются отдельные глыбы камня, а внизу видны крупные скалы. Такая картина говорит о том, что на вершинах холмов расположены мягкие глинистые, легко размывающиеся породы, а у подножия — плотные. Сразу можно было предположить, что на древней равнине была сформирована кора выветривания, остатки которой видны и сейчас в виде бурой глины. Впоследствии эта догадка полностью подтвердилась.

Кора выветривания — интересное и геологически очень важное образование. Рождается она в результате очень длительного воздействия на горную породу дождевой воды, кислорода воздуха и почвенных растворов. Такое воздействие не выдерживает ни одна силикатная горная порода. Большинство горных пород превращается при этом в различные глины, постепенно книзу переходящие в свежие породы. Мощность древней коры выветривания может быть довольно большой — до 100 м.

Подножие холма, строение которого хорошо просматривалось непосредственно около поселка, было сложено ультрабазитами — глубинной породой, содержащей примерно по 45% окиси магния и окиси кремния, 10% окиси железа и некоторых других химических веществ, в частности окиси хрома и окиси никеля. В кислых породах, таких, как граниты, этих окислов нет. (Считается, что хром и никель распространены в породах, залегающих на больших глубинах.) Количество окиси хрома и окиси никеля в свежих ультрабазитах относительно мало и не представляет интереса для промышленности. Окись хрома может экономически выгодно добываться только в том случае, если содержание ее в руде достигает 30—40%; в обычных ультрабазитах ее лишь 3—4%. Максимальное промышленное содержание никеля в силикатных рудах должно составлять 1—1,5%. В ультрабазитах его всего 0,2—0,5%, поэтому сами они не могут служить рудой никеля.

Ультрабазиты — черно-зеленая непрозрачная порода, в которой уже простым глазом можно увидеть кристаллы оливина и пироксена, залегающие в серпентиновой основной массе.

Поднимаясь вверх по склону холма, первое, что удается заметить, это резкое изменение характера ультрабазита — в них полностью исчезают оливин и пироксен. Вся порода имеет вид сплошного серпентина, но в отличие от серпентина свежей породы он гораздо однороднее и сильнее просвечивает. Химический анализ показывает, что в частично измененной породе много меньше магния и больше кремния, чем в неизмененных ультрабазитах. Минерал, слагающий эту породу, издавна назвали керолитом. Что это такое, до сих пор хорошо никто не знает. Не помогли пока в расшифровке его природы и такие точные методы исследования, как рентген и электронная микроскопия. Удалось лишь показать, что керолит — это не один минерал, а смесь; с помощью рентгеновского анализа определили серпентин и тальк, но увязать эти данные с химическим составом пока не удается.

Куда же девается магний из ультрабазита при переходе его в керолит? Частично он, вероятно, выносится растворами; другая его часть соединяется с углекислотой, приносимой растворами, выделяется в трещинках породы в виде жил магнезита. Присутствие керолита и жил магнезита — характерная особенность нижней части древней коры выветривания.

Еще выше по склону наблюдается переход керолита в новую породу. Если керолит плотный, то сменяющий его так называемый нонтронит — уже мягкая зеленовато-бурая глина; она разминается между пальцами и размокает в воде. Химически для нонтронитовой глины характерно очень малое содержание магния. Но в ней концентрируется все железо, бывшее в ультрабазите, и весь никель. Так как из ультраосновной породы в процессе ее выветривания и образования нонтронитовой глины выносится очень большое количество материала, то происходит относительное обогащение глины остающимися элементами. В нонтронитовых глинах при их детальном исследовании можно распознать ряд самостоятельных минералов; кроме преобладающего собственно нонтронита — железистой глины, здесь встречаются и самостоятельные силикатные (содержащие кремний) минералы; в первую очередь это гарниерит — ярко-зеленый глиноподобный минерал, выделяющийся по трещинкам нонтронита.

Еще выше нонтронит переходит в охру — водную окись железа бурого цвета. Желтая охра, которая применяется в малярном деле,— это смесь мелкодробленой бурой охры с глиной. Охры кор выветривания — бурые, иногда красноватые породы, с содержанием железа до 40—50% и больше. В ряде мест они используются как железная руда. При образовании охр нонтронит — глинистый минерал, содержащий много окиси кремния,— разлагается. Окислы железа образуют свои остаточные минералы, слагающие охру, а окись кремния переходит в раствор и частично выносится, а частично выделяется в трещинах и пустотах породы в низах зоны охр. Выше указывалось, что трещинки породы внизу в нонтронитовой зоне были заполнены магнезитом. Среди охр магнезит оказывается неустойчивым, он растворяется в циркулирующих здесь более кислых, чем внизу, растворах, и на его место осаждается окись кремния. Частично эти новообразованные кремнистые минералы — опал, халцедон или даже мельчайшие кристаллики кварца — захватывают и обволакивают зерна магнезита и тем самым защищают их от растворения. Магнезит исключительно белый минерал, поэтому в тех случаях, когда в новообразованном агрегате кремниевые минералы встречаются совместно с магнезитом, получаются весьма эффектные ярко-белые кремниевые агрегаты (халцедона или опала), по виду напоминающие кость, но обладающие гораздо лучшим блеском при полировке. Такой белый халцедон или опал называют кахолонгом. В древности он пользовался большой популярностью и ценился очень высоко. Я его находил в корах выветривания на ультрабазитах и здесь, в Сарыкул-Болды, и в других месторождениях Казахстана и Урала. Однако хороший кахолонг — большая редкость, постоянной добычи его нет нигде в мире.

Выше отмечалось, что в низах зоны охр из циркулирующих здесь растворов выделяются самостоятельные зеленые никелевые минералы. В ряде мест физико-химические условия, благоприятные для выделения никелевых и кремниевых минералов, совпадают и в трещинках среди охры образуются жилки, где одновременно выделяется кварц, опал или чаще всего халцедон и ярко-зеленые никелевые минералы. Халцедон и другие кремниевые минералы бесцветны и прозрачны, зерна их весьма мелкие, и между ними выделяются тончайшие пленки никелевых минералов, придающих всему камню яркий яблочно-зеленый цвет. Такой зеленый халцедон (или мелкий кварц) издавна получил название хризопраза. Простым глазом и даже в оптическом микроскопе строение хризопраза разглядеть невозможно. И только с помощью электронного микроскопа удалось выявить его природу. Такой зеленый хризопраз прекрасно полируется и используется для вставок в кольца, броши, серьги. Особенно красив он в кольцах с мелкими алмазами.

Рис. 3. Характер распространения хризопразовых прожилков в силицифицированных серпентинитах (по П. В. Осипову, 1975)

1 — почвенно-растительный слой; 2 — делювиально-элювиальные отложения; 3 — силицифицированные серпентиниты; 4 — тальково-лимонитовые породы; 5 — тектонические нарушения; 6 — прожилки хризопраза

Каждая жилка хризопраза протягивается на метр-два, редко больше, но встречаются они зонами; иногда параллельно проходят две или несколько жилок хризопраза. Вне зоны развития хризопраза обычны кварцевые или халцедоновые жилки.

Вот тут, около хризопразовых жилок, и развернулись наши споры. Основных доказательств, которые приводили ведущие добычу этого прекрасного минерала в пользу гидротермального генезиса, было три: во-первых, в результате проведенных так называемых палеотемпературных измерений для хризопраза была получена температура 60—70°; во-вторых, выше в результате выветривания хризопраз переходит в мелкую кварцевую муку; в-третьих, среди охр и глин, где залегают жилки хризопраза, находятся такие гидротермальные минералы, как тальк.

Палеотемпературные измерения основывались на изучении включений в кристаллы — однородного горячего раствора. Охлаждаясь, он разделяется на жидкость и газ. Если вновь нагреть такое двойное включение, оно станет однородным; газ опять растворится в жидкости и включения гомогенизируются. Происходит это, как считают, при температуре включения жидкости в кристалл. Этот метод, однако, обладает очень малой точностью: изменчив состав раствора, газ может быть захвачен вместе с раствором, не исключен перегрев и т. д. В результате ошибка в 40—50° вполне вероятна. Если бы температуры гомогенизации составляли 200—300° С, то разговор о горячих (термальных) водах был бы правомерен, а здесь были получены данные в пределах ошибки и могут относиться как к нормальным, так и к термальным водам.

Второе доказательство также несущественно. Кварцевые жилы встречаются только в низах горизонта охр, в верхних же частях кварца нет, там осталась лишь одна охра, а кварцевые жилки и кварц, выделившиеся в порах охры, полностью растворились. Естественно поэтому, что жилки хризопраза, залегавшие среди охр, частично растворились, переходя по периферии в кварцевую муку. Это обычный процесс в верхах горизонта области развития того или иного минерала в коре выветривания.

Приуроченность хризопраза к низам зоны охр в коре выветривания объяснила нам, почему месторождение минерала было открыто и разрабатывается на одном из самых маленьких холмов. В тех случаях, когда кора выветривания сохранялась полностью, на верху холма сохраняется мощный горизонт охры, и тогда найти под ним хризопраз практически невозможно. На Сарыкул-Болды, где верхняя часть горизонта охр в значительной мере смыта, поиски хризопраза очень облегчены.

Неосновательно и третье доказательство. Такие минералы, как тальк, который, как считают, образуется в результате гидротермального воздействия, возникают еще в ультрабазитах и в процессе выветривания сохраняются без какого-либо изменения.

Таким образом, все доказательства гидротермального генезиса легко получают объяснение и с точки зрения образования хризопраза в коре выветривания. Однако решающим признаком, говорящим в пользу последней, является его залегание в определенной зоне коры. Книзу хризопраз должен исчезнуть; его также не должно быть в тех охрах, где нет других кремнистых выделений. Характерно также и то, что хризопраз встречен только на вершине холма. В районе месторождения кора выветривания развита регионально в верхних частях всех окрестных холмов. Наши оппоненты подтвердили, что книзу хризопраз действительно не распространяется.

Хотя хризопраз считается редким поделочным камнем, в литературе указывается довольно много его месторождений. Еще в 1936 г. известный минералог П. Драверт писал о частых находках хризопраза вместе с силикатными никелевыми рудами коры выветривания в Казахстане и Сибири. Причиной редкости хризопраза является именно приуроченность его к определенной зоне коры выветривания; как только зона выработана, месторождение хризопраза прекращает свое существование.

Довольно много этого замечательного поделочного камня на мировой рынок поставляла Австралия. В 60-х годах на северо-востоке страны разрабатывалось богатое месторождение Мальборо-Крик. Минерал здесь также был приурочен к латеритам — железистой коре выветривания, но здесь она гораздо моложе и менее мощная, чем в Европе и Азии. Мощность латеритов в Мальборо-Крик около 70 м. Вверху располагаются силицифицированные железистые породы мощностью от 14 до 30 м. Здесь встречается лишь низкокачественный хризопраз, зато в подстилающей зоне между этими разрушенными породами и идущими ниже серпентинами можно обнаружить прекрасные минералы. К концу 70-х годов это месторождение было практически выработано.

В эти же годы хризопраз добывался на месторождениях штатов Южная и Западная Австралия. В Западной Австралии в 1973 г. было добыто более 122 т высококачественного материала. Хризопраз и здесь приурочен к латеритам, развитым на поверхности ультрабазитов, выходящих в самом центре Австралии, как раз там, где сходятся границы трех штатов: Северной Территории, Южной и Западной Австралии.

Найти хризопраз весьма трудно, и я не уверен, удастся ли вам, дорогой читатель, обнаружить его, даже если вы попадете на кору выветривания гипербазитов. Гораздо чаще попадается кахолонг, его иногда трудно отличить от магнезита, но некоторый опыт легко позволит вам это сделать. На магнезите остаются царапины от ножа, а кахолонг, наоборот,— оставляет след на ноже.

Опал

Благородный опал, который привлек к себе внимание человека еще в древности, вопреки указанию Плиния происходил, видимо, не из Индии. Геология Индии сейчас изучена довольно хорошо, но до сих пор месторождения благородного опала неизвестны.

Гораздо более вероятно, что в Древний Рим поступал так называемый венгерский опал. В Старом Свете существует только одно месторождение этого минерала, расположено оно, однако, не в Венгрии, а в Словакии, в Карпатах, к северо-востоку от города Кошице. Здесь развиты многочисленные молодые (2—3 млн. лет назад) андезито-дацитовые и более кислые экструзивные купола.

Андезито-дацит — вулканическая горная порода, содержащая довольно много окиси кремния (около 65— 67%). Лава такого состава очень вязкая, она не может течь подобно реке и при извержении вулкана выдавливается из кратера, как из тюбика зубная паста. (При извержении вулкана Мон-Пеле лава, еще более богатая окисью кремния, образовала обелиск — «иглу Мон-Пеле», которая при охлаждении рассыпалась.) Карпатские лавы, растекаясь по поверхности, создали вулканические купола — крупные караваеобразные тела. Такую же форму имеют вулканические постройки в Токайских горах в Венгрии, а также горы близ городов Ужгород и Мукачево в СССР.

Застывшие андезито-дациты подверглись воздействию горячих вод. В результате часть стекловатой породы превратилась в глину. Проникая в толщу лав по трещинам, горячие воды осаждали в трещинах кремнезем в форме опала. Однако далеко не всегда этот опал ценный, в большинстве случаев — мутный или белый, несколько реже — прозрачный гиалит, и только когда выделение опала идет медленно и равномерно, может образоваться благородный опал.

Рис. 4. Схема строения месторождения опала в Австралии

1 — кремнистый панцирь, мощность 4—5 м; 2 — каолины и глинистые песчаники, мощность 25—30 м; 3 — ожелезненные прослои, между которыми располагаются опалоносные глины, содержащие железистые желваки с опалом; 4 — современные наносы

К северо-западу от Кошиц благородный опал добывался в районе Червеници, в горах Либанка и Симонка. Особенно хорошие образцы встречались в трещинах железистых глин, выполняющих пустоты в лаве. Иногда опал выделяется и прямо на поверхности лавы. В конце прошлого — начале нынешнего столетия были открыты многочисленные месторождения благородного опала в Австралии. Цена на камень резко снизилась, и добыча его в Словакии прекратилась. Сейчас эти месторождения посещают лишь любители камня. Изредка в старых отвалах удается найти кусочек, обладающий некоторой игрой цветов.

Месторождения Австралии генетически резко отличны от описанных, они не имеют ничего общего с магматизмом. Эти месторождения, как и хризопразовые, породило выветривание, но выветриванию здесь подверглись богатые кремнием осадочные породы — песчаники и сланцы. Особенно много месторождений на юге штата Квинсленд, несколько — в Новом Южном Уэльсе, Южной и Западной Австралии. В экономике Австралии опал играет огромную роль, являясь одним из важнейших предметов экспорта. Общая добыча опала в Австралии в 1975 г. достигла 23 млн. австралийских долларов (примерно 19 млн. руб.).

В Квинсленде опал образуется при выветривании (мощность коры около 90 м) нижне- и верхнемеловых песчаников и сланцев. Здесь встречаются два типа месторождений: валунный и песчаниковый. В первых ожелезненные и каолинизированные пески содержат эллипсоидальные железистые конкреции размером 2,5—7,5 см в поперечнике (местное название «орехи Иоах»). Опал в этих конкрециях может присутствовать в центре и между концентрическими слоями. В других случаях он выполняет не только концентрические, но и радиальные трещины. В песчаниковых месторождениях (например, на богатейшем в Квинсленде месторождении Литтль-Уэндер) опал присутствует как основная масса в слое железистых песчаников, залегающих выше слоя железняка.

В Новом Южном Уэльсе особенно известны месторождения Лайтинг-Райдж и Уайт-Клифс. В обоих случаях опал приурочен к нижним частям коры выветривания меловых песчано-глинистых осадков. Он встречается в глине и образует жилки в трещинах, а также замещает кристаллы глауберита и некоторые органические остатки (раковины, белемниты, окаменелое дерево и др.).

В Южной Австралии известны такие крупные месторождения, как Андамука и Кубер-Педи. Опал здесь также является продуктом выветривания, но выветриванием захватываются не только меловые, но и палеозойские, а также докембрийские породы. Месторождение Кубер-Педи приурочено к каолинизированным песчаникам нижнего мела. В них встречаются линзы и полосы глин, образующие опаловый горизонт на глубине 20—25 м от поверхности. Опал попадается в вертикальных и наклонных секущих жилках выше этого горизонта, а также выполняет пустоты, прежде занятые ракушками или алунитом.

Кубер-Педи — в переводе «белый человек в яме». Так в первой четверти нынешнего столетия назвали это место аборигены. Вся эта пустынная территория изрыта глубокими колодцами: одни заброшены, в других копошатся люди, вооруженные кирками и молотками. Колодцев здесь много, потому что копают наугад. «Опалы не железо, — шутят старатели, — геологи здесь не помогут. Единственно верный способ напасть на правильное место — это снять шляпу и бросить ее через плечо. Где она упадет, там и надо искать».

Из месторождений опала других стран наиболее известно месторождение огненного опала Мексики, расположенное в 260 км северо-западнее города Мехико. Опал этот винно-желтый или красноватый, обычно лишенный световой игры, но в лучших образцах, как говорят, он вспыхивает яркими огнями. Опал залегает в полостях красно-бурых пород, очень богатых кремнекислотой (в риолитах). Местами опал залегает в рыхлой массе, выполняющей пустоты.

В Советском Союзе не известно месторождений благородного опала, хотя обычного опала довольно много. В литературе описаны отдельные случаи находок в андезито-дацитовых куполах Береговского района. Однако мне не удалось обнаружить здесь этот минерал, хотя я и обследовал многие карьеры. Иногда в трещинах попадались примазки обычного опала, но чаще — мелкие натеки гиалита.

На Кавказе и в Закарпатье имеются вулканические купола, близкие как по характеру слагающей их породы, так и по условиям образования. В трещинах породы встречались гиалитовые натеки. В окрестностях Тбилиси гиалит в виде очень красивых натеков я собирал на экструзивном куполе Датикас-Мта Триалетского хребта. Особенно много опала в древних корах выветривания в толще нонтронитовых глин и низах зоны охр.

Самые красивые образцы — от настоящих кахолонгов до молочных и моховых опалов — находятся в трещинах нонтронитовых и охристых глин. Некоторые разности окрашены примесями в бурый или красный цвет. В Центральном Казахстане встречался желтовато-красный опал, несколько напоминающий огненный опал Мексики. Для всех опалов кор выветривания ультрабазитов характерно то, что они очень легко теряют воду и в результате лопаются, рассыпаясь на мелкие обломки. Потому эти опалы не используются ювелирами.

В коре выветривания кислых горных пород — гранитов или диоритов — также иногда отмечается опал. Интересно, что он выделяется как в трещинах, так и в порах каолинизированной породы. Такая выветрелая гранитная порода, цементированная опалом, издавна получила название пеликанита. Случалось, что его использовали как строительный и декоративный материал. Следует сказать, что опал в пеликаните вполне устойчив, кроме того, он однороден и прочен даже тогда, когда долго лежал на дневной поверхности. По свидетельству А. Е. Ферсмана, в Киевской Руси опал из пеликанитов использовался в бусах. Сейчас они хранятся в музеях.

В литературе указывается, что в трещинках пеликанита имелись прожилки благородного опала. Так, у А. Ушакова (1862) читаем: «Благородный или драгоценный опал очень высокого достоинства находился в России в Киевской губернии, и нам удалось видеть у профессора Киевского университета Г. Феофилактова киевские опалы превосходной игры, нисколько не уступающие знаменитым опалам Венгрии; кроме того, благородный опал находится при Межерицы в Волынской губернии». Следует отметить, что позже об опале из пеликанитов писали многие, но приводились сведения только об обычных неиризирующих опалах.

Природа опала стала ясной лишь тогда, когда удалось изучить его под электронным микроскопом. Этот прибор позволяет рассмотреть частицы, даже если их размеры меньше длины световой волны (в обычном оптическом микроскопе можно увидеть только те частицы, которые по своим размерам превышают длину световой волны). Оказалось, что опал отнюдь не однороден: его составляют по меньшей мере два компонента, а в ряде случаев — и еще больше. Главную массу опала слагают более или менее сферические зерна водной окиси кремния. Эти зерна между собой также цементированы водной окисью кремния, но более богатой водой. В обычном опале округлые зерна неправильны, имеют разную величину и часто довольно крупные. В силу беспорядочности расположения зерен и их различной крупности обычный опал не влияет на белый свет.

Иное дело благородный опал. Электронные микрофотографии показали, что слагающие их кремниевые зерна мелки и строго закономерно располагаются в пространстве, образуя правильную сетку. Именно правильностью строения благородного опала объясняется, что он действует на световой луч подобно дифракционной решетке. Эта решетка разлагает луч на все цвета радуги, и отдельные лучи, отражаясь от зерен, создают замечательную игру разноцветных блесток, которая так характерна для благородного опала.

Редкость благородного опала и его кристаллизация в тонких трещинах среди глины или железистых желваков вызывается именно тем, что сюда, в трещины, растворы поступают медленно и все колебания, происходящие на поверхности, не сказываются на размерах и правильности опаловых зерен.

Как только природа благородного опала была установлена, начались опыты по получению синтетического камня. По внешнему виду и химическому составу удалось синтезировать опал, аналогичный естественному.

Общая схема синтеза опубликована в печати. Суть ее такова. Сначала получают большое количество мелких опаловых шариков строго одинакового размера. Для этого используются силиконовые эфиры или органические соединения кремнезема. Эмульсию эфира разлагают аммиаком, осаждается гель кремнекислоты. Так как каждая капля эмульсии самостоятельна, то образуется серия кремневых шариков. Далее необходимо несколько обезводить шарики, рассеять их, отделить неправильные агрегаты и шарики с пустотками, а после цементировать их обжигом до 500—800° или новой порцией геля кремнекислоты.

За рубежом изготовляется синтетический, так называемый солунский, камень, обладающий лучшей игрой цвета, чем настоящий опал. Электронно-микроскопическое его изучение показывает, что он состоит из ряда мелких, различно гидратированных слоев и, следовательно, его игра сродни эффекту тонких пластинок. Есть сообщения о том, что выпускаются белый, желтоватый и черный синтетические опалы.

Халцедон и агат

Агат — древнейший поделочный камень. Ярко окрашенные или узорчатые полупрозрачные камешки издавна собирали в речном галечнике. Иногда вода их так отполировывала, что достаточно было просверлить в камнях отверстия, нанизать их на нитку — и ожерелье готово. Конечно, главное, на что обращали внимание умельцы, это цвет и узор. Данные признаки и были уже в древности положены в основу выделения отдельных разновидностей камней.

Структуру подчеркивают термины «халцедон» и «агат». Халцедоном собственно называли сплошные однородные просвечивающие камни, сероватые или голубовато-серые. Агат— концентрический, тонкослоистый камень, каждый слой которого сложен разноокрашенным халцедоном с перпендикулярным слою расположением волокон. Обычный агат — чередование серо-голубых полупрозрачных слоев с белыми, почти непрозрачными, слоями.

По цвету выделяются:

сердолик — наиболее ценная разность из всей описываемой группы камней — более или менее однородный халцедон, окрашенный в красный или буро-красный цвет;

карнеол — иногда этот термин считают синонимом сердолика, но чаще рассматривают как разность, у которой красный цвет более яркий и чистый, чем у сердолика;

сардер (сард) — обычно бурый или красно-бурый халцедон, хорошо просвечивающий;

оникс — агат, в котором чередуются бурые или темнобурые, почти черные, слои с белыми и желтыми. В древности это самый популярный камень. Чем разнообразнее, контрастнее и тоньше слои, тем ценнее камень. На ониксе обычно вырезают камеи, причем художник использует не только рельеф, но и окраску слоев. При изготовлении поделок особенно важно направление, в котором разрезается ониксовый желвак,— необходимо подчеркнуть слоистость и узор оникса;

сардоникс — агат с чередованием красных и красно-бурых слоев. В природе исключительно редок. Следует иметь в виду, что многие сардониксовые изделия, особенно изготовленные в зарубежных странах, искусственно окрашены.

В более поздние времена появились новые названия. Моховой агат — часто белый или голубоватый халцедон, в котором по всей толщине камня распределены древовидные или похожие на траву включения (дендриты). Эти включения могут быть черными (окислы марганца), бурыми, буро-красными (окислы железа) или зелеными (вростки хлорита или селадонита). Наиболее ценен моховой агат с зелеными моховыми вростками.

Своеобразный узор агата, где более или менее ровные слои разбиты параллельными линиями и сдвинуты, напоминая крепость, башни и пр., носит название бастионного агата.

Сапфирин — голубоватый халцедон с ясным голубым отливом, восковой агат — ярко-желтый однородный, похожий на воск, хорошо просвечивающий камень.

Кахолонг — ярко-белый халцедон, напоминающий слоновую кость. Белый цвет кахолонга в большинстве случаев связан с включениями магнезита.

К халцедону в ряде случаев относятся зеленые кремнистые породы, иногда это мелкокристаллический кварц, опал или яшма. Плазма — грязно-зеленая, яблочно-зеленая, просвечивающая или совершенно непрозрачная порода, хорошо принимающая полировку. К плазме близки хризопраз — полупрозрачный ярко-зеленый халцедон (мелкозернистый кварц, окрашенный примесью силикатов никеля) и гелиотроп (кровавик) — зеленая яшма или плазма с мелкими ярко-красными пятнами. Зеленые разности халцедона ценятся дороже других агатов и халцедонов. Особенно высока стоимость гелиотропов.

В конце прошлого столетия и в начале нынешнего было выделено еще несколько разновидностей халцедона и агата по их оптическим свойствам. Сюда относится в первую очередь кварцин — агрегат волокон, внешне похожих на халцедон, но имеющих иную оптическую ориентировку. Встречается крайне редко и как поделочный камень не выделяется.

Люсатит — подобные халцедону или агату натечные разности, состоящие из волокон кристобалита, но отличающиеся от кварца плотностью и оптическими свойствами. Если агат целиком сложен люсатитом, то от других агатов его отличить невозможно, но если в обычном агате есть отдельные люсатитовые слои, то они резко выделяются низким светопреломлением.

Когда слои агата настолько тонки, что их толщина соизмерима с длиной световой волны, в камне появляется игра цвета, и тогда он носит название иризирующего агата. Такой агат весьма редок и в изделиях почти не встречается; обрабатывать его очень трудно, так как вставка из иризирующего агата должна быть ориентирована очень строго, иначе не будет видно его игры.

Кремень также представляет собой халцедон, но в противоположность агату лишен какой-либо структуры. Образуется среди известняков, слагая неправильные участки — желваки или стяжения. Кремень чаще окрашен в серо-голубые тона, как поделочный камень он не представляет интереса. Встречаются разноокрашенные кремни с довольно красивым узором, в частности в известковых каменоломнях в окрестностях города Подольска. В Грузии и Абхазии мне попадались очень чистого тона розовые кремневые стяжения в туронских известняках. В большинстве случаев такой кремень трещиноват, но отдельные плотные желваки хорошо принимают полировку, и изделия из них довольно изящны. Кремень часто можно найти в речной гальке и на пляжах. Много его на северном берегу острова Рюген (ГДР) в Балтийском море. Прибрежные скалы сложены прекрасным белым пишущим мелом с прослойками, богатыми кремневыми желваками. Под действием воды мел растворяется, а кремневые желваки скопляются на пляже. Сейчас пляжи Рюгена целиком сложены из окатанных кремневых желваков.

В желваках кремня в центре или по краям часто встречаются пустоты, в которых выделяются агатоподобные натечники или кристаллы кварца. В подмосковных кремнях в пустотах иногда находили кристаллы аметиста.

Существует еще один специфический тип агата — уральский, он носит название перелифта. Особенностью его являются довольно эффектные окраски тонких слоев: белые и оранжево-розовые. Кроме того, этот агат выделяется в тонкой трещине среди кристаллических пород, иногда выполняя эту трещину целиком, а иногда лишь нарастая на ее стенки. Трещина с перелифтом протягивается на довольно большое расстояние.

Природа перелифта еще не вполне ясна. Выделения агата и халцедона обычно связаны с гидротермальными горячими растворами, являющимися продуктом вулканической деятельности, причем в условиях малых давлений близ дневной поверхности. Повышение давления ведет к тому, что вместо халцедона или агата выделяется кварц. Район месторождений перелифта сложен глубинными породами, и никаких вулканических пород здесь нет. Как же в таком случае сформировался перелифт? Необходимы дальнейшие исследования по изучению условий его образования. Без знания их вряд ли можно найти новые месторождения камня.

Итак, главная масса агата добывается из различных галечных накоплений. В нашей стране особенно известны агатовые галечники на пляжах Кавказа и Крыма. В Крыму агаты чаще всего находили в районе Карадага; сейчас этот район объявлен заповедным. Прославились агатовыми гальками пляжи курортного города Кобулети, расположенного на крайнем юго-западе Грузии.

Кобулетский пляж местами песчанистый, но чаще мелкогалечный, причем преобладают черные гальки, реже с белыми вкрапленниками полевого шпата и пироксена. Это порфириты, слагающие Аджарский хребет. Кусочки породы вымываются реками Кобулети, Аджарис-Цхали и Натанеби. Попадаются и ровные белые гальки — известняки. Эти породы развиты в основном на западном склоне Главного Кавказского хребта, обломки их выносятся Риони, Кодори и другими реками. В Кобулети известковые гальки транспортируются вдоль берега волнами. Однако больше всего любителей камня привлекают белые и голубоватые полупрозрачные халцедоновые гальки. Часто они бывают полосчатыми, тогда их можно уже назвать агатами. Форма таких галек разнообразна: иногда это угловатые обломки, а то встречаются и совершенные миндалины, покрытые зеленой оболочкой. На разрезе миндалины хорошо видна агатовая структура — концентрические полосы халцедона. Особенно ценятся коллекционерами светло-розовые халцедоны, но они — большая редкость, в полупрозрачном голубоватом или бесцветном халцедоне случается встретить в центре розовое пятно. Попадаются и кремнистые, совершенно непрозрачные зеленые или красные гальки — яшмы. Есть гальки, в которых одна половина яшмовая, а другая — халцедоновая.

Для геолога, знающего район, условия образования и источник халцедоновых, агатовых и яшмовых галек совершенно ясны. Как указывалось, весь район, расположенный к юго-востоку от Кобулети, в пределах Гурии и Аджарии, сложен порфиритами — лавами вулканов, действовавших в нижнетретичное время, примерно 50—60 млн. лет назад. Как во всякой вулканической области, после извержения вулканов здесь изливались мощные горячие источники. Дневная поверхность того времени не сохранилась, поэтому мы не знаем сейчас, в какой форме эти источники выходили на поверхность, но о том, что они существовали, говорит сам облик лав. Вулканическое стекло, присутствующее в них, разрушилось и перешло в хлорит и мелкие, трудно различимые даже под микроскопом слюдистые минералы, а в трещинах лавы и в пустотах — бывших газовых пузырях — отложились из горячих растворов новые минералы. Обычно первыми отлагаются мелкие железистые слюды — селадониты — и различные красные железистые окислы — одни или в смеси с цеолитами, затем — кремнекислота. И вот тут рассказ об этом процессе заходит в тупик: мы не знаем точно всех деталей.

Попробуем, однако же, провести сравнение. Возьмем немного обычного канцелярского клея (это и есть окись кремния) и разведем его водой, чтобы он потерял густоту. Потом нальем в раствор кислоты; на дно сосуда выпадает студенистый или хлопьевидный осадок — гель окиси кремния. Такой гель (о нем мы уже говорили) встречается в природе, образуя довольно распространенный минерал — опал. Возможно, при формировании халцедона в пустотах осаждался первоначально именно такой бесструктурный гель, который впоследствии раскристаллизовывался в тонковолокнистый. Тогда полосы халцедона (агата) будут представлять собой последовательное отложение геля с разным содержанием воды и других примесей. Примеси сохраняются на месте, захватываясь халцедоновыми волокнами. Высказывалось предположение, что кристаллизация халцедона шла непосредственно из раствора окиси кремния, проникавшего в пустоты. Однако американские ученые Уайт и Корвин, в 1961 г. искусственно получившие халцедон, считают, что прямая кристаллизация его из раствора невозможна. Опыты показали, что халцедон кристаллизуется только из твердого геля. В конце этого процесса кристаллы начинают выделяться медленнее, и тогда вместо халцедона в центре пустот появляются крупные кристаллы кварца. В других случаях в таких пустотах могут кристаллизоваться более мягкие минералы — цеолиты и кальцит. Но в гальках они не сохраняются: полностью разрушаются (истираются) при транспортировке обломка реками к морю и при перекатывании по пляжу. Халцедон же как очень прочный минерал сохраняется и в гальке.

Второй этап образования кобулетских россыпей наступил совсем недавно, когда на месте древних вулканов возникали горные хребты и бурные реки дробили и выносили окаменевшую лаву на морской берег. Сохранность камня зависит от его твердости: относительно слабый и мягкий порфирит дробится и истирается гораздо легче, чем твердый и очень вязкий халцедон. В результате галечник на пляже относительно легко обогащается халцедоном, гальки порфирита и известняка окатаны лучше, чем халцедона, некоторые участки халцедона не окатаны совсем. Выше отмечалось, что некоторые гальки имеют миндалевидные формы — это фактически весь халцедон, выполнявший пустоту в лаве. Яшмовидные красные и зеленые обломки — краевые части выполнения пустот, где халцедон окрашен примесями.

Халцедоновые и агатовые гальки можно собирать не только в Кобулети, но и в районе Карадага, в Крыму. Одна из бухт даже называется Сердоликовой. По свидетельству А. Е. Ферсмана, в Коктебеле в начале XX в. была мастерская чеха Яромира Тиханека, где из местных камешков изготовлялись бусы, запонки, булавки, брошки, причем Тиханек владел и искусством подкрашивания агата.

В конце 60-х годов геолог В. И. Финько открыл на Дальнем Востоке интереснейшее месторождение халцедоновых минералов. Уже первые находки их в галечнике реки Зеи оказались очень интересными. Во-первых, гальки были очень крупными. Если в Кобулети они всего-навсего 1 см в поперечнике, то здесь попадались кусочки халцедона размером 5 и 10 см. Кроме того, наряду со светло-голубыми, белыми и слабо-желтоватыми разностями встречались и буро-красные камни — типичные сердолики и сардеры, особо ценимые ювелирами.

Исследование халцедоновых галек вдоль реки показало, что наибольшие их скопления у озер, куда камень сносится впадающими в них реками. Но и в галечниках Зеи, особенно после паводков, когда вся галька вновь перемешана, можно найти хорошие образцы.

Изучение характера халцедоновых образований позволило заключить, что, как и на Кавказе, происходят они из пустот порфиритов. Отличие было лишь в том, что после формирования халцедоновых включений весь район подвергался мощному выветриванию. В результате легко разлагающиеся минералы порфирита, такие, как полевой шпат, пироксен, стекло, слюда, хлорит и др., перешли в глину, а чрезвычайно устойчивые и плотные халцедоновые постройки полностью сохранились. При размыве и переотложении реками мелкие глинистые частицы были снесены в водоемы, где образовали пласты глин, а крупные куски халцедона скопились по берегам рек и озер.

В. И. Финько сделал еще одно интересное открытие, которое сейчас уже широко вошло в научную литературу. Просматривая сердолики Зеи и Еравнинских озер, он обратил внимание на то, что наиболее густо окрашены трещины и внешние части обломка. Даже в случаях, когда кусок халцедона был разломан явно после его образования, окраска приурочена к свежему сколу и располагается в секущем положении по отношению к первичной кристаллизационной полосчатости. Это полностью доказывает, что сердоликовая окраска вторична и наложена на уже готовый бесцветный халцедон. Этим объясняются особенности распространения сердолика. Мы не знаем, когда происходило его окрашивание — при выветривании или при переотложении гальки, но этих условий совершенно не претерпела кобулетская галька — там не встречается настоящий сердолик. Нет и коренных месторождений камня. Невольно напрашивается вопрос: а не связан ли весь сердолик с речными галечниками? Ответ пока не найден.

В связи с вторичностью сердоликовой окраски, может быть, стоит обратить внимание на возможность искусственной окраски халцедона и агата. Выше отмечалось, что минералы эти весьма пористы, причем пористость отдельных слоев резко различна. Данную особенность широко используют ювелиры, окрашивая агат и халцедон в разные цвета. При этом часто выявляется, что халцедон, ранее казавшийся совершенно однородным, при окраске становится тонкополосчатым, а полосы окрашиваются по-разному.

Методы окраски камня обычно держатся в секрете, поэтому здесь можно сообщить лишь самые общие, притом известные сведения. Прежде всего агат очень хорошо красится обычными анилиновыми красками. Тщательно промытый образец или изделие из агата помещается в раствор анилинового красителя и выдерживается там довольно большое время, чтобы краситель наиболее глубоко проник в поры камня. После этого изделие сушится и полируется, иногда с нанесением на него слоя лака или эпоксидной смолы для изоляции пор. Имеющиеся во многих коллекциях карминово-красные или ярко-зеленые агаты в большинстве случаев окрашены анилиновыми красками. Интерес представляет и окрашивание агата в синий цвет (цвет берлинской лазури). Для этого агат длительное время пропитывают в растворе железосинеродистого калия, а затем помещают в слабый раствор хлористого железа. Берлинская лазурь синтезируется непосредственно в порах камня и прочно окрашивает его в ярко-синий цвет.

Наиболее распространен, однако, способ ониксовой окраски агата, и камень, окрашенный таким способом, труднее всего отличить от природного. Образец, предназначенный для окраски, помещают в разбавленный водой пчелиный мед и выдерживают в нем довольно долго (около двух месяцев), а затем после тщательной промывки и высушивания насыщенный медом агат помещают в пары концентрированной серной кислоты. При этом происходит обугливание сахара и образец принимает красивую черно-бурую окраску, тем более темную, чем выше была пористость породы и чем больше углистого вещества в нем образовалось. Отдельные плотные слои остаются белыми, создавая неповторимый рисунок оникса.

Легкость искусственной окраски агата позволяет предположить, что во многих старинных изделиях агат окрашен искусственно. Это же объясняет и причину вторичной окраски сердолика.

Выше уже отмечалось, что к юго-востоку от Кобулети располагались области, сложенные продуктами интенсивного вулканизма нижнетретичного времени. Сейчас установлено, что древние вулканы были подводными и напоминали современные подводные и островные вулканы глубоководной части Тихого океана. В результате сильных извержений накопилась толща лав и туфов, а при относительном затишье — и глинистых сланцев общей мощностью более километра. К концу третичного периода глубина Черного моря начала уменьшаться, и на поверхности вулканогенных образований начали отлагаться песчано-глинистые осадки. Позднее, примерно 20 млн. лет назад, эти участки вышли из-под уровня моря, на них установился режим равнинной суши. По остаткам листьев и стволов деревьев в отложениях верхнетретичного времени акад. А. А. Гроссгейм сумел представить характер растительности. Это были густые, влажные, почти тропические леса.

В самом конце третичного периода или даже скорее уже в современную четвертичную эпоху (10—15 млн. лет назад) Малый Кавказ, и в особенности район Ахалцихе, стал местом геологических катастроф. О масштабах их сейчас можно лишь догадываться. После разрушительных землетрясений на окраинах Ахалцихской котловины вновь выросли вулканы. За время извержений они выбросили огромное количество обломочного материала и тучи пепла.

В результате лес, занимавший котловину, был засыпан, часть деревьев полегла под тяжестью пепла. Извержения сопровождались ливневыми дождями. Вулканический пепел и обломки лавы, пропитываясь водой, образовывали мощные грязевые потоки. Следы их, а также скопления окатанных лав можно наблюдать и сейчас в западинах и озерцах.

К северу от Ахалцихе начал медленно воздыматься Аджаро-Имеретинский хребет — область гигантских складок и разломов. На поверхности предвулканической равнины сформировалась речная сеть, в частности Древняя Кура, протекавшая примерно так, как и сейчас. Подъем Аджаро-Имеретинского хребта происходил поперек русла Древней Куры, и река пропиливала хребет с той же скоростью, с какой он рос. В результате форма долины Куры совершенно необычна. Около города Ахалцихе она разбивается на отдельные изгибающиеся русла и течет почти по равнине, а ниже, у древней крепости Ацхури, вновь входит в узкое ущелье.

Такова в общих чертах геологическая история района. Здесь имеется три главных типа месторождений агата. Первый тип — Шурдо, третичное месторождение. Примерно 40—50 млн. лет назад у села Шурдо, недалеко от крепости Ацхури, произошло крупное излияние стекловатых лав. На них действовали горячие водные растворы. Стекло как очень неустойчивое вещество легко растворялось в воде, превращаясь в глинистый материал. При этом создавались крупные пустоты растворения, в которых выделялся в больших количествах агат.

Второе месторождение расположено у села Помач. Здесь в береговом обрыве выходят плейстоценовые туфы, которые засыпали существовавший ранее лес. Стволы деревьев обгорели или полностью сгнили, от них остались лишь пустоты. Последующее воздействие горячих водных растворов приводило к выщелачиванию окиси кремния и отложению в этих пустотах халцедона — изумительно красивых выделений, названных трубчатыми агатами. По ним можно восстановить форму коры сгоревшего дерева; иногда видно, как от главного ствола отходят ветки, сначала крупные, а потом более мелкие. В большинстве случаев ствол сгоревшего дерева заместился агатом целиком, но бывает, что в центре остается небольшая пустотка, вытянутая вдоль всего ствола. Отсюда добывается лучший технический халцедон. Для поделок его почти не используют, так как в нем нет узора.

Третье агатовое месторождение также расположено у села Помач. В скале с каменоломней выходят речные галечники. Гальки в стенке забоя крупные, с голову человека, а иногда и много больше, лежат одна на другой. Между гальками выделяется халцедон, иногда заполняя весь промежуток (технический халцедон), иногда образуя лишь «примазку» на гальке (для любителя камня эта примазка представляет ценность; она часто очень красива и хорошо полируется).

В 30—40 км отсюда, на склонах Годердзского перевала, тоже встречается туф. Можно предположить, что этот участок находился от центра извержения дальше, чем месторождение Помач, и пепел, который засыпал лес, был здесь холоднее. Древесина, листья и плоды деревьев лишь обуглились. Интересна судьба стволов засыпанных деревьев — они замещены опалом. Цвета этих окаменелых деревьев самые различные. Мне приходилось встречать белые, зеленые, бурые, черно-бурые.

Крупное месторождение поделочного агата расположено в Иджеванском районе Армении, примерно в том месте, где сходятся границы Армении, Азербайджана и Грузии. Попасть сюда довольно легко. От села Кривой Мост к северу, в сторону села Саригюха, ведет широкое шоссе. Во времена моих первых экспедиций это была ишачья тропа, по которой с трудом проезжала арба.

Хребет к северу от села Саригюх сложен мощной вулканогенной толщей, где черные слои плотных андезитовых лав чередуются с туфовыми, более пористыми пластами. После излияния лав горячие воды взаимодействовали с туфами и лавой, превращая их в монтмориллонитовую глину[1]. Особенно легко такому переходу подвергается вулканическое стекло. Слои лав очень богаты незакристаллизованным стеклом, но особенно его много в туфе, который застыл гораздо быстрее, чем лава.

Термальные воды наиболее легко проходили по слоям туфа, изменяли его, а в слои и жилы лавы воды проникали только по трещинам и ослабленным зонам. Конечно, и вдоль этих путей образовывалась глина. Как долго ни шел данный процесс, все же часть крупных лавовых потоков не успела измениться до того, как источник тепла, порождавший термальные воды, иссяк. Сейчас среди мощных глиняных толщ, которые представляют собой полностью измененные и превращенные в глину лавы и туфы, стоят крупные черные скалы — глыбы лавы, не успевшие измениться.

Сохранение неизмененной лавы — самый важный фактор образования агатов. На первых этапах превращения лавы в глину процесс идет с выделением излишков окиси кремния. Поскольку на первых порах в растворе окиси кремния оказывается очень много и она выделяется крайне быстро, то это обычно ведет к кристаллизации халцедона. Всякая пустота в глине близ сохранившихся неизмененных пород и в лавах выполняется халцедоном. Отсюда те цементированные халцедоном глинистые частицы (бурая яшма по краям описанной ниже пепельницы). Но если пустота большая и края ее уже оделись корочкой халцедона, то раствор проникает в пустоты медленнее. Соответственно образующиеся кристаллы становятся крупнее, и внутри жеоды появляются агатовые и кварцевые кристаллы. В известной мере это месторождение похоже на месторождение Шурдо, но степень изменения стекловатых андезитовых лав в Грузии гораздо менее интенсивная, чем в Армении. В других районах меньше неизмененных лав, поэтому там и нет хорошего агата.

В моей коллекции есть пепельница из армянского агата, напоминающая скорее горбушку хлеба. Отрезав кусок от округлого агатового желвака, мастер только его немного выравнил. По краям на агате сохранилась корка из желтой глинистой массы, отчасти цементированной халцедоном. Участки глинистой породы выходят и на лицевую полированную грань. Непосредственно к этой окварцованной глине — своеобразной яшме — прилегает слой почти прозрачного халцедона. За ним идет слой сантиметра три мощностью, сложенный голубовато-серым сплошным халцедоном. Еще ближе к центру располагается белый тонкополосчатый халцедон — это уже, пожалуй, агат. Наконец, в центре агатового желвака располагаются кварцевые кристаллы с аметистовыми головками. Пепельница эта является отражением генезиса месторождения.

Армянские агаты не применяются в технике, они слишком разнородны, но местные умельцы нашли ключ к этому красивому камню. Среди армянских агатовых изделий не найти и двух одинаковых.

Твердость, однородность, способность давать острые края при отколе и, конечно, красота агата, халцедона и других, относящихся к этой группе пород и минералов сделали эти камни излюбленным поделочным материалом человека еще в древности. Кремнистые образования являлись и важнейшим техническим сырьем. Из них изготовлялись ножи, скребки, а позднее и наконечники копий и стрел. Чем выше становилась культура человечества, тем шире использовались агаты и другие кремнистые минералы в качестве украшений. Об этом свидетельствуют раскопки археологов в могилах древнего Ура, Египта.

Многочисленны находки агатовых и других каменных бус и в нашей стране. Наиболее детальные описания этих изделий на Кавказе и в Закавказье выполнены известным советским кристаллографом Г. Г. Леммлейном. Бусы, найденные в могильниках XX—XVII вв. до н. э. в Майкопском кургане и у станицы Пролетарская, были изготовлены из сердолика; для них характерно коническое отверстие, сделанное кремневым сверлом. Весьма различны по типу камня более поздние бусы, относящиеся уже к эпохе ранней бронзы, XII—V вв. до н. э. Их обнаружили в могильниках Самтавро, Мингечаура и городища Кармир-Блура, близ Еревана. Эти украшения выполнены из светло-розового, вишнево-красного, сургучно-красного сердолика, а также из сургучно-красного яшмовидного материала и из каштаново-бурого сардера. Техника сверления этих бус принципиально иная — отверстие делалось с помощью штифта и трубки.

Агат и другие кремнистые камни были первыми материалами, из которых человек на заре своей истории изготовлял печати и резные камни для украшений (геммы). Камни с врезным узором — инталии — использовались главным образом как печати, а с выпуклым изображением — камеи — еще за 30 веков до н. э. (эгейская культура) — в качестве украшений. Изготовлением резного камня занимались греки. Они работали с агатом, сердоликом и яшмой. Камнерезное искусство достигло своего расцвета на острове Крит в XVII—XV вв. до н. э. Позднее, в IX—VII вв., кроме агата, начинают применять мягкие камни (стеатит), появляются и привозные: амазонит и сапфирин.

Во второй половине IV в. до н. э. геммы изготовляются из аметиста, альмандина, плазмы, берилла и гиацинта. Появляется многослойный сардоникс, видимо, привезенный из Индии.

Известны имена некоторых мастеров, изготовлявших геммы. Так, на камее V в. до н. э. есть надпись: «Сделал Дексамен Хиосец». В XVIII в. в Германии прекрасные камеи вырезал Лоренц Наттер. В XIX в. в Италии славились своим мастерством резчики Джиовани и Луиджи Пихлеры. В XVIII—XIX вв. в Петербурге работал крупный мастер Петр Доброхотов. Некоторые старинные геммы пользуются мировой славой. В ряде случаев дошла до нас и история их.

В Эрмитаже находится знаменитая камея Гонзага — одна из самых больших в мире: ее длина 157 мм, ширина 118 мм, высота рельефа 30 мм. Выполнена она из единого ровного куска трехслойного сардоникса. Фон камеи темно-коричневый. Из среднего, молочно-белого слоя вырезана фигура женщины, лицо и шея; из более ровного и светлого участка слоя — лицо мужчины. Очень эффектно использованы неровности окраски. Так, из белого пятна на шлеме сделана розетка, а светлые пятна на плаще (эгиде) изображают застежки в виде голов Медузы Горгоны и Фобоса.

По характеру работы и имеющимся аналогиям специалисты установили, что камея выполнена в Египте, вероятнее всего в Александрии. Здесь при дворе первых Птолемеев была мастерская для производства камей.

О том, кто изображен на камее, до сих пор идут споры. Но наиболее вероятно, что это портреты Птолемея Филадельфа и его жены Арсинои (285—246 г. до н. э.).

Ранняя история камеи полностью не ясна, известно только, что в средние века ею владели герцоги Мантуи Гонзаги. Первое упоминание о камее содержится в рукописях герцогини Изабеллы д’Эсте, хранящихся во дворце в Мантуе. Это 1542 г., тогда камея была в богатой золотой оправе. В 1630 г. Мантуя после длительной осады была взята и разграблена австрийцами. Видимо, оправа была сорвана, а сама камея оказалась в Праге в сокровищнице короля Рудольфа II, однако и ему не суждено было долго владеть сокровищем. В 1648 г. Прага была взята шведскими войсками. В списке драгоценностей шведской королевы Христины появляется и эта камея. В 1654 г. королева Христина приняла католичество и, отказавшись от шведского престола, переехала в Рим, не забыв взять с собой и камею. После смерти Христины камея была приобретена герцогом д’Одескальчи и в числе других драгоценностей этого рода в 1794 г. продана Ватикану, где была внесена в инвентарную опись библиотеки. В 1803 г. эта камея оказалась в Париже у жены Наполеона, императрицы Жозефины. Пути, которыми она попала из Рима в Париж, не ясны, но можно предполагать, что вместе со многими драгоценностями Ватикана она была вывезена из Рима в 1794 г., когда французская армия отступала под натиском армии Суворова. Весьма интересно, однако, что камея эта не была внесена в список вещей, взятых армией Наполеона в Ватикане. Впоследствии Жозефина подарила камею Александру I. С 12 октября 1814 г. она хранится в Эрмитаже.

Камея Гонзага повреждена (отбиты отдельные участки), но, видимо, еще в Мантуе она была довольно удачно реставрирована. В результате ценность ее, конечно, несколько снизилась, но, несмотря на это, и сейчас камея Гонзага, безусловно, одно из самых замечательных агатовых изделий.

Месторождений агата, откуда мог быть получен прекрасный поделочный материал, описано очень много. Издавна (первое упоминание имеется в хрониках 1497 г.) велась добыча агата в западной части Германии, близ города Оберштейн и по речке Наге. Эти месторождения сейчас, видимо, полностью выработаны, однако камнерезное искусство в Оберштейне процветает, но основывается оно целиком на привозном сырье. Агат доставляется главным образом из Бразилии, где в 1827 г., как считают, выходцами из Оберштейна было открыто месторождение. Добывается агат также в США (штаты Калифорния и Колорадо), в Великобритании (Шотландия), в Индии.

Исключительно своеобразны месторождения агатов в Монголии. Примерно 220—250 млн. лет назад территория, занимаемая сейчас этой страной, поднялась выше уровня океана и с тех пор не погружалась. Затем подвергалась различным деформациям, причем разломы были настолько глубоки, что доходили до зоны расплавленной магмы и на дневную поверхность изливалась лава.

В молодых лавах минерализации нет, более древние лавы, изливавшиеся 100—200 млн. лет назад, подверглись гидротермальной переработке. В пустотах этих лав — в миндалинах — отложился агат. Как ни мало в пустынях Монголии воды, ее размывающая способность огромна; растительности на горах практически нет, поэтому каждый сколько-нибудь значительный дождик — а таковые хотя и очень редко, но бывают — смывает с гор обломочный материал. Далее вступает в действие ветер, который активно сортирует снесенную в долину породу, унося песок. Образуется каменная пустыня. Внешне поверхность ее напоминает обычную галечную мостовую; на ней плотно одна к другой лежат гальки (или, реже, неокатанные обломки). Мне удалось побывать в такой пустыне, но необычность ее состояла в том, что броня ее почти целиком состояла из агатовых миндалин.

Как же возникла эта своеобразная каменная пустыня? Оказывается, очень просто, и объясняется все прочностью камня. Базальт гораздо слабее агата, он не выдерживает ударов, раскалывается и измельчается до обломков размера песчинок. Агат от ударов не изменяется. Конечно, накопление агата шло очень медленно и много его добыть вряд ли удастся — миндалины невелики, но уникальное создание природы будет постоянно радовать глаз путешественника.

Месторождения агата в нашей стране изучены слабо, и даже в таких хорошо обжитых районах, как Кавказ и Закавказье, возможны новые интересные находки. Особенно значительные открытия следует ожидать в трапповой области Сибири. Для этого есть все основания: широкое распространение вулканогенных пород и интенсивное развитие цеолитового метаморфизма как раз в той самой фации, где образуется халцедон. Имеются и прямые указания на наличие здесь халцедона: в реках, протекающих по трапповой области, довольно обильны крупные халцедоновые гальки. К окраинам трапповой области относятся отчасти месторождения агатов Еравнинских озер.

Известны месторождения агата и в других областях развития вулканогенных пород. Так, в конце 70-х годов на северо-востоке Якутии в галечнике реки Седедемы, которая берет начало в центральной части Алазейского нагорья и впадает в реку Колыму, встретились валуны и гальки агата, сардера, оникса и кроваво-красных карнеолов иногда с кристаллами кварца в центре. Агат и халцедон здесь вымываются из меловых лав (образованных примерно 100 млн. лет назад), развитых на водоразделах Алазейского нагорья. Интересно, что в лавах попадаются только неокрашенные разности, тогда как в речной россыпи содержание окрашенных камней составляет 60% всего материала.

Агат наиболее популярен у любителей камня, и многие мечтают найти не только отдельные его образцы, но и целые месторождения. Не исключено, что в скором времени мы станем свидетелями таких открытий.

Окаменелое дерево

Знакомство с окаменелым деревом начнем с путешествия на Годердзский перевал. Сейчас посещение его не представляет трудности. Прекрасное шоссе идет от Ахалцихе в сторону Батуми, и только вплотную подойдя к горам, сворачивает влево. Далее дорога извивается вверх по склону горы, пересекая многочисленные ручьи и высыпки галек, и лишь в самом конце ее взору путника открывается высокогорная равнина. Это и есть Годердзский перевал — высокоподнятое лавовое плато с конусовидными вершинами шлаковых вулканов.

Впервые на этот перевал я попал в конце 20-х годов. Нам предстояло вести здесь геологическую съемку. Разрез молодых туфовых отложений, который нас интересовал, был хорошо виден с дороги. Внизу на третичных осадках залегал горизонт вулканического пепла. В толще такого же горизонта около Ахалцихе мы находили трубчатые агаты. Однако в этом слое встречались многочисленные растительные остатки. Не один час провели мы около обнажения туфов, раскалывая довольно рыхлую породу на мелкие слои. Отпечатки листьев и веточек были видны очень отчетливо, а в одном месте сохранился даже след, похожий на березовую сережку.

Поднявшись по разрезу, мы вышли в зону крупных конгломератов, сложенную валунами и гальками вулканических пород. В груде галек хорошо просматривалось крупное бревно, метра полтора в поперечнике. Местами на нем сохранилась кора, но в большинстве случаев она сбита, концы сглажены рекой, а сбоку валун ударил сверху и отколол от бревна щепку полметра длиной. Конечно, нечего было и думать отколоть кусок «древесины» нашими молотками — бревно полностью заместилось окисью кремния (халцедоном и опалом) и звенело при ударе, а вот щепку нам отвалить удалось. В моей коллекции есть небольшой обломок. На подшлифованной поверхности видны годовые кольца и проводящие сок сосуды, по ним можно даже определить вид древесины. Несколько выше по дороге мы обнаружили еще одно коричневое бревно около метра диаметром, сильно побитое колесами проезжавших арб.

В русле небольшой горной речки, вытекавшей из леса, было навалено много огромных камней и окатанных деревьев, некоторые еще сохранили кору и листву. Не знаю чем, но одна небольшая «гнилушка», сверху покрытая, как пухом, волокнами, привлекла мое внимание, и я легонько ее стукнул молотком. То, как звякнул молоток, как он отдал в руку, подтвердило, что эта «гнилушка» не простая. Не без труда вытащили мы ее из кучи камня и бревен и разбили. У нее практически не осталось структуры дерева — только отдельные спутанные как вата волокна, пропитанные зеленым халцедоном. Промежуточные участки, где дерево сгнило, выполнены натеками серого халцедона.

В те годы в руслах рек можно было найти много окаменелого дерева. Сейчас же оно все выбрано. Делались даже попытки добывать окаменелое дерево из слоя валунов. С этой целью специально заложили карьер, но работы вскоре прекратились: дерева оказалось мало и, самое главное, внутри оно было не очень красиво — содержалось большое количество углистого вещества.

Окаменелые деревья встречались и в окрестностях Львова. Здесь в Предкарпатье 1,5—2 млн. лет назад существовали мелкие озера, куда речушки, а то и просто образовавшиеся после дождя ручейки сносили с Украинской равнины чистый белый песок. В результате в этих озерах возникли целые залежи кварцевого песка. В песок попадали куски дерева, а может быть, и в самих озерах росли деревья. Со временем они пропитались кремнистыми растворами и полностью окаменели. В начале 60-х годов было собрано несколько тонн львовского окаменелого дерева. Его резали на доски, но из-за большого количества пустот получалось много отходов, и это месторождение было забраковано.

В нашей стране залежи окаменелого дерева не редкость. Красивые образцы находили в пойме Днестра, у города Могилева-Подольского, на реке Буг, у города Николаева. Куски белого опалового дерева показывали мне в Крыму, утверждая, что они местные. Успешными были поиски на Урале, на реке Лене, у городов Жиганска и Вилюйска. Особенно много находок окаменелого дерева сделано в Приморье, около села Кипарисово, на склонах сопки Курдюмовской. Окаменелое дерево здесь встречается в пепловых отложениях, но более древних, чем в Закавказье, около 30 млн. лет назад.

Из зарубежных месторождений окаменелого дерева наиболее известно Аризонское в США — настоящий окаменелый лес. Образцы его имеются в Минералогическом музее АН СССР. Стволы крупные, до метра в диаметре, и, самое главное, замещены разноцветным халцедоном, среди которого преобладают ярко-красные разности, местами сменяющиеся желтыми и белыми. Много серых полупрозрачных участков.

Окаменелое дерево является поделочным камнем. Пестрота рисунка, изменчивость от куска к куску, их неповторимость — все это открывает богатые возможности для создания многих композиций большой художественной ценности.

Авантюрин

Природные авантюрины считаются довольно дорогим камнем. Добывался авантюрин на горе Таганай, к северу от Златоуста, где, по свидетельству А. Е. Ферсмана, встречался в крупных кусках. Из него сделана чаша, хранящаяся в Эрмитаже. Хорошие образцы авантюрина добывались к востоку от Свердловска, у деревни Косулино. На это месторождение указывает и В. Севергин в приведенной цитате. Некоторые слои в толще алтайских белорецких кварцитов также могут рассматриваться как авантюриновые.

Зеленый камень считают индийским. Много изделий из него, выставленных в музеях разных стран, изготовлено в Китае, но месторождения там не известны.

В последнее столетие авантюрин почти не используется. Дело в том, что еще в середине прошлого века появилось очень дешевое искусственное стекло, имитирующее этот камень, но гораздо красивее, чем природный авантюрин. Оно также именуется авантюрином (или в просторечии «собранием любви»). Под микроскопом отчетливо видно, что в этом стекле блестят выделившиеся из расплава многочисленные мелкие кристаллы (октаэдры) металлической меди; цвет темно-бурый, а искра золотая, весьма эффектная. Согласно описаниям, подобное стекло получилось случайно, после того как в расплав стекла попали медные опилки. Отсюда и появилось название «авантюрин». Позднее стали искать способ приготовления такого стекла; оно было получено в 1827 г. итальянцем Бабилия, стекловаром из Мурано, близ Венеции. Производство это, как говорят, до сих пор держится в секрете.

Яшма

Яшма — кремнистая плотная микрокварцевая или халцедоновая порода. Настоящих яшм существует два типа: осадочные метаморфизованные породы и продукты гидротермального изменения различных пород.

Основу яшм первого типа в большинстве случаев составляют органогенные осадки. Особенно интенсивное накопление остатков кремнистых организмов идет в вулканических областях. Вулканический пепел, падающий в воду, разлагается, насыщая ее окисью кремния, которая и служит материалом для построения скелетов кремнистых организмов. Среди лавовых потоков Закавказья в окрестностях селения Кисатиби, близ Ахалцихе, залегает крупное месторождение диатомита, представляющее собой озерные накопления кремнистых скелетов диатомей. Общее содержание окиси кремния здесь превышает 90%, остальное — вода и минеральные примеси. Существуют кремнистые накопления и в других условиях. Однако их не так много, как в вулканогенах. Известны накопления диатомита в условиях холодных озер Кольского полуострова. Кремнистые осадки, менее чистые, чем в Закавказье, встречаются среди песчано-глинистых толщ Приуралья (опоки, трепела и др.).

После образования осадочные кремнистые породы становятся весьма пористыми и, конечно, не могут служить поделочным материалом. Уплотнение осадочных кремнистых пород и превращение их в яшмы происходит при их метаморфизме, т. е. перекристаллизации в условиях высоких температур и давлений (после захоронения пород под мощной толщей более молодых осадочных пород). При этом величины данных параметров играют важную роль. Если погружение первоначальных кремнистых осадков было очень большим, то изменение будет весьма сильным а кристаллы крупные. Осадочная кремнистая порода хотя я потеряет свою пористость, но приобретет крупнокристаллическое строение, тогда ее скорее можно назвать кварцитом, а не яшмой. Яшма все же совершенно однородная по своему строению порода, в которой не различаются отдельные кристаллические зерна. Для образования яшмы наиболее благоприятно изменение кремнистой породы в условиях верхов так называемой зеленокаменной фации. В попавших сюда породах полностью уничтожается пористость, возникают новые, достаточно плотные минералы, но еще крайне мелкие по своим размерам. Их кристаллы можно увидеть лишь при самых больших увеличениях оптического микроскопа, а еще лучше — под электронным микроскопом.

То, что яшмы до метаморфизма были во многих случаях нормальными осадочными породами, доказывается неоднократными находками в них окаменелостей. Особенно хорошо сохранившуюся раковину ортоцераса нашел в юрских яшмах уральский геолог А. Е. Малахов.

Глубокое изменение происходило при метаморфизме палеозойских (380—400 млн. лет назад) вулканогенных толщ Южного Урала. Яшмы встречаются по всей полосе выходов пород этого возраста, протягивающихся от Миасса до Орска и далее в Казахстан. Наиболее знамениты ленточные красно-зеленые яшмы к северо-западу от Верхнеуральска.

Очень красивы и узорчатые орские яшмы. Месторождение это расположено в 10 км от города на горе Полковник. Пестроокрашенные яшмы имеют вид линз, жилообразных тел и прожилков, часто включенных в диабазы — застывшие лавы. Различаются яшмы и характером минеральной примеси: гранат придает бурый и черный цвета, гематит — розовый и красный, актинолит и хлорит — зеленый. Кроме того, в яшме могут присутствовать магнетит и пирит, а в редких случаях — и желтый эпидот. Конечно, окись кремния в яшме преобладает: она слагает более 80% всей породы, а то и более 90%.

Яшмы других районов Южного Урала, входящие в ту же вулканогенную свиту, по минеральному составу близки к орским, но количественные соотношения минералов различны, что обусловливает различие внешнего вида яшмы.

Яшмы Южного Урала представляют собой интереснейший объект для художника камня. При некоторой доле фантазии в рисунке яшмы можно увидеть и бурное море, и закат в лесу, и многое другое. Стоит повернуть образец — и перед нами новая картина.

Есть яшмы, образованные в месторождениях агата и халцедона. Халцедоновое вещество цементирует залегающие рядом глинистные минералы, включает их в свой агрегат, в результате чего становится непрозрачным и приобретает окраску яшмы. Выделение минералов железа, в первую очередь гематита, одновременно с халцедоном ведет к образованию красных яшм. Зеленые яшмы возникают тогда, когда халцедоном цементируются не глины, а зеленые минералы: селадонит или хлорит. Особенно знаменит так называемый кровавик, или гелиотроп. Это зеленая яшма с ярко-красными пятнами — один из популярнейших драгоценных камней древности. С этим камнем связано множество легенд. Считалось, что гелиотроп защищает от ножа, шпаги и других напастей. Кровавик — очень редкая яшма. Образуется она, видимо, в тех случаях, когда хлоритовая порода, содержащая пирит, перед цементацией ее халцедоном окисляется. При этом золотистое сернистое железо — пирит — переходит в ярко-красную окись железа — гематит.

Яшмы, встречающиеся вместе с халцедоном и агатом, не образуют больших залежей; обычно это отдельные крупные куски, реже — яшмовые жилы. При размыве халцедоново-агатовых месторождений прочные куски яшмы накапливаются вместе с агатом в речном и озерном бичевнике. Большинство древних яшмовых изделий, видимо, изготовлены из кусков породы, найденных по рекам. Проще всего искать яшму именно в речном галечнике.

В Эрмитаже и других наших музеях довольно много изделий из яшм Алтая (Ревневское, Гольцовское, Ридерское и другие месторождения). Эти яшмы, как показали Г. П. Барсанов и М. Е. Яковлева, представляют собой магматическую, чаще всего эффузивную породу или туф, претерпевшие метаморфизм в условиях тех же верхов зеленосланцевой фации метаморфизма, как и настоящие яшмы. При этом они приобретали мелкозернистость, хорошую полируемость и красивый узор, но, конечно, химический состав их резко отличен от состава настоящих яшм. Имеются подобные яшмы и на Урале; в частности, такими яшмовидными породами (туфами и лавами) сложены месторождения Калканское, Мулдакаевское и др. Ряд специалистов, изучавших яшмы, рекомендуют называть такие породы яшмоидами. Будет ли принят этот термин, сказать трудно, но отличать кремнистые яшмы от близких по облику, но совершенно иных по типу горных пород, безусловно, целесообразно.

Мраморный оникс

Всем, конечно, приходилось видеть накипь на дне чайника. Но рассмотрим ее внимательнее. Возьмем самый толстый слой накипи и обследуем поперечный излом. Легко заметить, что состоит эта накипь из волоконец белого или желтоватого минерала и прослоек разной плотности и цвета.

Как же образуется накипь? Все крайне просто. В воде, которая течет из водопровода, растворено большое количество углекислой извести, однако растворена она здесь главным образом в форме двууглекислой извести, где на одну частицу извести приходится две частицы углекислоты. Двууглекислая известь значительно легче растворяется в воде, чем одноуглекислая, где на одну частицу извести приходится одна частица углекислоты. При кипении чайника вместе с паром из воды уходит вся избыточная углекислота и вместо двууглекислой в кипяченой воде остается углекислая известь, она и выпадает на дно и стенки чайника.

Волоконцы в накипи — это отдельные кристаллики углекислой извести, рост которых в сторону воды, насыщенной этим веществом, и обусловливает образование накипи, а прослойки отражают колебания состава воды или то, сколько времени держали кипяченую воду в чайнике. Если долго, то кристаллы успевают расшириться и появляется плотный прослоек, а если условия роста были неблагоприятны (чай разлит быстро), появляется слабый прослой.

Теперь, обогатившись некоторым опытом, отправимся на природу и исследуем минеральный источник. В месте выхода у грифона он буквально кипит. Выделение углекислоты — характерный процесс, происходящий на выходе источника на дневную поверхность. Затем вода обогащается труднорастворимым углекислым кальцием настолько, что кальцит начинает выпадать в виде своеобразной накипи — травертина или известкового туфа.

Если вы проезжали по Военно-Грузинской дороге, то, наверняка, останавливались около источников «Майорша». Минеральная вода стекает вниз по скале, образуя известковый натечник — большое светло-желтое обнажение травертина. Все, что ни попадает сюда: листик, травинка, веточка, покрывается налетом известковистого материала. В поперечном разрезе кусочка травертина хорошо видно, что он подобен накипи в чайнике, — те же прослойки, на которые распадается травертин, и те же иголочки кальцитовых кристаллов. Материал этот очень пористый, относительно мягкий, но в ряде случаев его можно использовать в строительстве. В Нахичеванской АССР существует рудник, где ведется добыча травертина. В Москве и в ряде других городов им облицованы многие дома.

Пористый травертин кристаллизуется только тогда, когда рост кальцитовых кристаллов идет очень быстро. Но в некоторых источниках этот процесс замедлен; образуются крупные, тесно сросшиеся между собой кристаллики кальцита. В разрезе такой натечник — очень плотная просвечивающая порода, в которой, однако, очень хорошо видны радиальные игольчатые кристаллики кальцита и узорчатая слоистость. В отличие от накипи и пористых травертинов слоистость здесь подчеркивается количеством загрязнений, окрашивающих породу. Чаще всего кальцит окрашивается окисным железом, приобретая светлый буровато-желтый оттенок с такого же цвета полосами, как у настоящего халцедона — оникса. Но в отличие от последнего в этом минерале подчеркивается его кальцитовая природа, поэтому его называют мраморным ониксом.

Мраморный оникс издавна использовался для поделок, однако для украшений он не годится — это материал крупной пластики. Среди сосудов, найденных в гробнице Тутанхамона, есть и изделия из мраморного оникса. В Самарканде в усыпальнице Тимуридов Гур-Эмире надгробье Улугбека сделано из мраморного оникса. Очень эффектен камень в отделке станции московского метро Белорусская-радиальная. Здесь мраморный оникс из месторождения Агамзалу, расположенного в Армении, использовали в виде пластинок для маскировки светильников. Надо отметить, что архитектор, чтобы усложнить узоры, образуемые слоями разного оттенка, разрезал глыбу мраморного оникса не прямо перпендикулярно слоям, а несколько косо; в результате отдельные слои причудливо изгибаются, образуют кольца, петли и другие сложные фигуры. Даже трещины в породе на просвет довольно эффектны.

До сих пор о кальците говорилось как о минерале, слагающем мраморный оникс. Но следует иметь в виду, что углекислый кальций кристаллизуется в форме кальцита только при относительно низких температурах. Если же температура повысится, то возникнет несколько иная группировка атомов и тот же углекислый кальций будет обладать совершенно иными физическими свойствами. Такая высокотемпературная форма получила название арагонита. Этот минерал часто также кристаллизуется в составе мраморного оникса.

Арагонитовый мраморный оникс очень легко отличить от кальцитового. Арагонит дает более тонкие и длинные иголки, обычно менее прозрачен (а часто и вовсе не прозрачен), в большинстве случаев снежно-белый и значительно хуже полируется, чем кальцит. Специалист на глаз безошибочно определяет арагонитовые и кальцитовые разности мраморного оникса; ну а если есть сомнения, то можно воспользоваться очень простой реакцией. Возьмем в пробирку немного водного раствора азотнокислого кобальта (он имеет очень красивый малиново-розовый цвет), насыпем туда порошок мраморного оникса и прокипятим на спиртовке. Арагонит химически менее устойчив, чем кальцит, и реагирует даже с таким слабым реактивом, как азотнокислый кобальт. Его порошок после кипячения станет розовым. Кальцит же более устойчив, он сохранит белый цвет, а иногда даже приобретет голубоватый оттенок.

Очень интересные находки мраморного оникса сделаны в последние годы в Азербайджане. Здесь изучено довольно много месторождений. Некоторые его разности имеют красивый зеленоватый оттенок. Что придает камню такой цвет, пока неясно, возможно, закисное железо, но можно и предположить, что в растворы попадает небольшое количество никеля из соседних змеевиков, а никель исключительно сильный зеленый краситель. Карбонат никеля имеет ярко-зеленую окраску. К сожалению, доказать природу окраски всегда крайне трудно. Цвет могут давать такие малые количества примеси, определить которые даже с помощью методов современной химии очень трудно.

Есть в Азербайджане и чисто арагонитовые натечники, белые с ярко-бурыми и черными полосами. Их скорее можно назвать мраморным кахолонгом.

В 60—70-е годы любители камня сделали открытие: в ряде пещер сталактиты и сталагмиты сложены мраморным ониксом. Особый интерес вызвала Карлюкская пещера в Туркмении. Здесь мраморный оникс окрашен в светло-бурый цвет, бурые полосы чередуются с белыми.

Очень эффектный медово-желтый, бурый и коричневый мраморный оникс встречен в Саратовской области на правом берегу реки Большой Иргиз в Новоберезовском месторождении доломитовых известняков. Последние образовались как осадок неглубокого моря примерно 250 млн. лет назад, а позже, когда известковый осадок уже превратился в плотный известняк, горообразующими силами он был раздроблен. По зоне разлома среди обломков циркулировали воды, которые в верхах растворяли известковое вещество, а ниже, в зоне карьера, отлагали его в виде известкового натечника — мраморного оникса, близкого к карлюкскому.

Мраморный оникс относительно дешевый и очень благородный материал. Орнамент на этом камне способен подчеркнуть его природную красоту. Из него можно создать высокохудожественные произведения.