Этот пост по хорошему должен был бы стать заглавным в серии… Но так как решение эту самую серию создать пришло совершенно спонтанно, то пусть будет как есть.
В преамбуле к прошлому посту "Кактус-кварц". Пост 1 из серии "Его Величество Кварц" я написал, что кварц - самый известный минерал на планете Земля. И это действительно так. Если попросить ребенка, а в последнее время ещё и искусственный интеллект, нарисовать абстрактный кристалл или минерал, то скорей всего он изобразит что-то очень близкое по виду к кристаллу кварца – вытянутая призма, венчаемая заостренной к вершине пирамидой...
Это немудрено. Кварц состоит из двух самых распространенных элементов в земной коре: кислорода – 46.1 % и кремния – 28.2 %. Именно поэтому он как минеральный вид из почти 4.8 тысяч ныне известных, составляет по объёму 12.5 % верхней части земной коры до глубины 16 км и находится по распространенности там на почетном третьем месте. Первое и второе по праву занимают полевые шпаты (58-60 %) и минералы групп пироксена, амфибола и оливина (16.5 %). Но если мы посмотрим на внутреннюю структуру кварца, то увидим, что его кристаллическая решетка состоит из неких универсальных элементов-«кирпичиков» - кремнекислородных тетраэдров SiO4. Вот таких вот, как на картинке ниже.
Этот универсальный элемент кристаллической решетки оказался настолько «удачным», что он послужил основным структурным элементом в строении многочисленных минералов – солей кремнекислородных кислот – силикатов и алюмосиликатов, к которым относятся и полевые шпаты и оливины, пироксены, амфиболы, слюды и многие-многие прочие минералы, которые вместе с кварцем составляют до 92% верхней части земной коры. На его основе слагаются совершенно разные структурные мотивы кристаллических решеток: каркасные, островные, ленточные, слоистые, которые придают силикатным минералам совершенно разные свойства. Может быть, поэтому многие фантасты, раз за разом обращаются к теме инопланетной жизни, основой которой служит не углерод, а кремний, а именно кремнекислородный тетраэдр…
Образуется кварц практически при всех типах природных процессов и при различных температурах и давлениях, как в приповерхностных условиях, так и в глубинах земных недр. При сверхвысоких температурах или давлениях возникают особые его структурные модификации – кристобалит, тридимит, коэссит, стишовит и даже кварцевое стекло лешательерит, которое образуется только вследствие удара молнии в кварцевый песок… Надеюсь, что в этой серии постов про кварц у нас ещё найдется повод поговорить об этом.
Наиболее распространен «обычный» альфа-кварц, устойчивый при температурах до 573 градусов Цельсия и его параморфозы по более высокотемпературному бета-кварцу. Различается альфа- и бета-кварц формой своих кристаллов и классом симметрии: «альфач», как мы и привыкли, сочетает грани гексагональной (шестиугольной) призмы с гранями острой «головки» составленной простыми формами трапецоэдрами и ромбоэдрами и он тригональный, то есть имеет главную кристаллографическую ось третьего порядка. А вот бета-кварц гексагональный, то есть имеет ось симметрии шестого порядка и его кристаллы представляют собой шестигранную двухголовую пирамиду. Подобные кристаллы часто являются навершием скипетровидных и кактусовидных кристаллов кварца, знакомых нам по предыдущему посту.
В силу своей распространенности, кварц известен человеку издавна и применялся им на заре зарождения цивилизации для изготовления каменных орудий и позже – украшений. Применяется он и поныне и не только для украшений, но и служит составляющей частью высокотехнологичной аппаратуры и приборов.
По поводу происхождения самого слова «кварц» существует несколько версий. Впервые оно встречается в письменных источниках в XIV в. в работе естествоиспытателя Кальбе из Фрайберга, посвященной рудным месторождениям и опубликованной в Аугсбурге примерно в 1505 г. Считается, что оно является производным от немецкого слова Querklufterz, которым обозначались секущие прожилки (чаще всего богатые кварцем), распространенные в районах добычи металлических руд. Вероятней всего это слово пришло из лексикона горняков саксонско-богемских Рудных гор – старейшего центра европейской горнодобывающей промышленности. Агрикола (Георг Бауэр) – выдающийся ученый эпохи Возрождения и считающийся одним из «отцов минералогии», пишет в своем трактате "Bermannus sive de re metallica" (1530 г.): «...следующим является минерал другого рода, который, по-видимому, всегда прозрачен. Немецкие рудокопы называют его кварцем. Этот кварц иногда может быть почти белым, иногда слегка желтоватым, а иногда цвет его переходит в серый...». Матезиус (Mathesius, 1570 г.) считал, что слово «кварц» произошло от слова quaderz (плохая, или бедная, руда). Другая версия происхождения слова «кварц» заключается в том, что оно трактуется как измененное западно-славянское «twardy» - твердый.
Но ещё задолго-задолго до этого, внимание наших предков привлекли совершенные кристаллы и их срастания чистого водяно-прозрачного кварца, называемого ныне горным хрусталем и которому, собственно, и посвящен этот пост.
Древние греки называли чистый прозрачный кристаллический кварц «кристаллос» то есть лёд. У Гомера в «Одиссее» и в поэме Эмпедокла «О природе» под этим названием ещё понимается лёд в его прямом смысле, а вот уже Аристотель и его ученик Теофраст (IV в. до н.э.) пишут «кристаллос» применительно к кварцу – горному хрусталю. Древнегреческие, а вслед за ними и древнеримские натуралисты полагали, что что в условиях высокогорья (где в Альпах тогда и находили горный хрусталь), за много-много лет обычный лёд «окаменевает», утрачивает способность таять и превращается в совершенные кристаллы прозрачного кварца. Способствовала этому заблуждению и популярность у тогдашней знати шаров из горного хрусталя, которыми в жару охлаждали руки…
«Яркой альпийской зимой лед превращается в камень,
Солнце не в силах потом камень такой растопить…»
(с) римский поэт Клавдиан, 390 г. н.э.
Это заблуждение продержалось очень долго, вплоть до 17 века, когда известный английский физик Роберт Бойль убедительно его опроверг, просто-напросто взвесив лед и горный хрусталь и показав вопиющую разницу в их удельном весе… Справедливости ради, ученые средневекового Востока (Авиценна-Ибн-Сина, Аль-Бируни и другие) установили то же самое намного раньше, ещё в XI веке. В древности, в Японии и Китае, лед и прозрачный кварц именовались одним словом – «суншо», так что подобные заблуждения существовали и там. Тем не менее, «хрусталем» бесцветный прозрачный кварц продолжали именовать и позже, вплоть до изобретения в конце 17, начале 18 века свинцового или бариевого стекла с высоким показателем преломления, к которому и перешло это название. Тогда уже окончательно и бесповоротно за этим камнем закрепилось нынешнее наименование «горный хрусталь» именно с приставкой «горный». Такой эпитет дан был ему в связи с преимущественным нахождением тогда в высокогорьях Альп. Изначальное же древнегреческое «кристаллос» закрепилось для обозначения кристаллов всех минералов. И немудрено – в связи с распространенностью хорошо образованных кристаллов горного хрусталя, основные законы науки кристаллографии были открыты и изучены именно на нем, в частности закон постоянства углов между одноименными гранями в кристалле. Впервые этот факт был подмечен датским ученым Н. Стено (1669 г.), позднее в 1749 г. Михаилом Ломоносовым, а затем в 1883 г. французский ученый Роме Делиль базируясь на большом количестве измерений, подтвердил наблюдения Стено и Ломоносова и дал общую формулировку закона, получившего имя Стено-Ломоносова-Роме Делиля: «Во всех кристаллах, принадлежащих одной полиморфной модификации данного вещества при одинаковых условиях углы между соответствующими гранями (и ребрами) постоянны». Также горный хрусталь был первым минералом, который человек стал искусственно выращивать в промышленных масштабах. О хитрых физических свойствах кристаллов горного хрусталя, которые послужили развитию радиотехники и дали существенный толчок к развитию средств связи, оптики и микроэлектроники мы, надеюсь, поговорим в других постах, ибо слов уже слишком много…) Давайте лучше смотреть. Дальше фото и виде-материалы отснятые мной на моих же камнях.
Ну разве же они не ПРЕКРАСНЫ ?!?
Конечно же, одним горным хрусталем разновидности кварца далеко не исчерпываются... Но об этом мы поговорим в следующий раз. Дальше в серии планируются аметисты и цитрины.
Если такой формат чем-то не устраивает - напишите, скорректирую.
