КАМЕННЫЕ СВИДЕТЕЛИ МАГМАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Что такое кристалл, минерал, горная порода. Минерал группы кремнезема — кварц

Если взглянуть под микроскопом на тонкий срез вулканической породы, то при увеличении в 100—200 и более раз можно увидеть, что застывшая лава не однородна, а состоит из разнообразных, порой причудливых кристаллов; часть застывшей лавы имеет стекловидный облик.

 В тех случаях, когда среди ископаемых древних вулканов находят их корни и даже застывшие подземные резервуары, удается установить, что для таких пород характерно наличие не микроскопических, а крупных кристаллов.

Происхождение микроскопических и крупных кристаллов в лаве и в подземных очагах объясняется просто. Лава, выходящая на поверхность, соприкасаясь с внешней холодной средой, быстро застывает; жидкая масса при этом не успевает раскристаллизоваться, и часто такая лава представляет собой вулканическое стекло, в котором при большом увеличении видны следы мельчайших кристалликов.

 Иные процессы протекают в подземных вулканических резервуарах, где расплавленная масса застывает в течение длительного времени. Огненная масса здесь, застывая без соприкосновения с наружным воздухом, медленно раскристаллизо- вывается, и в такой спокойной среде вырастают крупные кристаллы.

Мы часто употребляем такие слова: кристалл, минерал, горная порода. Но все ли знают разницу между этими понятиями? Минерал — это продукт природных химических процессов, приблизительно однородный по физическому строению и химическому составу. Кристалл — это минерал, имеющий природную форму многогранника; большинство минералов обладает свойственной только им естественной кристаллографической огранкой. Горная порода — это агрегат одного или нескольких минералов.

Всем известен горный хрусталь, или кварц, встречающийся часто среди пород, возникших из магмы. Он служит своеобразным документом условий застывания магматической горной породы. Горный хрусталь встречается либо в виде маленьких кристалликов, либо в виде кристаллов, хорошо ограненных. Есть горный хрусталь черного цвета. Уральские гранильщики — любители камня — умеют делать из этого черного горного хрусталя прекрасный прозрачный камень золотисто-желтого цвета. Для этого они прибегают к простой и несложной его обработке. Они закладывают черный хрусталь в тесто, тесто ставят в печь, и, когда хлеб испечется, вынимают камень; оказывается, горный хрусталь в этих условиях меняет цвет и становится золотисто-желтым. Так тонко реагирует горный хрусталь на различные изменения температур.

В последнее время прозрачные кристаллы горного хрусталя неожиданно получили большую ценность; за ними стали охотиться геологи всех стран. Оказалось, что если вырезать из кристалла кварца тонкую пластинку под углом в 45° к его главной кристаллографической оси, то такая пластинка обладает так называемыми пьезо-электрическими свойствами. Пьезоэлектричество возникает при переработке пластинкой кварца электрического тока в ультразвук, неслышимый человеком. Ультразвук убивает мелких бактерий в воде. С помощью ультразвука можно «просветить» любой металл и получить представление о дефектах металлического куска. Используя пьезоэлектричество, измеряют длины радиоволн.

Минерал группы кремнезема — кварц — сопровождает многие горные породы, возникшие из расплавленной магмы. По кристаллографической огранке горного хрусталя (кварца) можно установить, при какой температуре произошло застывание лавы. Одна из разновидностей кварца — альфа-кварц,— если ее нагреть до 573° при атмосферном давлении, переходит в другую разновидность — бета-кварц. Если увеличить давление до 1500—2500 атмосфер, то это превращение произойдет при нагревании до 600—630°. Такое давление соответствует в природных условиях глубине около 5—6 километров.

Точно так же установлены температуры и величина давления при возникновении многих других разновидностей кремнезема. Геологи разработали своеобразную шкалу температур и давлений, при которых существуют различные разновидности кремнезема, и, пользуясь этой шкалой определяют условия образования многих магматических горных пород.

К содержанию книги: КАМЕННЫЕ ДОКУМЕНТЫ