Витрина 35

МИНЕРАЛЫ ХРУСТАЛЕНОСНЫХ КВАРЦЕВЫХ ЖИЛ

На этой экспозиции представлены минералы хрусталеносных кварцевых жил по большей части из знаменитых месторождений Приполярного Урала. Такие жилы встречаются практически по всему миру; самый известный тип таких образований называется «альпийские жилы», потому что горный хрусталь добывался в Швейцарских Альпах еще с античных времен, там же его месторождения впервые изучались и описывались. Однако, не все хрусталеносные жилы относятся к альпийскому типу, их генетическая природа неодинакова, и в ее интерпретации до сих пор существует ряд спорных моментов.
Генезис классических альпийских жил связан с этапом орогенеза (горообразования) и последующим этапом регионального метаморфизма. Глубина формирования альпийских жил оценивается в 6-7 км (около 170 МПа), температура может меняться в пределах от 380-400 до 280-300 C. На таких глубинах возникают горячие (гидротермальные) растворы благодаря процессу регионального метаморфизма, то есть преобразования минералов и пород в огромных объемах за счет постепенного погружения в земные недра. Горячие растворы, обильные летучими компонентами, проникают по ослабленным участкам пород, в результате чего происходит гидроразрыв и выщелачивание окружающих пород с образованием полостей и трещин. При растворении происходит заимствование вещества вмещающих пород, при локализации его в полостях и трещинах начинается постепенный рост крупных, часто хорошо сформированных кристаллов минералов, которые во вмещающих породах наблюдаются преимущественно в виде мелких зерен неправильной формы. Полости, заполненные такими кристаллами, называют альпийскими жилами. Их минеральный состав напрямую связан с составом вмещающих пород. Более подробную научную информацию о генезисе хрусталеносных кварцевых жил можно прочитать в статье нашего эксперта О.Л. Свешниковой здесь.
Минеральный состав альпийских жил представлен в основном кварцем и его разновидностями, количество его в отдельных жилах достигает 85%. Спутниками кварца являются разнообразные карбонаты, эпидот, альбит, адуляр, флюорит, апатит, титансодержащие минералы — рутил, анатаз, брукит, ильменит и сфен; мусковит, хлорит, борсодержащие минералы — турмалин, аксинит, данбурит и датолит; магнетит, гематит, цеолиты и другие, более редкие минералы. Такой минеральный комплекс, в котором отсутствуют или почти отсутствуют металлогенные компоненты, иногда называют альпийским.
Кварц – один из самых привлекательных минералов, настоящий символ минерального мира. Он является одним из самых распространенных минералов в земной коре. Интересно, что именно в альпийских жилах можно встретить все цветовые разности кварца, кроме розового, кристаллы отличаются необычайным морфологическим разнообразием или анатомией, они часто хорошо сформированы, очень красивы и иногда достигают гигантских размеров. Морфологические особенности отдельных кристаллов указывают на характер условий их образования, что является важной научной информацией.

На выставке «Минералы хрусталеносных кварцевых жил» экспонируется представительная коллекция кристаллов кварца во всем разнообразии цвета, формы и других особенностей, характерных для кварца альпийских жил.

Образец 95299 Кварц SiO2

Крупный прозрачный кристалл кварца с хорошо сформированными шестью гранями призмы. Если присмотреться, то видно, что грани неодинаковые, поэтому мы называем его псевдогексагональным. Такие идеальные кристаллы образуются в условиях, когда у них достаточно места для роста и когда питающие растворы поступают равномерно. В альпийских жилах нередко встречаются кристаллы кварца весом 200-300 кг, известна уникальная находка кристалла весом 5000 кг. В зале музея представлены несколько гигантских кристаллов кварца, в том числе и из альпийских жил.

В зависимости от условий роста, кристаллы кварца могут приобретать длиннопризматическую форму или, как говорят специалисты, габитус. На облик кристалла влияют такие факторы, как скорость изменения температуры, состава среды, характер поступления питающего материала. Длиннопризматический кварц, сменяющий псевдогексагональный, указывает на постепенное снижение температуры в системе. Этот образец очень старинный, из дореволюционных поступлений, добыт во Франции, это настоящий горный хрусталь – бесцветный, идеально прозрачный кварц. Горный хрусталь применяется в радиотехнике для получения ультразвуковых колебаний, изготовления призм, спектрографов, линз. С древних времен по наши дни из горного хрусталя делают разнообразные изделия – богатую посуду, скульптуры, шары. Между тем, этот материал труден в обработке: он достаточно тверд, и даже прозрачные на первый взгляд кристаллы могут обладать скрытыми дефектами, из-за которых в изделии может образоваться множество похожих на чешуйки мелких трещин. Античные жрецы с помощью линз из этого минерала зажигали ритуальный огонь, а лекари прижигали раны. Любопытны мифологические и религиозные представления о происхождении горного хрусталя в разных точках земного шара – японцы считали этот камень замерзшим дыханием дракона, в зороастризме небо сделано из горного хрусталя, древние греки считали его льдом, превращенным в камень.

Образец 4_906 Кварц SiO2

Образец 85564 Кварц SiO2

Сросшиеся между собой кристаллы, имеющие общее основание, называются друзами или щетками. Друзы кварца особенно характерны для альпийских жил, в них может быть до сотен кристаллов. Интересно, что в начале формирования зародыши кристаллов будущей друзы ориентированы в разные стороны, но в процессе роста те из них, что были ориентированы перпендикулярно основанию, получают преимущество, а те, что начали расти параллельно ему, постепенно прекращают рост, упираясь в соседний кристалл. Это явление называется геометрический отбор.

Примесь железа в составе кварца обуславливает его желтый цвет, в этом случае минерал называется цитрин. Он встречается в самых разных оттенках, данный образец необычный, потому что в его темно-желтом цвете присутствует зеленоватый оттенок. Такие цитрины встречаются в единственной точке Приполярного Урала – месторождении Желанном. Цитрин, как и другие прозрачные разновидности кварца – популярное и недорогое ювелирное сырье. Несмотря на многовековую историю использования, цитрин свое собственное название получил сравнительно недавно, лишь в середине XVIII века. А до этого его называли золотистым топазом (испанским топазом, богемским топазом, западным топазом) из-за удивительного сходства с этим камнем. Природных цитринов ювелирного качества не так много, но их можно получить из аметистов и дымчатых кварцев, которые при обжиге меняют цвет, приобретая различные оттенки желтого: от лимонного до оранжево-красного. На Урале крупные кристаллы запекали в хлебе, а мелкие, пересыпав золой, ставили в печь в горшке.

Образец 77953 Кварц SiO2 (цитрин)

Образец 75498 Аметист SiO2

Самая популярная цветная разновидность кварца – фиолетовый аметист, оттенки которого могут изменяться от бледного до насыщенного холодных и теплых тонов. Цвет аметиста связан с присутствием железа в его составе. Аметист – низкотемпературная разновидность кварца, поэтому в кристаллах часто можно видеть смену бесцветных участков на фиолетовые от основания к головке. Этот переход виден и в данном образце – его вершина густо фиолетовая, а у основания кристалл бесцветный. Окраска всех цветных кварцев проявляется после естественного облучения. На окраску можно влиять также нагреванием и облучением, чем успешно пользуются ювелиры. Для некоторых аметистов губителен даже обычный дневной свет, постепенно камни теряют свою яркую окраску, но только не аметисты альпийских жил! Демонстрируемый образец найден на самом крупном месторождении аметиста в России - Хасаварка, Приполярный Урал. Кристалл довольно крупный, он обладает великолепной устойчивой густо-фиолетовой окраской. В настоящее время главным поставщиком коллекционного и ювелирного аметиста является Бразилия. В зале музея представлены гигантские жеоды из этой части света, чьи стенки сплошь покрыты щетками небольших ярко- фиолетовых кристаллов.

Особое место среди цветных кварцев занимает аметрин. Фиолетовая и желтая окраска в кристаллах аметрина может быть, как в данном случае, распределена по секторам роста кристалла, причем границы между секторами очень четкие. Прозрачные пластинки аметрина, срезанные перпендикулярно секторам, очень эффектны. Этот боливийский образец – украшение нашей коллекции. Первые находки этого минерала во второй половине прошлого века в Южной Америке произвели настоящую сенсацию на ювелирном рынке и среди коллекционеров. Ювелиры, работая с аметрином, предпочитают изготавливать кабошоны или граненые вставки на границе цветовых секторов.

Образец 3_2712 Аметрин SiO2

Про окраску фиолетовой и желтой разновидностей кварца есть смысл поговорить поподробнее. И в аметисте и в цитрине цвет обусловлен присутствием трехвалентного железа в кристаллической решетке минерала. Однако ориентированы эти атомы по-разному, поэтому и цвет получается разный. В аметрине Fe3+ неодинаково захватывается в процессе роста одного кристалла, что и обуславливает такую диковинную окраску. В научном сообществе есть и другие версии происхождения такой экзотической секторальной окраски аметрина, так что вопрос можно считать дискуссионным.
Природных цитринов ювелирного качества не так много, но их можно получить из аметистов и дымчатых кварцев, которые при обжиге меняют цвет, приобретая различные оттенки желтого: от лимонного до оранжево-красного. На Урале крупные кристаллы запекали в хлебе, а мелкие, пересыпав золой, ставили в печь в горшке.

Образец 88132 Кварц SiO2

Серовато-коричневые разновидности кварца называются дымчатыми. Есть еще одно крайне неудачное название этого минерала – раухтопаз. Это всех только путает, потому что никакого отношения к топазам кварц не имеет. Цвет обусловлен примесью алюминия, интенсивность окраски зависит от количества примеси. На фото абсолютно прозрачный, хорошо сформированный двуконечный слегка уплощенный призматический кристалл. Такие двуконечные кристаллы – результат сложного процесса полного дорастания после частичного растворения кристалла.

Большое количество алюминия в кристаллической решетке кварца придает кристаллам густой дымчатый, почти черный оттенок – такая разновидность носит название морион. Форма образца на фото не идеальная, он несколько асимметричен, но грани отлично сформированы. В России морион стал известен со времени разработок на Урале, причем мастера уже тогда умели использовать свойства этого минерала. При нагревании до 300-400°С морион обесцвечивается, а если нагревать его медленно и только до 300-320°С, то он приобретет медовый оттенок. Морион тоже запекали в хлебе, а теперь используют это свойство в ювелирном деле, но нагревают его в специальной печи. Окраску мориона можно восстановить, если подвергнуть камень радиационному облучению. Образец добыт на месторождении Желанное, Приполярный Урал.

Образец 91101 Кварц SiO2

Образец 29926 Кварц SiO2

Идеальные одиночные кристаллы кварца встречаются редко, а разнообразные срастания часто. На фото очень интересный двойник кристалла кварца. Двойник – это закономерное срастание двух кристаллов одного минерала, частично имеющих общую кристаллическую структуру. То есть не всякое срастание кристаллов является двойником. На той грани, которая на фото обращена прямо к зрителю, хорошо виден вертикальный ступенчатый двойниковый шов, идущий от основания к самой головке, похожий на молнию. Сдвойникованные кристаллы образуются по нескольким законам, в зависимости от того, под каким углом срастаются кристаллы. Этот двойник называется дофинейским.

Этот образец – минералогическая редкость и тот уникальный случай, когда можно точно сказать, что это кварц альпийских жил, даже не зная месторождения. На фото прозрачный слабо дымчатый скрученный кристалл размером около 10 см. Долгое время считалось, что скручиваться кристаллы заставляют препятствия, возникающие на пути их роста. Однако последние исследования привели ученых к выводу, что скручивание достигается за счет того, что меняются условия роста и кристалл по-разному усваивает примеси. В результате происходят несовпадения отдельных блоков кристаллической решетки, и кристалл в процессе роста разворачивается. Крупные скрученные кристаллы кварца до 35-40 см встречаются только в альпийских жилах Приполярного Урала. Такие уникумы можно видеть на выставках музея.

Образец 91101 Кварц SiO2

Образец 44324 Аметист SiO2

На фото интереснейший случай закономерного срастания кристаллов, он называется скипетр. Такие формы образуются, когда в процессе роста бесцветного кристалла происходит перерыв, температура снижается, и в результате дорастания на вершине первичного кристалла формируется головка аметиста, напоминающая навершие скипетра. На этом образце хорошо видна призма первичного кристалла, а на ней, как шлем, более поздний кристалл аметиста.

В процессе образования кристаллов происходит не только их рост, но и остановка роста, и даже частичное растворение. На этом образце хорошо видно, что растворение происходит по определенным направлениям в структуре кристалла. При хорошей сохранности вершинки призма заметно растворена. В углублениях заметны тонкие присыпки других минералов. В природе нередко происходит последующее дорастание (регенерация) кристалла.

Образец 40931 Кварц SiO2

Образец 40924 Кварц SiO2

Очень показательный пример дорастания кристалла хорошо сформированного мориона. Кристалл был сломан в результате каких-то естественных процессов, но благодаря наличию источника питания, был запущен процесс регенерации или дорастания. Иными словами, новые кристаллы уже бесцветного кварца стали расти на месте излома. В местах повреждения кристаллической решетки больше всего нескомпенсированных химических связей, поэтому именно там процесс регенерации протекает наиболее интенсивно. Данный образец интересен тем, что на изломе одиночного кристалла формируется ориентированная группа кристаллов другого цвета, что указывает на изменение состава питающих растворов.

Этот эффектный образец сформировался следующим образом: сначала образовался обычный хорошо ограненный кристалл, затем был перерыв в росте и напыление граней тонким материалом иного состава. Через некоторое время кристалл продолжил расти, сформировав прозрачный «чехол» поверх предыдущего, напыленного. Благодаря тому, что кристалл прозрачный, мы видим все эти фазы. Такое образование в минералогии называется «фантом».

Образец 4_761 Кварц SiO2

Образец 4_404 Кварц дымчатый SiO2

Особо причудливыми формами обладают скелетные кристаллы. При быстром росте и недостатке питания у кристаллов формируются не полногранные формы, а отдельные грани или ребра, то есть «скелет», напоминающий каркас кристалла. В зависимости от того, какие части кристалла имеют преимущественный рост, различают «вершинники» и «реберники». На фото пример скелетного кристалла кварца – «реберника». При формировании кристалла прежде всего растут те его части, где больше нескомпенсированных химических связей. Например, на головке кристалла, как правило, таких связей больше, чем на призме.

На фото видна параллельная штриховка на теле кристалла – она называется индукционная, это след соседнего кристалла. Вероятно, связи между кристаллами были слабыми, хотя срастались они тесно, даже частично прорастали друг в друга. При небольшом воздействии они разделились, оставив характерную штриховку на гранях.

Образец 46487 Кварц SiO2

Образец 3_2731 Кварц SiO2

На фото образец кристаллов кварца необычной формы. Посередине сростков кварца ясно видна белая полоса, похожая на хребет. Такие кварцы называются «фаден-кварц». По поводу их генезиса есть разные мнения: одно время считалось, что белая полоса – это реликт кристаллической матрицы, состоящий из другого минерала. Однако, исследования показали, что это тоже кварц, но замутненный включениями. В этом образце две расположенные под острым углом друг к другу системы субпараллельных сростков уплощенных кристаллов. Фаден-кварц добывают в Пакистане на территории, занятой талибами, поэтому поставки таких образцов нерегулярны, и на рынке они очень ценятся.

Среди спутников кварца в альпийских жилах характерно присутствие минералов, содержащих титан: рутила, анатаза, брукита, титанита (сфена), ильменита, по которым в старой литературе альпийские жилы называли даже титановой формацией. Иногда эти минералы частично или полностью оказываются внутри прозрачных кристаллов кварца – так возникают кристаллы с включениями.

Одним из наиболее привлекательных образований альпийских жил является рутил в кварце. Рутил образует длинные иглы золотисто-оранжевого цвета, которые эффектно блестят внутри прозрачных кристаллов кварца. Иглы рутила бывают такими тонкими, что их ансамбли напоминают пряди золотистых волос. Такие образования часто называют «волосы Венеры» или проще, «волосатик». Этот образец был распилен пополам и приполирован. Включения рутила на гладкой поверхности выглядят особенно привлекательно. Обе половинки выставлены на двух разных экспозициях музея: одна в витрине «Минералы кварцевых хрусталеносных жил», а вторая на выставке «Морфология минералов».

Образец 84232 Рутил ТіО2

Образец 87730 Рутил ТіО2

Еще один пример кварца-волосатика: сквозь водяно-прозрачную пришлифованную поверхность кристалла кварца хорошо видны расходящиеся пучки золотистых иголок рутила, в центре которых находится темно-серый пластинчатый кристалл гематита.

А в этом образце рутил располагается не внутри, а на поверхности граней кристалла кварца. Рутил образует так называемую сагенитовую сетку ориентированных кристаллов, замещающих ильменит.

Образец 85589 Рутил ТіО2

Образец 94274 Брукит ТіО2

Фрагмент образца – с тонкопластинчатым коричневым кристаллом брукита размером 4 см с мелкими бесцветными кристаллами альбита в прожилке в кальцитовой породе. Брукит такого размера является редкостью еще и потому, что такие тонкие пластинки очень хрупкие и легко ломаются даже от естественных причин. Рутил, брукит и анатаз обладают одинаковым составом, но разным строением кристаллической решетки. Такое явление называется полиморфизм.

Ильменит в небольших количествах входит в типичную ассоциацию минералов альпийских жил. Ильменит образует тонкопластинчатые сростки черного цвета, их хорошо видно при повороте образца.

Образец 86012 Ильменит FeTiO3

Образец 4_813 Ильменит FeTiO3

А это расщепленные по плоскости кристаллы ильменита. Особый интерес представляет их форма, напоминающая раскрытые книги. Образец привезен в музей из Швейцарии скорее всего в XIX веке. Устаревшее название такого ильменита, которое иногда до сих пор встречается в литературе – базаномелан.

В этом образце кристаллы бурого титанита хоть и не прозрачные, но хорошо сформированные и сдвойникованные. Титансодержащие минералы являются ценным полезным ископаемым, источником титана – легкого и прочного металла, широко используемого в авиа- и ракетостроении и других отраслях промышленности. Однако эти минералы, в небольших количествах встречающиеся в альпийских жилах, представляют чисто коллекционную, эстетическую ценность благодаря их совершенным формам.

Образец 89219 Титанит CaTiSiO5

Гематит является характерным минералом альпийских жил, хотя, также как и титановые минералы, встречается в них в незначительных количествах.

Образец 89211 Гематит Fe2O3

Одним из самых привлекательных образований альпийских жил являются гематитовые «розы» - сростки расщепленных пластинчатых кристаллов, похожих на лепестки. На фотографии три таких образца, одна из «розочек» находится в срастании с прозрачным, хорошо сформированным кварцем. В альпийских жилах встречаются гематитовые «розы» до 15 см, но это большая редкость. Гематит очень интересный минерал, широко распространенный в земной коре и применяемый человечеством еще с палеолитических времен. Главной его особенностью является красный цвет черты, вероятно поэтому его название происходит от греческого слова «кровавый». Именно это свойство было использовано людьми – красками на основе гематита сделаны рисунки в пещерах древнего человека. Гематит и сейчас используют для производства красителей, но главное – гематит является распространенной железной рудой. Разумеется, такие красивые «розочки», как те, что на фотографии, никто в чугун выплавлять не будет, это безусловная коллекционная редкость.

В этом образце видны включения мелких пластиночек гематита, который образовался по граням кристалла кварца после временной остановки его роста. Пластинки маркируют грани «промежуточного» кристалла, образуя «фантом». После перерыва рост кристалла кварца возобновился.

Образец 81349 Кварц SiO2, гематит Fe2O3

Среди типичных образований альпийских жил следует отметить карбонаты – кальцит, анкерит и сидерит, и полевые шпаты – адуляр и альбит. Эти минералы часто образуют крупные кристаллы, их сростки или прекрасно сформированные друзы.

Образец 89221 Кальцит CaCO₃

Кальцит образует крупные, часто совершенные кристаллы различного облика (габитуса), чаще всего бесцветные, но иногда окрашенные в необычные цвета. На фото сросток светло-сиреневых ромбоэдров кальцита, один из них имеет ступенчатую грань. Внешние грани кристаллов содержат ориентированные газово-жидкие включения, напоминающие сетку. На просвет внутри кристалла хорошо различимы плоскости спайности. У кальцита спайность совершенная, что является одной из отличительных черт этого минерала.

Кальцит — широко распространенный в земной коре минерал, в чистом виде он белый или прозрачный, а наличие примесей окрашивает его в разные цвета. У разновидностей кальцита много своеобразных названий, среди которых встречается даже такая экзотика как «вонючий шпат» — кальцит с включениями пузырьков сероводорода. Кальцит используется в основном в строительной и химической отраслях, а прозрачная его разновидность «исландский шпат» — в оптике.
В некоторых месторождениях ромбоэдрические кристаллы кальцита достигали гигантских размеров. Так, на месторождении Додо в свое время был обнаружен кристалл кальцита размером до 1 м в поперечнике и массой в 200 кг. Из него были получены блоки исландского шпата, пригодные для оптических целей.

На фото очень интересная друза двойников белого кальцита, присыпанных темно-зеленым хлоритом. Для двойников характерен входящий угол, то есть угол, обращенный внутрь кристалла – на образце видны эти углы, похожие на лодочки. Именно на плоскостях входящих углов особенно много нескомпенсированных связей, поэтому это части кристаллов развиваются особенно быстро.

Образец 89224 Кальцит CaCO₃

Образец 49397 Адуляр К[AlSi3O8]

На фото друза прекрасно ограненных сдвойникованных кристаллов адуляра молочно-белого цвета с небольшой присыпкой хлорита. Полупрозрачный адуляр, охотно используемый в ювелирном деле, хорошо известен в негеологической среде как «лунный камень». Такое название он получил за иризацию – способность ярко отсвечивать в серебристо-голубых тонах, если смотреть на камень под определенным углом. Интересно, что название «адуляр» произошло от горного массива Адула в Швейцарских Альпах, то есть впервые адуляр нашли в альпийских жилах.

Типичными минералами альпийских жил являются также боросодержащие минералы: аксинит, турмалин, реже датолит и данбурит.

Друза прекрасно сформированных кристаллов аксинита глубокого коричневато-фиолетового цвета. В состав аксинита входит марганец и железо, что и определяет цвет этого минерала. А его название происходит от греческого «топор» и на этом образце хорошо видно, что кристаллы действительно острые, клиновидные.

Образец 83326 Аксинит Ca2(Fe, Mg, Mn)Al2B[OH|O|(Si2O7)2]