Что такое минерал? Возьмите кусок любой горной породы, и вы заметите, что она состоит из множества зернышек. Одни из них очень похожи друг на друга, но есть и совершенно разные. Например, в куске гранита мы можем увидеть то сероватые просвечивающие зерна кварца, то красные или серые зерна полевого шпата, а то вдруг блеснут пластинки или чешуйки слюды. Это – минералы. В одних породах они видны сразу, невооруженным глазом, а в других настолько мелкие, что их можно разглядеть лишь под микроскопом.
Бывает, что в горной породе находят не маленькие невзрачные зернышки минералов, а прекрасно образованные чудесные кристаллы, сростки и друзы. Но даже и самые мелкие невзрачные зернышки минералов тоже находятся в кристаллическом состоянии. То есть минералы – это твердые кристаллические тела, образованные природой, и образуются минералы в определенных условиях.
Древнегреческий философ Аристотель
Минералы состоят из химических элементов. Вспомните таблицу химических элементов Менделеева. В нее входит 92 элемента, из которых построена окружающая природа, в том числе и минералы. Причудливо сочетаясь в разных количествах, химические элементы, словно из мельчайших кирпичиков, строят удивительные постройки – минералы. Но это очень строгие, выстроенные по определенным законам здания, а не беспорядочные груды кирпичей. Например, кислород в двойном количестве с кремнием дает кварц. Хлор, сочетаясь с натрием, создает поваренную соль.
Как из одних и тех же кирпичей можно построить совершенно разное – дворец для принцессы, или домик для кума Тыквы, или храм, где славят Господа, так и один и тот же минерал может встречаться в различных видах. Хотя сами кирпичи при этом состоят из соединения одних и тех же элементов.
Сейчас наука насчитывает около 3.000 различных минералов. Правда, основных, наиболее часто встречаемых, намного меньше – около 300. Минералы, накапливаясь, образуют горные породы, например гранит.
Образование минералов – это очень сложный и таинственный процесс, который почти всегда происходит в недрах Земного шара. Этот растянутый на тысячелетия процесс связан с застыванием и кристаллизацией магмы. Застывая, она внедряется в толщу земной коры или изливается на поверхность Земли при извержении вулканов. Когда магма поднимается вверх, в ней начинается процесс кристаллизации минералов. Ведь в огненно–жидком расплаве магмы есть все известные нам химические элементы. Так образуются полевые шпаты, кварц, слюды, кристаллы турмалина и многие другие минералы.
А можно ли считать минералом кристалл, выращенный дома? Конечно, нет. Ведь он вырос в искусственных условиях. И то же самое мы скажем о выращенных искусственно ювелирных кристаллах – алмазах, сапфирах, рубинах, хотя химический состав их будет такой же, как у природных камней, но это будут не минералы, а синтетические камни.
Наука, которая изучает минералы, называется минералогией. Наука, изучающая горные породы – петрография.
У каждого минерала есть своя, неповторимая биография. И минералог, словно биограф, ищет в ней не только обычные, но и загадочные черты. А еще интересней, когда минералогу удается отгадать загадки, которые природа таила от нас многие миллионы лет.
Что такое кристалл
Говоря о кристаллах, мы чаще всего представляем себе сверкающие, излучающие свет и цвет кристаллы драгоценных камней – топазов, рубинов, аметистов, бриллиантов. Но на самом деле почти весь мир кристалличен, и с кристаллическими веществами мы встречаемся на каждом шагу – дома, в школе, на улице. Мы едим кристаллы, например соль или сахар, мы ходим по кристаллам, так что они хрустят под ногами, живем под крышей из кристаллов, лечимся кристаллами. Соль и сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы. Кристаллическую структуру имеют все металлы. Почти все горные породы сложены из кристалликов различных минералов.
Уже давно ученые, изучающие строение твердых тел, обратили внимание на один интересный факт: если по кристаллу, например по куску сахара или каменной соли, ударить молотком, он обязательно расколется на кусочки поменьше, и у этих кусочков будет та же форма многогранников – кирпичиков с прямыми углами. Каждый из этих кирпичиков можно снова и снова разбивать на все более мелкие осколки, и все они будут похожи на такие же многогранники.