Как идентифицировать камни и минералы

Камни и минералы, в изобилии встречающиеся в природе, издавна привлекают к себе внимание людей.

Горные породы (камни) и минералы, в изобилии встречающиеся в природе, издавна привлекают к себе внимание людей. Изучаете ли вы геологическую историю региона, ищете биологически активные добавки, необходимые для здоровья, собираете разноцветные камушки или пытаетесь выбрать драгоценные камни для будущих наследников, можно смело сказать, что камни и минералы — важная и неизменно актуальная тема. Она тесно переплетена с историей человечества. Впрочем, важные различия между камнями и минералами могут быть незаметны для тех, кто плохо знаком с темой. В этой статье мы раскроем разницу между горными породами, минералами и галтованными камнями. Эта статья поможет вам получше узнать уникальные свойства и особенности каждого из них.

Классификация горных пород

Фактически горная порода — это твёрдое скопление одного или нескольких минералов. Каждый камень состоит из разных минералов в разных долях и пропорциях, которые формировались в течение длительного времени под воздействием высокой температуры и давления. Камни неоднородны по составу, а потому их нельзя классифицировать по внешнему виду. Вместо этого в основе их классификации лежит образ формирования, связанный с протеканием естественных процессов. Геологи и другие учёные, кто изучает Землю, делят камни по 3 основным категориям. Давайте разберём их подробнее.

Первая категория — пирогенные горные породы, они же породы вулканического образования. Корень «пиро» восходит к греческому слову, означающему «огонь». Пирогенные породы, как правило, представляют собой твёрдые камни, которые образовались внутри вулканов или глубоко в земной мантии, где температура очень и очень высока. Пирогенные породы формируются из магмы — фактически, из расплава различных пород и минералов. Магма менее плотная, чем твёрдые камни, и потому поднимается вверх, к поверхности Земли. Далее пирогенные породы делятся на интрузивные и экструзивные. Экструзивные пирогенные породы формируются, когда лава достигает поверхности земли, остывает и застывает. В качестве примера таких пород можно назвать лавовые камни, обсидиан и вулканический пепел. В свою очередь, интрузивные пирогенные породы формируются под землёй, когда лава сталкивается со слоями породы и, с течением времени, просачивается через них на поверхность. В качестве примера интрузивных пород можно назвать гранит и базальт.

Вторая категория — это осадочные горные породы. Это самый распространённый вид камней, они формируются из выпадающего в воде осадка, который под весом воды прессуется и, со временем, отвердевает. Осадочные породы, как правило, формируются из микрофрагментов камней и минералов, образованных в процессе эрозии. Как следствие, в осадочных породах можно визуально выделить различные слои, которые образуются, когда частицы камней попадают в воду и медленно формируют целый слой за счёт цементации, сжатия и рекристаллизации. В качестве примера осадочных пород можно назвать песчаник, известняк и сланец.

Третья категория — это метаморфические горные породы. Название этой категории образовано от греческого слова со значением «меняющий форму». Метаморфические породы — это пирогенные или осадочные породы, которые под воздействием физических и химических факторов (например, сильного давления или нагрева) преобразуются в новый вид горной породы. Так как для образования метаморфических пород требуются особые условия, встречаются они преимущественно в земной коре. Также, они гораздо прочнее пирогенных и осадочных пород. Горные цепи, в частности, сложены метаморфическими породами, а наличие следов такой породы посреди холмистой местности или равнины указывает на то, что там некогда возвышались горы, которые стерла эрозия.

Метаморфические породы формируются одним из следующих трёх способов: посредством контактного, регионального или динамического метаморфизма. Контактный метаморфизм отмечается, когда магма вступает в контакт с уже образованной горной породой, повышая её температуру и создавая неслоистую породу (камень без слоев). В качестве примера таких пород можно назвать мрамор, роговик и кварцит. Региональный метаморфизм связан с колоссальным давлением, которое сгибает и ломает слоистые камни — например, гнейс и сланец. Для динамического метаморфизма требуются колоссальные объёмы давления и высокая температура, которые заставляют камни сгибаться, складываться и уплощаться.

Классификация минералов

Минералы — это неорганические и встречающиеся в природе твёрдые вещества с фиксированной химической структурой. Минералы могут состоять как из одного химического элемента (например, золота), так и их комбинации (например, соль, состоящая из натрия и хлора). Разница между горными породами и минералами заключается в составе минералов и их способе научной классификации. Минералы имеют определённую химическую структуру, благодаря чему их классификацию можно проводить на основе химического состава, тогда как горные породы в массе своей такой стабильностью не отличаются. На Земле встречается более 2000 минералов, но лишь 30 из них составляют большую часть горных пород планеты. Это аналогично тому, как на Земле в природе можно найти 92 химических элемента, однако большая часть минералов образована лишь 8 из них: кислородом, кремнием, алюминием, железом, кальцием, натрием, калием и магнием.

Минералы часто делят на две группы: силикатные и несиликатные. Силикатные минералы содержат кислород и кремний, на их долю приходится более 90% земной коры. Все остальные минералы, в состав которых кислород и кремний не входят, относятся ко второй группе — например, кальцит, поваренная соль, сера и медь. Кроме того, минералы можно классифицировать по их физической структуре. Распространённые минералы нередко имеют кристаллообразную форму, в основе которой лежит многократное и равномерное повторение трёхмерной структуры расположения атомов, ионов и молекул. Минералы, которые не имеют кристаллообразной формы, называют твердыми аморфными веществами.

Минералы оцениваются по установленному набору критериев, связанных с демонстрируемыми ими свойствами. Блеск, прочность, структура прожилок, слоистость, плотность и цвет помогают минералогам и геологам идентифицировать минералы. Прочность, плотность и цвет — это довольно очевидные критерии, а вот структура прожилок, блеск и слоистость — скорее наоборот. Так, блеск минерала — это то, насколько легко он отражает свет. Прожилки описывают цвет минерала в порошковой форме (её можно получить, потерев минерал обо что-то твёрдое). Слоистость определяется тем, как именно разламывается минерал на более мелкие части: кубиками или полосками. Минералы с низкой или нулевой слоистостью ломаются легко и в случайных местах, а не по определённым осям.

Минералы необходимы для здоровья человека, однако история научно-технического прогресса связана с ними едва ли не теснее. Люди изучали свойства минералов и искали способы извлечь из них выгоду. Взять хотя бы медь: этот несиликатный минерал является одним из важнейших в современности. Без меди электроприборы нельзя было бы “оживить” — ни тостер, ни автомобиль. Всё потому, что медь отлично проводит электричество. Сера, состоящая из единственного химического элемента, используется при производстве фейерверков и спичек. Гипс дал нам штукатурку, а также служит для защиты зданий от пожаров ввиду своего химического состава (куда, в частности, входит и вода).

Что такое галтованные камни?

Галтованные камни — это горная порода и минералы, которые были отполированы до гладкой поверхности. Как следствие, они стали яркими, цветными и очень красивыми. Галтованные камни бывают разных форм и размеров.

Галтуются камни в специальном устройстве, которое в течение длительного времени (вплоть до нескольких недель) обтирает их о специальную абразивную поверхность и обливает водой. Вода и трение сглаживают поверхность породы, после чего её обрабатывают специальной полировкой (например, оксидом алюминия) для блеска. После этого камни обрабатывают также маслами, красками, воском или температурой. Все эти дополнительные процедуры помогают ещё больше раскрыться цвету и узору породы, а также скрывают различные дефекты камня.

Для галтовки подбираются камни, чья твёрдость оценивается от 5 до 8 баллов по специальной шкале. Слишком твёрдый камень не удастся отполировать должным образом, а слишком мягкий сточится в процессе целиком. Как правило, таким образом обрабатывают агаты, граниты, гранаты, беломориты и кварцы. Некоторые люди даже галтуют фрагменты окаменевших деревьев.

Галтованные камни широко применяются как в личных, так и в коммерческих целях. Для тех, кто ещё только начал собирать коллекцию камней, галтованные камни станут простым и недорогим способом найти уникальные экземпляры. Галтованные камни также издревле используют для медитации и различных духовных практик. Достаточно часто такие камни можно найти в спа-центрах, где их называют целительными кристаллами. В альтернативной медицине также считается, что с помощью камней можно улучшить состояние чакр. В свою очередь, для людей более приземлённых галтованные камни являются отличным декоративным материалом, а также материалом для поделок и создания украшений.

В завершение

Камни и минералы не утратили своей привлекательности для людей, несмотря даже на то, что они встречаются в природе повсеместно. Умение определять и классифицировать горные породы помогает нам заглянуть в историю планеты — в те времена, когда не было ни людей, ни их предков. Умение разбираться в минералах позволит поддерживать здоровье и узнать больше про экосистемы, в которых они встречаются.