Ни одно минеральное семейство не служит человеку так долго и в таких разных областях его деятельности, как минералы кремнезема. Кварц, или кремнезем, т. е. двуокись кремния, – один из наиболее распространенных в земной коре минералов. Достаточно сказать, что из кварца состоит песок, которого повсюду очень много.
Кварц очень прочен: чтобы раздавить кубик кварца объемом 1 см3, нужен груз весом в несколько тонн.
Кварц прославили некоторые его разновидности. Например, горный хрусталь. Этот прозрачный бесцветный минерал тоже кварц, но только вырастает он на месторождениях серы.
Очень красив голубоватый кварц, окраска которого связана с присутствием в нем мельчайших примесей. Разнообразно окрашенные кварцы мы знаем как поделочные камни, применяемые в ювелирном деле: фиолетовый кварц – аметист, дымчатый – раухтопаз, золотистый – цитрин. Встречается кварц и в таком виде, когда кристаллы можно увидеть лишь под микроскопом. Они имеют вид мельчайших волокон, ориентированных перпендикулярно поверхности. Такие разновидности кварца называются халцедоном. Его волокна могут быть окрашены в разные цвета: кварциты – в бледно-голубые, сердолик – в розовато-коричневый. Полупрозрачный халцедон с четкой полосчатостью, называется агатом.
Песок и глина
Мы хорошо отличаем почву песчаную – легкую, сухую, сыпучую – от глинистой – вязкой, насыщенной водой после дождя, и твердой, окаменевшей в сухую погоду. И песок и глина – горные породы. Только совсем разные.
Песка на Земле очень много. Достаточно представить себе песчаные пустыни, где пески (барханы) тянутся иногда на десятки и сотни километров.
Песок – это рыхлая порода, состоящая из минеральных частиц размером от 2 мм до 0,05 мм. Цвет у него бывает различным – черным, зеленоватым, красноватым, но желтый и белый песок встречается чаще всего. Это зависит от того, из какой породы он образовался. Песок представляет собой продукт разрушения твердых вулканических пород. Чаще всего песок образуется из кварца.
Обычно больше всего в песке кварца. Благодаря его присутствию песок незаменим в стекольном производстве. Миллионы тонн песка используют в литейном деле при выплавке металла.
Глина – тоже очень широко применяемый строительный материал. Кирпичи делают из глины. Кроме того, из разных сортов глины получают фарфор, фаянс, огнеупорные материалы.
В отличие от песка, глина – осадочная порода. Она, как и песок, образуется в результате выветривания различных горных пород, но осаждается на дне морей и озер. Под давлением толщи морской воды глина превращается в глинистый сланец. У него уже другие свойства. Сланец совсем не размокает в воде и легко раскалывается на тонкие пластинки. Из такого сланца делают грифельные доски.
Загадочный опал
Растворенный в воде кварц образует своеобразный камень, который называют опалом. В древности верили, что благородный опал может помочь человеку стать невидимым. Опал бывает прозрачным, как стекло, черным, как уголь, сверкающим и блестящим, как алмаз, и матовым, как смола. Тот опал, который называют благородным, обладает свойством радужного сверкания – игры цветов, меняющихся с каждым поворотом камня. Выделяют еще огненные опалы, в которых в качестве примесей присутствуют железо, марганец, никель, графит.
Причину игры цветов благородного опала установили с помощью электронного микроскопа. Под увеличением в тысячу раз определили, что опал состоит из мельчайших сферических частиц, разделенных пустотами. Свет отражается и рассеивается от правильно расположенных сфер и пустот между ними. Размеры сфер и пустот разные, от этого и зависит цвет опала.
Самым ценным считается черный благородный опал. Это – «король» драгоценных камней. Отраженный свет играет на бархатно-черном, темно-фиолетовом, темно-синем или темно-буром фоне. Особенно редки опалы с малиновым отсветом на черном фоне. Каждый образец оригинален и красив по-своему. Такие опалы встречаются исключительно редко. Главный поставщик опала на мировом рынке – Австралия.
Третий «кит» земной коры
Какой химический элемент самый распространенный на Земле? Конечно, кислород – ведь им окислены все металлы. На втором месте – кремний, образующий значительную часть земной коры. А на третьем месте (сто лет назад в это еще не верилось) – металл, из которого делают самолеты и ложки, космические корабли и фольгу для шоколада. Это алюминий – самый распространенный в природе металл. Среднее содержание алюминия в земной коре составляет 8 %. Вместе с кислородом и кремнием это один из «трех китов», составляющих земную кору. Алюминий содержится в нефелине, алуните и во многих других минералах. Но извлечь алюминий из породы – труднейшая задача: нелегко отделить алюминий от тех элементов, с которыми он соединен, особенно от кислорода. В качестве алюминиевого сырья предпочитают использовать боксит. Это главная руда, которая содержит алюминий.
