Александр Ферсман - Рассказы о самоцветах

Большую роль играет полировка и при огранке камня. Чем лучше камень отполирован, тем ярче выявляется его красота. Сама же идея огранки самоцвета возникла не только из желания покрыть его мелкими гранями, но и из стремления возможно частым отражением вызвать преломление лучей, что придает игру и блеск ограненному камню. Так, например, в результате умелой огранки выявляется красота алмаза, и он превращается в сверкающий бриллиант.

Но чем же обусловливается бесконечное разнообразие цветов минералов?

Эта очень сложная проблема до сих пор еще не разрешена, и только сейчас начинают выясняться основные ее черты.

Прежде всего мы должны обратить внимание на то, что в одних случаях окраска является чем-то постоянно присущим данному минералу; если и возможны некоторые колебания в оттенке и густоте, то все же основной цвет сохраняется. Эта окраска как бы неотъемлема от данного химического соединения — это его собственная, или, как принято называть, идиохроматическая [8] От греческих слов «идиос» — собственный, «хрома» — цвет, краска. окраска (например, диоптаз, малахит).

В других случаях окраска изменчива, непостоянна и не связана непосредственно с химическим составом минерала. Это окраска чуждая — аллохроматическая [9] От греческих слов «аллос» — иной, чужой, «хрома» — цвет, краска. . Такова, например, окраска изумруда, рубина или сапфира. Она вызвана примесями, хотя бы ничтожными, каких-то посторонних окрашенных химических веществ, которые мы называем хромофорами, т. е. носителями окраски.

Конечно, главной целью наших исследований должна быть разгадка самой основной цветности — идиохроматической, ибо она в конце концов решает все.

Мы не будем входить в детали этой сложной проблемы. Скажем лишь одно: окраска камня вызывается поглощением и отражением лучей света и в основном связана с особенностями тех электромагнитных клубков, которые мы называем атомами.

Какие же атомы обладают такими особыми чертами, вызывающими явления окраски?

Обратимся к менделеевской таблице и посмотрим, какие места занимают в ней элементы, обладающие свойствами хромофоров, т. е. носителей цвета.

Мы сразу заметим, что это элементы, занимающие середину таблицы и следующие друг за другом, а именно: титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель и медь, в меньшей степени — вольфрам, молибден, уран и редкоземельные элементы.

Это и есть красители мира, основа ярких и чистых тонов. Они придают красоту самоцветам, разнообразие художественным краскам живописи, яркость и ценность стеклу.

Среди элементов-красителей первая роль по распространенности и разнообразию принадлежит, бесспорно железу . Железо в различных своих соединениях создает богатейшую гамму цветов: от почти бесцветных, светло-зеленых, бледно- и ярко-желтых тонов до бурых, красно-коричневых и черных металлических. Окраски, связанные с железом, очень характерны; отметим, с одной стороны, зеленоватые хлориты, актинолит и зеленый турмалин, а с другой — ржавчину, потеки водных окислов железа, желтый и бурый лимонит, красный гематит. Очень интересные окраски возникают при соединении окиси и закиси железа, особенно в присутствии воды: получаются густо-синие цвета, переходящие в черные (магнетит). Такой синий цвет нам известен в вивианите — синей земле наших болот и торфяников.

Полированный оникс

Кристаллы многоцветного турмалина «черноголовика» с о. Эльба

Железо — удивительный живописец. Небольшие примеси его соединений (иногда вместе с соединениями марганца) придают роскошную, нарядную раскраску мраморам и яшмам. Разнообразные природные краски, которыми пользуются художники и маляры, — различные охры, умбры, сиены, сурики, мумии — обязаны своим цветом различным соединениям железа.

Второе место среди элементов-красителей занимает хром .

Самое название этого элемента — от греческого слова «цвет» — говорит о том, что мы имеем в нем сильный и разнообразный по тону хромофор. Если бы он был более распространен в земной коре, в природе было бы еще гораздо больше разнообразных и ярких красок.

Достаточно вспомнить яркие краски таких самоцветов, как красный гранат (пироп), рубин, изумруд, александрит, уваровит и другие, — все это минералы, окрашенные хромом. Соединения хрома служат для искусственного получения цветных красок и лаков.

Соединения с марганцем дают вишнево-розовые минералы редкой красоты — родонит, спессартин. Марганцу же обязаны своими красными и буро-красными, яркими и густыми тонами вишнево-красные турмалины (рубеллиты) и часть красных гранатов — альмандинов. Но особенное значение имеют почти черные, темные красноватые и бурые соединения марганца. Они покрывают черными пленками продукты выветривания, вытягиваясь в ветвистые черные дендриты наподобие веток, мха, водорослей.

Они же скопляются в огромных количествах на дне водоемов, давая начало крупнейшим месторождениям марганцевых руд, как наши Чиатуры на Кавказе и Никополь на Украине.

Все соединения меди зеленого или синего цвета — диоптаз, малахит, азурит, хризоколла, бирюза.

Но имеются окраски, источник которых неясен или сомнителен (некоторые бериллы, сподумен). Быть может, в некоторых окрасках самоцветов нужно видеть оптический эффект строения самих кристаллов.

Если мы бросим взгляд на все разнообразие различных самоцветов, независимо от их природы и происхождения, то мы увидим ряд закономерностей в характере камней.

Прежде всего мы должны отметить, что далеко не одинаково число камней разного цвета; осматривая один из минералогических музеев, я распределил все самоцветы и цветники по тонам; получилась очень интересная картина (в процентах):

Фиолетовые и пурпуровые … 3

Синие … 5

Черные и металлически серые … 7

Красные и бурые … 10

Бесцветные … 15

Желтые (зеленовато-желтые) … 20

Зеленые … 40

Чаще всего встречаются самоцветы зеленые, желтые и красные (буро-красные), а самыми редкими являются фиолетовые, пурпурные и синие.

Редкость синих окрасок в минералах очень характерна; недаром среди первых красок минерального происхождения, применявшихся в каменном веке, неизвестны синие цвета, а преобладают красный и буро-красный цвета.

Мы рассказали лишь немногое о цветах минералов и законах их возникновения.

Подумаем глубже, поработаем интенсивнее над этой проблемой большого геохимического, минералогического, кристалло-химического и, несомненно, практического значения. Мой очерк — только вехи к этой работе, только призыв объяснять факты нашей описательной минералогии — объяснять и, значит, научиться ими управлять.