Текст книги "Занимательная минералогия"

Глава VII
Минералог-любитель

Как собирать минералы

Толково собирать минералы – дело нелегкое и требует большого внимания. Разумно собирает минералы только тот, кто хорошо знает минералогию и вдумчиво относится к природе. При собирании растений, даже не зная особенно ботаники, можно отличить главные отдельные виды и из многочисленных одинаковых растений одного и того же рода выбрать хороший экземпляр для гербария. Геолог или петрограф, собирающий, например, горные породы, из массы кусков камней должен лишь выбрать типичный (что тоже не всегда легко) кусок и придать ему желаемую форму.

Не так обстоит дело с минералом, то рассеянным в виде ничтожных, мельчайших частиц, то представляющим большие скопления. Один кусок одного и того же минерала не похож на другой, и различие между ними может быть столь значительным, что даже опытный минералог становится в тупик. Так, например, среди слоев гипса можно встретить в одном и том же месте огромное множество его разновидностей: то это будет мелкозернистый, как сахар, алебастр, то жилковатый гипс, то отдельные прозрачные его кристаллы, то, наконец, сплошные массы разного цвета – белого, желтого, серого или розового. Можно в одном и том же месте набрать сотни разных кусков все того же гипса, и все они будут мало похожи один на другой.

Вот почему задача минералога в полевой работе очень сложна; он может хорошо и толково собирать только тогда, когда он знаком с основами и задачами современной минералогии. И если эти основы должен знать минералог-коллекционер, то еще более нужны они для минералога-исследователя.

Каждый минералогический сбор носит различный характер, в зависимости от тех целей, которые он преследует. В одних случаях – чаще всего это бывает у коллекционеров-любителей – задачей является собирание немногих, но хороших и красивых штуфов, хорошо окристаллизованных минералов или отдельных кристаллов. В других – интерес направлен лишь на полезные ископаемые, и молодой минералог-производственник собирает лишь руды, соли или сырье, имеющее применение на его заводе. Совсем иной характер носит собирание минералов в научных целях, где задача минералога – собрать возможно полную и верную иллюстрацию минеральных процессов, идущих в каком-либо участке земли. В этом случае сборщик должен не только собирать красивые и хорошие штуфы, но и получить достаточно материала для химических исследований и испытаний и собрать образцы, показывающие совместное нахождение различных тел и их взаимные переходы. Такой минералог-сборщик стоит перед рядом весьма трудных и часто хлопотливых задач. В этом случае провести границу между простым собиранием и наблюдением или исследованием очень трудно, да и нежелательно, и потому сознательное собирание минералов неизбежно превращается в зачатки научной работы.

Конечно, собирание красивых кристаллов обычно очень заманчиво, и поиски красивых камней нередко делаются своего рода спортом, увлекающим, требующим внимательности, наблюдательности и упорства. Гораздо сложнее и менее привлекателен сбор некрасивых, часто илистых или землистых, минералов земной поверхности. Простой любитель камней обычно проходит мимо них и неохотно кладет их в свою коллекцию, тогда как настоящий минералог, химик земной коры, неизбежно обратит на них особое внимание.

Рис. 10. Геологические молотки и зубила разных видов. В центре – схема насадки молотка на ручку: молоток насаживается с тонкого конца и плотно садится на толстый

Работа минералога только тогда плодотворна, когда у него есть все необходимые инструменты для полевых работ. Иногда куски горных пород очень трудно разбивать или выбивать из них отдельные минералы, и потому подходящий, хорошей закалки молоток является предметом первой необходимости для каждого минералога. Кроме молотков для сбора камней необходимо иметь набор зубил различной формы и различной величины. Применение нужного зубила иногда очень облегчает работу, экономит время и позволяет выделить из породы или из скалы какой-либо ценный кристаллик или образец.

Необходимый инструмент минералога – увеличительное стекло, или лупа, которую лучше носить на прочном и достаточно длинном шнурке. При увеличении в восемь – десять раз лупа дает возможность лучше разглядеть мелкие минералы, входящие в состав горных пород, рассмотреть формы кристалликов и в значительной степени облегчает предварительное определение минералов.

Остальное снаряжение должно состоять из следующих предметов: записной книжки (желательно в твердом непромокаемом переплете) с карандашом, горного или хотя бы простого компаса, прочного карманного ножа, рулетки, клеенчатого или складного метра, нарезанных, связанных в стопочки и перенумерованных этикеток величиной не менее чем 6×4 сантиметра, большого количества оберточной бумаги (можно и газетной), некоторого количества мягкой бумаги, нескольких стеклянных баночек для сбора наиболее ценных и нежных кристалликов, зерен и так далее, коробочек различной величины и небольшого запаса дешевой ваты. Для сыпучих и зернистых тел очень важно иметь набор парусиновых мешочков с проставленными на них номерами. В такие мешочки можно складывать отдельные маленькие кристаллики, завернув их предварительно в бумагу; помещать мелкие образчики, взятые в одном и том же месте или отколотые от одного и того же штуфа, и так далее. Размер мешочка должен быть таким, чтобы в него свободно входила рука.

Рис. 11. Как правильно держать лупу и образец

Для серьезных исследователей необходимы еще легкая фотографическая камера, барометр и набор цветных карандашей для геологических зарисовок. Нужно тщательно упаковывать и завертывать каждый образец в отдельную бумагу – это необходимейшее условие хорошего сбора. Надо принять за правило: никогда не заворачивать в бумагу вместе несколько образцов, как бы малы они ни были, а перекладывать их бумагой каждый в отдельности. Сколько раз из-за небрежности в упаковке погибали прекрасно собранные образцы каких-нибудь мягких минералов, например известкового или плавикового шпатов, так что необходимо энергично рекомендовать всем во время экскурсий обращать внимание на эту сторону дела. Каждый образец должен заворачиваться в две-три бумажки, но ни в коем случае не следует заранее складывать вдвое или втрое листы бумаги. Сложенную вдвое этикетку кладут к каждому образцу, но не непосредственно на штуф, а на первый слой бумаги. Хрупкие и нежные веточки кристаллов не следует непосредственно покрывать ватой: лучше сначала завернуть их в тонкую папиросную бумагу и только потом обложить слоями ваты, пакли или мелких стружек. Все инструменты и материалы следует укладывать в хороший мешок, лучше всего приспособленный для ношения на спине (рюкзак). При пользовании таким мешком руки остаются совершенно свободными, что важно при экскурсиях в скалистых горных местностях. Тяжесть груза минералов, иногда очень значительная, распределяется более равномерно.

Не менее внимательно по возвращении из экскурсии необходимо перекладывать сбор из мешка в ящик для пересылки по назначению. Образцы, тщательно завернутые в бумагу, укладывают плотно один около другого, не оставляя пустых промежутков. Образцы ни в коем случае не следует прокладывать сеном, соломой или стружками, которые легко перетираются от тряски, – образцы будут биться один о другой. Необходимо, чтобы ящики не превышали веса в пятнадцать килограммов и были надежно сделаны из прочного материала. Надо всячески избегать укладки в большие, тяжелые ящики.

Конечно, при всяком сборе возникает вопрос: в каком виде и сколько образцов брать? На эти вопросы трудно ответить с достаточной полнотой. Правильный и хороший сбор минералогического материала дается лишь долгим опытом и большим знанием природы. Нужно известное художественное чутье, чтобы взятый образец по своим соотношениям форм и красок оттенял именно тот материал, для которого он взят. Надо стараться брать типичные образцы достаточных размеров, чтобы не вырвать минерал из той обстановки, в которой он находился в природе. При этом желательно образцы (за исключением, конечно, отдельных кристаллов) форматизировать, придавая им более правильную прямоугольную форму, причем за минимальный размер надо принять 6×9 см, а для минералов, образующих большие скопления, 9×12 см (при толщине 3–6 см).

Рис. 12. Горный компас

Как часто из экскурсий приносят маленькие бесформенные осколки, которые не имеют ровно никакой ценности и только обременяют музеи и собрания! Но не надо впадать и в другую крайность и, из желания придать образцам единообразную форму, губить красивые и интересные штуфы, оббивая и обкалывая их.

Раскалывание больших образцов обыкновенно легче всего производится таким образом: образец держат на ладони левой руки и производят правой короткие удары молотком. Равным образом и формирование образца легче всего совершается, если камень держать левой рукой на весу и отбивать наружные части ударами более легкого молоточка.

Для более редких минералов надо обязательно брать несколько экземпляров: лучшие – в качестве образцов для музеев и коллекций, остальные – как материал для определения химического анализа или кристаллографических измерений. Вообще на сбор материала необходимо обратить серьезное внимание, так как часто экскурсант ограничивается несколькими лучшими штуфами и забывает брать невидный, но очень ценный материал для химических проб, испытаний и так далее.

Особенное внимание при сборе надо обращать на кристаллические образования. Помимо отдельных штуфов породы с кристаллами всегда желателен сбор отдельных отбитых от породы кристалликов. Однако не следует злоупотреблять этим отбиванием кристалликов от материнской породы, и большую часть образцов необходимо обязательно оставлять в природном виде.

В областях, где породы и минералы сильно разрушены поверхностным выветриванием, нужно стараться брать наиболее свежие образцы, выламывая их из скалы, и ни в коем случае не ограничиваться теми обломками, которые уже лежат на земле и обросли лишайником или мхом.

Рис. 13. Как правильно разламывать минералы

При сборах следует помнить, что в большинстве случаев по возвращении с экскурсии жалеешь, что взял слишком мало образцов. Лучше потом выбросить все лишнее и малоинтересное, чем не собрать полного материала по какому-нибудь редкому минералу. Часто экскурсант берет мало какого-либо вещества в надежде, что он в другой раз вернется на это же место, но эти надежды далеко не всегда оправдываются, и сбор остается неполным, случайным и потому малоценным.

Все наблюдения в поле надо заносить на бумагу. В записной книжке экскурсанта к каждому собранному образцу следует записывать наблюдения над тем, много ли встречается данного минерала, или он исключительно редок, в какой он находится породе, взят ли он из самой скалы (породы) или из осыпи, – может быть, из галек ручья или наносов реки. Все эти наблюдения надо помечать тем же номером, который имеется на этикетке, приложенной к образцу. На этикетке помимо порядкового номера отмечают также время сбора, точное место нахождения и фамилию сборщика. Лишние подробности в этих указаниях никогда не могут повредить. Надо стараться по возможности так обозначать место нахождения, чтобы всякий другой, желая найти аналогичный образец, мог легко попасть в указанное место, имея в руках ту карту, с которой экскурсировал и первый сборщик. Очень полезно в записной книжке наносить от руки схематическое изображение тех мест, где собраны были образцы. Такая карточка в самой элементарной форме с относительным расположением дорог, ручьев, рек, каменоломен и тому подобного иногда очень помогает позднейшей ориентировке.

Особенное значение приходится придавать указаниям на то, взят ли образец непосредственно из самой горной породы, в которой он образовался, или же он взят из осыпи, отвала или наносов. В первом случае мы имеем дело с коренным месторождением, как говорят минералоги, во втором – он перенесен под влиянием тех или иных деятелей: он мог свалиться под влиянием силы тяжести с более высоких частей склонов, мог быть занесен водой или ледником или, наконец, принесен человеком для практических целей – постройки дороги, домов и так далее.

Полнота и точность записей в записной книжке – лучший показатель сознательного и толкового коллекционирования, и ценность каждого сбора находится в прямой зависимости от характера записи. Одним из губительнейших недостатков очень многих сборов, особенно у коллекционеров-любителей, является, к сожалению, надежда на свою память. Сколько интересных вещей оказались лишенными этикеток и потому обесцененными, сколько неточного и прямо ошибочного вносится позднее, когда по прошествии нескольких месяцев экскурсант по памяти исправляет и дополняет то, что не было записано на месте! Следует помнить, что коллекцию разбирать придется, может быть, другому лицу, и потому всегда надо стремиться к такой точности и ясности записи, чтобы ею мог воспользоваться кто-либо другой.

Правильно сделанный сбор ценен во многих отношениях. Самим экскурсантам он дает представление о тех химических превращениях, которые шли раньше или идут в данной местности. Чем полнее эта картина, тем ценнее для науки и промышленности результаты сбора. Наша страна и особенно ее горные части, богатые минералами, пока еще мало и плохо изучены в минералогическом отношении, и каждый новый и детальный сбор неизбежно дает новый материал для изучения. Поэтому каждый экскурсант может внести свой вклад в минералогическое исследование природных богатств Советского Союза. Но для этого мало собрать, записать, уложить и привезти материал – по возвращении следует систематизировать, определить его и сравнить с тем, что до сих пор было известно в данной области. В этом направлении крупные научные учреждения, как, например, Минералогический музей Академии наук, охотно придут на помощь каждому экскурсанту и, по просмотре собранного материала, укажут, что наиболее интересно и на что надо обратить внимание в дальнейшем. Вернувшись с экскурсии, никогда не следует откладывать разборку собранного материала. Пока еще память свежа, можно исправить много недочетов и сохранить коллекцию для будущего.

При такой обработке собранных коллекций результаты экскурсии не пропадут даром и иной раз смогут дать толчок для дальнейших исследований уже чисто научного или практического характера.

Заканчивая на этом советы по собиранию минералов, я не могу не вспомнить слов знаменитого швейцарского путешественника и геолога де Соссюра, который говорил, что «хорошо путешествует только тот, кто много знает и много размышляет». Каждому любителю, которому предстоят странствования в богатых минералами местностях, до поездки надо просмотреть с учебником минералогии в руках собрания каких-либо больших музеев и только после серьезной теоретической подготовки перейти к коллекционированию в самой природе. Но к этим словам де Соссюра известный путешественник по Китаю Рихтгофен добавляет, что «среди всех инструментов, которые должны быть в руках исследователя, самым острым и самым важным является его глаз, от внимания которого не должны ускользать самые ничтожные явления, ибо в них лежит нередко основа крупных и важных выводов».

Как определять минералы

Когда минералы собраны и привезены домой, наступает новый, очень важный момент: надо их определить – выяснить, из чего они состоят и как они называются. Это дело нелегкое, ведь мы знаем более трех тысяч различных минералов и их разновидностей, из которых, однако, только двести – триста встречаются более или менее часто.

Для того чтобы определить название камня, надо узнать прежде всего химический его состав, то есть установить, какие металлы и химические элементы в нем содержатся. Для этой цели в минералогии уже двести лет тому назад были придуманы очень хитрые и удобные способы. Главный инструмент для этой цели – паяльная трубка, изображенная на рис. 14. Конец ее вставляется в пламя простой свечи или бензиновой горелки, а в самую трубку вдувают ртом воздух, который поднимает температуру до 1500 °C. Если щипчиками внести в горячее пламя кусочек стекла, то он расплавится; если внести кусочек кварца, то он останется без изменений, а тонкий кусочек полевого шпата оплавится в белую фарфоровую массу. (Уже из этих примеров можно видеть, что разные камни плавятся при разных температурах и этим отличаются друг от друга.) Затем берут минерал, толкут его в мельчайший порошок, смешивают с водой, помещают на кусочек древесного угля и направляют на него горячее пламя нашей паяльной трубки. Некоторые минералы при этом выплавляют шарики чистого металла – свинец, медь, серебро, другие дают на угле белые, желтые или зеленые налеты и так далее. Можно нагревать минералы в трубочках из стекла; тогда после прокаливания в огне паяльной трубки на стекле появляются капельки воды, черные или цветные налеты и так далее.

Рис. 14. Самодельная паяльная трубка и пользование ею

Каждый из этих опытов, как говорят химики, дает нам картину какой-либо химической реакции, а по ней мы судим о том, что содержится в нашем минерале.

Однако одной паяльной трубки мало; чтобы определить минерал, надо еще произвести химический анализ; для этого нужно иметь ряд химических приспособлений: маленькие химические пробирки, агатовую ступочку, пузырьки с разными кислотами, тоненькую платиновую проволочку и так далее.

Иногда приходится размельчить минерал, истереть его в ступке, прокипятить в пробирке с разными кислотами или с водой. При этом одни минералы растворяются в воде, другие – нет; на одни действуют кислоты, выделяя из них пузырьки газа, на другие же самая сильная кислота никакого действия не оказывает. По всем этим химическим реакциям мы можем сделать ряд очень важных выводов о природе минерала. Но часто этого еще недостаточно, чтобы определить его название. Надо еще изучить и разные физические свойства камня: окраску, блеск, цвет, черты (по следу, оставляемому образцом на неглазурованной фарфоровой пластинке), форму кристаллов, характер поверхностей раскола (спайность), определить удельный вес и особенно – твердость минерала. Удельный вес трудно определить без особых весов, но это очень важный признак, которым минералы отличаются друг от друга, притом очень резко: одни такого же веса, как вода, а другие – в двадцать раз тяжелее. Но удобнее всего определять минералы по твердости. Их определяют по шкале твердости царапанием рядом образчиков, которые каждый минералог должен иметь у себя в особой коробочке. Тальк, гипс, известковый шпат (кальцит), апатит, полевой шпат, кварц, топаз, корунд, алмаз – так расположен ряд минералов в порядке увеличения твердости.

Умело применяя все эти способы, изучая камни при помощи паяльной трубки и по их химическим реакциям, можно научиться определять минералы: для этого существуют особые руководства, в которых указано, как шаг за шагом минералог доходит наконец до определения названия камня. Он читает о нем в книге, сравнивает цвет, блеск, формы, и если все сходится, то можно быть уверенным, что определение минерала правильно. Теперь следует еще научно описать минерал и, зная его состав, связать с другими минералами, которые встречаются вместе с ним и вместе с ним изменяются в сложных явлениях окружающей нас природы.

Как надо составлять и хранить минералогическую коллекцию

После ряда экскурсий мы собрали много различных камней и минералов, совершенно точно руководствуясь строгими законами сбора, о которых было рассказано. Затем мы определили наши камни – дали им их настоящее название. Таким образом, у каждого камня теперь уже есть свой собственный паспорт: откуда камень родом, когда и кто его нашел, как он называется и каким камням он сродни.

Все готово, чтобы составить коллекцию. Мы собирали ее вместе с товарищами по школе или по заводу, – давайте вместе и устраивать ее.

Это можно сделать в школе, где уже есть небольшой музей, или на фабрике или заводе. Тут нашему молодому коллективу любителей минералогии всегда помогут, если ребята возьмутся за дело серьезно и не бросят его на полдороге, как это часто бывает. Собрал с увлечением, даже разобрал дома, а потом… через полгода забыл, все смешалось, увлекся лыжами или ботаникой, а образцы в один прекрасный день оказываются в углу комнаты, покрытые пылью и сором.

Но вот все готово для составления коллекции. Что нужно дальше сделать? Прежде всего надо обзавестись специальным шкафом для минералогических коллекций – лучше всего, если наши коллекционеры умеют столярничать и сделают его сами. На рис. 15 и 16 вы видите два таких шкафика – как бы комода; каждый ящичек невысок, сантиметров десять, не больше, а всего их до двадцати. В таком шкафу можно хранить до тысячи образцов камней – это при умелом подборе уже большая коллекция. Если есть очень красивые камни, то хорошо было бы обзавестись и витриной со стеклянными стенками – тогда можно часть камней и особенно кристаллов красиво выставить в таком шкафике-горке. Далеко не всегда можно обзавестись таким шкафиком с выдвижными ящиками – тогда можно приспособить неглубокую полку, а чтобы камни не пылились, завесить ее занавеской или большими листами плотной бумаги. Пыль – сильнейший враг минералов: она так глубоко забирается во все извилины камня, что очистить камень далеко не просто, а мыть минералы не всегда можно, так как многие при этом растворяются и портятся.

Рис. 15. Шкафик с четырьмя ящиками для коллекций

Рис. 16. Шкаф для минералогической коллекции

Когда помещение для коллекции готово, появляется новая забота: каждый камень непременно надо положить в отдельную коробочку, края которой не выше одного или полутора сантиметров. Несколько одинаковых камней или кристаллов можно положить вместе в одну коробку, если все они одного происхождения. В каждую коробку кладут этикетку – вырезанную по величине коробки бумажку, на которой написано, чья коллекция, как минерал называется, где он был найден, с точным обозначением места находки. На оборотной стороне надо надписать, кто и когда нашел этот минерал.

На рис. 17 дан образец такой этикетки Минералогического музея Академии наук. На тех подставках, на которых выставляют образец напоказ, передняя сторона срезана наискось, и на ней-то и делается надпись, но более коротенькая.

Рис. 17. Этикетка для образцов коллекции

Если камень пачкает бумагу (таковы, например, образцы графита и мела), то можно вырезать кусочек стекла по величине коробочки и покрыть им этикетку.

Теперь надо коллекцию занумеровать. Для этого лучше всего поступить так. Взять тетрадь и номер за номером, по мере поступления минералов, записывать название каждого образца, место находки и все другие сведения, которые указаны на этикетке. Тот же номер надо поместить и на этикетке и, вырезав аккуратно маленький бумажный квадратик, написать на нем номер и наклеить на минерал. При этом следует проявить особую аккуратность – не запачкать камня клеем, а номерок приклеить где-либо сзади, незаметно, чтобы не портить красивого образца или кристалла.

Теперь надо разместить наши коробки с минералами в определенном порядке. Здесь можно поступить по-разному.

Лучше всего разложить их в том порядке, в котором описываются минералы в руководствах по минералогии, и для этого можно взять какой-либо учебник. Можно поступить иначе и разложить их по месторождениям: в одном ящике все минералы Урала, в другом – Кавказа и так далее. Наконец, если хочешь составить производственную коллекцию, то очень удобно отдельно поместить все руды железа, цинка, меди и так далее. Можно менять порядок коллекции и устраивать «временные выставки»: например, выбрать из коллекции все самоцветы и цветные камни и выставить их отдельно, потом подобрать, скажем, все минералы, которые образовались из расплавленных масс, минералы, которыми пользуются на заводе, которые встречаются около родного города и так далее.

Коллекция, как бы она ни была мала, не является чем-то мертвым, простым складом камня, над ней можно все время работать и изучать ее.

У очень энергичных и увлеченных молодых минералогов коллекция может расти очень быстро, и скоро уже не хватит полок и коробок, а заказывать новые и денег нет, да и места тоже. Тогда придется заменить плохие образцы лучшими, отобрать все наиболее интересное, – снова задача, к тому же нелегкая и кропотливая. Надо сравнить не только самые образцы, но и месторождения минералов и выбрать то, что наиболее интересно для коллекции и наиболее характерно. Часто для этого нужно сравнить свои образцы с образцами в большом музее. Из минералов, которые мы выделили из нашей коллекции, получается то, что мы называем дублетами, то есть образцами, которые мы можем передать другим для их коллекций, можем подвергнуть подробному изучению, растворить в кислотах, сплавить в огне и так далее.

Наконец, когда коллекция выросла и достигла нескольких сот образцов, появляются новые заботы – у нас не хватает некоторых камней: например, есть все руды железа, кроме магнитного железняка, есть разные цветные камни, но нет малахита. Надо достать совершенно определенные образцы, или собрать их, или получить от знакомых, которые живут где-либо на рудниках, заводах, или, наконец, достать их в большом музее или в специальных магазинах учебных пособий.

Вы видите, что собирать коллекцию – дело хитрое. И только у того будет хорошее минералогическое собрание, кто очень заботливо относится к нему и проявляет энергию и инициативу.