Игра граней

Солнечный свет словно сеется сквозь сита кристаллических решеток минералов, пропускающих определенную часть спектра, по которой мы можем отличать густую насыщенную зелень изумруда от светящейся "золотой" зелени хризолита или едкой зелени диоптаза.

У трио свет - минерал - глаз есть и другая игра - блеск! Ведь не весь свет солнца попадает внутрь минерала - часть его отбрасывается поверхностью кристалла. Это и есть блеск. Блеск тоже бывает различный. "Блеск минерала не зависит от его цвета" - гласят учебники минералогии. Но попробуем отрешиться от цвета. Есть столько прекрасных минералов, совершенство которых передается одним чистым блеском: алмазы и горный хрусталь; соль и лед; оптический исландский шпат и гипс; своеобразный матово-белый халцедон - кахалонг, отличающийся восковым блеском. И, наконец, эталон отсутствия блеска - матовый школьный мел, поры ("ловушки") которого гасят всякий блеск.

В немой и мрачноватой толще темно-серых песчаников и сланцев Крыма, красиво именуемой "таврикой", сверкают мелкие идеально- прозрачные шестигранные пирамидки горного хрусталя. В безотрадной "таврике" они кажутся просто бриллиантами. Впрочем в чешских Карпатах подобные кристаллики так и называются "родопские диаманты". Но положите подобный "диамант" рядом с истинным бриллиантом и ваши сомнения исчезнут - настолько меркнет стеклянный (рис. 17) блеск горного хрусталя рядом с алмазным.^*

Рис. 17. Ювелирный сподумен (стеклянный блеск)

^* (Секрет очарования бесцветных прозрачных кристаллов в их "игре" - спектрально-чистых ярких искрах, "вспыхивающих" при повороте кристалла. Это явление связано с разложением белого цвета на компоненты спектра: лучи с разной длиной волны преломляются по-разному - чем выше показатель преломления, тем дальше расходятся цветные лучи друг от друга, тем сильнее и игра кристалла.)

А вот свежий осколок прозрачной поваренной соли можно было бы спутать с кварцем, но через несколько часов, его поверхность, впитав влагу воздуха, словно подернется маслянистой пленкой, и блеск из стеклянного превратится в жирный.

Прозрачные ромбоэдры исландского шпата и пластинчатые кристаллы гипса на плоскостях спайности часто отливают перламутром. Перламутровый блеск порождает интерференция света, отражающегося не только от поверхности кристалла, но и от внутренних плоскостей спайности. Случается, что гипс заполняет трещины в породе в виде параллельно-волокнистой массы с шелковистым блеском, подобным блеску мотка шелковых нитей. Какой же будет у минерала блеск - стеклянный, алмазный, металлический или полуметаллический? Исследования минералогов показали, что блеск зависит от соотношения отраженного и поглощенного света, а это соотношение непосредственно связано с показателем преломления. Наблюдается почти прямая зависимость: по мере увеличения показателя преломления все больше света отражается от поверхности минерала, и стеклянный блеск сменяется вначале алмазным, а затем полуметаллическим и металлическим (рис. 18). Сильнее всего отличается от других металлический блеск. Причина блеска минералов с металлическим блеском и собственно металлов одна и та же. Это хорошо видно на примере самородного золота, самородной меди, самородного серебра или платины, словом в тех случаях, когда минерал является чистым природным металлом. У этих веществ идеально плотная решетка. Ее можно представить так: четыре прилегающих шара, в ямке между ними - шар и сверху вновь четыре шара. Это наиболее плотное заполнение пространства. Такая решетка называется объемоцентрированной. Электроны в ней как бы "овевают" ионы подвижным облаком - "электронным газом": то один, то другой ион захватит электрон и вновь отпустит его.

Рис. 18. Кристаллы пирита (металлический блеск)

Аналогично построены и другие металлы: их роднит строение плотной решетки. Такую же структуру как золото имеют алюминий, свинец, никель. У лития, хрома, молибдена решетка не объемоцентрированная, а гранецентрированная; а, например, у цинка и бериллия плотнейшая упаковка достигается при гексагональной (шестигранной) упаковке шаров ионов. Но суть одна - пространство, заполненное плотнейшим образом ионами с облаком "коллективных" электронов, вообще не пропускает лучей света, отражая их как зеркало.

Очень сходное с металлами строение имеют их сульфиды, в плотных структурах которых, со сближенными ионами металлов, главную роль играет чисто металлическая связь, то есть существует все тот же "электронный газ", не пропускающий световые лучи сквозь кристаллы, но зато прекрасно проводящий электричество и тепло.

А вот такие "оттенки" блеска как жирный или шелковистый определяются характером поверхности минерала - маленькие ямочки и неровности, особенно характерные для таких нестойких минералов, как каменная соль или нефелин, обусловливают жирный блеск, свет же, струящийся вдоль тонких волокон асбеста, гипса, некоторых разностей малахита, создает шелковистый отлив.

Есть и еще одна разновидность блеска - смолистый (рис. 19). Легко представить смолистый блеск янтаря или природных битумов - эти вещества по своей природе близки смоле. Но есть одна весьма значительная группа минералов под названием титано-тантало-ниобаты, которые также имеют смолистый блеск. Эти минералы часто находятся в виде прекрасных четких кристаллов (кубы, октаэдры, призмы). На гранях кристаллов виден стеклянный, а нередко и полуметаллический блеск, но стоит разбить кристалл и перед нами заблестит смолистое, как капелька вара, темно-бурое, красноватое или почти черное зернышко. Такие минералы называются метамиктными. Им присуще особое состояние: внешне они выглядят как кристаллы, но их внутренняя кристаллическая структура разрушена. Горные породы обычно сложены зернышками, кристаллическую структуру которых выявляют лишь рентгеновые лучи. Но именно эти бесформенные зернышки являются истинными кристаллами, а вот прекрасно ограненные тантало-ниобаты часто представляют собой лишь бывшие кристаллы! Решетки этих минералов разрушает характерная для них примесь радиоактивных элементов - урана и тория. Это их излучение привело к "саморазрушению" решетки. В стекловатой бесструктурной массе часто остаются лишь небольшие островки бывших решеток, но эта среда почти непроницаема для света и создается эффект смолистого блеска.

Рис. 19. Самарскит (смолистый блеск)