Глава VII. Земное обличье звездного металла (Продолжение рассказа о железе)

В тот же день и в тот же вечер 
Из болот железо взяли, 
Там на дне его отрыли, 
Принесли его к горнилу.

"Калевала"

Самая настоящая и самая давно известная железная руда, безусловно, знакома и вам. Все, кто видел железо, помнит, как выглядит ржавчина. Стоит не защитить любой железный гвоздик, винтик или ножик от влаги, и они моментально покрываются ржавым налетом: на их поверхности образуется рыхлый слой гидроксида железа. Природная ржавчина, или гидроксид железа,- это и есть одна из самых распространенных его руд. Часто она образуется по другим минералам железа. И тоже сначала с поверхности минерал словно одевается рыжей "рубашкой". Но ведь гвоздик может проржаветь насквозь, нацело, так же точно и кристалл. Смесь гидроксидов железа, лимонит, может целиком заместить весь объем латунно-желтого кубика пирита (сульфида железа) или изогнутое перламутровое "седлышко" сидерита (карбоната железа),- форма бывшего кристалла остается при этом идеально неизменной. Такие чудеса называются в минералогии псевдоморфозами. На месторождениях возникают мощные зоны "проржавелых" руд и пород. Уральские горщики придумали им меткое прозвище -"железные шляпы". С такой шляпы начинается часто разработка месторождений. И лишь "сняв шляпу", можно добраться до первичных руд. Известное Бакальское месторождение на Урале как раз такая вот "лимонитовая железная шляпа" на сидеритовых рудах. Рыхлый землистый ржаво-рыжий лимонит называют еще бурым железняком. Но, в отличие от ржавчины на гвозде, лимонит образуется не только на других минералах железа. Само название лимонит, хотя оно относится к охряно-желтому минералу, к лимону никакого отношения не имеет, а происходит от слова "леймон", что по-гречески означает "мокрый луг", "болото". Оттого и лимонитовые руды нередко называют болотными, озерными, луговыми, а то еще и бобовыми. Именно в болотах, озерках и на морском мелководье возникают необычные на вид лимонитовые руды. Лимонит таких руд и вправду напоминает не то бобы, не то мелкие птичьи яйца или коконы каких-то неведомых бабочек. Как же возникают такие диковинные формы? Ученые установили, что гидроксиды приносятся в водоемы поверхностными водами в виде коллоидных растворов. Морская вода - это по существу слабый раствор электролитов: она насыщена ионами хлора и щелочных металлов. Коллоиды в ней "свертываются" - коагулируют, и вот тут-то и происходит зарождение хлопьев и шаров ржавчины. Вспомните, как вы варили клейстер или кисель: чуть зазеваешься, и вся кастрюлька полна комков. Вот такой "кастрюлькой" с комками оказался морской бассейн, в котором сформировались руды Керченского месторождения, сложенные лимонитовыми конкрециями. Примерно так же выглядит и руда знаменитого железорудного месторождения в Эльзасе - Лотарингии.

В воде болот и пресных озер электролитов нет. Электрохимические реакции здесь не протекают. Их роль выполняют бактерии: они свертывают, скатывают в "бобовины" гель гидроксидов. Крупных месторождений железные "окатыши" из озер и болот не образуют, но зато именно такие руды верой и правдой служили не одну сотню лет нашим предкам. Вот как сказано о болотном железе в "Калевале":

...железо убегает 
И спасается поспешно 
От огня, от рук ужасных, 
От его коварной пасти. 

И бежит оно далеко, 
Для себя защиты ищет 
В зыбких топях и болотах 
И в потоках быстротечных... 

И в болоте, под водою, 
Распростерлося железо...

Могучий кузнец Илмаринен отправился искать железо:

По следам идет он волчьим, 
По следам медвежьей лапы, 
Видит отпрыски железа, 
Видит прутья синей стали 
На следах глубоких волка, 
На следах больших медведя. 
Он подумал и размыслил: 
"А что будет, если брошу 
Я в огонь железо это, 
Положу его в горнило?" 
...В тот же день и в тот же вечер 
Из болот железо взяли, 
Там на дне его отрыли, 
Принесли его к горнилу. 
Положил кузнец железо, 
Поместил в огонь горнила 
И мехи привел в движенье, 
Трижды дуть их заставляет. 
Расплавляется железо, 
Размякает под мехами, 
Точно тесто из пшеницы 
Иль для черных хлебов тесто, 
Там, в огне кузнечном сильном, 
В ярком пламени горнила.

Минералогия утверждает, что лимонит, или бурый железняк, как правило, не минерал, а целая смесь различных гидроксидов железа. Собственно лимонитом принято считать участки руды с аморфной," не раскристаллизованной внутренней структурой. Если же возникает кристаллическая решетка, более определенный облик приобретает и сам минерал. Оксид железа кристаллического строения - наиболее распространенный в природе гетит.

В Чехословакии природа создала словно выставку произведений абстрактной скульптуры из лимонита, гетита и гидрогетита экстракласса. Здесь в местечке Зализняк "железная шляпа" сопровождается развитием пустоток, пещерок, трещин, в которых гидроксиды могут свободно и с полной фантазией кристаллизоваться. Каких только форм не образует здесь гетит! И гигантские гроздья почек, словно покрытые черным лаком, и грандиозные сростки сосулек, какое-то фантастическое соединение органа с глыбой сосулек мартовского льда! Но кто и где видел смоляно-черные сосульки? Есть здесь и круглящиеся полусферами почки, похожие на пузыри кипящего вара, и блестящие округлые "шишки" гетита, достигающие размера детского мяча или младенческой головки. Они так и называются "бурая стеклянная голова". Если такие кругляши разломить или распилить, внутри они окажутся сложенными из тончайших иголочек, направленных по радиусу к центру шара. Иногда сростки иголочек или тоненьких пластиночек напоминают веники или снопики с ярким алмазным блеском. Сростки самых тончайших волокон блестят, как шелк, и цвет может меняться от черного и темно-бурого до золотисто-охристого. Есть и такие месторождения, где гетит вырастает вместе с кристаллами кварца или бледно-сиреневого аметиста (это месторождение Пршибрам в Чехословакии, волынские пегматиты Украины, месторождение на Волк-острове Онежского озера). Но здесь происходит еще одно из маленьких чудес кристаллографии. Кристаллы кварца и иголочки гетита начинают расти вместе, и иголки врастают в тело кристаллов, и вот уже из кварцевых кристалликов торчат рыжие кустики гетита, а то и целая "микролужайка" рыжего пушка покрывает треугольные грани головок аметиста или шарики халцедона (в Пршибраме ЧССР). Блеск таких поверхностей напоминает уже не шелк, а пушистый бархат! Такой гетит так и называется "бархатная обманка".

Гетит с аметистом

А почему минерал назван гетитом? Какое отношение имел к этому минералу гениальный немецкий поэт, Иоганн Вольфганг Гёте, создатель бессмертного "Фауста"?

Оказывается, имел. Недаром Гёте, страстный коллекционер-минералог, был избран членом Петербургского минералогического общества.

Коллекция Гёте насчитывала 18 000 экспонатов! Больше половины из них составляли минералы и горные породы. Среди них и красивейшие минералы России: темно-алые гранаты - альмандины, голубые, золотистые и зеленые бериллы, малахит, самородки золота и, конечно же, лиловый аметист с Волк-острова с блестящими черными иголками. Тогда этот минерал назывался игольчатой рудой или онегитом. Но еще при жизни поэта и философа-натуралиста его друг минералог Д. Г. Ленц предложил назвать этот красивый минерал с алмазным блеском (а точнее, его рубиново-красную пластинчатую разность) в честь Иоганна Вольфганга Гёте гетитом. Название не только привилось и пришлось всем по вкусу, но и распространилось и на игольчатые и радиально-лучистые разности кристаллического гидроксида железа. За ними оно и закрепилось, а красная чешуйчатая модификация - "рубиновая слюдка" - получила наименование лепидокрокит.

И гороховый камень (он же бобовник), и пачкающие руки рыхзуые охры, и лаково-черные гроздья и почки, и каскады сосулек, и нежно-бархатные покровы и подушечки в трещинках и пещерках, и блестящие веера, и алмазно-черные либо рыжие иголочки и волоски в кристаллах аметиста - все это гидроксиды железа. Более того, все это главным образом гетит или гидро-гетит (если воды в нем побольше). Отчего же такое разнообразие и несхожесть форм? Как же его запомнить и представить? Какой же гетит настоящий? Настоящие все. А их облик зависит от условий, в которых минерал возник. Попробуем мысленно взглянуть на то, Как это было.

Вот бобы, горошины, коконы - конкреции. Те, из которых по горошинке копятся сотни, тысячи, а то и миллионы тонн железной руды. Они возникают в холодной воде озер, болот, морских лагун и просто в порах почв - из коллоидов: частички гидроксида находятся во взвешенном состоянии и не соприкасаются. Каждая из них имеет электрический заряд. Стоит появиться электролиту или железобактериям, как эти частицы слипаются, стягиваются в точках роста, и слой за слоем, скорлупка за скорлупкой возникают овальные и круглые горошинки и бобы.

Стоит взглянуть на сосульки и гроздья, и понятно, что они стекали с каких-то стен и карнизов,- они так и называются "натечные образования" и получаются из растворов, сочащихся и стекающих по трещинкам и пещерам в корах выветривания, зонах окисления. Там, где атмосферные воды вымывают железо из окислившихся первичных минералов, начинают расти кристаллы гетита в виде тонких иголочек, но иголочки эти так плотно срастаются в радиально-лучистые шары, что мы видим именно сосульки и гроздья почек: ведь сферы растут не в пустоте, а в каком-то тесном пространстве и вырастают лишь их полушария, обращенные "лицом" к полости (они похожи по рисунку на распиленные и отшлифованные узоры малахита, но только коричнево-рыжие). Их внешняя корочка так плотно сложена из тончайших иголочек, что ее зеркально-гладкая поверхность блестит, как лак.

Частокол из сосулек растет параллельно, но вдруг одна прихотливо изгибается буквой "ф". Что это с ней? Или всемирный закон тяготения ей не указ? Что за фантазии? Оказывается, сплошь и рядом в рост этих фантазийных конструкций вмешивается другой мощный закон - сила поверхностного натяжения. Та самая, которая скатывает в шарики капельки росы на листьях или капельки ртути из нечаянно разбитого градусника.

Вспомните, какие они своевольные, эти капельки, и как трудно их собрать! Похожая игра и здесь. То важнее закон тяготения, то пересилит "сила капли" - закон и случай вместе порождают эти окаменевшие мимолетности...

А вот нежнейшие иголочки и волосинки, торчащие прямо из граней аметиста или законсервированные внутри кристалликов, росли с легким подогревом: в хрустальных погребах альпийских жил или "под занавес" раскристаллизации насыщенного газами пегматитового расплава.

Иголочки гетита и кристаллы аметиста "стартуют" вместе, но потом иголки гетита обгоняют в росте башенки аметиста и высовываются "к финишу" за пределы их граней. А ровненькие ворсинки "железного бархата" растут сквозь пористую рыхлую корочку охряно-ржавого лимонита: растворы сочатся сквозь тончайшие поры, которые служат как бы фильерами, вытягивающими иголки, словно капроновые нити. Стало быть, форма кристалликов и их сростков "кодирует" на своем каменном языке все события жизни минерала. Изучить этот язык и перевести их рассказ в общепонятные слова и цифры дело не легкое, но интересное. Это относится, конечно, не только к бурым гидроксидам железа, а ко всем минералам вообще.

Еще больше, чем бурых гидроксидов, в природе красных руд железа. Красный железняк - гематит (Fe₂O₂) - в числе немногих других минералов составляет почетную азбуку минералогии. В 325 г. до н. э. друг и ученик Аристотеля Теофраст в своей книге "О камнях"- одной из первых книг по минералогии - так пишет о гематите: "Гематит напоминает запекшуюся кровь". Иссиня-вишневая окраска гематита в темных местах почти черная. Здесь минерал отливает металлом, но сквозь черноту глухо просвечивает краснота, пробивается наружу красными примазками и налетами. Но если название гематит произошло от слова "айма" - кровь, то от самого гематита образовалось новое, живущее и по сей день слово "гемма" - резной камень. Не только в Египте и странах Двуречья, но и в античной Греции резные камни были в повседневном обиходе, исполняя на свой лад функцию замков и ключей. Все то, что мы привыкли запирать, греки запечатывали личной печатью с резным камнем. Для изготовления таких печаток, обычно с заглубленным резным изображением, чтобы отпечаток был выпуклым, излюбленным материалом наряду с халцедоном был как раз плотный гематит-кровавик, давший резному камню название гемма.

Резной камень часто был не только "замком", но и амулетом. Известно, что в древности гематиту, похожему на запекшуюся кровь, приписывалась способность заживлять кровоточащие раны. Знаменитый медик античности, современник Плиния,- Диоскур писал о целебных свойствах камней, применяемых в медицине, таких, как янтарь, лазурит, нефрит, малахит и гематит. Порошок из гематита издревле использовался и для еще одного важного дела - для полировки золотых и серебряных изделий. Впрочем, абразивные свойства минерала, в отличие от медицинских, не потеряли значения и по сей день, равно как и применение гематита в качестве красивого и своеобразного поделочного камня: плотный гематит отлично принимает полировку.

Орская яшма

"Черные камни по своей природе обладают совершенно особыми чертами: вместо цветных тонов прозрачных самоцветов здесь возникает металлический блеск как результат энергетического хаоса быстро двигающихся и неправильных атомов и ионов, меняющих свои места и сочетания. В черном камне тона траура и смерти сочетаются со сверкающим блеском цвета и жизни",- писал признанный поэт камня А. Е. Ферсман.

Способность стойко хранить цвет и передавать его другим минералам, в которые попадает хотя бы мельчайшая примесь гематита,- важная черта его "характера". Ею определяется и такой важный диагностический признак, как вишнево-красный цвет черты минерала. Именно цвет черты позволяет быстро и надежно отличить гематит от таких черных блестящих минералов, как гетит или ильменит.

Какие разные живописные эффекты вызывает одна и та же краска! Нежны пастельные тона газганского мрамора из Узбекистана, напоминающие размывы перистых облаков или плесы на вечерней реке. А его розовые зернистые разновидности похожи издали на граниты. Торжественны и сами классические граниты. Вспомните анфиладу восьмиметровых колонн Исаакиевского собора или грандиозный триумфальный Александрийский столп в Ленинграде. Розоватые тона этих монументальных гранитных сооружений - это тона полевых шпатов, а они, в свою очередь, окрашены именно тонкораспыленным гематитом.

Живописные узоры и сочетания цветов уральских яшм описать словами невозможно. Убедительно воспевают их нерукотворную живопись вазы, камины, мозаики во дворцах Ленинграда и его пригородов. Вы вспоминаете, наверное, и фрагменты отделки яшvами станций столичного метро, и коллекции пейзажных яшм в минералогических музеях или, например, на выставках "Удивительное в камне" в Москве. А ведь такие красивейшие яшмы, как пейзажная орская,- пламенеющая багряными "облаками", "реками" и "языками пожаров", ленточная кошкульдинская, чередующая дымчато-зеленые извивы и полосы с вишневыми, нарядные, затейливые, парчовые и сарафанные яшмы Крыма, не говоря уж о сургучной яшме, обязаны жаркими красками все тому же гематиту. Гематит виновник и розовых колеров артикского туфа, создающего колорит солнечных площадей Еревана.

Оранжевые и розовые сердолики Крыма и Средней Азии, облачные джамбулские халцедоны, агаты-гелиотропы с их кровавыми струйками и каплями, кораллово-красные прослои сильвина и карналлита в соляных толщах и перламутрово-розовые лепестки цеолитовых розеток и фестонов также окрашены гематитом.

Неожиданная красота искрящихся авантюриновых камней - уральского кварцита "искряка" и "солнечных" полевых шпатов - тоже рождена гематитом. Но тут его роль иная. Если всем упомянутым нами красноватым и красным декоративным камням точечные включения гематита придавали цвет, здесь они дирижируют особенным блеском камня - вспышками разноцветных искорок. Словно салют крошечных искр, малиновых, розовых, бирюзовых, наполняет объем камня праздничным мерцанием. Чуть повернешь камень на ладони - и "зайчики" запрыгают, заиграют, будто пущенные крошечными зеркалами. И вот оказывается, что ни "будто", а точно: внутри кристалла полевого шпата заключены мельчайшие зеркальные пластиночки гематита.

Джеспилиты - особенные рисунчатые породы, не похожие ни на какой другой декоративный камень. Собственно, их можно считать и рудами (богатый рудный минерал гематит составляет в них 70-90%). Их мрачноватая, траурная красота необычайна и состоит в сочетании густо-красного пламенеющего цвета - тонко-распыленного в кварце гематита и сплошного стально-серого, темно-вишневого или лиловатого - собственно гематита с характерным металлическим блеском. Тонкие струйки гематита, и кроваво-красные, и черно-железные, смяты в плойчатые складки, вспенились фестонами, изогнулись волнами. Цвет камня подобен цвету затухающих углей кострища, таящих еще кое-где живые искры отбушевавшего пламени. Но прежде всего гематит - руда железа. Он содержит до 70% железа.

Итак, мы запомнили цвет минерала: железно-черный, стально-серый с красноватым отливом или темно-темно-красный у самых тоненьких просвечивающих пластинок. Запомнили темно-вишневый цвет черты - диагностический признак гематита. Запомнили полуметаллический или металлический блеск с синеватой или реже радужной побежалостью. А какова форма выделений минерала? Как и у гетита, она очень разнообразна и зависит прежде всего от условий его образования.

Подобно гидроксидам железа, и гематит может входить в состав морских осадков, образуя плотные залежи красных глин и илов. Особенно много гематита возникало там, где гигантские извержения древних вулканов происходили прямо в морях и вулканический туф осаждался вместе с илом.

Кристалл гематита

Среди таких гематитсодержащих пород и руд заметное место занимают яркие яшмы Алтая и Казахстана. А вот если вулкан извергается не в море, а на суше, как, например, вулканы Камчатки или Везувий, то там в самом жерле образуются корочки и налеты гематита. Его мелкие чешуйки и зернышки блестят, как зеркальные, их называют спекулярит или железная слюдка. Такой гематит известен, к примеру, в Западном Каражале, в Центральном Казахстане, а сплошной агрегат мелких чешуек имеет прозвище железная сметана. На ощупь эта "сметана" и вправду жирная и скользкая, пальцы от нее сразу становятся красными. В пегматитах также может возникнуть гематит. Тут он образуется при кристаллизации остывающего вещества пегматитов. Здесь в полостях и трещинах возникают самые красивые и правильные ромбоэдрические или толстотаблитчатые кристаллы гематита. Их называют железным блеском. Лучшие кристаллы, украшающие все музеи мира, известны из пегматитов острова Эльба. Им не уступают по красоте разве только кристаллы из уральского месторождения Шабры, где гематит соседствует с тальком и серпентином.

Но самые оригинальные образования гематита - это, конечно, железные розы. Тонкие, темно-красные, слегка изогнутые "лепестки" раскрываются, как у живой махровой розы. В удивительных уникальных созданиях сверкающий мир кристаллов близок миру лепестков и тычинок! Роза из гематита - это сложный, но закономерный сросток тончайших пластинчатых кристаллов: пластинка нарастает на пластинку по плавной спирали, снаружи пластинки более крупные, внутри все более и более мелкие и тоненькие. Железные гематитовые розы, как и иголки гетита, произрастают в погребках альпийских жил из едва теплых, медленно сочащихся по (трещинам растворов. Эффектные розы известны из месторождения Сен-Готард в Альпах и из месторождений Урала.

Железная роза

Подобно гетитовой бурой стеклянной голове может образоваться и гематитовая красная стеклянная голова. Внутреннее строение обеих одинаково. Только тончайшие, плотно прилегающие иголочки состоят у красной головы из гематита. И потому их цвет стально-серый, железо-черный с налетом темно-красного. Когда осадочные железные руды подвергаются действию высокой температуры и давления при процессах горообразования, при метаморфических процессах, как говорят геологи (вы ведь помните, что по-гречески "метаморфоза"-это превращение), толщи осадочных пород преобразуются в совсем иные породы и по минеральному составу, и свойствам. В процессе метаморфизма образуются колос сальные железорудные месторождения, подобные Курской магнитной аномалии (КМА) или Кривому Рогу. В США подобное месторождение имеется в районе Великих озер. В этих месторождениях гематит - часто важный рудный минерал. И запасы его едва поддаются исчислению. (Кстати сказать, и декоративные руды джеспилиты - это тоже одна из разновидностей метаморфических красных железняков - распространены в КМ А.)

Из гематита испокон веков делают красную краску. Археолог, профессор В. Е. Ларичев утверждает, что древнее искусство живописи опередило изготовление металлов по крайней мере на три десятка тысячелетий. У восточных отрогов Кузнецкого Алатау, на берегу речки Белый Июс, около деревни Малая Сыя, им изучено поселение каменного века, возраст которого составляет 34-35 тыс. лет. Живопись Малой Сыи не смогла преодолеть колоссальную толщу веков. Ведь эти люди жили не в пещерах, а в больших постройках из земли и дерева. Но краски, прекрасные краски, красные, состоящие из оксидов железа, и зеленые - из оксидов меди, были так заботливо припрятаны художниками палеолита, а после - наслоениями тысячелетий, что дошли до нас.

Все известные человечеству фрески каменного века написаны безвестными художниками 15-20 тыс. лет назад: замечательные бизоны Альтамирской пещеры, страшные и прекрасные, открытые в Испании больше 100 лет назад; олени из пещеры Фон-Де-Гом во Франции; мамонты из знаменитой Капской пещеры в Сибири; антилопы, быки и охотники фресок Тассили в Алжире - все они написаны красными и коричневыми оксидами и гидроксидами железа!

Но и рудным минералом становится гематит еще в странах древних цивилизаций - Египте и государствах Малой Азии. Одним из важнейших рудных минералов железа остается гематит и по сей день. Остался он и краской. И когда вы держите в руке красный карандаш и под вашей рукой дерзкие солнечные лучи бегут от улыбающегося солнца по всему листу, разгоняя тучи, вспомните, что минерал гематит, красная краска гематит, из которой сделан грифель вашего карандаша, несет доброе чудо искусства без устали 35 тысячелетий!

Наверное, вы слышали и еще об одном важном и интересном минерале железа, упомянутом выше,- магнитном железняке, магнетите. Магнетит (FeFe₂O₄) содержит больше 72% железа. Но самое интересное в нем - его природный магнетизм, свойство, по которому, собственно, и был открыт этот минерал. Как сообщает римский ученый Плиний, магнетит был назван в честь греческого пастуха Магнеса. Магнес пас свое стадо возле холма над рекой Хинду в Фессалии, и вдруг его посох с железным наконечником и его подбитые гвоздями сандалии притянула к себе гора... Гора, сложенная сплошным серым камнем. Минерал магнетит дал в свою очередь название магниту, магнитному полю и всему загадочному и интересному явлению магнетизма, которое пристально изучается со времени Аристотеля и по сей день. Среди книг, написанных Аристотелем, есть специальное сочинение "О магните". Ученый-алхимик и поэт раннего средневековья Марбод Реннский (1035-1123 гг.) так писал о магните:

Камень, чье имя магнит, залегает в земле троглодитов; 
Впрочем, не меньше того им богаты индийские страны. 
Он узнается легко по бурому ржавому цвету 
И по тому, как он тянет к себе железные вещи. 
Первым его применил колдун Деэндор по преданью, 
Ибо в делах колдовских ничто не сильнее магнита...

В XX в. проблемами магнетизма занимался известный физик Пьер Кюри. Кюри установил, что магнит проявляет свою магнитность лишь ниже определенной температуры. Если нагреть магнит до этой температуры, магнитность пропадает и вновь восстанавливается лишь после его остывания. Температура, до которой магнит остается магнитом, получила название "точки Кюри".

Очень давно, уже в II в. до н. э., явление природного магнетизма было известно в Китае. Очевидно, именно это открытие навело ученых Древнего Китая на идею создания компаса. Компас в странах Востока имел в те времена вид маленькой тележки, на которой сидел железный человечек и указывал протянутой рукой на юг.

Магнитные свойства магнетита используются и сегодня, прежде всего для поиска месторождений. Именно гигантская магнитная аномалия способствовала открытию грандиозного месторождения в районе Курска, которое так и названо Курская магнитная аномалия (КМА).

Облик минерала магнетита запомнить несложно. В сплошных угловатых штуфах он напоминает каменный уголь. Железо-черный, чуть сероватый, тускло-блестящий, сильный лишь на гранях (блеск у него не металла, а только полуметаллический), часто с синей побежалостью, с неровным, кое-где раковистым изломом, он поражает своей тяжестью. Плотность минерала 4,9-5,2. Кусок магнетита размером с яблоко имеет массу до 1,5 кг. У него сравнительно высокая твердость (5,5-6), т. е. на стекле он оставляет четкую царапину. Но особенно характерны для магнетита красивые черно-серые кристаллы. Часто они довольно крупные: от 1 до 4-5 см. Обычно их форма - октаэдр: четыре треугольные грани сверху и четыре снизу связывают шесть вершинок. Кристаллики встречаются целыми компаниями, среди них то и дело можно увидеть сростки. Особенно хороши и заметны кристаллы магнетита на фоне белого кальцита в рудах крупного месторождения Ковдор в Карелии. О том, как здесь образовался гигантский, почти вертикальный столб магнетитовых руд, ученые спорят уже много лет. Скорее всего это месторождение - результат колоссального взрыва, где продвигающиеся по трубообразному жерлу расплавленные массы земного вещества сопровождались горячими вязкими растворами и газами.

Образуется магнетит и в магматических породах. Но в породах кислого и среднего состава, т. е. таких, где преобладает полевой шпат, магнетит составляет лишь малосущественную примесь. А вот в ультраосновных и основных, сложенных по преимуществу железосодержащими силикатами, магнетит и его титанистая разность - титаномагнетит - образуют мощные залежи руд. Таковы крупнейшие месторождения Швеции - Кирунаваара и Люоссавара. С магматическими породами основного состава (габбро-амфиболитами) связано Качканарское месторождение в Свердловской области, Кручининское в Читинской области и ряд других. Важны и интересны титан-магнетитовые руды тем, что в их состав, помимо железа, могут входить примеси ванадия, титана, а также платины.

Но, конечно, больше всего магнетита, хотя и не в таких красивых кристаллах, входит вместе с гематитом в состав железистых кварцитов. Это наиболее известные месторождения мира: месторождения КМА (и среди них Стойленское, Лебединское, Салты-ковское, Михайловское и др.), месторождения Криворожско-Кременчугского бассейна (Скелеветское, Ингулецкое, Новокриворожское и др.), Оленегорское и Кировогорское месторождения Карелии, Чаро-Токкинское месторождение на юге Якутии. Крупнейшие железорудные месторождения за рубежом тоже представлены железистыми кварцитами. Это месторождения Лабрадора в Канаде, большая группа месторождений у озера Верхнего (США), железорудный бассейн в штате Минас-Жерайс (Бразилия), Бушвельд в Африке, бассейн Хамерсли в Западной Австралии и во многих других странах.

Скарнами геологи называют кристаллические породы и рудные зоны, возникающие Там, где гранитная, а также сиенитовая или диоритовая магма внедряется в толщи известняков или вулкано-генно-осадочных пород. При этом на контакте возникает множество новых минералов. Минералы часто распределяются в скарнах волнообразными слоями, собранными в складки и крупные фестоны. При полировке скарны выглядят поэтому очень красиво. Например, закрученная, как спираль, полоса темно-зеленого хлорита и буровато-зеленого пироксена - геденбергита, или фисташкового эпидота, сменяется медово-желтой полупрозрачной кальцитовой полосой, повторяющей всю игру зеленой волны. Лучистыми кокардами нарастают на ее гребень призматические кристаллы скаполита, амфибола или зернистые агрегаты красно-бурого граната андрадита. К таким полосчатым и пятнистым скарнам приурочено и магнетитовое орудение гор Благодать и Высокой на Урале и Дашкесанское месторождение на северо-восточном склоне Малого Кавказа в Азербайджанской ССР.

Скарны Дашкесана еще красивее и пестрее, чем уральские. Кроме магнетита, граната и кварца, они содержат светло-зеленый тальк, лиловый и розовый флюорит, блестящие латунно-желтые сульфиды железа, розовато-серебристые сульфиды кобальта и никеля и голубовато-серебристые молибдена и свинца, и такие редкости, как рутил, шпинель, ортит, лучистые цеолиты. Словом, больше сотни распространенных и десятки редких и редчайших представителей минерального царства.

Нередко титаномагнетитовые руды бывают комплексными, т. е., помимо магнетита, в них может присутствовать и апатит, и оксид циркония - бадделеит или минералы, содержащие кобальт, свинец, цинк, медь.

Сидерит, или железный шпат (FeCO₃),- карбонат железа (по-гречески "сидерос" или "зидейрос" - железо), тоже рудный минерал. По внешнему облику - это самый антиметаллический минерал железа, а ведь испокон веков он был излюбленной железной рудой, хотя металла сидерит содержит меньше, чем гетит, гематит или магнетит (до 48%). Но эта руда чиста от примесей серы и фосфора, и железо извлекается из нее просто и надежно. Повышает его ценность и часто встречающаяся в нем примесь марганца.

Сидерит

Словом, прекрасная руда. Однако внешне она больше похожа на зернистый, необыкновенно тяжелый (плотность его 3,7-3,9) и необыкновенно блестящий палево-желтый или серовато-желтый мрамор. Это и понятно, ведь характерные кристаллы сидерита - ромбоэдры. И ромбоэдры сидерита, конечно, в зернистом агрегате близки ромбоэдрам других карбонатов, скажем кальцита, из которого слагается мрамор. Однако только на первый взгляд. Присмотримся повнимательнее: кристаллы часто несколько изогнуты, грани ромбоэдра прогнулись седлышком или, наоборот, выгнулись чечевицей. И оттого спайность в сростке выделяется резко, плоскости спайности словно разбивают кристаллы на ступеньки.

А это что за прелесть? Снова словно цветущая гроздь! На железные гематитовые розы эти сростки не похожи, хотя и они по-своему железные. Но здесь не тонкие пластинки, а утолщенные в центре лепестки ("выросшие" из сильно сплющенных ромбоэдров); срастаются они не по 20-30, а всего по два, по три. Но как красив весь сросток желтовато-кремовых лепестков, блестящих перламутром, заполняющий всю полость трещины в рудной жиле! А это что за "увядшие" лепестки? Почему у них кончик словно подгорел? Приглядитесь: по трещинкам спайности словно проникает ржавчина. Ну, конечно, вы снова видите, как развивается псевдоморфоза. По сидериту образуются оксиды железа - гетит, гидрогетит, а иногда и магнетит, и тогда сидерит приобретает магнитные свойства. Отличить сидеритовую руду от мрамора довольно просто: только капните соляной кислотой - и по зернышку сидерита постепенно расползется зеленоватое пятно FeCO₃ (а кальцит, хотя и зашипит бурно, с пузырьками, цвета своего не изменит).

Можно быстро отличить сидерит и так: в лучах ультрафиолетовой лампы он ярко светится, люминесцирует оранжево-красным цветом.

В рудных жилах вместе с сидеритом встречаются золотистые прожилки халькопирита и сверкающий темно-бурый или медовый сфалерит (сульфид цинка), тяжелые, голубоватые блестки и мелкие кубики галенита - сульфида свинца.

На сидерите отлично подтверждается один неписаный закон минералогии: если кристаллы крупные, правильные, эффектные, чаще всего они и выросли "для красоты", и место им - в музейной коллекции; руды здесь, как правило, не жди.

Лучшие кристаллы сидерита найдены в полостях гидротермальных рудных жил (Кишбанья в Румынии, Пршибрам в Чехословакии).

Но случается, сплошной сидерит слагает не просто прожилок или даже жилу, а целую гору. Такая гора известна в Альпах, в Штирии, на территории Австрии. Разрабатывают ее не одну сотню лет. И сейчас вся она от подножия до вершины, словно лестница великанов, поднимается уступами на 800 м. Каждая ступенька высотой 1,5-2 м, а всего их больше 40!

Рассказывают, что когда-то, в давние-давние времена, железной руды здесь не было, а в горе брали только белый камень. Как-то пошли мужики посильнее за камнем, чтобы дом строить. И вдруг видят в ста шагах маленький-премаленький человечек, одетый ну точно как настоящий горняк: и с кожаным широким поясом и со всем горняцким инструментом - кайлом, ломом и прочим. Да это же Горный Дух по имени Винциг! ("Винциг" значит "крошка".) Стал Винциг долбить каелкой породу. Ударит по белому камню, и как птички разлетаются в стороны красные осколки. Мужики даже рты пораскрывали от удивления. Да так и не успели закрыть: прямо перед ними вырос огромный Горный Дух! "Чего вам тут надо? - говорит.- Что вы тут роете?"- "Камень! - отвечают.- Домишко построить надо". Рассмеялся выросший до небес Винциг. "На что вам простой камень! А золота не хотите? Или железа? Выбирайте-ка сами: золото на год или железо на века?"-"Железа! Железа! На века железа!"-закричали изо всех сил мужики, стараясь перекричать друг друга. "Ну тогда так, где я ударю, там и ройте, и железо не кончится никогда!"

Не обманул людей Горный Дух, и по сей день работает рудник Эрцберг (Рудная гора) в Штирийских Альпах.

Словно, правда, по волшебству оказался здесь сидерит: рудоносные железосодержащие растворы пропитали всю гору, сложенную первоначально карбонатом кальция, кальцитом, и нацело заместили весь кальцит сидеритом. Только в самых верхних горизонтах в пещерках и полостях снова мог кристаллизоваться карбонат кальция. Но как! Здесь вместо плотной кальцитовой массы выросли дендритовые сростки, но уже не кальцита, а другого карбоната кальция - арагонита, похожие на причудливых зверей или на сплетения ветвистых белоснежных кораллов. И хотя железа в них нет, горняки назвали их "железные цветы". Гидротермальный метасоматоз - так именуют ученые рудогенный процесс, создавший это месторождение. Есть подобное месторождение и на Урале - Бакальское. Вы уже помните, что в его верхних горизонтах развивалась роскошная "железная шляпа". Подобное месторождение известно и в Испании на Пиренейском полуострове в районе Бильбао.

Ромбоэдры сидерита и их небольшие сростки встречаются иногда и в пегматитах. Они известны в пегматитах Волыни на Украине. Тут в пегматитовых жилах, пропитанных поздними растворами, в трещинках и пустотках геологи встречают желтоватые блестящие ромбоэдры, их сростки и щеточки. Иногда из пустотки круглой головочкой выглядывает сидеритовый шарик - сферосидерит. Внутри он, как и другие сферолиты, ранее встречавшиеся нам в мире минералов, сложен тоненькими игольчатыми кристалликами, растущими радиально.

Похожий сидерит, образующий не ромбоэдры, не кремовые лепестки и не плотные зернистые массы, но и не маленькие шарики, а гигантские сферолиты (подчас диаметром до полуметра!), кристаллизуется в осадочных породах. Если он содержит примесь магния, его называют сидероплезит. Сидероплезит и сферосидерит слагают важные осадочные месторождения сидеритовых руд в Шотландии, в Англии (Южный Уэльс), в ГДР (Гаале), в СССР (в Восточном Забайкалье, Березовское). Скопления сферолитовых руд нередко приурочены к угленосным бассейнам. Их встречают, например, у нас в Донбассе и в ФРГ (в Вестфалии). Не встречались ли вам в Крыму на пляже Планерского смуглые гальки, которые камнелюбы называют "полинезийцами"? Это как раз конкреции сферосидерита, окатанные морем.

Как составная часть входит сидерит и в руды Керченского железорудного бассейна, и в руды КМА.

Вы помните, что среди руд меди самые важные - это сульфиды: золотистый халькопирит, борнит с нарядной пестрой побежалостью, свинцово-черный халькозин - сульфид собственно меди и потому самый богатый металлом. А есть ли в природе сульфиды железа? Конечно. И не один. Во-первых, уже известные нам халькопирит и борнит, помимо меди, содержат железо. Но больше всего среди природных сульфидов сульфида железа. Пирит (FeS₂) получил свое имя от греческого слова "пирос" - огонь. Удар по нему рождает искру, в древности кусочки пирита служили кресалом. Зеркальный блеск на гранях отличает пирит от других сульфидов. Еще ярче блестит полированный пирит. Зеркала из полированного пирита археологи находили в могилах инков. Поэтому у пирита есть и такое редкое имя - камень инков. Во времена эпидемий золотой лихорадки пиритовые блесточки в кварцевой жиле, в мокром песке на промывальном лотке вскружили не одну горячую голову. Еще и теперь начинающие камнелюбы принимают пирит за золото. Но давайте вглядимся в него, прислушаемся к пословице: "Не все то золото, что блестит!" Цвет пирита латунно-желтый. Грани кристаллов пирита отливают сильным металлическим блеском, а вот в изломе блеск более тусклый. И, как у магнетита или гематита, можно разглядеть пленочку побежалости. У магнетита она была синяя, а у пирита обычно бронзовая, красноватая или мелькает кое-где пестренькая с розовыми и красными переливами. И вот еще характерное свойство: твердость. Твердость у пирита 6-6,5, он легко царапает стекло. Это самый твердый минерал в классе сульфидов (не говоря о самородных металлах!). Твердость его сказывается и в том, что у граней его кристалликов всегда ровные красивые ребра. Единственный из всех сульфидов, пирит поддается огранке, сохраняет остроту граней и блеск. Его гранят мелкими "розами" и потом обрамляют драгоценные камни сверкающей каймой пиритовых "роз". Или собирают ограненные кристаллики, сверкающие зеркальцами, в одну головку, напоминающую прославленные "стальные брильянты". Но гранить удается не всякий пирит, обычно он очень легко окисляется и чернеет. Черный, зеленовато-черный у него и цвет черты.

Штриховка на кристаллах пирита

И все же самое характерное в облике пирита - форма кристаллов. Чаще всего это куб. От самых маленьких кубиков, гнездящихся по трещинам, до кубов с высотой ребра 5 см, 15 см и даже 30 см! Двухпудовые кристаллы пирита встречались в Березовском месторождении на Урале и в месторождении Акчатау в Центральном Казахстане. Даже если учесть, что минерал тяжелый (его плотность 5-5,2), такие кристаллы - гиганты! Оба эти месторождения славятся великолепными торжественными латунно-золотыми кубами пирита. Причем минералог сразу вам скажет: вот этот кристалл с Акчатау, а этот - с Березовского. Грани березовского пирита "гравированы" резкими бороздками. По каждой из восьми граней куба глубоковрезанная штриховка идет параллельно ребру кристалла, причем так: у пересечения смежных граней штриховка сходится под прямым углом. Однако грани акчатауских пиритов лишь кажутся зеркальными, есть штриховка и на них, только совсем другая. Если присмотреться к, казалось бы, гладким граням, видны тончайшие бороздки, ведь штриховка на гранях тоже один из характерных признаков этого минерала. Конечно, чем больше кристалл, тем грубее бороздки. Но не только кубами бывают огранены кристаллы пирита, в арсенале этого минерала имеются уже известные нам по магнетиту октаэдры. Для пирита они довольно редки. Но зато пирит позволяет воочию полюбоваться формой с таким названием - пентагондодекаэдр. "Пента" - это пять, все грани у такой формы пятисторонние, а "додека" - дюжина - всего их двенадцать. Эта форма для пирита столь типична, что в старину даже получила название "пиритоэдр". Могут возникнуть и экземпляры, сочетающие грани разных форм: куба и пентагондодекаэдра. Форма кристалла - его визитная карточка. По ней минералоги определяют, в каких условиях, при каких температурах и давлениях рос кристалл, кто были его соседи. А среди соседей пирита встречаются и вольфрам, и золото. Кристаллы пирита могут привести к золотоносным жилам.

Кристалл пирита пентагондодекаэдр

Пирит - своеобразный "подопытный кролик" минералогии. Каких только исследований на нем не проводили! Важна его форма. Он возникает в самых разных природных условиях. Ученые называют такие минералы "сквозными". Они "насквозь" проходят все процессы кристаллизации, образуясь и из магмы, и из паров, и из растворов, и из осадков. В гранях и их сочетаниях запечатляются условия образования минерала. Важны электрические свойства, например электропроводность. Пирит помогает установить подлинную ориентировку жил и минералов в них в момент кристаллизации.

Одно из самых изящных созданий каменного царства - мерцающая пыльца пирита на гранях других минералов: на прозрачных и молочно-белых башенках кварца и, самое красивое, на друзах кальцита. Эти сооружения из перламутровых пластинок, напоминающие фантастические карточные домики ("папиршпата") или сверкающие остриями копий розоватые друзы кальцита, красивы и сами по себе. Но если некоторые из их граней оттенены еще и золотистыми или радужными блестками тончайших кристалликов пирита, вы немеете от восхищения.

Но ученый, подавляя эмоции, должен ответить на вопрос: а почему так? Профессор минералогии Ленинградского горного института Д. П. Григорьев посвятил годы выяснению того, как именно зарождаются, растут, формируются и гибнут кристаллы минералов. Он назвал эту интереснейшую ветвь минералогии онтогенией минералов. Пиритовые присыпки на кристаллах кварца и кальцита, показывающие, как были ориентированы растущие кристаллы в давно окаменевшем рудообразующем потоке раствора,- одна из важных и увлекательных страниц онтогении.

Но как ни типичны для пирита кристаллы различного габитуса, еще больше в природе сплошных сливных или зернистых масс пирита: серного (или железного) колчедана. Именно колчедан и служит рудой. Руда эта весьма ценная, хотя добывают из нее не железо. Железа в нем немало - 46,5%, да извлекать его дорого и невыгодно, зато пирит - дефицитная руда химической промышленности. 53,5% составляет в нем сера. Получают из этого минерала серную кислоту. Оставшиеся после обжига железные огарки часто добавляют в доменную шихту, чтобы железо все же не пропало. Или делают из них краску. Но главный продукт здесь - серная кислота. Имеет пирит и важное промышленное значение как минерал, концентрирующий примеси редких и редчайших химических элементов: кобальта, никеля, золота, селена, таллия. Из медистых пиритов попутно извлекают медь. Для получения серной кислоты рентабельны только крупные месторождения вулканогенного Происхождения, а иногда и залежи и линзы, образующиеся в осадочных породах. Формы выделения пирита здесь иные. Кроме тонко-зернистых сплошных масс, встречаются псевдоморфозы пирита, но не только по минералам, а по... растениям и животным, жившим в отдаленные геологические эпохи. В угольных пластах встречаются обломки великолепных, словно позолоченных, стволов деревьев и их ветвей или пиритизированные раковины моллюсков.

Особенно впечатляют великолепные витые раковины аммонитов, внутренние полости в которых словно "обсахарены" золотистым сахарным песком. Здесь же, в осадочных породах, можно встретить и пиритовые шары - сферолитовые конкреции. Впрочем, сферолиты и колючие сростки копьевидных кристаллов - любимые формы не пирита, а его ближайшего родственника - марказита.

Марказит тоже имеет состав FeS₂. Но ионы кристаллической решетки этой разновидности сульфида железа соединяются иначе. Его внутренняя структура соответствует симметрии ромба. Другим получается и внешний облик кристаллов. Смысл этого древнего арабского названия утерян, но зато его синонимы лучистый колчедан, копьевидный колчедан, гребенчатый колчедан говорят сами за себя: именно лучистые, копьевидные и гребенчатые формы - самые характерные для марказита. Еще более характерны для марказита натечные формы: шары, корочки, почки. Как и пирит, он "консервирует" раковины и стволики растений, сохраняя для нас слепки давно исчезнувших форм жизни. Как и пирит, образует псевдоморфозы (в том числе и по пириту).

Марказит несколько отличается от пирита и цветом, но все же в сплошных массах, сферолитах и в псевдоморфозах обычно без специальных исследований их не различить. Серную кислоту, разумеется, можно получить и из него, но марказит крупных скоплений почти не образует.

И все же, если мы мысленно сложим вместе все оксиды, карбонаты и сульфиды железа и даже добавим все метеоритное железо, когда-либо найденное на Земле, мы не получили бы и сотой доли металла, таящегося в силикатах и пока, увы, не извлекаемого. А может быть, и не увы! Ведь сколько великолепных красот подарило железо, главный краситель природы, разноцветному миру минералов, и особенно его самому многочисленному классу - классу силикатов! Им окрашены в черный и зеленый цвета лучистый пироксен эгирин, которого так много в породах Хибин, аккуратные призмы черного турмалина - шерла, и синего турмалина - индиголита, и оливково-зеленые призмочки эпидота - пушкинита. Железо чернеет в темной слюде - биотите, которую вы находите в гранитах на уроках природоведения и привычно различаете в цоколях домов и монументов. Именно железо придает красные и красно-бурые цвета зернышкам гранатов, альмандина и андрадита, и нежный золотисто-зеленый хризолиту, драгоценному оливину и его тезке уральскому гранату "хризолиту" - демантоиду.

Какие бы темные зернистые породы вы не принялись разглядывать - дуниты, сложенные оливином и пироксеном, или габбро, где пироксен соседствует с полевым шпатом, или темно-зеленые шелковистые змеевики, украшающие такие станции московского метро, как Щербаковская и Преображенская,- всюду черные, темно-зеленые, бурые силикатные минералы содержат 15-20% железа. Но в этой книге, посвященной главным образом минералогии рудных минералов, мы не сможем уделить им достойного внимания. Извлекают железо пока только из одной группы железистых силикатов - хлоритов шамозита и тюрингита. Темно-серый или черно-зеленый шамозит возникает в лагунах древних морей. Поэтому он часто образует круглые горошинки - оолиты, "бобовины". Тонкочешуйчатый оливково-зеленый тюрин-гит возникает в процессе слабого метаморфизма осадочных месторождений железа. Эти руды известны во Франции, в ГДР и ФРГ (откуда и их названия: шамозит от Шамозон в Лотарингии, а тюрингит - от Тюрингии). Залежи шамозита часто замещены типичными "железными шляпами". Из месторождений шамозита наибольшей известностью пользуются железорудный бассейн в Лотарингии, где шамозит встречается вместе с гетитом. А в СССР - Халиловское месторождение на Южном Урале, Алапаевское и Аятское на Северном и Среднем Урале. Самое известное месторождение тюрингита - Шмидефельд в Тюрингии (ГДР). Есть этот минерал и в СССР в Караджале (Казахстан).

Керченит

Невозможно не сказать несколько слов и о фосфате железа - вивианите. Очень уж это приметный минерал. Порошковатый или землистый вивианит выделяется интенсивной грязновато-синей окраской. Из него делают недорогую синюю краску. Кристаллический вивианит образует красивые лучистые сростки. Они встречаются в Керченском железорудном месторождении. Здесь его называют керченитом. Звездочки и розетки керченита нередко вырастают в пустых ракушках, встречающихся среди лимонита. Ведь вы помните, что керченские железные руды образовались на месте мелководных лагун. Здесь и жили некогда моллюски, домики которых дали теперь не только надежное пристанище хрупким звездочкам керченита, но и фосфор для образования хрупких сростков керченита. И вивианит, и его разновидность керченит - поздние гипергенные минералы. Они образуются за счет железа, освободившегося при разрушении его гидратов, и фосфора из костей и раковин бывших обитателей мелководья.

Для керченита особенно характерно такое любопытное свойство: только что найденные кристаллики бывают нежно-голубыми, прозрачными, но они быстро темнеют, превращаясь в зеленовато-синие и даже синевато-черные. Часто зеленоватые и синие оттенки можно увидеть в одной и той же блестящей звездочке.

На первый вопрос, почему, хотя железо на Земле самый распространенный металл, в минералах его "опознали" много позже, чем золото или медь, и из чего же его получают, мы ответили. Минералы, где металл налицо - самородное железо или сульфиды (пирит, марказит, пирротин), фактически его рудой не являются. Д,ля железа самые главные руды-оксиды: красный железняк гематит, магнитный железняк магнетит, гетит и гидрогетит (входящие в состав лимонита или бурого железняка) и не менее важный, хотя и вовсе на металл не похожий карбонат сидерит. И наконец, из нескольких десятков силикатов железа только хлориты тюрингит и шамозит могут тоже служить рудой железа.

Ответ на второй важный вопрос, определивший судьбу этого металла,- как люди научились его получать - вы найдете в книге А. А. Мезенина "Занимательно о железе" и в других изданиях, список которых приведен в конце этой книги.