НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ





Солёный магний для космической отрасли

Спасти металлические поверхности от обледенения и коррозии поможет наносекундный лазер

'На погасшую печь смотреть больно' - в России навсегда остановлена работа печи Мартен

Уральская кузница запустила в работу манипулятор-гигант

В Красноярском крае ученые выплавили железо по древним технологиям

Ученые создали высокостойкий сплав титана и тантала

История первого чугуна

Броня Победы

Древние плавильные печи найдены в Монголии



предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава XIV. Богиня смарагд и металл космических ракет (Бериллий)

О пастбища и нивы! 
Ваш отблеск и поющее сиянье 
в мерцанье изумруда вечно живы.

Я. Врхлицкий


Эта удивительная богиня не была похожа ни на одно известное прежде божество: на алтаре храма покоился прозрачный густозеленый кристалл размером с яйцо страуса. Солнечный свет наполнял весь его объем светящейся зеленью такого веселого, такого радостного оттенка, словно богиня Смарагд и впрямь излучала жизненную силу. Словно и впрямь ей были подвластны непроходимые заросли сельвы и посевы маиса. Имя этой необычной богини и описание ее облика встречаются в хрониках XVI в., составленных испанскими монахами, которые сопровождали конкистадоров в Перу, Колумбии, Мексике.

До нас дошел рассказ о том, что покоритель Мексики Эрнандо Кортес привез испанскому королю пять удивительных резных изумрудов, изображавших фантастические растения, рыб, зверей - символы созидающей жизненной силы. Бразильские индейцы называли этот камень "тепостон" - сын горы, колумбийские "тап-и-акар"- зеленый камень. "Эсмеральда" - стали называть его испанцы.

Миниатюрная каравелла, вырезанная из цельного колумбийского изумруда, над ней вместо солнца изумрудный крест - не правда ли, весьма выразительный символ колонизации Америки под эгидой христианства, маленький шедевр испанского ювелира XVI в., ныне хранящийся в Золотой кладовой Эрмитажа?

С тех пор, как конкистадор Хименес Кесада впервые увидел изумруды в руках пленного индейца, а было это, согласно историческим хроникам, 12 марта 1537 г., борьба за самоцветы Колумбии и Бразилии не утихает по сей день. Не слишком богомольных и не всегда грамотных конкистадоров сопровождали воинственные католические монахи. Христовы пастыри с похвальным рвением заносили победы меча и креста в хроники. В этих старинных документах вперемешку с легендами, вроде легенды о богине Смарагд, попадаются и подлинные странички истории освоения изумрудных копей Южной Америки. Мы узнаем, что награбленные изумруды Перу и Мексики вывезли за океан. Но ни в Перу, ни в Мексике испанцам долго не удавалось найти месторождений изумрудов. Индейцы тщательно маскировали все подходы к месторождениям "священного" камня.

Наконец, в отчете от 1 января 1564 г. испанский наместник в Колумбии Диез Венеро де Лайва сообщил своему королю Карлу V, что в 30 лигах (лига составляет около 5,5 км) от города Санта-Феде-Богота, в провинции Мюзо, с "божьей помощью" были открыты изумрудные копи. Наместник называет имя первооткрывателя - Хуан де Пенагос. Де Пенагос первым обратил внимание на удивительный факт: в куриных зобах в селениях Калима и Мюзо попадаются мелкие зеленые камешки.

Больше четырех веков мужественные индейцы Мюзо и Калиме вели борьбу за сокровища предков: в историю вошли и отчаянные набеги, и отравленные стрелы, и спрятанные, заваленные камнями, заплетенные быстрорастущими лианами выработки. Рудники зеленого камня неоднократно переходили из рук в руки. И если знаменитое месторождение Мюзо (или Мусо) испанцы нашли, захватили и эксплуатировали с XVI в., то другое, второе по величине месторождение Колумбии - Чивор, известное еще во времена конкистадоров под названием Сомондоко, потом благодаря неустанным усилиям индейских племен было якобы "забыто": скрылось под изумрудным плащом вечнозеленой сельвы более чем на 300 лет! Второй раз месторождение открыли только в начале нашего века.

Не менее жестоко ведется борьба за колумбийские изумруды и сейчас, когда "на смену ядам и заклинаниям пришел закон Смита и Вессона 38 колибра", как пишет в своих воспоминаниях советский геолог А. А. Беус, консультировавший разведку изумрудов в Колумбии.

Изумруд
Изумруд

Изумруды Колумбии и Бразилии надолго затмили зеленые камни Старого Света, а ведь в Старом Свете изумруды были известны и ценимы еще в Ассирии и Древнем Египте. Археологи находили их на египетских мумиях в виде традиционных амулетов-скарабеев. Были встречены изумруды и при раскопках Геркуланума и Помпеи, древних римских городов, засыпанных вулканическим пеплом Везувия. Известно, что эти зеленые самоцветы особенно нравились легендарной царице Клеопатре, правившей в Александрии (69-30 гг. до н. э.). Клеопатра имела обыкновение в знак особой милости дарить придворным вельможам свое изображение, выгравированное на изумруде. До нас дошло даже легендарное название исторических выработок Египта: "копи царицы Клеопатры". В Аравийской пустыне на расстоянии 200 км от Нила и около 35 км от Красного моря протянулась полоса древних копей. Возле местечка Джебель-Забарах, где по нескольку лет не выпадает ни капли воды, уже в 1816 г. были найдены остатки грандиозных горных работ. Некоторые выработки так велики, что в них могли одновременно работать до 400 рабов, а отдельные шахты достигали глубины 200 м.

Известно, что после египтян и греков изумрудные копи разрабатывали римляне, арабы и турки вплоть до середины XVII в. Каков же он на самом деле, этот легендарный драгоценный изумруд, одолевший красотой и ценой даже алмаз? В чем его привлекательность? Прежде всего в живом и насыщенном цвете, сочетающемся с ясным блеском, прозрачностью - "водой", так характерной для всех бериллов вообще. Ведь изумруд - это не что иное, как окрашенная примесью хрома и прозрачная травяно-зеленая разновидность минерала берилла, самого распространенного природного соединения металла бериллия.

Очень интересное свойство изумруда - менять оттенок цвета при повороте камня. Посмотришь поперек кристалла - цвет теплый, свежий, "травяной", повернешь и посмотришь вдоль оси - появилась характерная "изумрудная" сининка. Это свойство менять оттенок окраски в зависимости от поворота кристалла по отношению к источнику света отличает все бериллы, но у бледно-окрашенных кристаллов оно почти не заметно, зато у изумрудов проявляется очень четко.

Кристаллы берилла часто имеют красивую правильную форму. Это шестигранный столбик (призма), обычно не очень длинный и довольно толстый. Длина такого столбика нередко достигает 7-8 см. Но все крупные кристаллы, как правило, мутны и непрозрачны, потому что обычно содержат мелкие включения других минералов: чешуйки слюды или иголочки черного турмалина, очень часто их замутняют маленькие газовые пузырьки. Лишь отдельные участки крупных кристаллов по своей чистоте и прозрачности достойны огранки.

Берилл
Берилл

Дороги изумруды не только из-за своей красоты, но и потому, что они очень редки. Бериллы возникают в месторождениях, связанных с гранитными массивами - в гранитных пегматитах. Особенно красивые - в пустотах этих пегматитов, например в пегматитах Украины. Встречаются они и в зонах, "пропитанных" растворами и парами, отходящими от горящей гранитной магмы,- в грейзенах и в связанных с ними кварцевых жилах, а то и просто в некоторых гранитах, особенно богатых парами и газами.

Но изумруд - совсем особенный, редкий берилл. Зеленый цвет придает ему незначительная примесь хрома. А элементы бериллий и хром почти никогда не встречаются в одних и тех же породах: в гранитной магме хрома практически нет. Зато этим химическим элементом богаты темные ультраосновные породы, сложенные силикатами железа и магния: оливином, пироксеном. Но в них не образуются бериллы. Значит, чтобы возник хром-содержащий зеленый берилл-изумруд, нужно, чтобы в одной и той же точке земной коры встретились ультраосновные породы и богатая парами и растворами гранитная магма. Такая встреча - большая редкость. Но если она все же состоялась, тогда в зоне контакта их могут возникнуть новые редкие породы - слюдистые, тальковые и хлоритовые сланцы с линзами и жилами кварц-полевошпатовых, плагиоклазовых и кварцевых пород. В них-то и встречаются изумруды, хромеодержащие бериллы, почерпнувшие бериллий из гранитной, а хром из ультраосновной магмы. Именно так "устроены" месторождения Африки и Урала и единственное небольшое месторождение Хабахталь, известное в Европе в Австрийских Альпах. А вот изумруды месторождений Мюзо и Чивор образовались по-иному. Их сопровождают такие типичные жильные минералы, как прозрачный кальцит (карбонат кальция), магниевый карбонат доломит, горный хрусталь, пирит. Видимо, трещинки в черной сланцево-карбонатной толще, пронизанной изумрудоносными жилами, послужили просто удобным местом для отложения из гидротермальных растворов всей этой компании минералов. Источником хрома могла послужить толща черных сланцев, а источник бериллия нужно искать глубже - в подстилающих эту толщу измененных магматических породах.

Но ценятся не только зеленые бериллы-изумруды, с давних времен нравились людям и нежно-голубые камни. Вообразите на миг голубое небо над голубым морем. Что голубее - море или небо? Наверное, море, когда в нем отразилось небо, а в небе светило солнце!

Есть на свете камень, который так и называется: "аквамарин "- вода морская (ведь по-латыни "аква" - вода, а "маринус" - морской). Но вода морская даже и на солнышке не одинакова. Зачерпните море ладонью - какая вода? Совсем бесцветная. А зайдите поглубже - поголубела. А на горизонте, там, где море и небо сливаются, морская вода синеет, как василек. Таков и аквамарин. Он тоже бывает разным: чем ярче, тем лучше! Васильково-голубые аквамарины привозят с далекого острова Мадагаскар или из Австралии. В Бразилии нашли однажды самый большой аквамарин в мире. Он был как бочонок: длиной почти полметра, шириной - немногим меньше, а масса его - 110,5 кг! Снаружи он был зеленоватый, а внутри чисто-голубой! Горы, окаймляющие озеро Байкал, издавна славятся нежно-голубыми кристаллами. Одним кончиком эти кристаллы прирастают к стенке трещинки, рассекающей горную породу,- грейзен, а их свободные концы топорщатся, как щетина гигантской щетки. Такие сростки кристаллов в минералогии так и называются щетки. Сами кристаллы в щетках длинные, стройные, как карандашики. Иногда они напоминают узкие граненые стаканчики: шесть блестящих граней заканчиваются плоской крышечкой. Аквамарин цвета морской синевы издавна считался талисманом моряков. Мореплаватели Греции и Рима верили: "волшебный" камень-талисман охранит от бурь и принесет победу на море. На голубом камне вырезались символические знаки: морские животные, рыбы, корабли,- чтобы он лучше помогал. Сохранился талисман римского императора Октавиана Августа, который прославился победами на суше и на море.

На его аквамарине вырезана такая сцена: сам Октавиан в кипучих волнах правит четверкой морских коней гипокампов - головы у них лошадиные, а туловище заканчивается, как у драконов, мощными змеиными хвостами.

Очень ценились в древности и бледные, почти бесцветные аквамарины. Не столько за красоту, сколько за прозрачность: из них шлифовали стекла для очков и зрительных труб.

Но бериллы бывают не только зелеными, голубыми или бесцветными. Встречаются и золотисто-желтые бериллы - гелиодоры. В их названии спрятался солнечный свет: ведь как вы, наверное, помните, Гелиос - греческий бог солнца! Очень редко бывают и розовые бериллы. Голубые аквамарины, золотистые гелиодоры, зеленые изумруды - все эти замечательные самоцветы - ближайшие родственники. Но в природе минералам редко удается вырасти такими красочными, такими прозрачными. Гораздо чаще даже шестигранные кристаллы обыкновенного берилла, "стаканчики" бывают мутными, едва зеленоватыми, а то и белыми. Что уж говорить о мелких зернышках этого минерала, которых и не видно, хотя их-то в природе как раз и больше всего. Их ищут тогда особым прибором - берилл ометром. Стрелки бериллометра "чувствуют" этот ценный минерал в руде, даже когда он и не заметен. Ценный? А что же в берилле ценного, когда он мутный и белесый? В руде? Какая ж это руда? Долгое время действительно разрабатывались пегматитовые жилы лишь с крупными кристаллами берилла, нередко массой до тонны, а в "Занимательной геохимии" А. Е. Ферсмана есть фотография 18-тонного берилла! Но аппетиты современной техники нельзя удовлетворить только за счет этих гигантских уникумов. Как показывает сегодняшний опыт эксплуатации месторождений, вполне выгодны (как говорят, рентабельны) и крупные по запасам и богатые по содержанию бериллия рудные тела с мелкой вкрапленностью. И не только берилла, но других минералов бериллия - фенакита, бертрандита, хризоберилла, эвклаза. В пегматитах и изумрудоносных слюдитах эти минералы часто выглядят как настоящие самоцветы: драгоценный хризоберилл - это александрит, удивительный минерал, зеленый при дневном свете и малиновый при свете свечи или электрической лампочки; прозрачные бесцветные кристаллы фенакита в огранке сверкают почти как бриллианты, а голубой эвклаз не уступает по красоте аквамарину.

Фенакит (сросток кристаллов)
Фенакит (сросток кристаллов)

В рудах те же минералы смотрятся иначе. Они возникают в процессе пропитки горных пород рудоносными гидротермальными растворами. Кристаллизация из более холодных и более щелочных растворов изменила габитус кристаллов: излюбленные формы выделения фенакита здесь шарообразные лучистые солнышки и розетки, а иногда и сплошные шары-сферолиты. В компании с фенакитом часто встречаются лиловый флюорит". и розовый полевой шпат. А эвклаз и хризоберилл более редки, обычно они образуют тонкую вкрапленность мелких светлых зернышек. Их тоже трудно различить без бериллометра. Из него на породу направляется искусственное радиоактивное облучение, и минералы бериллия сразу дают о себе знать, испуская пучок нейтронов, который улавливается счетчиком прибора. Ведь бериллий при бомбардировке его а-частицами интенсивно излучает нейтроны.

Рудные минералы бериллия - силикаты. По облику и химической природе они, конечно, не похожи на рудные минералы таких металлов, как медь, свинец, молибден,- ничего "металлического" в них нет, зато металлический бериллий - всем металлам металл! Посудите сами. Алюминий плавится уже при +660°С, а бериллий может "терпеть" почти в 2 раза больше: до +1284°С! При +800°С он еще прекрасно работает. Но при этом удивительный металл в два раза легче, чем алюминий. Значит, и самолет из бериллия был бы в два раза легче. Целиком самолетов и ракет из него не делают - это было бы очень уж дорого. Но множество деталей: обшивка ответственных отсеков или днища космических кораблей, антенны космических ракет и спутников, всевозможные тонкие радиоэлектронные приборы - нуждаются для своего изготовления в легком, твердом и жаропрочном бериллии. Много раз летал этот металл на Луну, на Марс, на Венеру и вокруг Земли. Но есть у него дела и на Земле. Бериллий - металл, не знающий усталости. Стальную рессору можно согнуть и отпустить 800 тыс. раз, а рессору из бериллиевой бронзы 20 млрд. раз, практически бесконечно. Прокатанная бериллиевая бронза по прочности почти не уступает стали, сохраняя врожденные преимущества бронз: высокую электро- и теплопроводность, легкость обработки, низкий коэффициент трения.

Фенакит (сферолит)
Фенакит (сферолит)

Бериллиевые бронзы - один из главных конструктивных металлов приборостроения для авиации и космических летательных аппаратов. Эти сплавы бывают двойные (бериллий и медь) и тройные (бериллий, никель, медь). Их уникальные свойства - большая упругость, прочность, устойчивость против коррозии, высокий предел усталости и еще одно, совсем необычайное - они не искрят при ударе. Значит, из таких бронз можно делать инструменты, работающие во взрывоопасных условиях. Незаменимую службу несет бериллий и в таких принципиально новых энергосистемах XX в., как атомные реакторы. Само создание реакторов стало возможным только после того, как человек на-учился управлять потоками частиц, извергающихся при сгорании ядерного топлива. И именно бериллий оказался способным замедлить скорость тепловых нейтронов, отразить их и вернуть в активную зону реактора.

Эвклаз
Эвклаз

Сегодня бериллий оправдал надежды, возложенные на него замечательным минералогом и геохимиком, энтузиастом освоения минеральных богатств нашей Родины А. Е. Ферсманом: "Бериллий - один из замечательных элементов огромного теоретического и практического значения... в помощь современным металлам авиации - алюминию и магнию - придет и бериллий".

предыдущая главасодержаниеследующая глава




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://metallurgu.ru/ "Metallurgu.ru: Библиотека по металлургии"