Беседы о геммологии - [27]
Испытывая давление со стороны верхних слоев земли, магма стремится вырваться на поверхность по трещинам или проплавляя дорогу среди вмещающих пород. Если это удается, она в грохоте и дыме извергается из вулканов, огненными потоками лавы заполняет все впадины. Затем лава застывает, образуя вулканические изверженные породы (Вулкан — бог огня и кузнечного ремесла у древних римлян). Например, Армения — страна вулканического происхождения. Она сложена вулканическими туфами и базальтами.
Магма, не сумевшая вырваться из глубинного плена, остывает значительно медленнее. В этих условиях вырастают довольно крупные кристаллы различных минералов, которые образуют плутонические изверженные породы (Плутон — бог подземного царства в римской мифологии). В зависимости от содержания кремнезема изверженные породы бывают кислыми (до 70 процентов оксида кремния, гранит) или основными (до 40 процентов оксида кремния).
Образование вулканических и плутонических пород прекрасно описал М. В. Ломоносов: «Свирепая стихия огня, проникнув в недра земные и встретив противоборствующую себе влагу, ярясь, мутила, трясла, валила и мешала все, что ей упорствовать тщилось своим противодействием. Сгустив и смешав разнородные, знойным своим дыханием возбудила в первобытностях металлов силу притяжательную и их соединила».
Само собой разумеется, что минералы кристаллизуются из магмы не одновременно. Сначала выпадают тугоплавкие составляющие, затем те, температура плавления которых невысока (1000–700 кельвинов). В этом смысле магма напоминает молоко. При остывании вскипяченного молока образуется пенка — застывшие и всплывшие на поверхность капельки жира. Нечто подобное происходит и в магме. Легкоплавкие составляющие обладают малой плотностью, большой текучестью и проникающей способностью. Они всплывают наверх, заполняют трещины и другие полости вмещающих пород. Так образуются пегматитовые жилы (от греческого «пегма» — скрепление, связь).
Размеры кристаллов в пегматитах значительно крупнее, чем в других изверженных породах. Кристаллы кварца, например, вырастают до 5,5 метра в длину и 2,5 метра в диаметре, кристаллы берилла — до 6 метров в длину, причем масса их достигает двухсот тонн.
При температуре ниже 700 кельвинов в магме присутствует вода (в виде пара), различные силикаты и карбонаты. Минералы, кристаллизующиеся из водных растворов, называются гидротермальными (горный хрусталь, агат, яшма, гематит-кровавик).
Внедрение магмы в земную кору не проходит бесследно. Огнедышащая лава вступает в химическое взаимодействие с различными породами, например с известняками. При этом образуются новые минералы — нефрит, лазурит, родонит, гранат. Они называются метасоматическими (мета — превращение, сома — тело).
И вот магма полностью застыла. Все вулканические и плутонические горные породы, все пегматитовые, гидротермальные и метасоматические минералы образовались. Будут ли они изменяться в дальнейшем? Конечно!
Движения земной коры приводят к образованию зон с громадным внутренним напряжением. Близость магматических источников создает высокие температуры. Многие минералы не выдерживают таких критических условий и превращаются в другие минералы, которые называются метаморфическими (морфос — форма). Метаморфизованными вулканическими породами сложен остров Манхэттен, на котором стоит Нью-Йорк, и мелкосопочник Кокчетавской области к югу от Чебачьих озер. В эти породы, словно изюминки в тесто, вкраплены округлые кристаллы граната-альмандина. Кроме того, в метаморфических породах могут находиться яшма, лунный камень, рубин, сапфир.
А что происходит на поверхности земли?
Солнце, мороз, ветер, вода разрушают горные породы. Температурные перепады дробят, казалось бы, несокрушимые монолиты, вода окатывает обломки и откладывает их в руслах рек, ветер уносит пыль. Многие устойчивые минералы, обладающие высокой плотностью (золото, платина, алмаз, гранат, рубин, шпинель), собираются в одном месте и даже образуют крупные месторождения, которые называются россыпными.
Алмазная трубка. Пироп замечателен тем, что образуется рядом с алмазом при вулканических процессах. В первом приближении это выглядит так:
(Перевод С. Липкина)
Все понятно: древний автор «Махабхараты» описывает извержение вулкана. Предположим, что изливающаяся магма имеет основной (кимберлитовый) состав. Представим далее, что жерло вулкана вдруг заклинило. Давление в кратере возрастает, вулкан дрожит от напряжения. Вот-вот он взорвется, как взорвалась однажды гора Кракатау. Но на этот раз обошлось без катастрофы. Стенки кратера выдержали, а в кимберлитовой магме в условиях высоких температур и давлений начал кристаллизоваться алмаз. А вместе с ним — пироп.
Потом магма затвердела, вулкан успокоился, склоны его покрылись кустарниками и деревьями, заросли травой. Деревья цвели, вымирали, заменялись другими породами. Прошли века… Нет, не века, а миллионы лет. К старому вулкану, который превратился в малоприметную сопку, пришли геологи. Они принялись проходить шурф — рыть глубокую яму, чтобы узнать внутреннее содержание сопки. С каждым днем все глубже опускается бадья. Все выше растет куча породы, выбранная из шурфа. Предоставим далее слово И. А. Ефремову:
