Рассказы о самоцветах

Этот замечательный минерал оказывается необходимым в самых разнообразных областях человеческой деятельности. Кварц является одной из важнейших составных частей фарфора. Именно с кварцем связана его высокая твердость и прочность. Мы знаем, что из фарфора изготовляются не только посуда и художественные изделия; фарфор играет огромную роль в электротехнике (изоляторы), авиационном и автомобильном деле («свечи» для моторов), в химической промышленности.

Способность кварца выдерживать высокие температуры делает его незаменимым материалом для изготовления так называемых динасовых кирпичей. Ими выкладываются своды и стенки мартеновских и электроплавильных печей.

Но роль кварца в металлургии далеко не ограничивается этим. Выплавка многих металлов из руд, например меди и никеля, требует непременного применения кварца.

Нельзя наконец не упомянуть о важном применении кварца как абразива.

Абразивы — это вещества, при помощи которых ведется обработка металлов и камней, их резка, распиливание, шлифовка, полировка. Кварц применяется здесь в виде брусков, точильных кругов, кварцевой и кремневой «шкурки». Но особенно важную роль среди абразивов играет сплав кварца с углем, получаемый в электропечах при температуре около 2000°.

Этот сплав, выходящий из печи в виде блестящих пластинчатых кристаллов красивого синевато-черного цвета, называется карборундом. Твердость карборунда необычайно велика; в этом отношении он уступает только алмазу. С помощью карборунда можно обрабатывать как камни, так и самые твердые металлические сплавы, которыми пользуется современная техника.

Неописуемо велико и разнообразно применение кварцевого песка. Кварцевый песок входит в состав важнейших строительных материалов: кирпича, цемента, асфальта, бетона. Кварцевым песком уплотняется полотно шоссейных и железных дорог. Кварцевый песок служит фильтром для очистки воды в громадных бассейнах, откуда она разбегается затем по бесчисленным водопроводным трубам… Кварцевый песок устилает дорожки наших парков и скверов.

Замечательный по прочности и неизменяемости строительный материал дают песчаники и кварциты. Многие из них, особенно кварциты, отличаются редкой красотой.

Будучи первоклассным художественным материалом, белорецкий кварцит применяется вместе с тем в виде небольших брусочков для оттачивания хирургических, часовых и других инструментов.

Совершенно исключительное значение имеет кварц в самых сложных и ответственных областях современной техники благодаря своим поистине неоценимым электрическим и оптическим свойствам. Здесь роль кварца непрерывно возрастает, и в настоящее время она так велика, что для полной ее характеристики потребовался бы обширный труд, переполненный математическими формулами и специальной терминологией.

Две важнейшие отрасли техники широко используют в настоящее время замечательные свойства кварца — оптическая и радиотехническая.

В оптике кварц, в виде горного хрусталя, служит для изготовления различных деталей, уточняющих действие научных оптических приборов; он применяется здесь в виде всякого рода призм, пластинок, клиньев, линз. В этой области горный хрусталь служит целям точного научного исследования и является незаменимым помощником ученого.

Изумительны успехи, достигнутые при помощи кварца в области радиотехники.

Если приложить к пластинке, надлежащим образом вырезанной из кварца, переменное электрическое напряжение, то при определенных условиях можно возбудить в ней резонансные колебания, т. е. колебания на одной из тех частот, с которыми она может начать колебаться самопроизвольно при ударном возбуждении. На этом свойстве кварца основано использование его для получения мощных ультразвуков, находящих применение в самых разнообразных областях науки и техники: в химии, биологии, медицине, в технике «прозвучивания» металлов для обнаружения в них пороков и т. д. На этом же свойстве кварца целиком основано применение его для стабилизации частот радиоволн, для осуществления единовременной многоразговорной телефонной связи по одному проводу. Еще более изумительно применение горного хрусталя для улавливания тончайших звуковых колебаний. Посредством набора кварцевых пластинок строятся особые приборы — эхолоты (от слова «эхо»), при помощи которых, например, судно, идущее в море, может сигнализировать другому кораблю, может «расслышать» на большом расстоянии приближение подводной лодки, может своевременно получить сигнал о близости подводной скалы или плывущей в тумане ледяной горы — айсберга и предотвратить таким образом грозящую опасность.

Приведенные примеры дают уже некоторое представление о роли кварца в самых различных областях человеческой деятельности. И однако, мы сказали еще далеко не все об этом удивительном материале, совмещающем в себе такое множество полезных свойств, обслуживающем нас буквально на каждом шагу.

Таков кварц, этот поистине благородный минерал, такой простой, повсеместный и обыденный, такой диковинный и необычайный по разнообразию своих свойств, такой могучий и верный друг и слуга человека!

Алмаз

Около пяти тысяч лет назад стал известен алмаз миру, и примерно пять тысяч лет увлекался человек красотой и блеском этого замечательного камня, открывая прекрасные страницы его жизни. Около десяти тысяч научных статей и книг и пятидесяти специальных журналов было посвящено алмазу, около тысячи рассказов и романов, собранных одним любителем алмазов и бриллиантов, связано с историей этого драгоценного камня; больше миллиона людей занимались его добычей и обработкой.

Алмазу я посвящаю лишь несколько отдельных страниц, хотя много лет мне пришлось работать над проблемами алмазов — в кристаллографических лабораториях Москвы, Гейдельберга и Парижа, в ювелирных мастерских Антверпена, Гамбурга, Ганау, Берлина, Франкфурта, наконец на месторождениях алмаза Северного и Среднего Урала.

Проблемы алмаза

Во всей длинной истории исследования этой разновидности кристаллического углерода алмаз вполне оправдывал свое название «адамас», которое было ему дано еще греками — это слово в переводе означает «неукротимый», «непреодолимый», и мы видим, что недоступность проходит красной нитью через всю историю этого минерального вида, так как он всегда и везде упорно не поддавался ни руке шлифовальщика, ни сильнейшим реактивам химика, ни пытливому уму ученого.

Когда в XIII в. индийские алмазы наводнили рынки Европы, ювелиры не могли справиться с огранкой этого красивого камня, пока только в конце XV в. фламандец Ван-Беркем не дошел до мысли шлифовать камни друг о друга; при этом он самостоятельно повторил тот способ, которым давно уже пользовались в Индии и о котором знал уже Плиний, когда писал, что алмаз может быть обработан лишь другим алмазом.

Упорно не поддавалась выяснению и химическая природа этого загадочного тела. Хотя еще Ньютон в своей «Оптике» (1704) высказал предположение, что алмаз должен быть минералом горючим, тем не менее его состав оставался долгое время невыясненным и давал повод к предположению, что он состоит из особого элемента. Эти догадки были разрушены только в последние годы XVIII в., когда знаменитый французский химик Лавуазье в исключительной по простоте и гениальности работе указал на связь алмаза с углеродом, что окончательно подтвердилось позднее на основе точных химических данных.

Не поддавались исследованию и месторождения алмаза. В незапамятной древности, о которой нам повествуют священные индийские книги веды, таинственными путями попадал этот драгоценный камень в города и рынки культурных частей Индии. Только с начала XVII в. открылись для человека богатейшие месторождения Бразилии, но и здесь среди бесплодных и скалистых областей провинции Диамантина он встречался в наносах песка и конгломератах, упорно скрывая свое первоначальное происхождение.

Случайная находка алмаза в Южной Африке впервые открыла человеку одно из наиболее важных его природных скоплений, и уже в 1872 г. в первых исследованиях алмазоносных кимберлитовых трубок мы видим указание на то, что алмаз образуется в природе из расплавленных масс. Упорно не поддавалась выяснению и сама картина происхождения алмаза. Долго настаивала научная мысль на растительном происхождении его. Только открытие южноафриканских кимберлитов и метеоритов с алмазами заставило изменить это укоренившееся в научном обиходе мнение.