Минералогия

Минералогия составляет один из трех важнейших отделов естествознания (с зоологией и ботаникой). Таково ее понимание в более широком и часто употребительном смысле. В более узком значении слова, в каком она обыкновенно и преподается, она должна доставлять знакомство со свойствами простых индивидов неорганической природы. Эти простые индивиды, хотя вообще и могут быть выделены, но не составляют истинных тел природы, каковыми являются горные породы, изучаемые петрографией; явления, совершающиеся в этих телах, составляют предмет  физической геологии. Минералы же входят в состав этих тел, как механически простые составные их части.

Знакомство с отдельными минералами восходит к глубокой древности, откуда происходят и многие из ныне употребляемых их названий. Однако, познание минералов до появления химии и кристаллографии не может считаться сколько-нибудь удовлетворительным и доставляющим  те данные, ради которых применение минералов к человеческой жизни получило большое значение. Поэтому обыкновенно появление научной минералогии относят к тому знаменательному моменту истории, когда появились и обе упомянутые отрасли знания. Мало того, начало научной минералогии чаще всего связывают с именами тех же французских ученых Роме-де-Лиль и Гаюи, которых считают основателями и научной кристаллографии (см.); ведь только с этого времени употребление методов кристаллографии и применение химического анализа создали устойчивость в знаниях, относящихся к минералам. Благодаря этому ходу развития науки почти в течение всего XIX в. специальности минералогии и кристаллографии соединялись воедино, а представителями их были одни и те же лица. Но в  последней четверти минувшего века и в начале настоящего кристаллография претерпела такую глубокую эволюцию, что приложение ее собственно к минералам стало очень незначительною частью ее содержания. С другой стороны, геологические науки получили необыкновенную ширь и все более и более втягивали в себя область минералогии, которая выработалась в цикл наук, входящих в  состав геологии, как наиболее точная составная ее часть. Геологические науки распались на два цикла: 1) упомянутый минералогический и 2) биологический, в основе которого лежат  науки чисто биологические.

Первой задачей минералогии является распознавание минералов, как для зоологии первая задача есть распознавание видов животных, а ботаники — растений. Для осуществления этой элементарнейшей задачи, становящейся с расширением цикла известных минералов, все более и более трудной, приходится прежде всего пользоваться изучением тех свойств минералов, которые в высшей мере способствуют облегчению и ускорению этого определения. Но все-таки главное содержание и главный смысл минералогии — в установлении генезиса минералов и в воспроизведении тех физических и химических явлений, которые связаны с этим генезисом. Эти задачи столь сложны и восходят к таким глубинам нашего физического мироведения, что достигнуто еще очень немного. В этом смысле современная минералогия скорее представляет  науку в зачаточном состоянии, еще очень далекую от того, чтобы дать возможность в каждом частном случае строго установить генезис. В большинстве случаев приходится довольствоваться общими чертами той картины, которая раскрывается при этом изучении. В нижеследующем изложении мы разделим нашу задачу на следующие четыре главные ее части: 1) коснемся основ распознавания минералов, 2) охарактеризуем классификацию минералов, 3) отметим главные условия простого и 4) сложного их генезиса.

Проблема простого распознавания минералов уже связана с некоторыми трудностями. Вся история минералогии пронизана стремлением возможного упрощения этой задачи; и в этом отношении цель достигнута в высокой степени по отношению к минералам, представленным в земной коре в  особенном изобилии, т. н. петрографически важным минералам. Главными упрощающими методами являются: 1) методы кристаллографии, применимые только для тех минералов, коих индивиды представлены в окристаллизованном виде не исключительной мелкости, и 2) некоторые химические методы. Эти методы нельзя противопоставлять друг другу; чаще всего они дополняют друг друга. Тем не менее, первые из них имеют такие преимущества простоты и скорости, что при общей характеристике изучаемых минералов применяются преобладающим образом. Но когда дело идет не об общей характеристике, но о таком индивидуальном изучении минералов, которое связано с применением их для промышленных целей, первенствующее значение получают методы химические, в особенности методы количественного анализа, и притом методы не общего характера, а специально приноровленные для данного случая. Как пример можно привести т. н. золотоносные пески, которые иногда не безвыгодно можно добывать даже при содержании до десяти долей в ста пудах, т. е. при содержании 0,000003, выраженном в процентах. В еще гораздо меньших процентных количествах извлекаются радиоактивные элементы; для определения этого процентного содержания приходится прибегать к специально электрическим приборам, особенно к электроскопам и электрометрам. Эти операции уже целиком входят в область физики и химии и чаще всего производятся специалистами этих дисциплин. Но прежде, чем довести исследование до этой стадии, приходится сделать огромное количество минералогических определений, и если бы они не отличались простотой и быстротой, то, можно сказать, минералогические определения на практике были бы неосуществимы. Иногда сами данные бывают так недостаточны, что точное определение по существу является невозможным, и приходится довольствоваться определением приближенным, а иногда даже и просто наиболее вероятным, принимая наперед, что из нескольких минералов, которым принадлежат найденные свойства, предлежащий не есть минерал исключительно редкий. Наиболее полное и простое определение минералов, заключающихся в данной породе, обыкновенно достигается предварительным приготовлением микроскопических препаратов, т. е. вышлифованных пластинок, чаще всего имеющих толщину 0,02—0,04 мм, и дальнейшим оптическим исследованием перерезанных в этой пластинке минеральных индивидов. Из многих приемов более точного оптического исследования таких препаратов в последнее время особенное распространение получает метод универсальный (см.). Данные, доставляемые применением этих методов, так разнообразны и связаны с такой степенью точности в численном выражении оптических свойств, с другой стороны, приемы так просты и скоро воспроизводимы при посредстве ряда специальных аппаратов, наконец, таблицы, заключающие численные характеристики минералов, так полны, что с этими методами не могут идти ни в какое сравнение никакие другие из известных методов. Однако, и их применение не всегда приводит к одному, строго определенному результату, почему часто бывает полезно в качестве окончательно решающего фактора применять и другие из простейших испытаний и проб, чаще всего химического характера. К числу таковых относятся, например, пробы микрохимического анализа. Например, по способу Божицкого пылинки силикатов на покрытом пленкой канадского бальзама стекле обрабатывают каплей кремнефтористоводородной кислоты и при разложении пылинки получают характерные кристаллики солей этой кислоты, по формам которых распознают металлы, вошедшие в состав этих солей. Нередко эти кристаллики для большей убедительности обрабатывают еще иным реактивом, чтобы вызвать окрашивание или образование новых солей. Легко понять, что такие пробы отнимают очень мало времени. Самый простой прием точного определения вытекает из метода кристаллохимического анализа (см.), когда данные для определения непосредственно представляют хорошо образованные кристаллы; особенно пригодными являются очень мелкие, но с блестящими гранями. Однако, в земной коре такие кристаллы встречаются сравнительно редко, а именно тогда, когда при их образовании не было препятствия в окружающей среде. Это в особенности имеет место при образовании минералов в пустотах (то есть в сущности в местах, выполненных насыщенным и пересыщенным раствором того же вещества). Такой прием поэтому имеет в минералогии сравнительно ограниченное применение. Но рядом с упомянутым оптическим приемом, наиболее пригодным не только для прозрачных, но в особенности для бесцветных (или почти бесцветных в тонких шлифах) минералов, наиболее общим является старый способ Берцелиуса (1837) — растворение зернышек вещества в некоторых солях (бура, фосфорная соль и пр.) в пламени паяльной трубки или даже простая обработка этим пламенем на угле (образование налетов, различно окрашенных и разной степени летучести, образование металлических корольков и характерных сплавов и пр.). С течением времени этот старый прием подвергся усовершенствованиям в самых разнообразных направлениях.

Переходя к минералогическим классификациям, пришлось бы упомянуть о многих и разнообразных попытках, сделанных в этом отношении, большинство из которых не достигло того, чтобы более или менее каждому минералу в классификации нашлось удобное место. Лишь в самое последнее время принцип, положенный в основу кристаллохимического анализа, мог бы привести к такой классификации, что действительно для каждого минерала нашлось бы свое строгое место. И такую классификацию даже нельзя было бы назвать искусственной, так как в основе ее лежала бы кристаллическая структура минералов, то есть как раз то, что существеннейшим образом характеризует природу каждого. Однако, трудно ожидать, чтобы в скором же времени такая классификация получила широкое применение, так как в этой структуре аналогичную роль могут играть самые разнообразные химические элементы. Для представителей же минералогии всегда имеет особую важность индивидуальность каждого химического элемента. Ведь именно к ним обращаются с вопросами о распределении того или другого химического элемента в земной коре. Вот почему преобладающее значение получили классификации, построенные на чисто химическом основании. Первоначально такая классификация была в высокой степени обработана американским минералогом Дж. Дана (1837), но в последнее время рядом с ней получила значительное применение классификация мюнхенского профессора П. Грота, хотя и имеющая ту же основу, но в еще большей степени уделившая внимание соединению в группы тел, имеющих сходное химическое строение. В последние годы стали выходить тома сочинения последнего — «Chemische Kristallographie», в которых пришлось создать общую основу для классификации не только минералов, но и всех тел, полученных в кристаллах. Специально же для минералов основы этой классификации были изложены в нескольких изданиях «Tabellarische Uebersichtder Mineralien» этого ученого. К первому классу отнесены самородные элементы, которые, в свою очередь, разделены на неметаллические, каковы алмаз, графит, сера, и металлы, начиная с благородных. Ко второму классу отнесены простые соединения серы (селена, теллура) с такими элементами, как мышьяк, сурьма, висмут, молибден, и с типическими металлами; к последнему отделу относятся две важные изоморфные группы цинковой обманки (сфалерита) и серного колчедана (пирита).

К первой из этих родственных групп отнесены ольдгамит CaS, сфалерит (Zn, Fe, Mn, Cd)S, где подчеркнуты преобладающие составные части, алабандин MnS, троилит FeS, пентландит (Fe,Ni)S, и все эти минералы не только кристаллизуются в формах кубической сингонии, но часто проявляют много других родственных свойств. Следующая родственная группа с ними полиморфна: вуртцит (Zn, Fe)S, эритроцинкит (Zn, Mn)S, греенокит GdS, пирротин (магнитный колчедан) FeS(?), милерит NiS, никелин NiS, арит Ni(As, Sb), брейтгауптит NiSb, и все эти минералы кристаллизуются в формах гексагональной сингонии.

К группе пирита он отнес: гауерит MnS₂, пирит FeS₂, кобальтин (Со, Fe)AsS, герсдорфит (Ni, Fe)AsS, коринит (Ni, Со, Fe) (As, Sb)S, ульманит NiSbS, вильямит (Ni, Co)SbS, калилит (Ni, Со, Fe) (Sb, Вi, As)S, шмальтин (Со, Ni, Fe)As₃, хлоантит (Ni, Со, Fe)As₂, сперрилит (Рt, Rh)(As, Sb)₂, лаурит (Ru, Os)S₂; все эти минералы кристаллизуются в   формах диакис-додекаэдрического вида симметрии. Полиморфную с ними группу образуют: марказит FeS₂, арсенопирит Fe(As, S)₂, глаукодот (Fe, Co) (As, S)₂, лёллингит FeAs₂ саффлорит (Co, Fe, Ni)As₂, раммельсбергит (Ni, Со. Fe)As₂; все эти минералы кристаллизуются в формах ромбической сингонии с близкими углами. Из групп более сложного состава можно упомянуть: вольфсбергит Sb,S₄Cu₂, эмплектит Bi₂S₄Cu₂, склероклаз As₂S₄Pb, цинкенит Sb₂S₄Pb, андорит Sb₂S₄(Pb, Ag₂), галеновисмутит Bi2S4Pb, аляскаит Bi₂S₄(Pb, Ag₂,Cu₂).

К третьему классу отнесены минералы простого состава окислов. Сюда, например, принадлежат столь важные и распространена, минералы, как кварц SiО₂, корунд АІ₂О₃ с его драгоценными разностями — малиновым рубином и голубым сапфиром, гематит Fe₂О₃, сассолин В(ОН)₃; из последнего уже можно выделить воду, также как в гетите FeO.OH, ксантосидерите Fe₂О(ОН)₄, лимоните Fе₄О₃(ОН)₆. Одна из интереснейших, относящихся сюда, есть группа рутила ТiO₂. Сюда же причислены и оксисульфиды, следуя тому правилу, чтобы в каждый дальнейший класс могли быть причислены и те более сложные соединения, которые по существу могли быть причислены и к одному из предыдущих.

К четвертому классу отнесены галоидные соединения, простые и сложные, — конечно, также и хлорокиси и аналогичные с ними. Из вещества, простейшего состава сюда относится каменная соль СІNа, сильвин СlK, образующие довольно большую группу, минералы которой проявляются в формах кубической сингонии; в тех же формах проявляется и флуорит (плавиковый шпат) F₂Ca. Из относящихся сюда минералов более сложного состава можно отметить криолит AlF₃.3NaF моноклинной сингонии.

К пятому классу отнесены соли самых разнообразных кислородных кислот, иногда проявляющие большую степень родственности, например, селитра NaO₃Nа и кальцит (известковый шпат) СO₃Са. Последний входит в состав весьма обширной родственной группы, а того же состава арагонит есть представитель другой, полиморфной группы. Формы первой принадлежат гексагональной, а второй — ромбической сингонии. Сюда же, согласно вышеуказанному правилу, относятся и минералы столь сложного состава, как нортупит СО₃Mg.СО₃Na₂.NaCl, весьма крупные кристаллы которого недавно найдены в виде корки, облекающей выпускные трубы одного русского содового завода. Наконец, сюда же отнесены и минералы такого состава, что их можно было бы причислить к простым окислам, если бы не прямые химические указания на то, что это в действительности соли, коих электроположительная и электроотрицательная часть содержат в основе один и тот же элемент, например, браунит МnO₃Мn тетрагональной сингонии.

К шестому классу отнесены соли таких кислот, которые гораздо яснее проявляют  свою родственность, как серной SО₄Н₂, молибденовой МоО₄Н₂, вольфрамовой WО₄Н₂. Несколько искусственно сюда причислены и уранаты (соли урановой кислоты, получившие громадное значение, как носители радиоактивной энергии). Наиболее простыми представителями этого класса являются такие минералы, как барит SО₄Ba. Хотя к той же группе отнесен и ангидрит SО₄Ca, но последний представляет уже значительное уклонение. Конечно, сюда же отнесены и соединения столь сложного состава, как ганксит 9SО₄Na₂.2СО₃Na₃. KCt гексагональной сингонии (в тех же формах Шюльтен получил соль более простого состава 4SО₄Na₂.СО₃Na₂).

К седьмому классу отнесены соли столь слабых кислот, как алюминаты и бораты. Сюда, между прочим, принадлежит обширная и важная группа шпинелей, включая магнетит (магнитный железняк) (FeО₂)₂Fe и хромит (хромистый железняк) [(Cr, Fe)O₂]₂(Fe, Cr). Минералы всей этой группы большей частью представлены в формах октаэдра (с кристаллографической точки зрения наиболее типичные представители додекаэдрической структуры). Сюда же относится и хризоберил (АlO₂)₂Ве с его драгоценной разностью — александритом, зеленой при дневном и малиновой при вечернем освещении. Побочно можно заметит что, так как это свойство зависит от сочетания пропускаемых веществом цветных лучей, то оно проявляется не только в александрите, но и особых разностях других минералов, например, в клинохлоре (сидящем на хромите), хром содержащем турмалине.

К восьмому классу отнесены фосфаты, арсенаты, стибиаты, ниобаты, танталиты. Этот класс особенно изобилует представителями редких минералов; сюда принадлежат, например, ксенотим РО₄Y тетрагональной сингонии, монацит РO₄(Се, La, Nd, Рr), минералы сложных урановых соединений, как аутунит [РО₄]₂[UО₂]₂Ca. 8aq. ромбической, торбернит [РO₄]₂(UO₂)₂Cu . 8 aq. тетрагональной сингонии. Углы между соответственными гранями обоих последних соединений весьма близки, почему и формы аутунита весьма близки к формам тетрагональной сингонии (таковые называются псевдотетрагональными). Но сюда принадлежат и такие распространенные минералы, как апатит (РО₄)₃Са₄[Са(Р, Сl)] гексагональной сингонии.

В  противоположность предыдущему, к девятому классу, обнимающему силикаты, титанаты, циркониаты, относится большинство минералов, имеющих наибольшее распространение в земной коре. Трудно не встретить горных пород, не заключающих в себе в качестве существенных составных частей представителей полевых шпатов, пироксенов, амфиболов, слюд, Гранатов, хлоритов, змеевиков. В сравнении с ними могут идти лишь такие минералы других классов, как кварц и кальцит.

Названные естественные группы минералов отличаются в то же время своей обширностью по разнообразию химического состава.

Рассмотрим, как пример, группу граната, очень часто представленную прекрасно окристаллизованными в форме ромбического додекаэдра (110), к которой обыкновенно присоединяется триакис-октаэдр (211), что в совокупности дает яркий пример октаэдрической структуры. В состав этой группы входят: гроссуляр [SiО₄]₃Al₂Ca₃, гессонит [SiО₄]₃(Al, Fe)₂Ca₃, аплом [SiО₄] (Ре, Аl)Са₃, топазолит [SiО₄]₃Fe₂Ca₃, меланит (названный по черному цвету) [(Si, Ti)О₄]₃(Fe, Тi, Аl)₂Са₃, уваровит (травяно-зеленого цвета) [SiО₄]₃Cr₂Ca₃, спессартин [SiО₄]₃(Al, Fе)₂(Mn, Fe, Са)₃, алмандин (густого красного цвета и превосходной прозрачности) [SiО₄]₃(Al, Fе)₂(Fе, Mg, Са)₃, пироп (по редкости, чудному малиновому цвету и прозрачности причисляющийся к драгоценным камням второго класса) [SiО₄]₃(Al, Fe),(Mg, Fe. Са)₃.

Однако, по химическому составу, а отчасти и по принадлежности к кристаллам кубической сингонии, к этой группе примыкает другая, в  состав которой входят минералы написанного ряда (таблицу см. ниже).

В другом отношении к той же группе граната примыкает группа эпидота и цоизита. Например, химическое строение цоизита мы получим, если средний атом Са в гроссуляре заменим радикалом Аl(OН) (понятно, что этот радикал так же двуатомен, как и атом  Са).

Из минералов этого класса нельзя не упомянуть о берилле Si₆O₁₈Al₂Be₃, к  которому принадлежит драгоценная зеленая разность изумруда или смарагда и голубовато-зеленая — аквамарина.

Если в каждом из предыдущих классов нельзя не усмотреть много искусственности, то в наибольшей степени это относится к составу десятого класса, или класса минералов органического происхождения. Все-таки во всех предыдущих классах было удовлетворено то условие, что принадлежащие им минералы представляют более или менее обособленные и однородные индивиды. Если и имеется в них неоднородность, то она зависит главным образом от изоморфных примесей, а изоморфные вещества проявляют высокую степень родственности. В т. н. минералах десятого класса эта однородность составляет редкое исключение, а преобладающим  образом представлены очень сложные смеси органического состава, каковы минеральные смолы, угли, нефти. Про их кристаллографическую характеристику так же мало может быть речи, как и про стекла и жидкости вообще. Но те немногие исключения, в которых проявляется не только однородность вообще, но и превосходная окристаллизованность, представляют в особенности соли органических кислот не только простого, но и сравнительно сложного состава; уэвеллит, например, есть кальциевая соль щавелевой, а оксалит — железистая соль той же кислоты. В меллите же химик видит алюминиевую соль медовой (меллитовой) кислоты, которой придают строение:

Присутствие этого минерала в углях, например, средней полосы России (Малевско-Мураевинского угольного бассейна) ясно указывает на то, что в самих углях должны присутствовать и другие вещества сложного состава, из смеси которых выкристаллизовываются такие соли. И, действительно, в таких, легко подвергающихся перегонке, веществах, как нефть, найдено немалое число особого состава нафтенов (Морковников), которые считаются за особые насыщенные вещества общей формулы С_nН_2n, почему им приписывают указанное здесь строение (гексанафтен) и аналогичное (гомологи).

Из окристаллизованных чистых углеводородов, находимых в недрах земли, пожалуй, можно указать лишь на фихтелит С₁₈Н₃₂ моноклинной сингонии, да и то удовлетворительные кристаллы получаются только после предварительного растворения в спирте или эфире.

Уже на тех немногих примерах, которые только что были рассмотрены, резко проявляются переменность и усложнения в химическом составе минералов. Уже из этих примеров можно было видеть, что название минерала еще не связано в точности с определенным химическим составом. Но все-таки такого рода непостоянства этого состава, которые имеют основание в изоморфизме в смысле Митчерлиха, еще получают довольно простое и удачное выражение в принятых формулах.

Но имеются еще и другого рода усложнения в химическом составе, гораздо труднее поддающиеся наглядному и точному выражению. Первый пример такого рода усложнений был открыт знаменитым кристаллографом Гесселем на ряде плагиоклазов, в которых изоморфно замещают друг друга два вещества как бы совершенно несвязанного друг с другом состава, а именно альбит Si₃О₈АlNa и анортит Si₂О₈Аl₂Ca триклинной сингонии. Более подробные химические исследования Чермака и оптические исследования М. Шустера привели к заключению о существовании почти непрерывного ряда таких изоморфных смесей, проявляющихся, однако, в природе иногда в виде отменно однородных индивидов.

Успехи физической химии последнего времени еще более обобщили эту точку зрения, приведя к признанию твердых растворов (Вант-Гофф), составные части которых не проявляют никакого отношения к изоморфизму, и вообще аналогичных в своих отношениях с обыкновенными жидкими растворами. Выражать такие химические отношения простыми формулами становится почти неосуществимым. Но даже и это обстоятельство не исчерпывает всей сложности наблюдаемых явлений. Открылись минералы с явно переменным химическим составом, — по крайней мере, в известных пределах. В давно известном отряде цеолитов (алюмосиликатов, содержащих воду) раскрылась возможность непрерывного изменения в составе воды без существенного и резкого изменения в других свойствах (Фридель). Мало того, оказалось, что воду в этом содержании можно замещать другими веществами (например., сернистым водородом, аммиаком и пр.); это наблюдалось, например, в десмине, шабазите, гейландите.

Искусственно были получены (Н. Курниковым и другими) сплавы, например, таллия с висмутом, кривая плавкости которых дает две эвтектические точки (т. е. точки минимальной температуры плавления) со следующими свойствами (Журнал Русского Химического Общества, 38,899, и 45,900). В пределах от 55% до 64% Вi в сплаве кривая плавкости имеет максимум при составе именно в 62,8%, тогда как кривая электропроводности для твердых растворов в этих пределах ничем не проявляет особенности для этого состава и продолжает непрерывно подниматься до верхнего предела.

Таким образом, становится невозможным выделить особый пункт с определенным составом и приходится признать, что образуются твердые растворы с переменным составом, как определенные химические индивиды («Известия Императорской Академии наук», 1914, стр. 321). Курников обозначает соединения этого типа бертоллидами, чтобы напомнить, что такие типы имел ввиду еще знаменитый химик Бертолле, в отличие от дальтонидов, напоминающих о законе кратных отношений Дальтона, т. е. веществ со строго определенной химической формулой.

Переходя к генезису минералов, прежде всего, приходится подчеркнуть неисчерпаемое разнообразие его проявлений, начиная от столь простых, что в самое короткое время можно искусственно его воспроизвести, вплоть до таких сложных, что в них трудно или даже невозможно разобраться. Наиболее простой и легко воспроизводимый вид генезиса минералов есть их выделение из растворов как вследствие испарения или охлаждения, так и от введения различных примесей, вызывающих химические реакции и осаждение некоторых составных частей. Какие сложные результаты получаются даже в этих простейших условиях, показал ряд опытов, производившихся в берлинском университете под руководством знаменитого физико-химика Вант-Гоффа в средине 90-х годов. Чтобы сколько-нибудь удовлетворительно выразить результаты этих опытов, он должен был вводить в них значительные упрощающие условия и на первом плане постоянную температуру 25°. Таким образом, удалось показать границы в составе тех растворов, из которых выделяются те или другие соли, действительно находимые в естественных соляных толщах, особенно в самой замечательной из них — Стассфуртском месторождении в Пруссии.

Если при 25° в состав вводить только следующие соли: А) NaCl, В) KСl, С) MgCl₂, D) MgSO₄, Е) Na₂SO₄ и F) Н₂O, то можно получить следующие минералы, найденные в Стассфуртской толще: каменную соль состава А, тенардит состава Е, сильвин состава В, бишоффит состава С + 6F, рейхардит состава D + 7F, кизерит состава D + F, карналлит состава В + С + 6F, леонит состава K₂SO₄ + D + F, астраханит Е + В + 4F, каинит В + D + 3F, шёнит K₂SO₄ + D + 6F, глазерит 3K₂SO₄ + Е. Понятно, что в названном месторождении состав найденных солей еще гораздо разнообразнее, хотя бы уже потому, что вообще число элементов в растворе того моря, от испарения которого возникло месторождение, было гораздо больше, да и пределы температуры, при которой соли отлагались, были гораздо шире в той залежи, которая теперь заняла положение в недрах земли на довольно значительной глубине. В этом месторождении только толща одной соли доходит до полкилометра. В верхней, то есть новейшей, ее части преобладает карналлит, затем преобладание переходит к кизериту, еще ниже к полигалиту 2CaSО₄.MgSО₄.К₂SО₄.2Н₂О. На наибольшей глубине преобладает каменная соль и ангидрит Са₈О₄, количество коего в общем возрастает с глубиной. Если принять во внимание еще фактор температуры¹⁾, от малейшего изменения которого весьма разнообразно изменяется растворимость солей и их разнообразных соединений, мы поймем, какое разнообразие соединений может выделиться даже в связи с химической деятельностью воды, которой, конечно, принадлежит весьма важная роль в процессе образования минералов. Она проникает земную кору на весьма значительную глубину, сначала в жидком, а на очень больших глубинах в виде перегретых паров и даже в диссоциированном виде. Она играет очень важную роль даже в процессах вулканического извержения, находясь на глубинах и при высоких температурах в состоянии колоссальных давлений и вызывая сильнейшие взрывы при каждом открывшемся наружу доступе. Извержения сами по себе сильно изрешечивают толщу земной коры. Образующаяся и дальше развивающаяся сеть глубоко идущих трещин, по которым в течение тысячелетий пробиваются пары воды вместе с рядом других веществ, иногда обладающих свойством энергичного химического воздействия на горные породы, проходимые ими по пути, составляет колоссальную лабораторию, изготовляющую очень большое число минералов весьма разнообразного состава.

¹⁾ Иногда разности минералов одного и того же состава могут служить указателями температуры их образования и в этом смысле называются «геологическими термометрами». См. кристаллография (о полиморфизме, XXV, 613/14).

 

Едва ли не значительное большинство известных минералов образовалось путем именно такого пневматолиза. На поверхности эта, распространяющаяся на большую глубину, напряженная деятельность химических новообразований дает себя знать в виде фумарол, в изобилии рассеянных в областях действующих и потухающих вулканов.

Между самими фумаролами, в зависимости от расположения их по отношению к центрам извержения, а также и от возраста вулканов, со времени Сен-Клер-Девилля отличают следующие разряды: 1) сухие фумаролы с температурой, доходящей до 500°. В них выделяются преимущественно галоидные соединения, особенно CINa и СlK, но также хлористые соединения Fe, Мn, Сu. Второе место после Сl занимает F. 2) Кислые фумаролы, в которых преимущественно выделяются СlH и SO₂. В области их проявления наблюдаются налеты гематита Fe₂O₃ и серы. Ясно, что нелетучий гематит является продуктом химического взаимодействия FeCl₃ на Н₂O. 3) Щелочные фумаролы, еще более низкой температуры, вплоть до температуры кипения воды. Так они называются потому, что выделяющийся ими нашатырь в газообразном состоянии разлагается на СlH и N₃.Н. Само по себе, выделение аммиака свидетельствует о воздействии фумарольных паров на растительный покров, может быть, скрытый и измененный под вулканическими продуктами. Здесь вместе с парами воды выделяется и сернистый водород, из которого часто в виде кристаллического налета выделяется сера. Промежуточный тип образуют 4) холодные фумаролы, выделяющие главным образом водяные пары с примесью углекислоты СO₂ и сернистого водорода; впрочем, имеются и такие, которые в изобилии выделяют SH, и SO₂, а эти газы, вступая в обменную реакцию, выделяют серу, которая иногда скопляется в значительных количествах и служит предметом добычи. Наконец, 5) преимущественно при замирании вулканической деятельности или в местах, наиболее удаленных от вулканических центров, образуются углекислые фумаролы, или мофетты.

Достаточно принять во внимание, что в фумаролах, а особенно в трех первых их разрядах, мы видим как бы выделяющиеся остатки той энергично-действующей химической лаборатории, которая расположена вдоль всех путей этих выделяющихся газов и паров, чтобы понять то разнообразие минералов, которое должно было явиться результатом этой деятельности. Нет возможности перечислить все эти минералы, но легко предвидеть, что на разных глубинах идут разные реакции, и в результате получаются разные минералы. Иногда это различие проявляется и не на очень различных глубинах. Так, например, в медных рудниках Богословского горного округа замечено, что в верхних горизонтах скопляется медный блеск SCu₂,иногда встречаются блеклые руды (мышьяковые и сурьмянистые), самородный мышьяк и т. п. Ниже значительных толщ пирротина чаще всего залегает халькопирит (медный колчедан)   FeS₂Cu, составляющий главную руду округа, и еще ниже начинается значительная толща магнетита. Но все эти рудные минералы отнюдь не явились главным продуктом этой колоссальной лаборатории. Наоборот, они в сравнительно незначительном количестве распределены посреди весьма мощных толщ с многочисленными ответвлениями т. н. авгито-гранатовых пород, главные составные части которых уже указываются в их названии.

Весьма детальное исследование показало, что эта толща появилась позже на контакте главным образом двух существенно различных горных масс: массы осадочных пород сверху, в которой немалую роль играют известняки, и гранитового магмового бассейна, ныне проявляющегося в виде выходящего на поверхность гранитового массива. Название магмового бассейна относит его к тому времени, когда в сущности роговообманкового гранита еще не было, а имелся лишь весьма обширный резервуар расплавленной массы, которая и называется магмой; она еще, сама по себе, не представляет определенной горной породы, а только составляет источник, из которого впоследствии должны были развиться т. н. изверженные горные породы, и притом не одна единичная, но в разных частях весьма различные, хотя и с преобладанием одной определенной.

При ее отвердевании именно в контакте долго еще оставалась часть, дававшая место проходу в обильном количестве разных газов, химически реагировавших не только с затвердевающими остатками магмы, но и с прилегавшими осадочными породами. Масса газов изобиловала содержанием окиси железа (например, в виде FeCl₃), а известняк поставлял известь в новообразующуюся породу с ее гранатом, содержащим большое количество как СаО, так и Fe₂О₃. Гораздо менее обильный авгит выделялся из остатков магмы, обогащаемой в составе другими окислами и, между прочим, тем же СаО, берущимся из известняка.

Такова лишь общая схема происходивших здесь процессов. Проникновение в детали открывает много других подробностей, всегда весьма разнообразящих явления, совершающиеся в  природе. Может быть, заслуживает упоминания и тот факт, что вместе со многими другими химическими элементами в коловорот этих процессов вносилось и золото, которое, однако, редко сконцентрировывалось в тех или других неправильно разбросанных пунктах, а в наибольшей степени рассеивалось в общей массе, хотя и в ничтожных количествах. Тем не менее, когда, в конце концов, толщи эти приблизились (вследствие размыва) к самой поверхности и подверглись полному выветриванию, создав сильно железистые глины, не только с мелко рассеянным в них гематитом и другими рудными железными частичками, но и с довольно значительными скоплениями довольно чистой руды, промышленная промывка этих глин не без выгоды доставляла еще немалое количество золота.

Если такая картина раскрывается при изучении некоторых крупных уральских медных месторождений, то нечто совсем другое видим мы также в медных и притом весьма многочисленных на Малом Кавказе (так называемая параллельная Кавказу грандиозная горная гряда на юге от долины Куры).

Здесь медные месторождения (впрочем, преобладающим образом месторождения серного колчедана FeS₂) занимают толщу не некогда бывших больших глубин, но, напротив, нижних частей лав и вулканических туфов, т. е. отложений тех же пород, распыленных и выброшенных силой взрыва в воздушную среду и упавших и скопившихся в слои в силу своей тяжести. Может быть, уже в период замирания действовавших здесь многочисленных вулканов настоящие фумаролы заместились уже горячими источниками (конечно, все-таки подогреваемыми приносимыми из глубины горячими газами), в изобилии приносившими как соединения Fe, так и Сu. Здесь повышенная химическая деятельность была связана с более высокой температурой воды, движущейся медленными потоками в системе трещин, проложивших пути этим потокам. Горячая вода, между прочим, в немалой степени выщелачивала кремнезем в одних местах пород и отлагала его в виде кварца в других местах. Происходил процесс кварцитизации этих пород, то есть их превращение в породу, называющуюся кварцитом и состоящую преобладающим образом из зерен кварца, но отчасти и других образовавшихся при этом минералов. Обширный опыт показывает, что в тех же местах и притом в громадных количествах отлагался и хорошо окристаллизованный серный колчедан FeS₂, а закончился этот процесс местными, сравнительно небольшими отложениями и медного колчедана, составившего, однако, штоки¹⁾ в миллионы пудов. Чаще же и к отложенному серному колчедану, уже совсем в небольшом количестве, в его цементе присоединялся тот же медный колчедан, составивший в породе столь незначительную примесь, что из нее уже нельзя добыть медной руды, годной непосредственно для выплавки. Однако, на практике все-таки медь извлекается, но только уже попутно при обработке серного колчедана на заводах, приготовляющих серную кислоту.

Конечно, рядом с образованием месторождений этого типа более поверхностных рудных месторождений не исключается возможность одновременного образования и типов более глубокого происхождения вроде описанного выше. Но таковые месторождения  еще на долгие времена остаются недосягаемы для промышленной деятельности человека, пока энергичный размыв не приблизит их в значительной мере к земной поверхности.

Рассматривание этих картин, раскрывающихся тяжкими человеческими усилиями в глубинах земных недр, незаметно отвело нас от условий простейшего генезиса минералов к сравнительно весьма сложным и имеющим связь с проявлениями вулканической деятельности.

¹⁾ Горнозаводской термин, выражающий скопление в одном месте минералов, отличных от тех, что представлены в окружающих горных породах.

 

От минеральных месторождений такого рода довольно резко отличаются те, происхождение которых относят к большим глубинам, но в которых уже не видно связи с вулканическими явлениями. В теоретическом отношении происхождение таких месторождений выяснено наиболее слабо, и приходится ограничиваться лишь вероятными соображениями, связывая их с глубинно-дислокационной деятельностью и большими передвижениями магм.

Сюда, например, можно отнести преобразование гранитов в так называемые грейзены. В химическом отношении граниты, непременно содержащие в своем составе кварц, т. е. ангидритовый избыток той кислоты, соли которой представлены преобладающими минералами, нужно отнести к самым кислым представителям магм.

В наиболее типичном виде такие преобразованные толщи являются в месторождениях оловянного камня SnО₂ тетрагональной сингонии, часто образующегося в хороших и крупных кристаллах в характерных двойниковых прорастаниях.

Для парагенезиса, то есть совокупности местных условий, характеризующих генезис, интересно почти постоянное сопровождение вольфрамита (или волчеца) W0₄(Mn,Fe) моноклинной сингонии, как в более крупных индивидах, так и в рассеянном виде, даже в виде пыли, нередко или даже обычно в сопровождении с медными и висмутовыми минералами, серным и мышьяковым колчеданом, железным и молибденовым блеском MeS₂ и пр.; но сама преобразованная порода, то есть грейзен, состоит главным образом из кварца с топазом SiО₄Al₂(F,ОН)₂ ромбической сингонии, слабоокрашенными слюдами (литионит, циннвальдит) с частой примесью флюорита, турмалина, берилла, апатита и пр.

Как можно судить по этому составу, в процессе химического преобразования принимали участие такие деятельные химические элементы, как F, В, Р. Полосы разрушения представлены весьма неравномерно: местами главные составные части породы перемешаны почти равномерно, местами же преимущественно скопляется тот или другой из главных минералов породы с незначительными примесями второстепенных минералов. В России богатое развитие пород этого типа наблюдается в Забайкалье, особенно в Адун-Чилонском кряже.

Иного рода пневматолитические процессы особенно подробно изучены в южной Норвегии (Brögger, «Die Mineralien der Syenitpegmatitgänge der südnorwegischen Augit- und Nephelinsyenit», Zeitschr. für Kristallogr. 16, 1800).

Вот, между прочим, минералы, отчасти весьма редкие, которые можно считать характерными для месторождений этого типа:

Молибденовый блеск (молибденит)	MoS2, гексагональная система
Цинковая обманка (сфалерит)	(Zn, Fe)S, кубическая система
Мышьяковый колчедан (арсенопирит)	FeAsS, ромбическая система
Серный колчедан (пирит)	FeS2, кубическая
Медный колчедан (халькопирит)	FeCuS2, тетрагональная
Свинцовый блеск (галенит)	PbS, кубическая
Леллингит	FeAs2, ромбическая
Турмалин	(SiO4)2[AlO, BO][(AlO2)Mg, Fe, No2, Li2, H2]3, гексагональная
Датолит	SiO4Ca(B, OH) моноклинная
Гомилит	SiO4Ca(BO)2Fe, моноклинная
Норденшильдит	SnB2O6, гексагональная
Гамбергит	BO3Be(Be.OH), ромбическая
Каппелиннит	Si3B6O2.Y6Ba, гексагональная
Содалит	(SiO4)3Al(Al, Cl)Na4, кубическая
Ловенит	(SiO3)2(Mn, Ca, Fe)(ZrO.F)Na, моноклинальная
Велерит	Si10Zr3Nb2O12F3Ca10N5, моноклинальная
Хиортлалит	(Si, Zn, Fe)14O39F6Ca12Na4, моноклинальная
Джонструпит	Si12O48(Ti.Zr)3F6(Ce, Y, Al, Fe)F(Ca, Mg)13Na6H2, моноклинальная
Мозандрит	Si12O48(Ti,Zr.Ce,Th)4(OH.F)8(Ce,Y)Ca10Na2H12, моноклинальная
Розенбушит	(SiO3)2Ca2(ZrO2F2)2Na4.SiTiO6Ti, моноклинальная
Пирохлор	Приближенно Ca2Ta2O7, но с Nb, F кубическая
Меланоперит	Состав не установлен, но очень сложен. Гексагональная система.
Тритомит	То же.
Лейкофан	SiO4Ca(BO)2Fe, моноклинальная
Мелинофан	Si3O10FBe2Ca2Na, тетрагональная
Гельвин	(SiO4)2(Mn, Be, Fe)7S, кубическая

 

Обыкновенно столь существеннее различие в минеральном составе тех, по количеству представленных сравнительно незначительно, но по ценности наиболее важных минералов, присутствие которых связано с характеристикой известных местностей, приписывается коренному различию состава магмовых бассейнов и в особенности степени их кислотности. Но это едва ли можно считать уже доказанным. Подмечаются и связи другого рода, например, особое изобилие титанистых и циркониевых минералов в породах с нефелином (гексагональной сингонии и состава Si₃О₃₄Al₈(Na,K)₈, а может быть, и SiO₄Al (Na, K), т. к. формулы лишь приближенны), к каковым относятся и породы этого района.

Было бы еще важнее определить условия генезиса радиоактивных минералов; однако, само изучение радиоактивности столь недавнего времени, что трудно надеяться на скорое и точное разрешение этого сложного вопроса, тем более, что по существу образующиеся при этом эманации и новые продукты всегда стремятся распространяться во всех направлениях, почему проявление слабых признаков радиоактивности наблюдалось в весьма широком распространении.

Коренные же источники радиоактивных минералов, т. е. главным образом соединений урана и тория, в сколько-нибудь значительных количествах очень редки и, видимо, связаны с древними горными массивами, черпавшими свой материал из больших глубин¹⁾.

¹⁾ Некоторые из радиоактивных минералов были даже впервые открыты в России, впрочем, в то время, когда о существовании радиоактивности и не подозревали. Сюда относятся, например, открытые в Ильменских горах монацит, пирохлор, саморскит. Здесь же были найдены эшинит, чевкинит,  ксенотим, аннередит. Заслуга нахождения в Фергане (в Туркестане) не только радиоактивных вообще, но и новых, принадлежит горному инженеру Антипову. Найденному им ферганиту приписывается состав (VО₄)₂(UО₂)₂Ca. 4aq. Замечены признаки изрядной радиоактивности в ортитах Забайкальской области (даже почти у берегов этого озера).

 

Из последнего списка минералов мы можем отчасти судить о сложности их химического состава, доходящего до такой степени, что уже является неосуществимым выражать его химической формулой.

Вместе с тем и современные представления о генезисе таковых минералов рисуют действительно нечто весьма сложное, т. к. этот генезис связывается и с глубинными магмами, и с их частичным остыванием, а, следовательно, присутствием и твердой фазы, и с проникающими толщу горячими газами и растворами.

Прежние представители минералогии, начиная с Ели-де-Бомона и Сен-Клер-Девилля, в деле образования минералов существенное значение придавали присутствию определенных веществ, как таких посредников в химических реакциях, которые после реакции освобождались в первоначальном виде, а без них будто бы реакция произойти и вовсе не могла. Они называли их agents minéralisateurs. Теперь эти воззрения потеряли все свое значение, так как неизмеримо более точные данные современной физической химии говорят о том, что хотя такая посредническая деятельность некоторых веществ, как катализаторов, и имеет место в действительности, но она никоим образом не создает химического процесса, а только ускоряет ту реакцию, которая происходила бы и без их посредства. Между тем именно для объяснения процессов в толще земной коры мы менее всего нуждаемся в ускорении процессов и даже хорошо знаем, что вообще все такие процессы протекают с чрезвычайной медленностью.

В противоположность минералам сложного состава, о которых только что  была речь, минералы, представленные в громадном количестве и составляющие главнейшие составные части затвердевших магм (петрографически важнейшие минералы) отличаются простотой состава, а вместе с  тем и простотой генезиса, так как он в сущности не отличается от генезиса тех, которые непосредственно выпадают из  раствора; но в данном случае раствор, то есть магма, имея очень высокую температуру, а это обстоятельство лишь благоприятствует простоте состава, так же как и то, что посреди большого числа химических элементов здесь лишь немногие из них находятся в таком подавляющем преобладании, что влияние остальных, как влияние ничтожных масс в химических реакциях, может быть игнорируемо.

Все почти минералы этого рода могут быть по составу сведены к окислам четырех разрядов, смотря по элементу, а сами минералы составляются из 1-го, 2-х,3-х или даже всех 4-х разрядов этих окислов. К этим окислам следует отнести: 1) четырехатомные, преобладающим образом представленные одним, а именно Si₂О₄ (или проще SiО₂), 2) трехатомные Аl₃О₃, Fe₂О₃; 3) двухатомные Fe₂О₂, Mg₂О₂, Са₂О₂ (обыкновенно формулу сокращают вдвое) и 4) одноатомные Na₂О и K₂О. Но даже и из этих немногих окислов некоторые проявляют в своих свойствах такую родственную близость, что могут замещать друг друга в произвольных пропорциях, не нарушая типа соединения и его простой формулы.

Из относящихся сюда минералов к тем, состав которых есть простой окисел, принадлежат: кварц (редко тридимит), корунд Аl₂О₃ и гематит Fe₂О₃.

Появление первого характеризует особую кислотность первоначальной магмы, а редкое появление второго — особенно изобильное содержание магм, глиноземом. Специально в отношении последнего некоторые экспериментаторы, например, Морозевич, пытались установить те пределы содержания глинозема в шлаках, когда корунд  выделяется в самостоятельных кристаллах. Двойные окислы представлены в изверженных минералах гораздо обильнее и составляют собой особенно важные минеральные ряды. Сюда относится изодиморфная группа пироксенов и амфиболов, главные представители которых моноклинной сингонии, но они резко различаются друг от  друга по своим формам и существенным свойствам (особенно по плоскостям спайности). Их состав  существенно выражается формулой SiО₃ (Mg, Fe, Са), причем чаще всего для пироксенов отношение (Mg, Fe):Са как 9:1, а в амфиболах — как 3:1 Сюда же принадлежит и группа оливина (перидота) SiО₄(Mg, Fe)₂, а также и шпинели, из коих особенно часто представлен плеонаст [(АІ, Fe)О₂]₂(Mg, Fe). В состав тройных окислов всегда входит Si₂О₄ и Аl₂О₃ (или Fe₂О₃), а потому можно различать те, в состав которых входят еще двухатомные, и те, куда входят одноатомные окислы.

К первым относится анортит Si₂О₈Al₂Ca триклинной сингонии (иногда еще из гранатов аплом (см. выше). Ко вторым относится альбит Si₃О₈AlNa, проявляющий замечательный изоморфизм с анортитом (см. выше) и потому образующий почти непрерывную группу «плагиоклазов», также ортоклаз Si₃О₈AlK моноклинной и того же состава микроклин-триклинной сингонии. Все только что перечисленные минералы по своей особой близости получили общее название «полевых шпатов». Сюда же относится лейцит [Si₃O₈] [SiО₄] Аl₂(K, Na)₂ тетрагональный, псевдокубический, эгирин (и акмит) [SiО₃]₂FeNa моноклинный, нефелин (см. выше). Реже встречаются содалит, нозеан и др.

Впрочем, формулы минералов здесь написаны в простейшем виде; действительный же анализ дает более сложные результаты.

Прежде всего, это происходит вследствие особого изоморфизма (эквивалентного, см. кристаллография), а именно между альбитом и анортитом (плагиоклазы), а также между пироксеном и эгирином¹⁾ (почему не только эти смеси, но и сам эгирин также причисляется к пироксенам).

¹⁾  Эквивалентность изоморфизма двух первых станет ясна, если мы их формулы напишем в виде

а для вторых

Состав пироксенов и амфиболов усложняется еще в большей степени вовлечением в него некоторого количества Аl₂O₃ или Fe₂O₃.

К важным минералам, в составе которых представлены все четыре группы окислов, относятся слюды. Однако, их химическую формулу едва ли можно считать окончательно установленной.

Действующие в толщах земной коры мощные механические силы вызывают в ней пертурбации с значительными перемещениями частей. Они превращают ее в подвижную литосферу (конечно, движения ее по своей медленности не могут идти и в сравнение с движениями атмосферы), в которой одни части из глубин приближаются и, наконец, выступают на поверхность, а другие погружаются все в большие и большие глубины. По этим причинам те условия, при которых в каждом месте образуются те или другие минералы, постоянно изменяются, а с этим изменением начинается разрушение раньше образовавшихся и появление из их состава новых минералов.

Особенно сосредоточены и удобны для наблюдений изменения, происходящие на самой поверхности или близко к ней. В преобладающей степени эти изменения выражаются геологическим термином «выветривание», которому мы, между прочим, обязаны происхождением почв, а следовательно, и развитию растительности.

Но с минералогической точки зрения и этот процесс есть не только разрушение одних, но и новообразование других минералов, являющихся прочными именно при этих новых условиях. Но в большинстве случаев эти новообразующиеся минералы являются в таком тонком, пылеобразном разделении, что современная минералогия еще не в состоянии с ними справиться и приложить методы, выработанные ею для минералов, проявляющихся в более крупном виде (хотя бы и размерами в несколько сотых миллиметра).

Однако, нередко на эти последующие минеральные преобразования можно смотреть лишь как на сокрытие тех важных процессов, какие имели место раньше и привели к предыдущему мннералообразованию. Особенно в практической геологии важнейшей задачей является именно расшифровка того, что имелось раньше и что скрыто позднейшими разрушающими процессами.

Наиболее важными фактами, способствующими такой расшифровке, являются так называемые ложные кристаллы, или псевдоморфозы. Они являются результатом неравномерного химического разрушения, когда таковому подвергаются хорошо образовавшиеся кристаллы какого-нибудь минерала и вовсе или почти не подвергаются (в течение некоторого времени) те вещества, которые их облекают. При этом разрушении обычная форма этих кристаллов иногда сохраняется в безукоризненном виде (хотя это относительно редко; большей частью форма при этом процессе несколько уродуется), а содержимое замещается вновь образовавшимся веществом, иногда однородным, а иногда и сложной смесью. По форме же, как объяснено выше, можно иногда с большой точностью определить первоначальное вещество.

Как пример, отчасти рассмотренный уже выше, можно привести псевдоморфозы гематита по гранату. Если бы все остальные соображения, приведшие к выводу о том, что в Богословском округе в его известных месторождениях гематит возникает на счет граната, обильно содержащего Fe₂О₃, то одно нахождение таких псевдоморфоз устраняет в том всякое сомнение¹⁾.

¹⁾ В том же округе найдены псевдоморфозы малахита CO₂(CuOH)₂ по форме атакамита Сu₂(OН)₂Сl методом непосредственного измерения кристаллов (кристаллохимического анализа). Присутствие такого вещества, содержащего Сl, представило бы загадку, если бы не то обстоятельство, что место находки — в скалах авгитогранатовых пород, находившихся в третичное время недалеко от берегов моря.

 

В заключение следует упомянуть об одном, хотя и побочном, но весьма важном отделе, значение которого для минералогии очевидно само по себе. Я имею ввиду искусственное воспроизведение минералов, точнее — тех веществ, которые оказываются тождественными с известными минералами.

Этот отдел, в состав которого вошло как описание опытов, сознательно направленных к воспроизведению минералов в их естественных формах, так иногда и случайных наблюдений образования кристаллов тех же веществ, что и известны и посреди образовавшихся в природе, мало-помалу развился в столь большой предмет, что ему посвящено немало специальных книг. В том числе имеется и книга профессора Чирвинского, на русском языке. Конечно, здесь возможно сообщить о результатах лишь в самых общих чертах. Так как все минералы в толщах земных недр образуются при высоких давлениях, то делались попытки произведения химических реакций при этих условиях. Первым, пытавшимся сделать это, был бельгийский ученый Шпринг. При давлении в 5 000 атмосфер из порошковатой смеси серы с медью им был получен медный блеск Cu₂S, а при замене Сu серебром — также и серебряный блеск Ag₂S; аналогично получен и свинцовый блеск PbS и т. д.

Ерофеев в метеорите из Ново-Уреи наблюдал микроскопические зернышки алмаза. Чернов сделал подобное же наблюдение в чугуне. Муассан воспроизвел это уже искусственно, растворив в  расплавленном серебре тончайшую угольную пыль и выливая затем расплавленную струю металла в холодную воду; от остывания образовывалась сначала твердая пленка металла, производившая на часть, оставшуюся временно  жидкой, высокое давление, способствовавшее растворению пыли. В результате, по растворении металла в HNО₃ выпадают кристаллические зернышки алмаза (или карбоната), хотя и микроскопических размеров.

Сенармон (с 1850 г.) ввел в употребление тугоплавкие запаянные стеклянные трубки с водным раствором, подвергающиеся нагреванию до 110°, или железные трубки, нагревающиеся до 300° и даже 350°. Таким образом, он воспроизвел около десятка минералов, находимых в рудных жилах особенно часто, как, например, сурьмяный блеск Sb₂S₃, цинковую обманку SZn, свинцовый блеск PbS, серный и медный колчеданы и пр.

Кварц SiО₂ впервые искусственно воспроизведен в 1815 г. Шафейтом, а затем Сенармоном, при нагревании студенистого кремнезема в запаянных трубках при нагревани. Фридель и Саразен получили и другую его разность — тридимит. В аналогичных же условиях получены корунд Аl₂O₃ и диаспор Аl(OН)₃. Эбельнену удалось довести кристаллы искусственного корунда до довольно значительных размеров и ввести окрашивающие примеси, которые делали его тождественным с рубином  и сапфиром. В настоящее время список доведен до огромных размеров. Библиографию пособий см. VI, 40, приложение, IV.

Е. Федоров.