Все грани минералов

Лето 2010 года, я провел в Казахстане у бабушки. Мы часто ходили на реку Иртыш, купаться. Спускаться к речке приходилось с крутого холма. В один из таких дней, я заметил, как на холме блестят камни. Они очень походили на минералы из моей коллекции. Я подобрал несколько камней и взял с собой. Дома разглядывал их, и еще больше убеждался, что они мне напоминают минерал под названием кальцит. Я задумался, как определить кальцит это или нет!? Изучая литературу на данную тему, наткнулся на описание способа отличия кальцита от похожих минералов.

Достаточно нанести даже каплю слабой кислоты на кальцит, как он начинает шипеть, пузыриться. Так его легко можно отличить от похожих минералов. А сходство кальцита с другими минералами обусловлено многообразием его форм и окрасок. Кальцит может быть медово-желтым, лиловым, зеленым, нежно-розовым, оранжевым, бурым, голубым, малиновым.

Решил провести такой опыт с моей находкой и минералом из коллекции. Разбавил один к одному уксусную кислоту водой. Медицинской пипеткой капнул каплю на минерал из коллекции № 1 и каплю на минерал № 2 с холма. В результате на минерале № 1 появились пузырьки, и появилось характерное шипение, а минерал № 2 ни проявлял, ни каких признаков. Вывод: моя находка не является кальцитом. На этом я не остановился. Стал изучать дальше, мне стало интересно узнать, что же за минерал я нашел.

Прочитал, что кальцит часто ассоциируется с разновидностью гипса – алебастром. Алебастр - разновидность гипса, белая или слегка тонированная, представляющая собой спрессованные мелкозернистые массы - декоративный поделочный камень, используемый для тонкой резьбы на протяжении столетий, даже эпох. В засушливых районах, гипс может формироваться в цветочные формы, как правило, непрозрачные со встроенными песчинками, называемые - Пустынная роза. Она может иметь также и такие названия: Песчаная роза, Каменная роза, Селенитовая роза, Гипсовая роза, Гипсовая розетка, Баритовая роза.

Все характеристики алебастра подходили к моему минералу с Казахстана, но полагаться только на свои догадки в научной работе не следует.

Мне посоветовали обратиться к учителю географии местной школы Людмиле Ильиничне Молоковой. Я показал свою находку, Людмила Ильинична подтвердила, что это разновидность гипса - алебастр. Рассказала, что в Казахстане множество гипсовых месторождений, например одно из крупнейших Улькен-Бурылтауское в Жамбылской области Республики Казахстан. И показала точно такой же камень в школьной коллекции.

Так же она рассказала, что алебастр в строгом понимании - строительный гипс, то есть продукт обжига природного гипса, имеющий состав полугидрата. Однако, в геммологии так называют сегодня и природный тонкозернистый массивный агрегат минерала гипса, зернистый плотный гипс с сахаровидным изломом ( гипсовую породу).

На этот раз сомнений не осталось – это алебастр.

Прочитав много литературы о кальците, гипсе и алебастре я узнал еще много интересного об этих минералах.

Кальцит

Название предложено Гайдингером в 1845 году и происходит, как и название химического элемента, от лат. calx (род. п. calcis)— известь. Пожалуй, одним из самых многоликих в мире минералов является природный карбонат кальция CaCO3 - кальцит. Тем более нет другого минерала, который, подобно кальциту, в виде горных пород - известняка, мела и мрамора - слагал бы многокилометровые слои на тысячекилометровых пространствах континентов, целые горные системы. Из этого же вещества коралловые полипы создали одно из самых грандиозных сооружений на Земле - Большой Барьерный риф, протянувшийся на 2000 км вдоль побережья Австралии. Австралийский Большой Барьерный Риф территориально пролегает отострова Леди Элиот домыса Йорк. Большой коралловый рифначал формироваться примерно 10 000 летназад. Миллиарды коралловых полипов формируют основу рифа. Большинство рифов — подводные. Некоторые рифы выходят наповерхность только вовремя отлива.

Большой Барьерный Риф насчитывает примерно 2900 рифов иболее трехсот островов, из которых около сотни постоянно покрыты растительностью. Общая площадь рифа — 348 698 квадратных километров. Этосамый большой коралловый рифнапланете. И все это содержит главную составляющую - минерал «кальцит»

Под водой. Большой Барьерный Риф

На Большом Барьерном Рифе Австралии туристы находят одни изсамых красивых раковин вмире. Гигантские моллюсковые раковины весом более двухсот килограмм.

Кальцит слагает горную породумрамор, является главной составной частьюизвестняков. Кальцит - это причудливый и таинственный мир пещер, белокаменное сияние древнейших городов мира и не подвластные тысячелетиям египетские пирамиды, мраморные колонны античных храмов

и многоцветная облицовка станций метро.

Но еще разнообразнее, красочнее выглядят кристаллы кальцита. Они то похожи на тонкие иглы, то на приплюснутые параллелепипеды, то на хрупкие листы бумаги (такой кальцит называют бумажным шпатом - папиршпатом).

Большие прозрачные кристаллы кальцита, по месту одной из первых находок этой разновидности, называют исландским шпатом. В ромбоэдрах исландского шпата, можно увидеть интересное оптическое явление - все, что видно сквозь них, кажется раздвоенным. Так проявляет себя одно из удивительных свойств некоторых прозрачных кристаллов - двойное лучепреломление. Стать ювелирным камнем кальциту не позволяет его невысокая твердость (3 по шкале Мооса - минерал является одним из эталонов твердости этой шкалы) и спайность - способность легко раскалываться при ударе на симметричные многогранники - ромбоэдры. Но с другой стороны, именно низкая твердость делает мелкозернистую кальцитовую породу - мрамор - излюбленным материалом скульпторов и архитекторов.

Кальцит - вездесущий минерал. Кажется, нет таких процессов на Земле, в которых он не образуется. Есть даже магматические горные породы - карбонатиты, где кальцит вместе с другими минералами кристаллизуется из тысячеградусных расплавов. Самые разнообразные по форме и цвету кальциты возникают из горячих подземных растворов - гидротерм. Некое подобие этого процесса каждый может наблюдать в чайнике: появляющаяся здесь накипь - это тот же кальцит. При гораздо более низкой температуре из того же карбоната кальция создают свои постройки, раковины, скелеты неисчислимые живые существа - моллюски, кораллы, морские ежи и звезды. Из холодных подземных вод возникают колоннады сталактитов и сталагмитов, весь сумрачный мир пещер. Кальцит— самый распространённый биоминерал: он участвует в строении очень многих живых организмов, в составе раковин и костей.

Замечательные образцы этого минерала находят во множестве мест Земного шара. Метровые кристаллы исландского шпата из Сибири, разноцветные кальциты из Мексики, "каменные цветы" из пещер Средней Азии и калейдоскоп всевозможных кристаллических форм из рудных месторождений Приморья - лишь малая доля красивейших образцов кальцита, попадающих в руки любителей камня.

Гипс

Гипс (от греч. gypsos — мел, известь) — минерал, водный сульфат кальция. Кристаллы гипса пластинчатые, столбчатые, игольчатые и волокнистые. Встречаются преимущественно в виде сплошных зернистых и волокнистых масс, а также различных кристаллических групп. Часто ассоциируется с галитом и кальцитом. Чистый гипс бесцветен и прозрачен, при наличии примесей имеет серую, желтоватую, розовую, бурую и другие окраски. Осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями, при усыхании морских лагун, соленых озер. Одно из физических свойств гипса - флуоресценция. Свечение в длинноволновом УФ-свете - желтые, оранжевые, синие или зеленые тона. Минерал ангидрит (CaSO4) сходен по составу с гипсом, только лишен воды. Гипс имеет химическую формулу - CaSO4•2H2O

Кристаллы гипса длиной до 11 метров были найдены в пещерах Naica Mine, Мексика. Кристаллы произрастали в крайне редкой природной среде пещеры. Температура там постоянно оставалась около + 58 ° С, и пещера была заполнена водой, богатой минералами, как и необходимо для роста кристаллов. Крупнейший из этих кристаллы весом 55 тонн имел возраст около 500 000 лет. Два брата, которые обнаружили эту пещеру, окрестили ее "глаза королевы". Длина пещеры составляет 290 метров под землей.

Это образец из моей коллекции (красный гипс)

Встречаются такие разновидности гипса: Селенит - бесцветный и прозрачный сорт гипса, который имеет жемчужный блеск.

Еще одна разновидность - шелковистая, волокнистая форма, называемая "Satin Spar" - атласный шпат. Этот сорт имеет атласный, шелковистый блеск, который дает игру света вверх и вниз по поверхности кристалла.

Алебастр - разновидность гипса, белая или слегка тонированная, представляющая собой спрессованные мелкозернистые массы - декоративный поделочный камень, используемый для тонкой резьбы на протяжении столетий, даже эпох.

В засушливых районах, гипс может формироваться в цветочные формы, как правило, непрозрачные со встроенными песчинками, называемые "desert rose" - Пустынная роза. Она может иметь также и такие названия: Песчаная роза, Каменная роза, Селенитовая роза, Гипсовая роза, Гипсовая розетка, Баритовая роза.

Ордит - фактически псевдоморфозы гипса. Единственное месторождение находится в России - Орда, Пермский край, Урал.

Сахарный гипс - гипс в виде зернистой массы, кристаллизуется как сахар.

Гипс также иногда встречается в некоторых метеоритах.

Даже в эпоху Неолита гипс использовался как строительный материал. Еще в 7000 до н. э. в городе Чатал-Гуюк, в Малой Азии гипс использовали для украшения интерьера. Около 3000 до н. э. в Уруке а затем и в Египте гипс применяли в качестве раствора, смешанного с известью, для соединения камней. Для примера, в Сфинксе (2700-2600 до н. э. ) для определенных работ, известковалась гипсовая штукатурка.

Кроме того, египтянам были известны полупрозрачные алебастровые окна. В Минойской цивилизации из гипса делали пол или настенные покрытия и применяли в качестве строительных блоков. (знаменитый Кносский Дворец, 2100-1800 до н. э. , расположенный на греческом острове Крит и сохранившийся до настоящего времени).

Фрагмент колоннады Кносского дворца

Римляне использовали гипс только для декоративной штукатурки внутри построек, так как они были знакомы с гораздо более прочными материалами.

В наше время гипс используют для изготовления вяжущих материалов, гипсования почвы, а в медицине - для протезирования. Его применяют также для снятия масок, моделирования скульптуры, создания рельефных украшений (лепнины) в помещениях. С древности популярен гипс как поделочный камень. Из него и сейчас вырезают ажурные вазочки, фигурки, пепельницы и другие декоративные предметы. В азиатской кухне гипс добавляют в тофу (традиционный соевый творог) в качестве коагулянта (Коагулянты, коагулирующие агенты (от лат. coagulo - вызываю свёртывание, сгущение), вещества, введение которых в жидкую среду, содержащую мелкие частицы какого-либо тела, вызывает коагуляцию, т. е. слипание этих частиц), что делает его, в конечном счете, основным источником кальция.

Гипс, в наше время используется в различных сферах: медицине, строительстве, искусстве.

Гипс медицинский Гипс строительный Гипс формовочный Гипс формовочный

Алебастр «Роза пустыни»

Чаще всего гипс встречается в эвапоритовых формациях – осадочных породах, образовавшихся на дне водоемов при испарении воды. Во многих местах из гипса состоят целые пласты горных пород. Характерные агрегаты линзовидных кристаллов гипса, похожие на цветы, называют «розой пустыни». Они формируются в слое песка и при кристаллизации вбирают его мельчайшие частицы.

Жители африканской пустыни Сахара знают «розу пустыни» с незапамятных времен. Впервые на эти красивые камни обратили внимание кочевые племена. После утомительного перехода через пески караваны достигали оазиса, где люди и верблюды могли утолить жажду и передохнуть. Верблюжья моча размывала песок, оставляя на поверхности удивительные кристаллы гипса. Поэтому долгое время считалось, что «розы пустыни» образуются из верблюжьей мочи.

Для рождения «розы пустыни» нужны особые условия. Когда над пустыней выпадают скудные осадки, вода моментально впитывается в песок. Если пески богаты гипсом, компоненты этого минерала вымываются и уходят вместе с водой вглубь. При этом раствор нагревается под лучами солнца и быстро испаряется. Жара притягивает воду обратно к поверхности. После полного испарения воды образуются новые кристаллы гипса. Поскольку он кристаллизуется в песчаной массе, песок неизбежно становится частью кристалла.

В наше время алебастром стали называть обработанный термическим методом гипс при температуре 150—1800С.

Свойства минералов

Состав и свойства кальцит гипс Алебастр «Роза пустыни»

Твердое, жидкое или газообразное Твердое Твердое Твердое

Твердость(3-4) твердость(2) твердость(2)

Цвет черты белый белый белый

Плотное или пористое плотный плотный пористый

Раскалывается с трудом или легко С трудом легко легко

(прочность)

Растворимое или нерастворимое в нерастворимый нерастворимый нерастворимый воде

Однородное вещество или смесь однороден в структуре значительное содержаниев структуре значительное содержание веществ воды воды

Частицы песка

Блеск стеклянный Стеклянный шелковистый перламутровый

Химическая формула СаCO3 CaSO42H2O CaSO42H2O

К какому виду горных пород относятся кальцит, гипс и алебастр?

магматические осадочные метаморфические

Образуются при застывании магмы, лавы. Образуются в результате отмирания организмов Образуются из магматических, осадочных пород на большой глубине при большой температуре и давлении

Алебастр гипс кальцит

«роза пустыни»

Встречается в эвапоритовых формациях – Встречается в эвапоритовых (соединения, Кальцит–минерал вездесущий, выступающий в осадочных породах, образовавшихся на дне выпавшие из раствора солей при испарении) качестве образующего элемента осадочных пород и водоемов при испарении воды. Характерные формациях – осадочных породах, образовавшихся как продукт отложений и рекристаллизации агрегаты линзовидных кристаллов гипса, похожие на дне водоемов при испарении воды. Во многих (recrystallization — процесс зарождения и (или)

на цветы называют розой пустыни. Они местах из гипса состоят целые пласты горных роста новых минералов) в кавернах каверны, формируются в слое песка и при кристаллизации пород. (каверна ·жен. (·лат. caverna - Полость)).

вбирают его мелкие частицы.

Опыт № 1.

Задачи: 1)выяснить тонут ли в воде минералы кальцит, алебастр «Роза пустыни» и гипс.

2)растворимы ли в воде минералы кальцит, алебастр и гипс.

Минерал 1-е действие 2-е действие вывод

Кальцит Бросил минерал в 1-но литровую Помешивал воду в банке с минералом,Минерал быстро уходит ко дну, по банку, наполненную водой. который находился в ней в течении истечении 48 часов в воде не

48 часов. растворяется.

Гипс Бросил минерал в 1-но литровую Помешивал воду в банке с минералом,Минерал быстро уходит ко дну, по банку наполненную водой. который находился в ней в течении истечении 48 часов в воде не

48 часов. растворяется.

Алебастр «Роза пустыни» Бросил минерал в 1-но литровую Помешивал воду в банке с минералом,Минерал быстро уходит ко дну, по банку наполненную водой. который находился в ней в течении истечении 48 часов в воде не

48 часов. растворяется.

В ходе опыта обнаружил, что алебастр в отличие от других минералов впитывает воду. Что натолкнуло провести еще один опыт, в доказательство большой пористости алебастра.

Опыт № 2.

Задачи: 1) доказать, что минерал алебастр впитывает воду (он пористый).

Минерал 1-2 действия 3-е действие Наблюдение Вывод

Алебастр Наполнил пластиковый стакан Вынул минерал со стакана. Уровень воды снизился до Алебастр впитывает воду.

высотой 6,5 см. водой до уровняЗамерил уровень воды. отметки 3см.

3,5 см.

Опустил минерал в воду на 1

Гипс Наполнил пластиковый стакан Вынул минерал со стакана. Уровень воды остался Гипс не впитывает воду.

высотой 6,5 см. водой до уровняЗамерил уровень воды. прежним.

3,5 см.

Опустил минерал в воду на 1

Кальцит Наполнил пластиковый стакан Вынул минерал со стакана. Уровень воды остался Кальцит не впитывает воду.

высотой 6,5 см. водой до уровняЗамерил уровень воды. прежним.

3,5 см.

Опустил минерал в воду на 1

Опыт № 3.

Задачи: 1)выяснить воспламеняются ли минералы кальцит, алебастр «Роза пустыни» и гипс.

Минерал 1-е действие 2-е действие Наблюдение Вывод

Кальцит Зажал в плоскогубцы минерал Удерживал минерал под Минерал не воспламенился, не кальцит. Зажег газовую пламенем в течении 3 мин. потерял цвет и форму.

зажигалку.

Гипс Зажал в плоскогубцы минерал Удерживал минерал под Минерал не воспламенился, не гипс. Зажег газовую зажигалку. пламенем в течении 3 мин. потерял цвет и форму.

Алебастр «Роза пустыни» Зажал в плоскогубцы минерал Удерживал минерал под Минерал не воспламенился, не алебастр. Зажег газовую пламенем в течении 3 мин. потерял цвет и форму.

зажигалку.

Опыт № 4.

Задачи: 1) выяснить впитывают ли минералы кальцит, алебастр «Роза пустыни» и гипс жидкость.

Минерал 1-е действие 2-е действие Наблюдение Вывод

Кальцит Набрал в медицинскую пипетку немного Через минуту промокнул После первого действия на Минерал кальцит не йода, капнул каплю на минерал. поверхность минерала ватным минерале образуется «лужица» впитывает жидкость.

диском. йода, которая растекается по Он плотный.

всей поверхности минерала. На ватном диске остается пятно размером с минерал. Вытер минерал ватным диском смоченным водой.

Гипс Набрал в медицинскую пипетку немного Через минуту промокнул После первого действия на Минерал гипс не йода, капнул каплю на минерал. поверхность минерала ватным минерале образуется «лужица» впитывает жидкость.

диском. йода, которая растекается по Он плотный.

всей поверхности минерала. На ватном диске остается пятно размером с минерал.

Алебастр «Роза Набрал в медицинскую пипетку немного Через минуту промокнул После первого действия на Минерал алебастр пустыни» йода, капнул каплю на минерал. поверхность минерала ватным минерале не образуется впитывает жидкость.

диском. «лужицы» йода. Йод моментальноОн пористый.

впитывается. На ватном диске не остается пятна.

Опыт № 5.

Задача: 1) выяснить при помощи кислоты, какой из минералов кальцит.

Минералы 1-е действие 2-е действие наблюдение вывод

Кальцит Набрал в медицинскую пипеткуКапнул каплю кислоты на На минерале образовалась Этот минерал кальцит.

(опытный образец №1) уксусную кислоту, минерал. «лужица», которая пузырилась разбавленную пополам водой. и немного шипела.

Алебастр Набрал в медицинскую пипеткуКапнул каплю кислоты на На минерале образовалась Этот минерал не кальцит.

(опытный образец №2) уксусную кислоту, минерал. «лужица», которая сразу же разбавленную пополам водой. впиталась в минерал.

Гипс Набрал в медицинскую пипеткуКапнул каплю кислоты на На минерале образовалась Этот минерал не кальцит.

(опытный образец №3) уксусную кислоту, минерал. «лужица», которая не разбавленную пополам водой. проявляла ни каких действий.

Опыт № 6.

Задачи: 1)доказать, что гипс является природным коагулянтом;

2)Приготовить по старинному Китайскому рецепту соевый сыр Тофу с добавлением сульфата кальция (гипса).

Ингредиенты: соевое сухое молоко, лимонная кислота, гипсовый порошок.

Оборудование: кастрюля, ложки столовая и чайная, сито или марля, емкость для сыворотки.

Приготовление: 3 ст. ложки молока высыпать в кастрюлю, залить 2/3 стакана воды, все тщательно перемешать до однородной массы. Поставить на огонь и кипятить 30 мин. После чего остудить примерно до 80 градусов.

Добавить ¼ чайной ложки гипса все еще раз перемешать. После чего добавить лимонную кислоту, все перемешать. (молоко должно свернуться, соевое молоко можно оставить на 12-18 часов для естественного прокисания, без добавления лимонной кислоты)

Марлю свернуть в несколько слоев, положить на банку или др. емкость. В марлю слить соевый творог. С творога должна вытечь жидкость (сыворотка). После чего, творог в марле формируют в нужную форму и ставят под пресс на 4-5 часов.

В результате получается сыр, упругий не рассыпчатый.

Опыт № 7.

Задачи: 1) изготовить барельефы из гипсового порошка.

2) установить время «застывания» гипса.

Ингредиенты: гипсовый порошок, вода.

Оборудование: формы для заливания, емкости для смешивания воды и гипса.

Смешать 1:1 гипс и воду, залить смесь в формы. После истечения 40-60 мин вынуть барельефы и оставить их высыхать.

Простая находка в Казахстанских степях обернулась для меня большим приключением, путешествием в мир новых открытий.

Я узнал многое о свойствах минералов, а о кальците, гипсе и алебастре подробнее. Многие вещи окружающие меня не вызывали особого внимания, но в ходе исследования оказались в центре внимания.

Например обычная накипь в чайнике, оказалась наростом, основной составляющей которого является кальцит (СаCO3). Образуется она путем процесса гидротермы.

У нас в квартире много лет в качестве украшения на шкафу лежат ракушки и большая морская звезда. Оказалось, что и они в большей своей степени состоят из гипса (CaSO42H2O), который осаждается из водных растворов, богатых сульфатными солями, при усыхании морских лагун, соленых озер.

А так же узнал много исторических фактов, поражающих воображение. Так например. Кристаллы гипса длиной до 11 метров были найдены в пещерах Naica Mine, Мексика. Кристаллы произрастали в крайне редкой природной среде пещеры. Температура там постоянно оставалась около 58 ° С, и пещера была заполнена водой, богатой минералами, как и необходимо для роста кристаллов. Крупнейший из этих кристаллы весом 55 тонн имел возраст около 500 000 лет. Два брата, которые обнаружили эту пещеру, окрестили ее "глаза королевы". Длина пещеры составляет 290 метров под землей.

Изучая литературу я узнал, что такое коагулянты и их свойства.

Так же удалось узнать, что сульфат кальция (гипс) впищевой промышленностизарегистрирован в качествепищевой добавкиэмульгатора E516, добавки с индексом (E-500 - E-599) создают однородную смесь из несмешиваемых в природе веществ, таких как вода и масло, вода и жир. (Эмульгаторы— вещества, обеспечивающие созданиеэмульсийиз несмешивающихсяжидкостей)

В ходе своего исследования я ни сделал мировых открытий, но для себя я открыл многое: таинственный мир минералов, их применение в обыденной жизни. Приобрел ценный опыт исследовательской работы.