Когда магма обогащена газом

При застывании магмы не сразу возникает массив твердого гранита. Сначала с краев появляется твердая оболочка, она постепенно разрастается внутрь и «оттесняет» к середине остаток гранитного расплава. Меняется при этом и сам расплав, в нем становится все больше газов (ведь они почти не входят в состав выкристаллизовавшихся минералов). Так образуется легкоподвижный расплав, богатый парами и газами. В одних случаях ой остается на месте и застывает среди гранитов. В других случаях расплав покидает массив и застывает в окружающих породах в виде жил и линз. Так из остаточной гранитной магмы образуется особая порода - пегматит, состоящая главным образом из полевого шпата и кварца.

Интересно, что всем пегматитам свойственны некоторые общие особенности. Прежде всего, эти породы всегда крупнозернистые и даже гигантозернистые. Нередко кристаллы полевого шпата прорастают кристаллами кварца клиновидной формы, напоминая клинопись древних народов. Именно этой особенностью объясняются другие названия пегматитов - «письменный», «еврейский» и «рунический» камень.

Кристаллы некоторых минералов в пегматитах в длину нередко достигают нескольких десятков сантиметров, а иногда и более метра. Так, в пегматитах Северной Карелии, разрабатываемых для извлечения из них полевого шпата как керамического сырья, длина кристаллов кварца достигает 1,5 м. В норвежских пегматитах были встречены кристаллы калиевого шпата длиной до 10 м и весом около 100 т. В начале прошлого века в Ильменских горах на Урале нашли настолько огромный кристалл калиевого шпата, что в нем заложили каменоломню.

Размер пегматитовых жил, линз и скоплений неправильной формы гораздо меньше гранитных массивов. Лишь в некоторых случаях, например в бассейне р. Мамы в Восточной Сибири, встречаются крупные площади в несколько квадратных километров, состоящие из пегматитов. Но пегматиты здесь не «чистые», они как бы пропитывают граниты и гнейсы.

К пегматитам издавна приковано внимание геологов и минералогов, потому что некоторые минералы и химические элементы, очень редкие в гранитах, в пегматитах как бы «сконцентрированы» и могут представлять богатую руду. Особый интерес вызывают минералы с редкими землями или радиоактивными элементами. Это, например, ортит, в котором содержание элементов редких земель достигает 3%. Можно также упомянуть минералы бериллия, лития и ряда других элементов, которые обычно отсутствуют в гранитах и других магматических породах. Все это позволяет считать пегматиты продуктами затвердевания не самой магмы, а ее остатка, обогащенного газами. О большой роли газов в пегматитовом расплаве говорят встречающиеся в пегматитах минералы, содержащие различные летучие вещества. Это фтор- и борсодержащий турмалин, топаз (в его состав непременно входят фтор и вода), слюда (ее непременной частью является вода) и ряд других минералов. Образование пегматитовых жил происходило при температуре 500 - 700°, т. е. несколько ниже, чем гранитов.

Пегматиты имеют исключительную промышленную ценность. Из них добывают слюду, полевой шпат, горный хрусталь, различные драгоценные камни, в том числе берилл, изумруд, аквамарин, рубин, сапфир, топаз, аметист и др.

Полевой шпат некоторых пегматитов очень красив и используется как поделочный камень. Это так называемый амазонский камень или амазонит - голубовато-зеленая разновидность калиевого шпата. С давних пор он получил заслуженную известность в камнерезном деле, а художественно-декоративные изделия из этого поистине чудесного камня всегда привлекали к себе большое внимание.

Амазонит в России стал известен в 1784 г., когда на Южном Урале в Ильменских горах обнаружили пегматитовые жилы с зеленым камнем. Минерал с необыкновенно приятной окраской быстро завоевал симпатии любителей декоративного камня и стал одним из важнейших поделочных камней. В Государственном Эрмитаже в Ленинграде хранятся великолепные вазы, столешницы и другие изделия из уральского амазонита, сделанные умельцами Петергофской гранильной фабрики.

Амазонит относится к мало распространенным минералам. В нашей стране месторождения амазонита, кроме Ильменских гор, найдены на Кольском полуострове, в Прибайкалье, Казахстане и Средней Азии. До сих пор остается загадкой цвет амазонита. Более шестидесяти лет назад академик В. И. Вернадский обнаружил в амазоните Ильменских гор высокую концентрацию рубидия (до 3,12% Rb₂O), и с того времени многие ученые считали, что присутствие именно этого элемента вызывает окраску минерала. Но в последние десятилетия неоднократно устанавливалось, что рубидий в значительных количествах встречается и в неокрашенных полевых шпатах.

Вместе с тем в некоторых амазонитах его почти нет. Значит, окраска зеленого полевого шпата не обязательно связана с рубидием.

Затем минералоги обратили внимание на то, что голубовато-зеленый цвет амазонского камня исчезает при прокаливании, а минерал приобретает невыразительную белую, светло-желтую или светло-серую окраску. Потом выяснилось, что обесцвеченному амазониту можно возвратить прежнюю окраску под влиянием рентгеновских лучей.

Пожалуй, ближе всего к разгадке окраски амазонита стоит Б. М. Шмакин. Он предполагает, что зеленая окраска минерала вызвана двумя причинами: особенностями строения кристаллов и значительным количеством элементов-примесей, прежде всего рубидия, свинца, цезия и таллия. Дело в том, что внутреннее строение амазонита максимально упорядоченное. А это значит, что ионы кремния, алюминия, калия и кислорода в кристаллической решетке расположены самым плотным образом. Элементы-примеси захватили места элементов-«хозяев» и, отличаясь от них своими размерами, нарушили энергетику кристаллов, вызвав характерную окраску амазонита.