— Дядя Кузя, вот ты говоришь — гипс. Разве это не такая штука у врача в кабинете? Её на сломанную руку или ногу кладут.
— «Такая штука» называется гипсовой повязкой. Минерал гипс обжигают и мелют мелко-мелко. Получившийся порошок смачивают и пропитывают им бинты. Высыхая, гипс твердеет. Его можно не только в медицине использовать. Например, древние египтяне скрепляли им блоки в пирамиде Хеопса.
— Дядя Кузя, а если я сам захочу испытать камень на прочность? Где мне взять гипс или алмаз?
— В специальной коробке с образцами минералов. Такая есть у каждого геолога. Вот, смотри.
— А где алмаз? Почему его нет?
— Он самый-самый твёрдый. Даже стекло режет. Раз твёрже алмаза ничего нет, то его можно в коробку не класть. На его поверхности даже минерал номер 9 — корунд — не оставит следов.
— Если алмаз такой твёрдый, как же его добывают?
— Вот сейчас мы и это проверим. Задаю точку на маршруте: карьер «Мир», Якутия, Россия, конец ХХ века.
Место добычи полезных ископаемых с поверхности земной коры.
Углубление на поверхности земли для добычи полезных ископаемых, сужающееся книзу.
— Дядя Кузя, ну и ямища! Мы на вулкане?
— Нет, эта воронка создана людьми! Её глубина — более 500 метров. Это примерно 175 этажей, только не вверх, а вниз, под землю.
— Вот это да! Ой, там крохотная машинка едет!
— Маленькой она кажется издалека, а на самом деле это самосвал-великан. Из его кабины водитель мог бы заглянуть в окно второго этажа.
— А ведь тут есть куда заглянуть. Рядом с воронкой куча домов!
— Это город Мирный. Ещё 70 лет назад его не было. Геологи обнаружили здесь месторождение алмазов и назвали его «Мир». Вскоре появился посёлок. Через несколько лет он превратился в город.
— И зачем только жить рядом с такой глубокой ямой?!
— Большинство горожан работают на алмазном карьере — так правильно называется эта «яма».
— И всё равно, страшно же! Лучше бы не вниз копали, а вширь.
— Дело в происхождении алмазов, Чевостик. Они образовались миллиарды лет назад на глубине около 200 километров. Миллионы лет назад магма прорвалась сквозь земную кору. Алмазы вынесло на поверхность вместе с магматической горной породой — кимберлитом. При этом получилась воронка в форме гигантской морковки или трубы. Поэтому копать приходится вглубь. Первую такую трубку обнаружили на юге Африки, в городе Кимберли. Там же находится «Большая дыра» — самый большой в мире карьер, выкопанный вручную.
— Дядя Кузя, алмазы находят такими же огромными кусками, как мрамор?
— Нет, Чевостик, алмазы скорее похожи на крупинки. А порода, в которой они находятся, — алмазная руда. Её так назвали в честь полезного ископаемого, которое из неё добывают. Руда бывает железная, медная, золотая, марганцевая и так далее.
— Зато, наверное, алмазных крупинок в кимберлите много-премного.
— Как тебе сказать? Один самосвал зараз перевозит около 130 тонн горной породы. А алмазов там может оказаться меньше по весу, чем в стаканчике мороженого. Так что суди сам.
— Ого, проще иголку в стоге сена отыскать! Как же найти алмаз в груде камней?
— В горной породе с помощью специальной техники делают скважину — неширокое, но очень глубокое отверстие. Туда закладывают взрывчатку. После взрыва обломки горной породы погружают на самосвалы и везут на обогатительную фабрику. Там из горной породы извлекают полезные ископаемые.
— А как их отделяют?
— Сначала руду подготавливают. Её дробят, измельчают, просеивают, распределяют частицы по размеру. Всё это делают сложные механизмы.
— Представляю, какой грохот там стоит! А дальше что?
— Через породу пропускают рентгеновские лучи. С их помощью и находят алмазы.
Невидимые световые лучи, имеющие очень высокую скорость и энергию. Они способны проходить через многие вещества, непрозрачные для видимого света.
— Такой же рентген, как в больнице? Там этими лучами переломы проверяют.
— Именно! Кости под рентгеновскими лучами непрозрачные, а вот алмаз, наоборот, просвечивается насквозь. Когда прибор обнаружит алмаз, поток воздуха автоматически выдувает минерал с конвейера. Потом люди сортируют алмазы по величине, цвету и прозрачности.
— Ой как всё, оказывается, сложно!
— Обогащение любой руды — дело непростое. Для этого надо очень хорошо знать особые свойства полезных ископаемых: цвет, свечение, способность магнититься, впитывать воду или растворяться в ней и многие другие. По этим признакам отличают нужное вещество от пустой, то есть бесполезной породы.
Отделение одних минералов от других.
— Я понимаю, что без железа людям не обойтись. Но алмазы — они же только для красоты? Вот у одного царя в сказке была алмазная корона. Не всем же короны носить! А работы с добычей алмазов ох как много.
— Их ценят не только за красоту. Ты же помнишь, что алмаз — чемпион по твёрдости? Из него делают покрытие для ножей, свёрл и других острых инструментов. В электронных приборах тоже используются алмазы. Но самые крупные и прозрачные, конечно, всегда отправляются к ювелирам.
— А другие чемпионы среди минералов есть? Или просто необычные.
— Конечно. Вот, например, флюорит. Это красивый, прозрачный или полупрозрачный минерал. В нём могут сочетаться самые разные оттенки: голубой, розовый, жёлтый, зелёный, фиолетовый. Его кристаллы часто путали с драгоценными сапфирами, аметистами и рубинами. Не все знали, что флюорит менее твёрдый. Но вот что удивительно: он светится, если его нагреть или подержать под ультрафиолетовыми лучами. Это люди выяснили ещё в Средние века. Правда, после нагревания нередко раздавался взрыв, а флюорит выделял ядовитые газы. От них многие погибали. Поэтому камень прозвали дьявольским.
— То есть минералы, как и грибы, бывают ядовитыми?
— Да, и таких немало! Например, арсенопирит. В нём есть мышьяк, который в Средние века часто использовали для отравлений. Его толкли, подсыпали в еду, и жертва мучительно умирала. А никто и понять не мог, в чём причина.
— А-а-а, какой ужас! Хорошо, что мы не в Средних веках живём.
— Точно, Чевостик, и теперь мы много знаем о небезобидных свойствах минералов. Асбест долго считали полезным. Он состоит из тончайших волокон. Их вычёсывали и делали из них ткань, очень прочную. Она даже в стирке не нуждалась! Вещь из асбеста ненадолго кидали в огонь. Потом доставали, остужали — и можно снова носить. И только потом выяснилось: мельчайшие волокна асбеста попадают в лёгкие и вызывают серьёзные болезни. Люди издревле делали краски из минералов и даже не подозревали, что в них — вредные химические элементы. Например, красную краску изготавливали из киновари. А ведь в этом минерале есть ртуть, она очень опасна. Жёлтая краска из аурипигмента содержала мышьяк. Женщины подводили глаза чёрным порошком из антимонита и не знали, что там ядовитая сурьма.
— Ни за что бы не подумал, что из минералов получаются краски!
— Представь себе. Древние люди оставили на стенах пещер изображения, нарисованные порошком из гематита. Этот минерал когда-то называли кровавым камнем за то, что он окрашивает в красный цвет. Хотя сам он обычно чёрный. А вообще, из гематита в основном добывают железо.
— А какой минерал легче других?
— Самый лёгкий — лёд.
— Как, лёд тоже минерал?
— И один из самых распространённых! Он существует на нашей планете миллиарды лет. Если он образуется под высоким давлением, кристаллы имеют форму кубиков.
— А самый тяжёлый минерал как называется?
— Этот вопрос посложнее. Чемпион-тяжеловес должен содержать самые тяжёлые химические элементы — металлы осмий и иридий. Но в виде отдельных самородков они пока не встречались. Осмий и иридий всегда соединены с другими элементами. Горные породы, в состав которых входят эти металлы, очень тяжёлые. В конце XIX века из иридия и платины сделали образец массы в один килограмм. Это маленький цилиндр высотой меньше четырёх сантиметров!
— Такой малютка! Хорошо, что килограмм сахара нормального размера. А то было бы непонятно, сколько ложек в чай класть. Дядя Кузя, а самородки всегда маленькие?
— Вовсе нет, Чевостик! В России самый большой самородок золота нашли на Южном Урале в середине XIX века. Он весил 36 килограммов.
— И что из него сделали? Много-много монет? Наверное, он с меня ростом.
— Он чуть больше обычного листа бумаги для принтера. Золото — тоже довольно тяжёлый металл. Если из него сделать детские кубики, каждый будет весить около килограмма. Удивительному самородку дали имя «Большой треугольник» и сохранили его для потомков. Сейчас он находится в Алмазном фонде в Московском Кремле.
— Я рад, что он остался целым!
— И я тоже. Причём в мире это второй по величине золотой самородок, который сохранился целиком. На первом месте — «Ханаанский самородок». Он был найден в Бразилии и выставлен там в Музее денег. Самый большой серебряный самородок весил больше тонны. Правда, когда его доставали из земли, он раскололся. Потом его переплавили. И раз уже мы заговорили о металлах, давай сделаем скачок далеко назад. Не зря же историки столько говорят о железном и бронзовом веках. Настраиваю времяскок: Армянское нагорье, Европа, VIII век до нашей эры.
Ты же помнишь, что лёд — тоже минерал? Проведи эксперимент: заморозь несколько кубиков льда. Достань два кубика и положи каждый в полиэтиленовый пакет. Один пакетик оставь лежать на столе, а другой — заверни в тёплую одежду. Какой кусочек льда начал таять быстрее? Рассмотри эти две тающие льдинки под лупой: есть ли между крупинками разница?
Куй железо. Металлы
— Дядя Кузя, что там люди в странных одеждах заколачивают?