Левый и правый кристаллы кварца
Но не только головка состоит из пары различных ромбоэдров, не вполне одинаковы и грани шестигранной призмы. Все они несут поперечную штриховку, но на трех гранях (опять-таки через одну) бороздки под головкой редкие, а на трех промежуточных тонкие и частые. Перебрав с десяток кристаллов кварца, вы непременно найдете, хотя бы на одном из них, на стыке призмы и ромбоэдров совсем маленькие блестящие грани: косо поставленные ромбики или трапеции. На идеальном кристалле кварца каждой из таких граней по три на верхней головке и по три на нижней. Когда смотришь на кристалл прямо (вот так, как он показан на рисунке), эти маленькие грани оказываются в левой или реже в правой части верхней головки. Соответственно и кристаллы кварца называют «левый» и «правый». Но раз одинаковые грани повторяются, как вы заметили, не шесть, а только три раза, значит, и ось симметрии у кварца не шестерная, а только тройная.
Но у кристаллов кварца редко сохраняются оба конца. Гораздо чаще один кончик прирастает к материнской породе, к стенке полости или трещинки. Поэтому кристаллы кварца обычно напоминают граненые карандаши, отточенные с одного конца, или остроконечные обелиски. К тому же кристалл растет не в одиночку, со всех сторон его окружают соседи. Срастаясь, они образуют друзы, похожие то на старинные замки, то на колючие щетки.
Такой облик кристаллов кварца, как и всех других минералов, продиктован строением его кристаллической решетки: решетка кварца напоминает объемную кружевную спираль, благодаря винтовым осям она может закручиваться слева направо или справа налево. И как раз это спиралевидное внутреннее строение обусловило такие важные для технического применения свойства кварца, как пиро- и пьезоэлектричество, т. е. появление на поверхности кристаллов кварца электрических зарядов при механическом давлении (пьезоэффект) или изменении температуры (пироэффект). Особенно важно для технического использования обратное явление: возникновение стабильных механических колебаний в кристаллах, помещенных в электрическом поле. Это свойство кварца широко используется при стабилизации частоты электромагнитных колебаний.
Множество разных условий определяют рост кристаллов: температура растворов, их концентрация, давление, под которым они поступают к месту кристаллизации, количество и характер минералов-соседей, наконец, само положение кристалла в полости, где он растет. В разных условиях кристаллизации вырастают кристаллы совершенно различной на первый взгляд огранки. Но стоит приглядеться, выясняется, что в них присутствуют одни и те же грани. Все дело в соотношении их размеров, оно и меняет облик кристалла до неузнаваемости.
Псевдоморфоза кварца по амфиболу — кошачий глаз
Минералоги заметили, что из горячих гидротермальных растворов чаще всего вырастают удлиненные шестигранные призмы с пирамидальной головкой: оба ромбоэдра образуют здесь равноценные треугольнички, но господствует при таком облике кристаллов шестигранная призма. В хрустальных погребах пегматитов и кварцевых жил хрусталь принимает свой классический вид: с большим ромбоэдром чередуется маленький, нередко развиты оба конца и длина призмы в 3 — 4 paза больше ее толщины. В некоторых пегматитах, например, на Волыни ромбоэдры такие острые, а призмы такие длинные, что весь кристалл вытягивается как обелиск. Их так и называют обелисковидные, тем более что цвет таких кристаллов темно-коричневый или черный. Зато в пегматитах Карелии встречаются почти кубические кристаллы кварца: призма вовсе «выпала» из их огранки и шесть разросшихся граней одного ромбоэдра придают таким кристаллам необычный для этого минерала вид кубика.
Особняком стоят хрустальные диаманты — мелкие, не больше 5 мм, водяно-прозрачные кристаллики, искрящиеся на солнце множеством блестящих граней. Призмы в их огранке тоже почти нет — сохранился лишь узкий поясок, зато равномерно развитые с обоих концов ромбоэдры превращают кристаллы в аккуратные дипирамидки, не нуждающиеся в огранке. Это одни из тех немногих камней, которые можно поставить в оправу прямо такими, какими они выросли в природе. Диаманты! В серых неказистых материнских породах — сланцах, известняках, песчаниках, где они выпадают в трещинках из остывающих, почти холодных растворов, они горят и сверкают как настоящие бриллианты. Поэтому везде, где бы их ни находили, — в Венгрии, во Франции, в Германии, Англии или Америке — их называли диамантами, но с соответствующей географической приставкой: мармарошские, алансонские, бристольские, корнуэльские, штольбергские, шаубергские, арканзасские и многие другие. Есть такие диаманты и у нас — в Карпатах и в Крыму, возле Бахчисарая.
А как много значит в жизни кристаллов их положение во время роста! Ведь каждый из них, так же как и все остальные бесчисленные живые и неживые предметы на Земле, всегда находится в поле земного тяготения. И если он торчит или висит вертикально в полости хрустального погребка, сила тяжести направлена вдоль длинной оси и кристалл питается равномерно и может выявить всю заложенную в его структуре симметрию. Причем, если он висит головкой вниз, грани вырастают чистыми и блестящими, а если торчит с «пола» миаролы вверх, на его гранях собирается масса «сора»: мелкие обломки кварца, чешуйки и иголочки более поздних минералов, новая генерация мелких кристалликов кварца. Если эти разные кристаллы видны на боковых гранях, тогда по положению этой «компании» кристаллов-малышей на гранях можно определить ориентировку кварца в процессе роста. Когда длинная ось кристалла направлена наклонно или горизонтально, питающие растворы обтекают его неравномерно, в кристалле вырастают не все возможные грани, он получает лишь одну плоскость симметрии.
Бывает и так, что температура растворов сильно снизилась, а их приток все продолжается. И тогда в этой же полости на старых длиннопризматических кристаллах, как на ножках грибов, нарастают новые кристаллы. Они похожи на царские скипетры да так и называются — скипетровидные.
О формах кристаллов кварца можно было бы говорить еще очень и очень много: они разнообразны и прекрасно изучены. Именно на кварце датский анатом и геолог XVII в. Н. Стенон впервые установил один из важнейших законов кристаллографии — постоянство углов в любом кристалле, принадлежащем определенному минералу. Всех форм выделений кварца в природе нам здесь даже не перечислить. Мы лишь вкратце упомянем еще несколько самых важных и интересных: «рыбки» — ихтиоглипты кварца в письменном граните (еврейском камне), которые в точности напоминают древние письмена и возникли при одновременной кристаллизации кварца и полевого шпата в полости пегматита. Или удивительно похожие на елочку скелетные кристаллы кварца, выросшие при дефиците питания. Очень часто кварц образует двойники кристаллы-близнецы, сросшиеся так тесно, с полным соответствием ориентировки их главных кристаллографических направлений, что увидеть в этом многогранном произведении природы сросток, а не единый кристалл сможет лишь искушенный глаз.
Обязательно надо упомянуть и о кристаллах кварца, развивающихся прямо по другим минералам, принимая их форму. Так возникают, например, хрупкие конструкции замещения кварцем тонких листочков бумажного шпата-кальцита или замечательные переливчатые ювелирные камни: тигровые, кошачьи или соколиные глаза. Кварц в таких «глазах» замещает тонковолокнистый минерал амфибол. Шелковый отлив остается от амфибола, но появляется твердость кварца и способность принимать и сохранять полировку.
К этим переливчатым «глазастым» камням близки излюбленные коллекционерами кварцы с включениями — кристаллы, захватившие при кристаллизации мелкие кристаллики других минералов. Самые рас пространенные — иголки и нити рутила. Медно-красные, толстые, как штопальная игла, «стрелы Амура», подчас расходящиеся венчиком, или золотисто-соломенные, тончайшие «волосы Венеры» (на Востоке их считали священными волосками из бороды Пророка). Но «волосатики», так зовут подобные кварцы на Урале, могут включать не только рутил, но и тонкие, нежные иголочки гетита, серебристого антимонита или козалита, зеленые нити хлорита, шелковистые асбеста. Мелкие чешуйки слюды или гематита превращают кварц в мерцающий золотистый или зеленоватый авантюрин (в прошлом веке такие камни, бывшие в моде, называли салонным именем «собрание любви»). Необыкновенно красиво выглядят в прозрачном кварце и раухтопазе мелкие золотинки или правильные кристаллики пирита. А может быть, в связи с кварцем вы слышали таинственные слова «голубые лучи»? Эти хитрые лучи видны не всегда: они блещут лишь при определенном угле наклона. Их природу установили сравнительно недавно: выяснилось, что эффект сияющих, как тончайшие дождевые струи, лучей создают каналы, заполненные газом или жидкостью, своеобразные эффектные дефекты кристалла, расходящиеся веером от твердых включений, или создающие сеточку тончайших трещин при выпадении из состава высокотемпературного кварца некоторых примесей.