Возьмите из одной банки гальку, кристалл и блестящую бусину, и вы можете задуматься, что есть что. У учёных на это простые ответы: три слова (порода, минерал, самоцвет) и одна известная десятиступенчатая «линейка» — шкала Мооса. Вот простое руководство для детей и взрослых, которые им помогают, с источниками.
Коротко
- Минерал — это природное твёрдое вещество с кристаллической структурой и определённым химическим составом. Горная порода состоит из одного или нескольких минералов. Самоцвет — это, как правило, кристалл минерала, огранённый или отполированный для украшений.
- Шкала Мооса ранжирует десять эталонных минералов от талька (1) до алмаза (10) по тому, что чем можно поцарапать. Это порядок, а не равномерная линейка.
- Один лишь цвет — плохая подсказка. Геологи смотрят ещё на блеск, черту, твёрдость и на то, как камень ломается.
Горные породы и минералы для детей: в чём разница?
Геологическая служба США (USGS) даёт короткие определения. Минерал — это «природный неорганический элемент или соединение с упорядоченным внутренним строением». Горная порода — «агрегат из одного или нескольких минералов», а к распространённым породам относятся гранит, базальт, известняк и песчаник.
Национальный музей естественной истории Смитсоновского института использует сравнение с салатом. Если порода — это салат, то каждый минерал — ингредиент: их можно разделить, а морковь остаётся морковью, как мелко её ни нарежь. Гранит, по словам музея, состоит из минералов кварца, полевого шпата и других второстепенных минералов.
Статья Википедии о горных породах делит их на три семейства: магматические, осадочные и метаморфические.
Что делает камень самоцветом?
Самоцвет — это фрагмент кристалла минерала, огранённый или отполированный для изготовления украшений, по определению Википедии. Смитсоновский институт добавляет, что кристаллы минералов, ценные цветом, чистотой, красотой, прочностью и редкостью, могут подойти для огранки в драгоценные камни, а у драгоценного камня есть грани — стороны, которые огранщик вырезает и полирует.
Эти категории пересекаются. Википедия отмечает, что самоцветами нередко считают и некоторые породы, такие как лазурит, опал и обсидиан, и некоторые органические материалы, не являющиеся минералами, — янтарь, гагат и жемчуг. Так что самоцвет — это способ использования и качество, а не отдельный вид материала.
Что такое шкала Мооса?
Британника определяет твёрдость по Моосу как приблизительную меру сопротивления гладкой поверхности царапанью, выраженную по шкале, которую в 1812 году предложил немецкий минералог Фридрих Моос. Википедия добавляет, что он представил её в книге, название которой переводится как Attempt at an Elementary Method for the Natural-Historical Determination and Recognition of Fossils («Опыт элементарного метода естественно-исторического определения и распознавания ископаемых»).
Сама идея старше Мооса. Википедия сообщает, что сравнение твёрдости по тому, какой минерал царапает другой, упоминали Теофраст около 300 года до н.э. и Плиний Старший около 77 года н.э. Моос присвоил им числа: в его биографии в Википедии сказано, что алмазу дали 10, а более мягким минералам, таким как тальк, — 1. Гипс получил 2, потому что он царапает тальк.
- Тальк1
- Гипс2
- Кальцит3
- Флюорит4
- Апатит5
- Ортоклаз (полевой шпат)6
- Кварц7
- Топаз8
- Корунд9
- Алмаз10
Источник: Британника, «Mohs hardness», и Википедия, «Mohs scale» — в обоих перечислены те же десять минералов и числа.
Чтобы пользоваться шкалой, нужно найти самый твёрдый материал, который ваш камень может поцарапать, или самый мягкий, который может поцарапать его. Пример из Британники: минерал, который царапает ортоклаз, но не царапает апатит, имеет твёрдость от 5 до 6.
Шкала — это порядок, а не линейка
Не воспринимайте столбцы выше как равные ступени. Википедия называет шкалу Мооса порядковой и приводит пример: корунд (9) вдвое твёрже топаза (8), а алмаз (10) примерно вчетверо твёрже корунда по абсолютной твёрдости. Британника говорит о том же: переход от кальцита к флюориту (с 3 до 4) — это рост примерно на 25 процентов, а от корунда к алмазу (с 9 до 10) — более 300 процентов.
- 1 Тальк1
- 2 Гипс2
- 3 Кальцит14
- 4 Флюорит21
- 5 Апатит48
- 6 Ортоклаз72
- 7 Кварц100
- 8 Топаз200
- 9 Корунд400
- 10 Алмаз1500
Источник: Википедия, «Mohs scale», таблица абсолютной твёрдости, измеренной склерометром.
Британника также пишет, что проба по Моосу очень помогает определять минералы в полевых условиях, но не подходит для точной оценки твёрдости промышленных материалов, таких как сталь или керамика.
Как определить самоцветы и другие камни: четыре признака
Геологическая служба Канзаса при Университете Канзаса перечисляет распространённые признаки:
- Цвет. Его проще всего описать, и для некоторых чистых минералов он помогает: золото всегда жёлтое, бирюза всегда светло-голубая. Но примеси часто меняют цвет минералов.
- Блеск. Это характер света, отражаемого минералом: металлический, стеклянный, землистый, перламутровый, шелковистый и так далее.
- Черта. Если потереть минерал о неглазурованный фарфор, остаётся полоска тонкого порошка. Цвет черты может отличаться от цвета самого минерала, и геологическая служба называет её отличной проверкой. Гематит всегда оставляет красно-коричневую черту.
- Твёрдость. Попробуйте поцарапать камень обычными предметами: у ногтя твёрдость 2,5, у лезвия перочинного ножа 5,5, а у стекла чуть меньше 6. Минералы с твёрдостью 6 и выше легко царапают стекло.
Та же служба называет и форму кристаллов, и спайность — склонность некоторых минералов раскалываться по определённым плоскостям. Честное предупреждение от Британники: убедитесь, что царапина настоящая, а не меловой след, который стирается. А поскольку проба на царапину оставляет след на более мягком камне, делайте её на запасном образце, а не на камне, который вам дорог.
Почему коллекция самоцветов — хороший способ потренироваться
Эти признаки проще понять, когда настоящие камни у вас в руках. Геологи Смитсоновского института на сегодня определили более 6 000 разных минералов, так что всегда найдётся ещё один, о котором можно узнать.
Что выбрали бы мы
Если хотите камни для сравнения, в нашем Gemstone Advent Calendar (адвент-календаре с самоцветами) 24 пронумерованные дверцы, и за каждой лежит галтованный самоцвет или минерал. Он выпускается в двух коллекциях, A и B, чтобы братьям и сёстрам не достались одинаковые камни. Рекомендуемый возраст — 6+; в наборе есть мелкие детали, он не для детей младше 3 лет и не для жевания. Природные минералы различаются по цвету и форме, так что ваши будут выглядеть немного иначе, чем на фото. Мы не указываем, какие именно камни внутри, и не называем стоимость отдельных камней.
Для другой полки с кристаллами подойдёт наша Crystal Solar System (хрустальная Солнечная система) — деревянная коробка с яркими кристаллическими камнями-планетами, у каждого из которых свой цвет и рисунок. В ней мелкие камни, поэтому держите её подальше от детей младше 3 лет.
Источники
- What is the difference between a rock and a mineral?, Геологическая служба США: определения минерала и породы и примеры распространённых пород.
- Gems and Minerals – Beauties and Building Blocks, Национальный музей естественной истории Смитсоновского института: сравнение с салатом, минералы гранита, что делает камень драгоценным, грани и более 6 000 определённых минералов.
- Mohs hardness, Британника: шкала Фридриха Мооса 1812 года, десять минералов и числа, пример с ортоклазом и апатитом, нелинейность (25 процентов и более 300 процентов), применение в поле и предупреждение о царапине.
- Mohs scale, Википедия: порядковая шкала, название книги 1812 года, Теофраст и Плиний, эталонная таблица и абсолютная твёрдость.
- Friedrich Mohs, Википедия: алмазу присвоено 10, тальку 1, гипсу 2, потому что он царапает тальк.
- Gemstone, Википедия: определение, породы и органические материалы, используемые как самоцветы.
- Rock (geology), Википедия: магматические, осадочные и метаморфические породы.
- Kansas Rocks and Minerals: Minerals, Геологическая служба Канзаса, Университет Канзаса: цвет, блеск, черта, твёрдость, бытовые предметы для проб и спайность.
