Гагат, шунгит и окаменелое дерево.                                                                                  

Задачи:

1. Изучить эволюцию органического мира, как важнейший критерий выделения геологического времени.

2. Рассмотреть физическую и химическую характеристику минералов органогенного происхождения.

3. Определить происхождение и использование органогенных минералов.

4. Составить карту месторождений органогенных минералов.

Объект исследования: разнообразие минералов в земной коре.

Предмет исследования: минералы органогенного происхождения на основе которых возможно доказать эволюцию органического мира.

Практическая значимость. Обобщен материал по органическому происхождению минералов и выяснено возможность доказательства по ним эволюции органического мира.

Методы исследования.

1. Изучение специальной литературы. Изучена литература освещающая вопросы эволюции органического мира в истории Земли (растений и животных), а также вопросы генезиса условий и времени образования органогенных минералов (месторождения и происхождение).

2. Исторический. Метод позволяющий выяснить роль остатков растений и животных в формировании органогенных минералов в разные отрезки геологического развития Земли.

3.  Картографический. Метод использован при составлении карты мира: «Месторождения минералов органогенного происхождения».

4. Проведены наблюдения по разнообразию и реализации поделочных и драгоценных камней на выставках - продажах и ювелирных салонах в г. Кургане.

 

ГЛАВА Ι. КРАТКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

     1.1. Эволюция органического мира как важнейший критерий выделения геологического времени.

Основными критериями выделения геологического времени являются изменения в ходе эволюции флоры и фауны процессов осадкообразования и денудации, изменения рельефа суши и морского дна, климата и т.д.

Важнейшим и наиболее объективным среди перечисленных являются палеонтологические критерии. В эволюции органического мира наиболее ярко выражена необратимость, поэтому ископаемые остатки животных и растений являются наилучшим показателями относительного геологического возраста горных пород.

Остатки организмов имеют громадное значение для выделения и особенно корреляции (сопоставления) основных промежутков геологического времени.

Крайне важным является и то факт, что в силу большой способности организмов к расселению и миграции, основные этапы развития органического мира сходно проявляются на всем земном шаре и сменяют друг друга более или менее одновременно, в одной и той же последовательности.

При установлении возраста слоев используют так называемые руководящие ископаемые (или окаменелости).

Руководящими окаменелостями (руководящими ископаемыми) называют такие виды окаменевших животных и растений, время существования которых на Земле ограничено рамками вполне определенных геологических эпох. Встреченные в слоях пород, они служат индикаторами для отнесения этих слоев к данной эпохе. Руководящие окаменелости – весьма важное вспомогательное средство для определения относительного возраста серий осадочных пород их места в разрезе, то есть последовательности формирования в ходе геологической истории (приложение 1.).

Окаменелости, или ископаемая флора и фауна (так называемые фоссилии), - это заключенные в осадочных породах более или менее ясно различимые остатки живых организмов, некогда обитавших на нашей планете.

Окаменелые остатки организмов, лишенных твердых скелетных частей, встречаются редко, так как мягкие части в отличие от твердых после гибели живых существ очень легко разлагаются. Но и твердые части организмов лишь тогда становятся окаменелостями, когда попадают в осадочную породу в процессе её формирования и захораниваются  в ней. Оставаясь же в свободном состоянии на поверхности, даже раковины, панцири и скелеты животных претерпевают распад.

Большинство окаменелостей представлено морскими организмами, так как именно в море особенно интенсивно и непрерывно образуются осадочные породы, чему способствуют такие механизмы седиментации, как намыв материала, осаждение вещества из морской воды и пр.(Приложение 2).

     1.2. Ископаемые беспозвоночных животные палеозоя, мезозоя, кайнозоя.

К началу палеозоя животный мир был уже представлен всеми типами беспозвоночных. В течение палеозойской эры продолжалась дальнейшая эволюция и дифференциация типов фауны, и к концу палеозоя в пределах каждого типа животных выделились почти все классы.

Фауна первой половины палеозоя (кембрий, ордовик и силур) характеризуется развитием таких групп морских беспозвоночных, как трилобиты, плеченогие,  древние кораллы, археоциаты, граптолиты и некоторые другие.

Для второй половины палеозоя (Девон – Пермь) наиболее характерны некоторые крупные представители фораминифер (фузулины и им подобные), являющиеся важнейшими руководящими и породообразующими организмами карбона и перми, кораллы (в том числе табуляты и четырехлучевые), многие семейства замковых плеченогих (спирифериды, продуктиды и другие), первые аммоноидеи из головоногих моллюсков и некоторые группы растений.

Кораллы, плеченогие, а также древние морские лилии не только образуют много руководящих ископаемых форм, но являются широко распространенными породообразователями карбонатных пород, особенно в девонском и каменноугольном периодах.

Органический мир мезозойской эры связан постепенными переходами от палеозойского к кайнозойскому органическому миру. Переходный характер органического мира в начале мезозоя выражается в том, что отдельные группы животных типично палеозойского облика продолжали еще существовать в триасе. Многие же группы организмов характерны исключительно или почти исключительно для мезозоя; аммониты и белемниты из головоногих моллюсков.

Эволюция фауны в мезозое происходила весьма энергично, вследствие чего во всех типах животных возникло много новых семейств и отрядов, а в некоторых из них – даже появились новые подклассы.

Среди беспозвоночных в мезозое наиболее широкое развитие получили фораминиферы, некоторые губки и кораллы, моллюски и иглокожие.

В кайнозойской эре эволюция органического мира продолжается еще более интенсивно, чем в предшествующие эпохи. Если предыдущая эра была временем господства аммонитов и белемнитов, пресмыкающихся и голосеменных растений, то кайнозой можно с полным основанием назвать временем расцвета двустворчатых и брюхоногих моллюсков, млекопитающих животных и покрытосеменных растений.

Среди беспозвоночных в кайнозое, кроме двустворчатых и брюхоногих моллюсков, широкое распространение имеют простейшие и в той или иной мере другие типы животных - кишечнополостные (кораллы), иглокожие, членистоногие и другие.

     1.2.1. Трилобиты и брахиоподы.

Для геологии основное значение имеют трилобиты – древний, живший в палеозое класс морских организмов. Они имели хитиново - известковый панцирь и вели донный образ жизни.

Тело трилобита разделено на членики, число которых может быть различным. Членики передней и задней частей тела срастаются, образуя соответственно головной и хвостовой щиты. Членики средней части тела, известной под названием туловищного щита, не сливаются. Краевые части члеников нередко вытягиваются, образуя шипы.

Трилобиты находились в расцвете в раннем палеозое и отчасти в силурийском периоде. К концу палеозоя они вымерли.

Брахиоподы - одиночные донные животные, обитающие в морских и редко в солоноватоводных бассейнах. Раковина, подобно раковине двустворчатых моллюсков, состоит из двух створок, но плоскость симметрии проходит не между створками, а через макушки створок. Размеры раковин изменяются от 0,1 до 40 см в длину, средние размеры 3-5 см. Брахиоподы известны начиная с кембрия и по настоящее время. Число вымерших видов (свыше 10000) многократно превышает число современных (около 300). Полость раковины разделена поперечной перегородкой — диафрагмой — на две резко неравные части: большую переднюю и меньшую заднюю. Передняя часть раковины выстлана складками мантии и поэтому называется мантийной полостью.

Они только внешне похожи на двустворчатых моллюсков, а если раскрыть раковину - ничего общего (на самом деле брахиоподы - родственники мшанок, иногда объединяемые с ними в тип щупальцевых).

Брахиопод в современных морях осталось совсем немного, но раньше их было гораздо больше. В течение всей своей эволюционной истории они, по-видимому, конкурировали с двустворчатыми моллюсками. В Палеозое преимущество было явно на стороне брахиопод. После великого кризиса на рубеже перми и триаса в новых, восстановившихся после вымирания экосистемах установилось почти равное соотношение двустворок и брахиопод. После следующего великого вымирания на рубеже мела и палеогена двустворки заполонили почти все ниши, а брахиоподы стали очень  редки.

  

     1.2.2. Кораллы.

Кораллы являются жителями морей и ведут одиночный или колониальный образ жизни. Колониальные кораллы часто являются рифообразователями.

     Тело большинства кораллов заключено в известковую трубку или чашечку. Внутри нее может быть ряд дополнительных известковых образований в виде радиальных и горизонтальных перегородок (первые называются септами, вторые днищами) и других образований. Известковые чашечки или трубки отдельных особей называется кораллитами. Кораллиты часто бывают ярко окрашены и состоят в основном из карбоната кальция.

Кораллы – очень древние животные особенно широкое развитие они имели в палеозое (находились в расцвете). Исключительно для палеозоя характерны такие подклассы, как табуляты и четырехлучевые кораллы.

Табуляты были колониальными организмами. Одним из характерных представителей табулят является род фавозитес, колония которого напоминает медовые соты.

Четырехлучевые кораллы представлены как колониальными, так и одиночными формами. Характерными представителями колониальных четырехлучевых кораллов является род литостроцион.

 Из одиночных четырехлучевых кораллов следует назвать род зафрентис, который имел форму согнутого рога.

     1.2.3. Моллюски.

 Моллюски – один из важнейших для геологии типов беспозвоночных, так как большинство их выделяет известковые раковины, хорошо сохраняющиеся в ископаемом состоянии и образующие часто мощные толщи известняков. Подавляющее большинство моллюсков – водные, преимущественно морские организмы, но некоторые обитают и на суше.

Моллюски — второй по объему тип царства животных, насчитывающий свыше 150 тысяч современных и ископаемых видов. Наличие у большинства моллюсков известковой раковины определяет особое значение этих организмов как важнейшей группы ископаемых, хотя по суммарной численности они в несколько раз уступают членистоногим. Широко известны современные моллюски. Это раз личные двустворки, гастроподы, нередко являющиеся предметом коллекционирования из-за красиво окрашенных и причудливо скульптированных раковин, различные головоногие моллюски, такие как осьминоги, кальмары, каракатицы, с высокоорганизованной нервной системой, получившие название «приматов» моря. Ископаемые моллюски, и в первую очередь аммониты и белемниты, чрезвычайно важны для биостратиграфических построений, а двустворки и гастроподы наряду с использованием их для расчленения разрезов и их корреляции, особенно для отложений мезокайнозоя, являются хорошими показателями среды обитания. Раковина у моллюсков преимущественно наружная, реже внутренняя, иногда отсутствует, например, у голых слизней. Чаще всего раковина единая, реже она состоит из двух створок, а у наиболее примитивных форм имеется несколько пластинок, черепице образно накладывающихся друг на друга.

Моллюски делятся на классы, но наиболее распространены двустворчатые, брюхоногие и головоногие. Наибольший интерес представляют моллюски с хорошо выраженным слоем перламутра разных цветов, а так же те, которые могут выделять конхиолин (арагонит) при повреждении раковины. Наибольший интерес имеют представители рода Unia, Pina, Tridacna.  

Иглокожие.

Иглокожие - морские организмы. Тело у большинства из них покрыто подкожным панцирем, состоящим из известковых пластинок или члеников. У многих представителей группы иглокожих на поверхности тела имеются известковые иглы (отчего и произошло название типа).

Тип иглокожих очень обширен, и по образу жизни его представители подразделяются на два подтипа: прикрепленные и свободноподвижные. Каждый из подтипов состоит из нескольких классов.

В ископаемом виде чаще всего встречаются: из прикрепленных – представители класса морских лилий, из свободноподвижных иглокожих – класс морских ежей.

Морские лилии получили свое название благодаря некоторому сходству с растениями. Тело морской лилии делится на три части: крону, стебель и корень.  

Иглокожие — многоклеточные трехслойные вторичноротые животные, обитающие в морских бассейнах. Современные формы живут преимущественно на дне, некоторые приспособились к пелагическому образу жизни. Это морские звезды, морские ежи, морские лилии, а также голотурии и офиуры. Отличительными особенностями данного типа являются пятилучевая симметрия большинства представителей и наличие амбулакральной системы. Скелет современных иглокожих внутренний, он имеет мезодермальное происхождение и сверху покрыт кожицей. Это либо сплошной панцирь (морские ежи), либо чашечка (морские лилии), нередко снабженная стеблем и руками (брахиолями), у морских звезд скелет состоит из отдельных рассеянных элементов, у голотурий — из образований, подобных спикулам. Нередко имеются дополнительные шипики и иглы, особенно характерные для морских ежей. По составу скелет известковый с примесью карбоната магния и фосфата кальция.

     1.3. Ископаемые растения палеозоя, мезозоя, кайнозоя.

Сложный путь развития прошел в палеозое и растительный мир: от простейших форм – водорослей, появившихся еще в докембрии, до представителей высших наземных растений – папоротниковидных (кроме покрытосеменных).

Растительный мир в первой половине палеозоя не достиг еще значительного разнообразия. Это в основном водоросли (в том числе и известьвыделяющие) и первые наземные растения – псилофиты. Слабое развитие наземной растительности является причиной того, что в отложениях первой половины палеозоя не содержится залежей каменного угля. Нижнепалеозойские твердые горючие ископаемые представлены только горючими сланцами, которые в основном образованы из водорослей, а также из различных групп беспозвоночных.

Начало второй половины палеозоя ознаменовалось и серьезным скачком в развитии растительного мира: возникают три новых типа стебленосных наземных растений – плауновидные, членистостебельные и папоротниковидные, а среди последних появляется класс голосеменных. Псилофиты к концу девонского периода исчезают.

Флора мезозоя в основном отличалась широким развитием представителей класса голосеменных. Наряду с ними продолжали развиваться и папоротники. В конце мезозойской эры (в течение мелового периода) на первый план выдвигаются представители более высокоорганизованного класса растений - покрытосеменные, которые в позднемеловой эпохе уже занимают главное место во флоре мезозоя.

Флора кайнозоя отличается прежде всего расцветом и господством покрытосеменных. Из других групп растений, развившихся в кайнозое, большое значение имеют голосеменные и папоротники, а также водоросли и мхи, особенно в современную эпоху. Приложение 3.

      1.3.1. Водоросли, псилофиты, споровые растения.

Водоросли – большая группа почти исключительно водных преимущественно морских) растительных организмов, которая включает ряд типов, но практическое значение для геологии имеют лишь несколько типов водорослей, именно синезеленные, диатомовые и некоторые другие.

Водоросли бывают одноклеточные и многоклеточные. Все водоросли содержат хлорофилл и способные усваивать углерод из углекислого газа. Размножаются водоросли делением или спорами - одноклеточными образованиями, из которых развиваются новые растения. Многие водоросли обычно имеют микроскопические размеры, но некоторые многоклеточные водоросли образуют нитевидные стебли длиной 100-300 м или даже приобретают разветвленные формы.

Некоторые синезеленные водоросли в качестве побочного продукта в процессе обмена веществ образуют на дне моря пленки и коробочки карбоната кальция. В результате жизнедеятельности синезеленных водорослей в конце докембрия и начале палеозоя в некоторых морях того времени накопились строматолиты – массивные известковые тела с тонкослоистой внутренней структурой, из которых иногда сплошь состоят толщи известняков.

Диатомовые водоросли – микроскопические одноклеточные растения, выделяющие кремнистую скорлупку из двух створок. В современных морях внетропической полосы они слагают диатомовый ил, а в минувшие эпохи из них образовались диатомиты и опоки. Диатомовые водоросли появились в юрском периоде, и многие из них являются руководящими ископаемыми. Древние водоросли протерозоя дали начало шунгиту.

Псилофитовые – первые наземные споровые растения, наиболее примитивные среди высших растений. Они появились в силурийском периоде и имели вид небольших кустиков с тонкими вильчато ветвящимися стеблями, без листьев и настоящих корней. В конце девона из псилофитовых, в результате их эволюции, возникли три новых типа растений: плауновидные, членистостебельные и папоротниковидные.

В течение девона (≈ 400...350 млн. лет назад) формируются современные группы споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). У споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из недифференцированного зародыша.

Растения, размножающиеся и распространяющиеся главным образом спорами, которые образуются бесполым или половым путём. Многие из споровых растений в стадии спор переживают, кроме того, неблагоприятные внешние условия (у бактерий, образующих в каждой особи по одной споре, последние служат только для переживания неблагоприятных условий). У некоторых споровых растений споры образуются редко, и размножение происходит главным образом путём отделения участков их тела (например, у многих лишайников). Споровые растения иногда делят на низшие (водоросли, бактерии, грибы, лишайники) и высшие (папоротники, хвощи, плауны, селагинеллы, и ряд ископаемых растений). Споровые растения противопоставляют семенным растениям — голосеменным и покрытосеменным, у которых размножение и распространение происходят семенами.

     1.3.2. Голосемянные и покрытосемянные.

В начале мезозоя (≈ 220 млн. лет назад) появляются первые Голосеменные растения, которые господствовали в мезозойской эре.

Голосеменные (Gymnospermae) – наиболее древняя и до сих пор процветающая группа семенных растений, занимающая промежуточное положение между папоротниками и цветковыми растениями.

 Все голосеменные – деревья либо кустарники, нередко достигающие огромных размеров. Одни голосеменные сильно ветвятся и несут множество мелких (нередко чешуевидных) листьев. Другие разветвлены слабо и имеют крупные перистые листья.

 Голосеменные известны с верхнего девона. В карбоне и перми встречаются представители большинства порядков. Древнейшими из семенных растений являются прогимноспермы (Progymnospermophyta). Они сочетали в себе эволюционно продвинутое строение стебля с примитивными боковыми побегами, мало, чем отличавшимися от побегов псилофитов. Вместо настоящих листьев у них развивались вильчатые безлистные веточки. Прогимноспермы, по-видимому, размножались всё ещё спорами, но уже находились на пути к формированию семян. Значительно более сложными по строению являлись семенные папоротники (Pteridospermophyta или Lyginodendrophyta), выделяемые сейчас в самостоятельный отдел. Это были древовидные растения, внешним обликом и строением листьев напоминавшие настоящие папоротники, но размножавшиеся при помощи семян. Иногда семенные папоротники относят к саговниковым.   

Еще  одним вымершим отделом голосеменных, известным с карбона, являются беннеттитовые (приложение 4.). Некоторые исследователи относят эти растения к саговникам, от которых они отличаются органами размножения. Все беннеттитовые имеют обоеполые стробилы, напоминающие цветок наиболее примитивных покрытосеменных. Беннеттитовые вымерли в конце мелового периода вместе с динозаврами. Следует  отметить, что именно голосеменные дают смолу. Наибольший интерес представляют сосны вида Pinus sussinfera который произрастал, начиная с раннего олигоцена, в неогене и в четвертичном периоде (межледниковья).  В позднем палеозое по всему земному шару были распространены кордаитовые, но резко доминировали только в умеренном поясе Северного полушария, где они являлись основными углеобразователями (Кузнецкий, Минусинский и другие угольные бассейны). Потомки кордаитовых встречаются и в триасе (приложение 4.). 

Природные смолы, которые обычно использовались ранее или используются теперь (за исключением удивительного шеллака, образующегося из растений), представляют собой выделения деревьев в чистом виде или в смеси с эфирными маслами, обычно с очищенным скипидаром, в отличие от другого вида выделений из деревьев — камеди, смолы не растворяются в воде. Следует отметить, что камедью можно называть некоторые терпентины, жидкие только в свежем состоянии, примером могут служить смолистые выделения каури.

Первые  покрытосеменные (цветковые) растения появляются в юрском периоде (нижняя граница – 195 млн. лет назад), а в меловом периоде (нижняя граница – 137 млн. лет назад) начинается их расцвет. Основные черты покрытосеменных: появление пестика, околоцветника, зародышевого мешка.   Теория происхождения покрытосеменных из гнетовых предполагает, что наиболее примитивные покрытосеменные имели мелкие однополые цветки без околоцветника или с невзрачным околоцветником. Но по ряду соображений в настоящее время более примитивными цветками считают крупные, обоеполые цветки. Поэтому можно предположить, что предками современных покрытосеменных растений были какие-то вымершие, очень примитивные голосеменные с обоеполыми цветками типа шишки (стробилами). В системе голосеменных растений эта группа должна была стоять где-то между семенными папоротниками и уже более специализированными беннеттитами и саговниками.

 

ГЛАВА ΙΙ. ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 

     МИНЕРАЛОВ ОРГАНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

      2.1. Органогенные материалы.

 Из веществ, рассматриваемых в данной работе, ни одно не может считаться драгоценным камнем в узком смысле этого слова. Их можно считать драгоценностями только потому, что они представляют собой красивые объекты, но они, безусловно, не являются «камнями» по той неоспоримой причине, что образование их связано с живой материей. Однако было бы полнейшим педантизмом исключить из ряда драгоценных камней жемчуг, который с древнейших времен занимал одно из первых мест среди драгоценностей. Так, Плиний пишет, что жемчуг занимает наиболее высокое положение как драгоценный камень, а в другом месте он помещает его сразу же после алмаза, но перед изумрудом. Коралл, янтарь и гагат также часто используются или использовались в ювелирном деле. Слоновая кость по общему мнению, относятся к другой категории материалов, так как она применяются для изготовления украшений иного рода. Коралл в данной группе материалов стоит особняком, потому что он почти нацело сложен простым минералом. С другой стороны, гагат имеет растительное происхождение и не содержит минеральных веществ. Однако он отличается по своим свойствам от янтаря и природных смол, которые также имеют растительное происхождение. С точки зрения ювелира янтарь — самая ценная разновидность природных смол.  

      2.1.1. Янтарь

Химическая формула: С₁₀ Н₁₆ О (сукцинит), содержит янтарную кислоту (3-8%), обычны включения остатков флоры м фауны (насекомых).

Цвет: от почти бесцветного до желтого, красного, коричного, редкого черного и голубого. Преобладает желтая и оранжевая (янтарная) окраска различной интенсивности, обусловленная органическими пигментами.

Твердость: 2-3 по шкале Мооса, у некоторых видов снижается до 1,5. Хрупкость значительно варьирует. Значение абсолютной твердости составляет для сукцинита 17,66 – 38,40 кг/мм², бастарда 25 кг/мм² , карпатского янтаря 26 кг/мм². Температура плавления сукцинита 340 – 360⁰С.

Плотность: 1,07+ - 0,2, вязкий.

Спайность: отсутствует.

Прозрачность: от прозрачного до непрозрачного.

Блеск: стеклянный.

Светопреломление: п = 1,540.

      Ископаемая смола, имя которой «янтарь», неоднородна по своему характеру, она состоит из отдельных компонентов, более или менее растворимых в спирте или хлороформе, и нерастворимого битуминозного компонента. Формула янтаря С₁₀ Н₁₆ О. Это настоящий ископаемый материал, деревья выделявшие смолу, не имеют представителей в современном растительном мире, тогда как деревья, которые давали занзибарскую копаловую камедь, произрастают и сейчас. Изо всех природных смол янтарь вообще единственная, которая обычно шла на изготовление декоративных изделий, главным образом бус, и такое применение она находит в Англии с бронзового века.
     Цвет янтаря желтый, интенсивность окраски варьирует от светлых оттенков до коричневого, последняя разновидность характеризуется отчетливой голубой флюоресценцией. Его можно искусственно окрасить в другие цвета: черный и зеленый. Янтарь гораздо мягче, чем драгоценные камни его твердость около 2% по шкале Мооса, он царапается ножом, хотя твердость самого ножа не постоянна, а меняется у каждого отдельно взятого лезвия. Янтарь не хрупок и, следовательно, представляет собой материал, который очень подходит для резьбы. Подобно всем смолам, он аморфный, оптически одноосный, показатель преломления колеблется от 1,539 до 1,545, всегда дает высокие цвета интерференции в поляризованном свете. Плотность варьирует от 1,05 до 1,10, следовательно, янтарь должен тонуть в чистой воде, но в достаточно плотном рассоле будет плавать. Будучи очень плохим проводником тепла, янтарь теплый на ощупь. При трении в нем образуется отрицательный заряд электричества, и он начинает притягивать кусочки материалов, подобно всем смолам, он является хорошим изолятором. Часто янтарь бывает мутным из-за присутствующих в нем пузырьков воздуха, нередко в виде включений содержит как органические, так и неорганические предметы. Насекомые и другие мелкие животные, которые были захвачены во время выделения смолы и таким образом сохранились, представляют собой материал величайшей важности для представления о жизни в ту давнюю эпоху.

Нагретый до температуры 250 – 300⁰С, янтарь кипит после полного плавления, образуя в качестве дистиллята красновато-коричневое масло (янтарное масло), твердое кристаллическое вещество (сукцинитовую кислоту) и водянистую жидкость, оставлял после сгорания черный остаток (янтарную канифоль или янтарную красную смолу). Содержание присутствующей сукцинитовой кислоты меняется от 2,5 до 8%. Химическая формула кислоты — С ₂ Н ₄ (СООН) ₂. Впервые она была получена при возгонке янтаря в середине ХVI в., и почти тот же метод применяется и сейчас. Присутствием сукцинитовой кислоты объясняется возгонка ароматических паров, выделяемых горящим янтарем.
    Строго говоря, называть янтарем следовало бы одну только разновидность — сукцинит, который содержит сукцинитовую кислоту. Есть другие ископаемые смолы, не содержащие кислоты, в частности геданит (название происходит от Gedanum, латинского названия Гданьска). Эта разновидностьсть мягче твердость ее меняется от 1% до 2 по шкале Мооса, а плотность — от 1,01 до 1,03; бирмит — янтарь из района Мииткиина в Бирме, он несколько тверже и плотнее, чем янтарь из других мест.

Небольшие кусочки янтаря, нагретые без доступа воздуха под гидравлическим прессом, превращаются в однородную массу, этот материал известен как прессованный янтарь. Из него изготовляют бруски (прутья), получаемые при продавливании через круглые дырки нужного диаметра в металлической пластинке. Прессованный янтарь по внешнему виду и физическим свойствам очень похож на природный, но его легко отличить по измененной форме включенных пузырьков, общему характеру структуры течения и цветам интерференции, которые уже не равномерно распределяются по всему полю, а как бы составлены из контрастных кусков (как лоскутное одеяло). Янтарь — единственная из натуральных смол, пригодная как материал для декоративных изделий.

   2.1.2. Жемчуг

  Химический состав: микрокристаллический; углекислого кальция 85-90%, органического вещества 4-6 %, воды – 3 – 4%. Лучистые и таблитчато расположенные кристаллики углекислого кальция связаны роговидной массой – конхиолином.

Габитус: шаровидный, совершенно правильная округлая форма встречается редко. Размеры зерен 0,5 – 1 мм (мелкие), редко встречаются крупные горошины до 10 мм в диаметре.

Цвет: разнообразный – белый, голубой, желтый, коричневый, зеленоватый, розоватый до черного. Отечественный пресноводный жемчуг обычно белый с голубоватым, желтоватым или сероватым оттенком.

Твердость: 3-4 по шкале Мооса.

Плотность: 2,6 – 2,7.

Спайность: отсутствует.

Излом: скорлуповатый.

Блеск: перламутровый.

Прозрачность: от прозрачного до непрозрачного.

Светопреломление: п – 1,52 – 1,66, у черного п = 1,53 – 1,69.

Двулучепреломление: слабое или отсутствует.

    Дисперсия, плеохроизм, абсорбция и люминесценция отсутствуют или не выражены.
      Химический состав жемчуга зависит от относительных количеств минерального вещества (карбоната кальция), органического вещества (конхиолина) и воды, из которых он состоит. Мы располагаем лишь ограниченными данными о химическом составе жемчуга. В среднем жемчужины содержат приблизительно 86% карбоната кальция, 12% конхиолина и 2% воды. некоторые более редкие разновидности жемчуга, такие, как жемчужины из раковин Рiппа, содержат до 23% воды; содержание карбоната кальция в них соответственно меньше.

     Если круглую жемчужину разрезать по диаметру и исследовать разрез при сильном увеличении под микроскопом, можно увидеть, что она состоит из серии более или менее непрерывных концентрических слоев, которые, однако, различаются по характеру в зависимости от природы отлагавших их клеток. Таким образом, жемчужина в разрезе напоминает луковицу.
     Так как жемчужины представляют собой сложные агрегаты переменного состава, их плотность сильно варьирует. Нормальная величина плотности жемчужин из Персидского залива равна 2,715, и 98% значений их плотности лежит в пределах от 2,68 до 2,74 для австралийских жемчужин нормальная величина плотности равна 2,74, а соответствующий разброс значений — от 2,68 до 2,78. Жемчужины из Венесуэлы, которые примечательны своей высокой относительной прозрачностью, что особенно хорошо заметно при исследовании с помощью эндоскопа, имеют несколько меньшую среднюю величину плотности, а именно 2,70, а разброс значений — от 2,65 до 2,75. Японские природные жемчужины характеризуются значительным колебанием значений плотности. Средняя ее величина находится в пределах от 2,70 до 2,74, а разброс значений — от менее чем 2,66 до 2,76. Пресноводные жемчужины из рек Северной Америки обнаруживают еще более широкий разброс значений плотности — от менее чем 2,66 до более чем 2,78, а также заметно более низкое среднее значение — 2,66— 2,70.
    Плотность арагонита равна 2,94, а плотность кальцита — 2,71. Последняя из приведенных величин близка к средней величине плотности жемчуга, и поэтому, если в жемчуге присутствует ощутимое количество конхиолина (плотность 1,34) и воды (плотность 1,0), то большая часть карбоната кальция должна быть представлена арагонитом. Жемчужины, имеющие состав, близко соответствующий средним значениям, указанным выше, могут полностью состоять из арагонита. Однако состав некоторых жемчужин, содержащих лишь несколько процентов конхиолина и воды, таков, что позволяет предполагать наличие в них и кальцита, если плотность их укладывается в обычные пределы.

Плотность черных жемчужин ниже, чем плотность обычного природного жемчуга, и варьирует от 2,61 до 2,69. Розовый жемчуг имеет плотность около 2,85, что указывает на большее содержание в его составе арагонита.
     Твердость жемчуга почти такая же, как и твердость арагонита, а именно 31/2 — 4 по шкале Мооса. Из-за своей мягкости  жемчужины требуют осторожного обращения. Более того, жемчуг подвержен воздействию кислот и даже естественных выделений человеческой кожи. Не следует мыть руки, не сняв предварительно кольцо с жемчужиной, так как жемчуг может загрязниться, и в этом случае почти невозможно восстановить его первоначальный вид. Следует отметить, что кислоты растворяют карбонат кальция, но не конхиолин. Часто повторяемый рассказ, который Плиний изложил с таким пылом, о том, что Клеопатра, принимая Антония, выпила уксус, в котором были растворены две крупные жемчужины, не может соответствовать истине, так как уксус является слишком слабой кислотой и карбонат кальция, предохраняемый конхиолином, не может быстро раствориться в нем. Возможно, Клеопатра проглотила жемчужины целиком, как пилюли, полагая, что они должны были раствориться.

Ирризирующий блеск поверхности жемчужин и перламутрового слоя раковин своеобразен и очень характерен. Этот блеск является результатом двух оптических явлений: интерференции света, отраженного от последовательно перекрывающих друг друга тонких просвечивающих пластинок, слагающих поверхность жемчужины, и дифракции света, проходящего через дифракционную решетку, образованную тесно расположенными линиями — следами встречи пластинок с поверхностью жемчужины. Второй эффект менее постоянный, чем первый, потому что он изменяется в зависимости от изменений положения пластинок. Иногда пластинки, округлые в разрезе, перекрывают друг друга, уменьшаясь в размере по направлению к поверхности. Следы их пересечения с поверхностью в таком случае круговые, а не линейные. Жемчужины обычно ирризируют сильнее, чем перламутровый слой соответствующих раковин, потому что благодаря кривизне поверхности жемчужин линии, соответствующие краям пластинок, расположены теснее. Степень прозрачности поверхностных слоев варьирует, и описывая качество блеска, ювелиры говорят о «воде» жемчужин, как и в случае алмазов. Иногда внешний слой настолько обогащен конхиолином, что жемчужины имеют коричневый цвет. Такие жемчужины не блестят и поэтому не представляют ценности. Жемчужины с красивым блеском иногда описывают как «зрелые», в то время как о жемчуге низкого качества говорят, что он «незрелый».
Цвет жемчужин обусловлен степенью просвечиваемости внешней оболочки и характером подстилающего ее слоя. Карбонат кальция в форме кальцита или арагонита — бесцветный или белый, в то время как конхиолин в тонком срезе желтоватый; в толстых же слоях цвет его может доходить до бурого или почти черного. Некоторые слабые оттенки различного цвета связаны с наличием небольших количеств примесных веществ, присутствующих в абсорбированной воде. Поэтому цвет жемчуга обыкновенно белый или слегка желтоватый, реже встречаются красноватые, оранжево-розовые или темно-серые жемчужины. Белый жемчуг в тот момент, когда его извлекают из раковин, часто имеет отчетливый зеленоватый оттенок, но становится белым по мере высыхания и потери содержащейся в нем воды. Цвет так называемого голубого жемчуга, который в действительности является свинцово-серым, связан с наличием тонкой корочки, окружающей темное ядро, богатое конхиолином. Причина окраски черн

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: