Она едина, неделима. А это означает, что истинное познание ее законов требует общих и согласованных усилий многих наук, иначе мы будем видеть только одну сторону явлений и ничего не знать о других. Вот почему самые интересные открытия часто рождаются на «ничейных территориях», в «нейтральных зонах». И в минералогии успех зависит от комплексного использования методов разных наук. Образование минералов регулируется всеобъемлющими законами физики и химии. А если минералы возникают в связи с жизнедеятельностью растений и животных, нужно знание и законов биологии. Физика, химия и биология объединяют научные дисциплины, участвующие в расшифровке генезиса минералов: кристаллографию, кристаллофизику...

Во время поездки в Ильменский минералогический заповедник на Южном Урале после окончания первого студенческого года мы встретились с известным ленинградским минералогом профессором Дмитрием Павловичем Григорьевым. Произошло это на знаменитой Блюмовской копи. Он поднял и показал нам образец гранитного пегматита с черной слюдой (биотитом) и вишнево-красным гранатом. С жадным вниманием, к которому примешивались недоверие и удивление, слушали мы его краткий рассказ. Минералы возникли в такой последовательности: полевой шпат - биотит - гранат...

Из предыдущего материала уже известно, что индивидов, т. е. кристаллов и зерен различных минералов, на Земле практически неограниченное число. При этом индивиды каждого минерала возникают в самых разнообразных условиях и имеют разнообразное происхождение, или, выражаясь научным языком,— свой генезис. Так, флюорит встречается часто в рудных сульфидных жилах, в скарнах, в пегматитах, осадочных породах, слагая иногда целые жилы. Такое деление грубо обобщенное, не конкретное. Ведь и многочисленные индивиды — кристаллы одного минерала, целиком слагающие жилу...

Однажды Жорж Кювье демонстрировал академии в Париже обломок кости ископаемого животного, не известного ранее науке. Он совершил неслыханное: описал, каким должно быть животное в целом! В ответ услышал язвительные реплики, провокационные вопросы и откровенные насмешки... Но через некоторое время около Парижа в осадочных горных породах был найден полный скелет этого животного (мегатерия). Комиссия из «бессмертных» с искренним волнением убедилась в фантастической точности прогноза, данного Кювье...

Во-первых, сам гидротермальный раствор, получив такую «порцию», существенно изменится, а изменение его состава может привести к насыщению этими новыми веществами и кристаллизации из них новых минералов. Во-вторых, вынесенные из зоны замещения химические элементы могут «осесть» в другом месте. Если, например, из зоны замещения выносится железо, то где-то из гидротермального раствора кристаллизуется магнетит (Fе3O4) и возникает магнетитовое месторождение. В-третьих, «лишнее» вещество перенесется куда-то в составе растворов и там вновь станет участвовать в метасоматическом замещении...

Теперь мы познакомимся с удивительным обстоятельством, которое вначале может привести в недоумение: минералы, словно особи животного мира, способны «пожирать» друг друга. Они становятся агрессивными. Минералы — химические соединения, образующиеся в ходе природных химических реакций. Например, если капнуть на кристалл кальцита соляной кислотой, то начнется активная реакция с выделением пузырьков углекислоты («вскипание»). В ходе такой реакции кальцит может исчезнуть совсем, и это будет зависеть, в сущности, от количества соляной кислоты в растворе...

Для пас с вами наибольший интерес представляют, без сомнения, жилы гидротермального происхождения, которые возникли при кристаллизации минералов из водных растворов. Это самые благодатные места для сбора коллекций, наблюдений над ростом кристаллов и агрегатов. Именно рудные жилы снабжали сырьем первых рудокопов и металлургов бронзового и железного веков. Большинство месторождений цветных металлов (меди, цинка, свинца, висмута и т. п.) часто представляют собой жилу, скопления нескольких жил или густую сеть тонких прожилков (штокверк). Они внешне могут походить друг на друга, но исследователи различают несколько типов...

Все эти и многие другие металлы входят в состав гидротермальных растворов в виде самых различных химических соединений: хлоридов, гидратов, фторидов, сульфидов, карбонатов, сульфатов и т. п. Конечно, в том или ином конкретном потоке есть не все эти вещества, а лишь некоторые из них: гидротермы имеют свое рудное «лицо», отчетливо специализированы. Одни содержат преимущественно соединения меди и свинца, другие — кальций, стронций, фтор и т. п. Из одних растворов кристаллизуются карбонаты: кальцит, сидерит, родохрозит и т. д., из других — сульфиды, из третьих — силикаты. Из растворов более сложного состава могут кристаллизоваться последовательно и карбонаты, и сульфиды, и силикаты...

Пока ученые не могут точно описать внутреннее строение Земли. Но все современные данные, подкрепленные геофизическим «просвечиванием» и экспериментами, свидетельствуют об очень высоких температурах и еще больших давлениях, царящих в ее недрах. Энергию, необходимую для минералообразования земной коры и мантии, поставляет сама планета, ее глубинные части. В пользу этого говорят два факта: увеличение температуры при погружении примерно на 1 градус через каждые 33 метра (геотермический градиент) и проявления вулканизма, сопровождающегося излиянием расплавленных горных пород...

Из опытов но выращиванию кристаллов известно, что чем быстрее идет кристаллизация и чем выше пересыщение растворенного вещества, тем более несовершенные кристаллы выпадают в осадок и тем меньше их размер. При медленной же кристаллизации из растворов со слабым пересыщением вырастают более крупные и совершенные кристаллы. Это первичная причина разнообразия форм кальцитовых наростов в пещерах. В общем случае последовательность выделения кальцита разных форм такова (в сторону понижения пересыщения и скорости)...