Жизненно необходимый минерал. Кальцит.

Что такое минерал кальцит? Это коралловые острова и морские раковины, античные мраморные статуи и белокаменные стены Москвы, жемчужное ожерелье и перламутровая пуговица, это сталактиты пещер, яичная скорлупа, школьный мелок и многое, многое другое, включая наши с вами скелеты и зубы. Всё это состоит из карбонатов кальция, то есть из минерала кальцита или из его разновидности — арагонита.

Разнообразие модификаций и широкое распространение послужило причиной возникновения множества наименований этого бесценного природного материала, многократно описанного еще в древнейших трактатах. Современное название восходит к лат. calx — известь. Впервые термин «кальцит» был применен в 1836 году по отношению к псевдоморфозам карбоната кальция по целестину. Со временем это название распространилось на весь минеральный вид. Ранее кальцит был известен как известковый шпат (calcareous spar). Другие, наиболее известные в наше время синонимы: пушечный шпат, кристалл исландский, оникс алебастровый, сериколит.

Состав: карбонат кальция — Са[СО3]. Сингония тригональная. Содержание CaO — 56%, СО2 — 44%. Характерные примеси: магний, марганец, железо, цинк. Отличается очень сильным двупреломлением, что связывают с необычной конфигурацией групп СО3 в кристаллической структуре. Три атома кислорода, расположенные на одной плоскости и окружающие атом углерода, поляризуют электрическое поле в направлении, перпендикулярном этой плоскости, с меньшей интенсивностью, чем параллельно ей. В результате световые лучи отражаются с различной скоростью в перпендикулярных друг другу направлениях и показатели преломления таких лучей имеют различную величину.

Кристаллы кальцита образуются только в пустотах. Их облик может быть самым разнообразным; установлены сотни простых форм.

Чаще всего встречаются восьмигранники с треугольными гранями (скаленоэдры), реже — таблитчатые, призматические, ромбоэдрические, пластинчатые кристаллы. Характерны полисинтетические двойники.

Нередко образует прозрачные или просвечивающие крупнозернистые агрегаты с визуально различимой совершенной спайностью отдельных зерен. Иногда встречается волокнистая с шелковистым блеском разновидность, похожая на гипс — так называемый атласный шпат. Асбестовидные волокна таких образований ориентированы перпендикулярно стенкам трещин в породе.

Хорошо известные образования кальцита в известняковых пещерах — сталактиты и сталагмиты.

Да и сами пещеры возникают от того что просачивающиеся сквозь известняки подземные воды растворяют кальцит.

Плотные скрытокристаллические породы, в которых зерна кальцита визуально неразличимы — это известняки. А крупные зернистые скопления с различимыми на глаз отдельными зернами — мраморы. Рыхлые известняки, содержащие крошечные раковины простейших одноклеточных организмов (протистов) — мел. Известны также шаровидные оолитовые образования — так называемый «икряной камень».

Изливаясь на поверхность, известковые воды постепенно образуют натечные и слоистые отложения — травертины или гейзериты или известковые туфы. Иногда под воздействием горячих минеральных источников образуется плотная тонкополосчатая разновидность — мраморный оникс. Подобные скопления, связанные с холодными водами — карст.

Не содержащий примесей, прозрачный крупнокристаллический кальцит называют исландским шпатом. Эта разновидность обладает сильным двупреломлением, поэтому рассматриваемые через такой камень изображения или предметы удваиваются.

Его кристаллы могут иметь в поперечнике до 7 м, а весят до 25 тонн. В России прекрасные образцы исландского шпата находят в бассейне р. Нижняя Тунгуска.

В чистом виде кальцит — белый или бесцветный, но часто окрашен примесями в самые различные цвета: серый, розовый, красный, желтый, бурый, голубой. В крупных кристаллах окраска иногда зональная. В зависимости от обусловленной примесями окраски выделяют ряд разновидностей: розоватый от марганца — манганокальцит,

желтовато-бурый от железа — феррокальцит, синий от азурита — церулен. Кальцит может быть ярко-красным от примесей гематита, куприта, киновари, кобальта;

голубым — от пирита, зеленым — от малахита и хлоритов .

В кристаллах исландского шпата — прозрачен, но чаще встречается в виде просвечивающих кристаллов и непрозрачных агрегатов. Блеск стеклянный, иногда перламутровый. Твердость: 3 (один из эталонов в шкале Мооса, однако она колеблется в различных направлениях от 2,5 до 3,5). Хрупкий. Излом: неровный, ступенчатый. Спайность совершенная в трех направлениях (по ромбоэдру). Удельный вес химически чистого кальцита: 2,72 г/см3 при 23°С. Этот показатель возрастает от вхождения в кристаллическую решетку любых примесей.

Иногда обладает люминесценцией. При сжатии электризуется. При прокаливании разлагается на негашеную известь и углекислый газ. Мгновенно вступает в реакцию с любыми, даже слабыми кислотами. Хорошо растворяется в холодной воде, а вот в теплой — значительно хуже. Именно поэтому коралловые рифы есть только в экваториальных водах — здесь он легко отлагается пластами. При обычном атмосферном давлении температура распада кальцита составляет примерно 900°C.

Кальцит — очень широко распространенный породообразующий минерал.

Происхождение самое различное: осадочное, гидротермальное, магматическое, метасоматическое. Содержащие его породы образуются повсюду — в океанах, озерах, вулканах.

Кальцит гидротермального происхождения кристаллизуется при переотложении известняков. Встречается в контактово-метасоматических м-ниях, пегматитах, сульфидных жилах, в пустотах среди изверженных горных пород; отлагается из минеральных источников в виде известкового туфа. При выветривании в незначительных количествах образуется в зонах окисления рудных месторождений.

Сталактитовые образования в гротах известняковых пещер растут при отложении углекислой извести из просачивающихся к пустотам насыщенных растворов.

Кальцит осадочного происхождения образует огромные скопления в морских бассейнах. Они возникают из останков водорослей и животных с известковым скелетом. Первоначально такие массы бывают сложены арагонитом, который позднее переходит в кальцит.

Кальцит довольно устойчив к выветриванию; часто замещается опалом и халцедоном, реже — гётитом, гематитом, гипсом, малахитом, доломитом и другими минералами.

В карбонатитах ему сопутствуют оливин, флогопит, пирохлор, магнетит, пироксены; в гидротермальных жилах — флюорит, барит, кварц. В щелочных породах часто встречается ассоциация: кальцит — апатит.

Применение кальцита и сложенных им пород очень разнообразно. Они находят широкое применение в химической, лакокрасочной и металлургической промышленности, сельском хозяйстве, при производстве соды и сахара. Состоящий из кальцита известняк — важнейший компонент цемента, а значит и основа любого строительства. Исландский шпат используют в астрономических и оптических инструментах, голографии, лазерном оборудовании. Мрамор — прекрасный строительный и облицовочный камень; с глубокой древности используется как материал для скульптурных работ.

Прозрачный кальцит гранят для коллекций; пригодные для обработки кристаллы обычно желтые или бесцветные. Совершенная спайность в трех направлениях существенно осложняет его огранку. Из-за очень сильного двойного лучепреломления площадку камня ориентируют перпендикулярно длинной оси кристалла.

На выколотом по спайности ромбе срезаются противоположные грани; если такой камень поставить на необработанную боковую грань, через него можно наблюдать раздвоение текста или изображения, а если переставить на отполированную грань — двупреломление практически не наблюдается.

Из поделочных пород, сложенных кальцитом, наибольшую ценость представляют: мрамор, известняк, кальцифир, офикальцит, травертин. Волкнистая разновидность (атласный шпат) после обработки кабошоном обладает эффектом кошачьего глаза. Поделочную ценность имеют прозрачные кристаллы кальцита с включениями самородной меди. Псевдоморфозы кальцита по икаиту (глендонит), а также по ископаемым кораллам, известные как «камни петоски», используются в качестве амулетов или сувениров.

Кальцит легко можно определить по бурному выделению углекислого газа при контакте с разбавленной соляной кислотой; в крупных кристаллах — по сильному двупреломлению, характеру спайности (совершенная по ромбоэдру) и относительно низкой твердости (царапается ножом).

Если в процессе кристаллизации кальцита кальций наполовину замещается магнием, образуется доломит. Если место кальция в составе минерала занимают другие химические элементы, то образуются другие карбонаты: железо — сидерит, марганец — родохрозит, свинец — церуссит, цинк — смитсонит, магний — магнезит, барий — витерит и т. д.