Данная презентация заняла 2 место по городу Симферополю. Это  исследовательская работа ученика 3 класса города Симферополя представлена в апреле 2014 года.

Введение.Цветные камни, наряду с золотом и серебром, вызывали восхищение человека с незапамятных времен. Красота и высокая твердость, а также редкость цветных камней в природе способствовали тому, что они высоко ценились как украшения.

Крым богат  минералами. Традиционно крымскими самоцветами считаются агат, оникс, сердолик, конечно яшма, опал. Встречаются аметист, горный хрусталь, окаменевшее дерево.

Рисунок 1. Крым богат самоцветами

Одним из физических свойств минера является его твердость. Используют знание твердости минерала для быстрой его  диагностики в полевых условиях и при покупке, чтобы избежать приобретение подделки.

1. Цель и задачи.

Цель работы:

Используя шкалу Мооса определить твердость камней и минералов домашней коллекции.

Задача работы:

1. Раскрыть понятие  термина МИНЕРАЛЫ. . Рассказать о некоторых камнях и минералах Крыма. Дать рекомендации  по осмотру минерала  в домашних условиях и способах хранения.

2. Изучить и применить  метод определения твердости минерала по шкале Мооса.

 

1. Литературные сведения.

   3.1.Понятие МИНЕРАЛ.

Минера́л (нем.Мinеrаl или фр.minéral, от позднелат.(аеs) minerale— руда[1]) — природное тело с определённым химическим составом и упорядоченной атомной структурой (кристаллической структурой), образующееся в результате природных физико-химических процессов и обладающее определёнными физическими свойствами. Является составной частью земной коры, горных пород, руд, метеоритов.

 

Рисунок 2 Драгоценные камни

Изучением минералов занимается наука минералогия. В настоящее время установлено около 4900 минеральных видов. Однако лишь несколько десятков минералов (около 100) пользуются широким распространением. В зависимости от свойств самоцветы могут быть использованы либо в качестве детали дорогого ювелирного украшения, либо в качестве крупных художественно-декоративных изделий (вазы, пепельницы и т.п.). Поэтому самоцветы делятся на ограночные (ювелирно-ограночные) и поделочные.

Камни (минералы) ювелирно-ограночные – это кристаллы минералов, бесцветные или красивой окраски, чистых тонов, прозрачные или полупрозрачные, обладающие высокой твердостью, химической стойкостью, хорошо подающиеся шлифовке и огранке. Применяются они для вставок в ювелирные изделия (броши, кулоны, кольца, серьги, браслеты и т.д.).

 

 

Рисунок 3 Поделочные камни

Камни (минералы) поделочные – это минералы или горные породы, обладающие запоминающейся однотонной или пестрой окраской, часто с причудливым рисунком, придающим камню высокие декоративно-художественные качества. Они хорошо шлифуются, принимают зеркальную полировку и применяются в основном для изготовления художественно - декоративных изделий: шкатулок, вазочек, статуэток и других поделок (отсюда и название) Поделочные камни, в отличие от ювелирных, в большинстве случаев непрозрачны.

3.2. Крымские минералы: агат, горный хрусталь, окаменелое дерево.

Агаты - разноцветно-полосчатые или прихотливо-узорчатые разности полупрозрачного халцедона. Полагают, что название камень получил по маленькой речке Агатос (ныне Дирилло) на острове Сицилия, где еще за 300 лет до нашей эры его добывали древние римляне и греки.

Агат - один из самых привлекательных самоцветов Украины. В вулканических породах Горного Крыма и Западной Волыни он встречается в виде отдельных жил или округлых и вытянутых тел. Последние обычно имеют эллипсоидную форму и внешне похожи на ядро миндального ореха, с одного конца широкого, а с другого- заостренного.

 

Рисунок 5. Агат

В срезах крымских агатов очень часто открывается изображение, похожее на очертания Крыма, которые мы видим на географических картах. В середине XX века, когда разрезали одну карадагскую агатовую миндалину, на ее поверхности обозначились не только очертания полуострова, но Перекопский перешеек, Тарханкут, Керченский полуостров и были отмечены "изобатами" даже глубины Черного моря. Как же могла возникнуть такая картина в камне?

На вулкане Карадаг (Крым, Украина) агаты и ониксы залегают на труднодоступных утесах в ущелье Гяурбах, хребта Карагач, на границе массива Кок-Кая и Магнитнога хребта. Морской прибой подтачивает и разрушает прибрежные утесы, и тогда агатовая галька выбрасывается на берег. Местные пляжи пополняются этими самоцветами и за счет камнепадов и обвалов - из вулканических пород море вымывает агатовые миндалины.

Самоцветами одаривают нас не только горы, но и море. У подножья Карадага в прибрежных поселках Планерское и Курортное оно так же щедро, как и в японской бухте Сасебо или на бразильском побережье. Здесь, среди обыкновенной морской гальки, может солнечно сверкнуть опал, заиграть своими узорами агат, моргнуть красным глазком сердолик или порадовать пестрым рисунком и яркой окраской яшма.

 

Рисунок 6. Вулканический массив Кара Даг

Кварц кристаллический - горный хрусталь

Кварц - это очень распространенный в природе силикат, составляющий 16% объема земной коры Трудно точно сказать, когда именно впервые человек стал украшать себя, но это несомненно случилось еще на заре нашего бытия - в палеолите. Археологи установили, например, что африканцы носили золотые украшения 11 тысячелетий тому назад, а от эпохи докерамического неолита (VII тысячелетие до н. э.) из Нерихона дошли до нас бусы из камня - малахита.

 

Рисунок 7 Горный Хрусталь

Самоцветные кварцы люди используют для украшений уже более 9000 лет. Первыми камнями, которые вызывали восхищение и поклонение человека с глубочайшей древности, были следующие: кварц (аметист, горный хрусталь), обсидиан, яшма, жадеит, коралл, лазурит, малахит, янтарь, гранат,

Серпентин, жемчуг, бирюза и изумруд. Кварц занимает одно из первых мест в списке самоцветов, которые начал использовать человек.

"Прикоснитесь к хрусталю руками: это же холодная, чистая, превращенная в прозрачный камень родниковая вода." (Степан Щипачев)

Ювелиры и археологи, для того чтобы убедиться в подлинности горного хрусталя, прикладывают его к щеке: если появляется ощущение прохлады, то можно быть уверенным, что это настоящий камень, а не стеклянная имитация.

В отличие от стекла кварц свободно пропускает ультрафиолетовые лучи, антисептическое действие которых общеизвестно. В древности тибетцы, пропуская солнечный луч сквозь хрустальные шары, облучали раны воинов.

 

Рисунок 8 Кварц

"Кварц встречается в Крыму среди различных горных пород - от мыса Фиолент на западе до поселка Планерское на востоке. Сверкающие кристаллики и их щетки (друзы) обычны для юрского вулкана Карадаг, где они встречаются вместе с другими кварцевыми самоцветами.

Дерево окаменелое и ископаемая древесина – оригинальный самоцвет

В 1979 г. со дна Днепра, недалеко от устья Десны, был поднят десятиметровый мореный дуб, который пролежал на дне реки почти 1 тыс. лет. На высоте 6 м, перед раздвоением ствола, в него вбиты девять кабаньих челюстей, образовавших квадрат. На стволе сохранились следы воздействия огня. Исследователи считают, что дуб был священным деревом в ритуальных обрядах русичей. Культ дуба у славян связан с культом Перуна - бога грома и молнии. По всему Приднепровью в языческие времена был развит также культ дикого кабана - вепря.

На побережье Ладожскою озера и на берегу Дона (у с. Щучье Воронежской области) найдены остатки дубовых челнов, сооруженных 4-5 тысячелетий тому назад. В Центральном военно-морском музее в России можно увидеть дубовый остов челна, его обнаружил на дне Буга (близ с. Сабатиновка) украинский школьник Володя Глухой. Этот древний корабль изготовлен около 2,5 тыс. лет тому назад. Мы с полным основанием можем назвать его "прапрапрадедушкой" нашего речного флота. Такие древние суда выжигали из стволов огромных дубов, а потом отделывали примитивными каменными и костяными инструментами.

Ежегодно в природе естественным путем погибает большое количество деревьев. Древесные остатки постепенно истлевают и перерабатываются микроорганизмами, при этом выделяется тепло, накопленное растениями в процессе фотосинтеза еще при жизни. Микроорганизмы почти полностью разлагают органическое вещество на газы, воду и минеральные соли. Если же доступ воздуха к погибшему дереву затруднен, то полного окисления растительных остатков, гниения и углефикации не происходит и они надолго сохраняются или, постепенно минерализуясь, окаменевают. Они могут оказаться под толщей воды или быть катастрофически быстро засыпаны вулканическим пеплом, оползнем или обвалом, ледниковой мореной или наступающими дюнными песками.

Погибшее когда-то дерево может превратиться и в настоящий камень. Для этого, кроме соответствующих условий, необходимо время, исчисляемое не сотнями и тысячами, а многими миллионами лет. Минеральные вещества могут полностью заместить всю органическую часть древесины, анатомическое строение которой иногда полностью сохраняется.

Ниже размещено фото окаменелой древесины, найденной в виде цельного ствола и его крупных фрагментов палеонтологами на территории Луганской области Украины - дерево частично замещено опалом и поэтому сохранило мельчайшие детали своего строения, оно имеет явно видимые прогрызенные ходы доисторических насекомых, заполненные окварцованной вмещающей породой.

 

Рисунок 9 Дерево окаменелое

Благодаря мелкозернистой структуре замещающего халцедона и опала, дерево практически полностью сохранило не только внешний вид, но и все особенности и нюансы строения древесины.

Это самое красивое и оригинальное по рисунку древесины окаменелое дерево.- Оно имеет ювелирно-поделочное качество и служит уникальным, не имеющим аналогов в мире материалом для работы украинских народных мастеров. В окрестностях места его находки должна быть создана природоохранная зона и разрешена ограниченная добыча древесины старательскими методами для работы украинских народных мастеров - для производства вставок в украшения народных мастеров и эксклюзивных настольных приборов, из этой древесины криворожские мастера изготовили уникальные по красоте и декоративным качествам настольные шары.

Около 15 млн. лет назад на территории нынешнего Керченского полуострова, на побережье древнего Сарматского моря, вдоль рек произрастали леса, в которых обитали безрогие носороги, гиппарионы, жирафы-антиахарии, мастодонты, антилопы. Над водой нависали ветви раскидистых болотных кипарисов и кедров. Море подтачивало берега, которые обваливались или сползали вместе с деревьями в воду. Набухая, они тонули в нескольких километрах от берега и постепенно покрывались известняковым илом. Растворенный в иловых водах кремнезем напитывался древесиной и накапливался в ней. Можно сказать, что древесина являлась своеобразным геохимическим барьером на пути миграции кремнезема.

 

Рисунок 10 Окаменелое дерево

Сейчас в карьерах в окрестностях поселков Ленино и Багерово встречаются обломки окаменелых стволов древних кедров и кипарисов. В Южнобагеровском карьере, где добывают пильный мшанковый известняк, попадаются обломки окаменелых стволов и крупных веток длиной до 2-3 м при толщине до 0,5 м. Древесная кора замещена опалом и люссатитом - волокнистой разностью низкотемпературного кристобалита, минерала из группы кремнезема. Сердцевина бывшей древесины заполнена смесью опала и халцедона различных цветовых оттенков - от молочно-белого и кремового до темно-серого, серо-коричневого и почти черного. Попадаются изредка куски окаменелой желтовато-белой древесины, по плотности, твердости и цвету напоминающие бивень мамонта.

Обломки окаменелых стволов и ветви с сучьями древних кипарисов, сосен, кедров, елей, бука и лавра, замещенные самоцветными халцедоном, опалом и кварцем, можно увидеть в научно-природоведческих музеях Киева и Львова, а также в краеведческих музеях Симферополя, Феодосии, Севастополя и оздоровительного лагеря "Артек".

 

Рисунок 11 Поделка из окаменевшего дерева

Окаменелое дерево для камнерезов и художников является интересным и перспективным декоративно-поделочным материалом. Правда, стволы и ветви окаменевших деревьев не подвластны топору, зато легко разрезаются пилами, армированными искусственными алмазами. Срез хорошо принимает полировку, так как дерево - каменное, поэтому обладает высокой твердостью и легко царапает стекло.

1. 1. Осмотр камней и минералов в домашних условиях.

При осмотре камня самое главное - произвести правильный визуальный осмотр при правильных условиях. Мы здесь говорим об осмотре камня или изделия в домашних условиях. Соблюдение этих требований позволит Вам максимально корректно оценить камень. Запомните это. Вам понадобится качественный ровный лист белой бумаги максимальной белизны (например, для ксерокса или принтера), без желтизны и оттенка или другой аналогичный снежно-белый матовый материал (например, пластик, но не ткань и не стекло).

 

Рисунок 12 Белый лист бумаги

Время осмотра - день при относительно ясном небе или незначительной облачности (затянутое низкими тучами небо и дождь не подходят). Осматривают камень на достаточно освещенном столе или рабочем месте возле окна. Раннее утреннее, вечернее время и искусственное освещение не подходит, так как ряд камней может изменить свой оттенок.

Место осмотра - комната нейтрального цвета без ярких солнечных пятен и цветных солнечных зайчиков. Осмотр производится при достаточном хорошем естественном рассеянном дневном освещении, но не на солнце и не в густой тени. Соблюдение этих простых условий позволит Вам максимально рассмотреть камень даже дома, что очень важно для неспециалиста.

Основной осмотр проводится невооруженным глазом или в привычных очках, лупа используется незначительное время. Даже если Вы точно уверены в камне (например, в кристалле аметиста или кварца, образце топаза и др.), его все равно рекомендуется очень внимательно осмотреть - у Вас есть шанс открыть для себя много интересного и изучить диагностические признаки знакомого или нового камня.

Если у Вас есть лупа - недолго осматриваете камень при помощи лупы, изучаете возможные внутренние дефекты и видимые под лупой дефекты окраски внутри камня и дефекты огранки ребер и граней.

 

Рисунок 13. Солнце в облаках

Лупы бывают двух разновидностей. Самый простой вариант - ручная лупа. Недостаток - это довольно большой и тяжелый инструмент, дрожащий в руках непрофессионала. Даже незаметная на глаз дрожь в руках не позволит рассмотреть камень через лупу во всех подробностях. Поэтому используется лупа на подставке, которая ставится на стол, на белый лист бумаги, а под нее кладется камень. И лупа, и камень остаются неподвижными и позволяют рассмотреть все детали камня в подробностях. Даже небольшая четырехкратная стационарная лупа, устойчиво стоящая на столе на подставке, намного лучше десятикратной с ручкой, слегка дрожаей в руках начинающего любителя.

 

Рисунок 14. Увеличительное стекло

При покупке лупы (увеличительного стекла) приобретайте ТОЛЬКО стационарную лупу на подставке. Ее некоторая громоздкость не должна Вас смущать - это профессиональный инструмент. Помните, что специалисты (эксперты) должны осматривать камень (особенно драгоценный и алмазы) только через десятикратную лупу, твердо стоящую на подставке.

1. 1. Хранение домашней коллекции камней.

Камни в украшениях должны храниться в специальных коробках и шкатулках только в темном месте. Отдельные изделия (например, с бриллиантами, корундами или из серебра), которые Вы носите не часто, должны быть дополнительно поштучно упакованы в плотно закрывающиеся полиэтиленовые пакетики (в таких пакетиках сегодня чаще всего продают ювелирные украшения). Вопрос плотной (почти герметичной) упаковки особо остро стоит для опалов, жемчуга и перламутра, так как они имеют свойство высыхать и растрескиваться от чрезмерной сухости в помещении. Это-же касется и бирюзы, которая на воздухе зеленеет.

 

Рисунок 15 Коробка для хранения камней

Минерологи и геологи иногда собрают коллекцию минералов, для хранения которой могут потребоваться один или несколько шкафов и много стеллажей. Для того, чтобы максимально сохранить свою коллекцию необходимо соблюдать ряд простых рекомендаций.

 Образцы не должны пылиться, роняться на пол или стол и тем более биться друг об друга.

 Храните минералы на полках или в коробках, при этом в коробках минералы должны располагаться в один слой.

 Никогда не храните на свету и открытых полках минералы, которые могут обесцветиться или потерять свой цвет под действием солнечного света и ультрафиолетового излучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 16. Хранение камней

 

 

Каждый отдельный не хрупкий минерал должен находиться в плотно закрывающемся полиэтиленовом пакете без трещин и отверстий.

 

 

 

 

 

Все легко разрушаемые и хрупкие образцы храните в индивидуальных твердых картонных или пластиковых коробочках, устланных мягкими бумажными салфетками. Каждая такая коробочка затем упаковывается в индивидуальных полиэтиленовый пакет. Особо хрупкие образцы должны быть упакованы в стеклянные контейнеры и ни с чем не соприкасаться.

 

4. Материалы и методы исследования.

Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости методом царапания. В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости:

тальк — 1; гипс — 2; кальцит — 3; флюорит — 4; апатит — 5; ортоклаз — 6; кварц — 7; топаз — 8; корунд — 9; алмаз — 10.

Минералы с индексом ниже 7 считаются мягкими, выше 7 — твердыми.