Волшебство науки
История науки Биографии Открытая наука Исследования Автодром Библиотека

Природные минералы кальция

При геологических изменениях земной поверхности море часто становится сушей: вырастают мощные горные цепи, образуются высочайшие вершины. Спокойное залегание слоев накопленных известняков нарушается: они изгибаются, разламываются, часто становятся вертикально и даже опрокидываются. И возникают горные хребты Кавказа, Средней Азии, меловые -горы Белгорода и т. д. А затем выступают на сцену физические факторы иного порядка: вода, колебания температуры и др.

Громадные изменения в известняках производит вода. Роль воды является двоякой: оиа действует и как физический агент, и как химический фактор. Вода прежде всего «пилит», «сверлит» известняки, создавая ущелья, пещеры, галереи. Вместе с тем, вода содержащая углекислоту, воздействует на известняки химически, превращая их в легко растворимый бикарбонат кальция.

Попадая внутрь известнякового массива, и соприкасаясь с воздухом, вода, несущая растворённый бикарбонат кальция, благодаря уменьшению углекислоты, выделяет кальций в виде карбонеата кальция. Получается процесс, обратный растворению.

Процесс этот внешне напоминает образование ледяных сосулек на крышах домов при понижении температуры после оттепели. Сначала в пещерах появляются небольшие сосульки из СаСО2 (минерал арагонит), которые затем постепенно удлиняются и удлиняются, превращаясь иногда в громадные стержни, свисающие с потолка пещеры, называемые сталактитами. Навстречу сталактитам поднимаются со дна пещеры столбы сталагмиты, образующиеся также при удалении углекислоты и испарении воды, содержащей растворённый бикарбонат. Нередко сталактиты срастаются со сталагмитами, и тогда образуются величественные колонны. В итоге получается причудливая картина, невольно поражающая каждого путешественника, попадающего в такую пещеру.

Сталактитовые пещеры имеются во многих местах земного шара. В бывшем Советском Союзе наибольшей известностью пользуются две пещеры Чатыр-Дага в Крыму — Бимбаш-Коба (или «тысячеголовая») и Сулу-Коба (или «Холодная»).

В Западной Европе большой известностью пользуется живописная Постойная яма (Адельсбергский грот) восточнее Триеста; общая длина известных подземных ходов этой пещеры достигает 21 км, из которых 11 км идут не прерываясь.

Благоприятные условия для выделения углекислого кальция получаются и тогда, когда вода, содержащая бикарбонат, разбрызгивается при падении с высоты. Этим путём образуются известковые туфы. Местами они образуют целые горы (Горячая гора, Лермонтовская гора и др. в Пятигорске).

Известняки могут подвергаться и процессам оруденения. Если они пропитываются, например, растворами, содержащими соли железа, то образуется новый минерал, называемый сидеритом, который после окисления и гидратации легко переходит в лимонит (бурый железняк). При наличии растворимых солей фосфорной кислоты известняки переходят в фосфорнокислый кальций — фосфорит.

Сидерит
Сидерит

Родственный фосфориту минерал апатит по своему составу (но не происхождению) представляет собой тоже фосфорнокислый кальций, содержащий переменное количество фтора и хлора: фтор апатит и хлор апатит.

Под влиянием высокого давления и высокой температуры происходят различные физические изменения известняков, главным образом перекристаллизация карбоната кальция, ведущая к образованию мрамора. Мраморы бывают самых разнообразных цветов — от снежно белого до совершенно чёрного. Плотные разновидности мрамора с чрезвычайно мелкой кристаллической структурой носят название литографского камня.

Мрамор
Мрамор

Не следует думать, что кальций в своих земных и водных путешествиях связан исключительно с углеродом. Довольно распространенным минералом осадочных пород является, например, гипс. Безводный природный гипс называется ангидритом. Волокнистые разновидности гипса с шелковистым блеском называются селенитом (от Selene - Луна).

Гипс — постоянный спутник поваренной соли. Образовался он так же, как и соль, отлагаясь из пересыщенных растворов соляных озер и мелководных морских бассейнов. При отсутствии или бедности жизни, при быстром испарении или большей концентрации солей в природных водах кальций почти всегда выделяется в виде сульфатов. Таким образом, если море полно жизни, — осаждаются карбонаты кальция; если море мертво, лишено жизни, — осаждаются сульфаты. Яркий пример этой закономерности представляют залив Кара-Богаз-Гол и Мёртвое море.

Хотя гипс обладает и небольшой растворимостью (1 часть на 500 г воды), но довольно хорошо вымывается из своих залежей, особенно при наличии в растворе хлористого натрия (поваренной соли). Образование подземных пустот и провалов нередко объясняется вымыванием наравне с известняками и гипса. Много неприятностей эти так называемые карстовые явления причиняют в местностях с искусственным орошением и другими гидротехническими сооружениями. В Средней Азии, например, арыки, много лет исправно снабжавшие водой поля и сады, вдруг отклоняются от приготовленного для них русла и устремляются не туда, куда им следует течь. Причиной этих явлений нередко оказывается размывание пласта гипса, вызывающее прорыв в арыке.

Известны случаи провалов над карстовыми подземными пустотами, разрушения плотин, утечки воды из водохранилищ и т. п.

Нельзя не назвать ещё одного важного минерала, содержащего кальций, — это плавиковый шпат, флюорит. В природе он встречается иногда в значительных количествах. Цвет флюорита чаще всего фиолетовый, но можно его встретить и с другой окраской, от бесцветного до непрозрачно-тёмного(белый, жёлтый, зелёный, розовый, фиолетовый, синий, коричневый) .

Флюорит
Флюорит

Минерал этот обладает ещё одной интересной особенностью: будучи внесён в тёмную комнату после его освещения или осторожного на гревания, он начинает флюоресцировать, часто очень яркими цветами. Образовался флюорит при действии на известняк горячих газов и паров, содержащих соединения фтора. Есть указания и на органическое происхождение флюорита.

К. Я. Марленов
Фрагмент статьи "Кальций в природе".



Фантастической роман Небо валмазах писателя Татьяны Латуковой

Далее: Роль кальция в жизни животных

Главная   |  Открытая наука  |  Природные минералы кальция







Ноосфера - единство общества и природы
Начало XXI века отмечено развитием автоматизированных и компьютерных систем, бурным ростом технологий...
Единство мира как методологическая проблема
Современный этап развития научного знания характеризуется все в большей степени тенденцией к единству науки...
Единство мира как проблема современной науки
Среди вечных философских проблем, кардинальных вопросов мировоззрения идея единства мира занимает особое место...
© Волшебство науки, 2010-2017
Научные открытия, история науки, научные достижения, наука вокруг нас.
Биографии великих учёных. Техника и технология через призму научных теорий.

Интернет-технологии с Tatsel.ru