Из истории развития минералогии и геммологии

Первые описания минералов и пород приведены в книге "Сан-Хей-Дин", написанной в Древнем Китае в XX в. до н. э. Некоторые сведения по определению минералов и руд содержат индийские "Веды" (конец II - первая половина I тысячелетия до н. э.).

Греческий философ-натуралист Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.) первым попытался классифицировать камни. Ученик Аристотеля Теофраст (372 - 287 гг. до н. э.) в книге-трактате "О камнях" привел сведения о 16 минералах, которые он разделил на металлы, камни и земли.

Римский географ Страбон (64/63 г. до н. э. - 23/24 г. н. э.), описывая свое путешествие по Египту в книге "География" (23 - 24 гг. н. э.), также приводит некоторые сведения о минералах. Так, на о. Змеиный, расположенном в Красном море, добывали драгоценный топаз, а недалеко от Фив находилось месторождение изумрудов и других драгоценных камней.

Плиний Старший (23/24 - 79 гг. н. э.) в энциклопедическом труде "Естественная история" изложил свои представления и привел сведения по минералогии, которой он отвел 5 томов из 37. Он описывает алмаз, золото, кварц, берилл, топаз и другие минералы, их происхождение и применение. В "Естественной истории" четко выражена мысль о том, что вещества различаются между собой кристаллической формой, а кристаллы разных минералов имеют неодинаковые углы между гранями.

В 518 - 519 гг. римский монах Косма Индикоплов в книге "Христианская топография" описал ряд стран бассейна Индийского океана и Восточной Африки. Он приводит интересные сведения о том, что с о. Сиеледиба (о. Шри-Ланка) вывозили драгоценные камни - гиацинты.

Арабский историк и географ Аль-Масуди (X в.) в трактате "Промывальни золота и россыпи драгоценных камней" описал россыпи золота и изумрудов, расположенные между Красным морем и Нилом: "Изумрудная россыпь находится на юге Верхнего Египта в округе города Кифт, местность, где находятся изумруды, называется Ал-Харба. Это пустыня и горы, и ал-буджа стерегут это место, а тот, кто желает добыть изумруды, платит им за покровительство".

Выдающийся ученый древности Бируни (973 - около 1050 гг.) описал более 50 минералов и руд, привел данные о приемах обработки камней, ценах на них и главнейших месторождениях. В труде "Правила нахождения удельных весов минералов" он привел ряд числовых данных, близких к современным. Это первые цифровые константы минералов, установленные экспериментальным методом. Интересно описаны им алмазы. По его мнению, кристаллы алмаза могут иметь различную форму: "Его природные формы до обработки представляют собой конусы, многогранники, а также фигуры из треугольников, подобные фигурам, известным по именам нарийя (огненные), в которых трехдольники соединены основаниями". В книге "Собрание сведений для познания драгоценностей (Минералогия)" он приводит сведения о методах определения прозрачности, блеска, твердости, плотности и других свойств драгоценных камней.

Другим выдающимся ученым того времени был Авиценна (Ибн Сина), живший в 980 - 1037 гг. в Средней Азии и Иране. Это был естествоиспытатель в широком смысле этого слова - философ и врач, геолог. В труде "Собрание сведений для познания драгоценностей" он описал свойства горных пород и руд. Все минералы он разделял на четыре группы: 1) камни и земли; 2) плавкие тела (металлы); 3) серные (горючие) вещества; 4) соли (растворимые вещества). Классификацией Авиценны в минералогии пользовались до середины XVIII в.

Мухаммед Насирэддин (1201 - 1274 гг.) в "Книге о драгоценных камнях" описал 34 минерала и привел подробные их характеристики: блеск, цвет, твердость, плотность, прозрачность, хрупкость.

В середине века в Западной Европе несколькими авторами были написаны "Лапидарии" - сборники о свойствах минералов, в том числе и ювелирных камней. Один из ранних сборников был составлен Мардобусом в 1061 - 1081 гг., в котором он описал 60 минералов. Альберт Магнус в начале XIII в. описал 96 минеральных веществ, а Камилл Леонард в работе "Зеркало камней" - 279 минералов. Следует отметить, что уровень научной характеристики минералов в "Лапидариях" гораздо ниже, чем в трудах среднеазиатских ученых.

В эпоху Возрождения возросло стремление к познанию природы. Это сказалось и на изучении драгоценных камней.

Большое влияние на развитие учения о минералах оказал немецкий врач и металлург Агрикола (1494 - 1555 гг.), который написал ряд работ, посвященных вопросам минералогии: "О происхождении минералов", "О природе ископаемых", "О горном деле". В этих трудах описаны некоторые минералы, их происхождение, а также приведены методы пробирного анализа минералов и дана подробная их классификация.

Итальянский математик и философ Д. Кардано (1501 - 1576 гг.) в трактате "О самоцветах" описал ряд драгоценных камней. В книге приведены образные сравнения. Так, об алмазе он писал: "Блеск адамаса сильный и полон жизни, причем он не только сияет и блестит, но и сверкает и горит, как золото. Он не подвластен сырости, старости, огню и долгому употреблению, чем не обладает ни один кристалл, который быстро стареет". Им впервые выдвинута гипотеза о происхождении кварца не из воды, а из "каменных соков". Труды Д. Кардано способствовали материалистическому развитию минералогии.

Большое значение для развития кристаллографического направления в минералогии имели работы Н. Стенона (1638 - 1686 гг.) и французского ученого Ж.-Б. Ромэ-Делиля (1736 - 1790 гг.). Позже Х. Гюйгенсом были заложены основы кристаллооптики.

А. Г. Вернер (1750 - 1817 гг.) положил начало новому направлению в минералогии - описательной минералогии. Ученик Вернера Ф. Моос (1773 - 1839 гг.) в 1811 г. предложил общеизвестную десятибалльную шкалу твердости минералов, которой пользуются все минералоги до настоящего времени. Изобретенные У. Волластоном (1766 - 1828 гг.) однокружный, а выдающимся русским ученым Е. С. Федоровым (1853 - 1919 гг.) двукружный отражательные гониометры способствовали дальнейшему развитию кристаллографии. С именами Х. С. Вейса (1780 - 1856 гг.) и Ф. Мооса связано открытие кристаллографических систем.

В этот же период развивается и второе важнейшее направление в минералогии - химическое, заключающееся в детальном изучении химического состава минералов. Представителями этого направления были шведский химик-минералог Й. Я. Берцелиус (1779 - 1848 гг.), немецкие ученые Э. Митчерлих (1794 - 1863 гг.) и П. Грот (1843 - 1927 гг.), австрийский минералог Г. Чермак (1836 - 1927 гг.) и американский минералог Дж. Дана (1813 - 1895 гг.).

В России минералогия начала развиваться с момента создания в начале XVIII в. горнозаводской промышленности. Основоположником ее был М. В. Ломоносов (1711 - 1765 гг.). Идеи М. В. Ломоносова в дальнейшем развивал К. Г. Лаксман (1737 - 1826 гг.). В 1773 г. в Петербурге создано первое в стране Горное училище (ныне Горный институт), сыгравшее исключительную роль в становлении отечественной минералогии. Создателем минералогической школы Горного училища был Д. И. Соколов (1788 - 1852 гг.).

Расцвет школы связан с работами акад. Н. И. Кокшарова (1818 - 1892 гг.), П. В. Еремеева (1830 - 1899 гг.), Е. С. Федорова (1853 - 1919 гт.). Большая заслуга в развитии минералогии принадлежит акад. В. М. Севергину (1765 - 1826 гг.), автору первых обобщающих трудов по минералогии России.

Широкое внедрение микроскопических методов исследования, разработка (после открытия в 1912 г. явления дифракции рентгеновских лучей при прохождении их через кристаллы) рентгеноструктурного анализа и методов расшифровки структур минералов позволили по-новому объяснять многие свойства минералов, исходя из особенностей их состава и структуры.

Современный этап развития минералогии тесно связан с именами В. И. Вернадского, В. М. Гольдшмидта, А. Е. Ферсмана, Н. В. Белова и характеризуется становлением ряда новых важных направлений.

Огромное влияние на современную минералогию оказало естественно-историческое химико-генетическое направление В. И. Вернадского (1863 - 1945 гг.), который рассматривал минерал как продукт, возникший в результате протекающих в земной коре природных химических реакций и преобразующийся при изменении внешних физико-химических условий. В. И. Вернадским созданы современная генетическая минералогия, геохимия и биогеохимия. Его идеи развивали А. Е. Ферсман, Я. В. Самойлов, П. П. Пилипенко, Н. А. Смольянинов, С. М. Курбатов, А. С. Уклонский, Е. К. Лазаренко и др. Исключительная роль в этом принадлежит акад. А. Е. Ферсману (1883 - 1945 гг.).

Наряду со школой акад. В. И. Вернадского развивалась и классическая минералогическая школа Ленинградского горного института, блестящими представителями которой явились А. К. Болдырев, С. С. Смирнов, А. Г. Бетехтин, П. М. Татаринов, А. Н. Заварицкий, В. Н. Лодочников, Д. П. Григорьев.

В последние годы благодаря применению физико-химических законов (в частности, правил Гиббса) при анализе парагенетических ассоциаций (акад. Д. С. Коржинский), изучению газово-жидких и расплавленных включений в минералах, а также экспериментальным исследованиям фазовых равновесий стало возможным связать образование минералов и их ассоциаций с определенными термодинамическими условиями и перейти от качественных характеристик этих условий к получению количественных параметров, определяющих физико-химическую систему, при которых минерал зарождался, существовал и изменялся. Такой подход крайне важен и для другого направления в современной минералогии - синтеза минералов, искусственного выращивания кристаллов - аналогов природных минералов, производства минералов с заданными свойствами.

На новой основе развивается в настоящее время и кристалломорфология. Благодаря скрупулезным исследованиям Г. Г. Леммлейна, И. И. Шафрановского и Д. П. Григорьева, возникло онтогенетическое направление, задачи которого - расшифровка истории зарождения, роста и дальнейшего изменения минеральных индивидов и их агрегатов, выяснение механизма и способа образования самих минералов. Онтогенетические исследования крайне важны для понимания условий формирования прозрачных хорошо образованных бездефектных кристаллов, пригодных для ювелирного дела. Применение последних достижений физики твердого тела к минералам, использование для их изучения достижений современной кристаллохимии, электронной микроскопии, электронно-зондовых исследований, инфракрасной, оптической и люминесцентной спектроскопии, а также резонансной спектроскопии (электронно-парамагнитного, ядерно-магнитного, ядерного гамма-резонанса и др.) позволяют выявить все процессы, происходящие в структурах реальных минералов на ядерно-электронном уровне: возникновение в них различных дефектов и дислокаций, появление примесных центров и связанных с ними явлений, обусловливающих окраску, люминесценцию и многие другие свойства. Воздействуя на минералы различным образом (например, облучая их или нагревая), эти дефекты структур можно перестраивать и таким образом создавать основы для облагораживания минералов и повышения их качества.

Современный этап развития минералогии характеризуется выделением особого его направления - учения о драгоценных камнях - геммологии (от лат. gemma - драгоценность, драгоценный камень и греч. logos - учение). Зародилось оно много лет назад, но выделение его в самостоятельную науку произошло на рубеже XIX и XX вв. Это было время бурного роста науки и техники, открытия новых месторождений драгоценных камней, начала производства искусственных камней - аналогов природных минералов. Достижения науки позволяли изменить некоторые свойства ювелирных камней (окраску, прозрачность и др.). Все это повысило интерес к ним.

Впервые термин геммология был употреблен в 1892 г., а в 1908 г. на конференции британской Гольдсмитовской национальной ассоциации по предложению М. Барнетта, принимается резолюция о необходимости подготовки геммологов - и в 1910 г. в Лондоне начинают действовать курсы, на которых читаются лекции и проводятся экзамены по геммологии.

В создании геммологии сыграли большую роль труды немецких исследователей драгоценных камней П. Грота (1887 г.), Н. Делтера (1893 г.), М. Бауэра (1896 г.), американского - Дж. Кунца (1890 г. и др.), английского - Дж. Смита (1912 г. и др.) и др. Помимо изучения и описания ювелирных камней и их месторождений, большое место уделяется разработке методов диагностики минералов и их отличию от все увеличивающегося числа синтетических камней. Начало разработке приборов, специально предназначенных для этой цели, положил Дж. Смит, создавший в 1906 г. геммологический рефрактометр. Незаменим вклад в решение этих задач Геммологического института Америки, основанного в 1931 г. Р. Шипли в Лос-Анджелесе (США), Механической лаборатории в Лондоне (Великобритания), Института исследования драгоценных камней в Майнце (ФРГ), Лаборатории исследования алмазов в Йоханнесбурге (ЮАР) и др.

Современная зарубежная геммология связана с именами Б. Андерсона, Р. Вебстера, Е. Гюбелина, Р. Шипли, Р. Лиддикоута, Дж. Синканкаса, К. Шлоссмахера, Г. Банка. Научно-исследовательские и конструкторские работы, а также подготовка геммологов в большинстве стран проходят в рамках национальных геммологических ассоциаций и обществ.

Раз в два года уже более 30 лет созываются Международные геммологические конференции. Создана Международная геммологическая ассоциация. Распространению достижений геммологов способствуют периодические издания.

Интенсивно развивается геммология и в странах социалистического содружества (ПНР, ЧССР, НРБ и др.).

В нашей стране исключительная роль в изучении камней-самоцветов принадлежит акад. А. Е. Ферсману, которого можно считать отцом советской геммологии. Его перу принадлежат "Очерки по истории камня", "Драгоценные и цветные камни СССР", "Рассказы о самоцветах", "Из истории культуры камня в России", "Цвета минералов", "Занимательная минералогия" и ряд других книг, написанных интересно, с большим художественным вкусом. А. Е. Ферсман был лучшим знатоком драгоценных камней у нас в стране и воспитал плеяду специалистов, прекрасно знающих и понимающих эти камни, - В. И. Крыжановскргр, А. А. Мамуровского, Г. Г. Леммлейна, Г. П. Барсанофа и др. Он был энтузиастом создания в стране производства камнесамоцветного и ювелирного сырья, одним из организаторов треста "Русские самоцветы". Под его руководством произведено первое научное описание сокровищ Алмазного фонда СССР.

Изучение месторождений драгоценных и поделочных камней, начало которому было положено А. Е. Ферсманом, продолжили В. С и Н. В. Соболевы, М. А. Гневушев, В. С. Трофимов, Б. И. Прокопчук, Е. Я. Киевленко, Н. Н. Сенкевич, Т. И. Менчинская, Б. М. Шмакин и многие другие. Особое место среди них занимают геологи ВПО "Союзкварцсамоцветы".

Минералогические аспекты геммологии рассмотрены в трудах Д. П. Григорьева, И. И. Шафрановского, Ю. Л. Орлова, Г. П. Барсанова, М. Е. Яковлевой, В. И. Кузьмина и многих других.

Особое место среди исследований занимают вопросы изучения окраски минералов, их люминесценции и других физических свойств. Решение их стало возможно только благодаря современным достижениям физики твердого тела. В этой области большой интерес представляют работы А. С. Марфунина, М. И. Самойловича, А. Н. Платонова, Л. В. Бершова и др. Различным аспектам изучения органогенных ювелирных камней посвящены работы С. С. Савкевича, Б. М. Сребродольского, А. А. Кораго и др. Быстро развивается направление искусственного получения ювелирных камней. В этой области следует отметить работы А. А. Годовикова, М. И. Самойловича, В. С. Балицкого, Г. Н. Безрукова, Г. В. Букина и др.

Большая работа по организации центров и лабораторий по изучению и диагностике драгоценных камней выполнена Н. Я. Баулиным, В. М. Зубковым, В. М. Романовым, Н. И. Корниловым, Ф. И. Лобановым и др. Вопросам обработки алмазов посвящены труды В. Н. Андреева, В. И. Епифанова, А. Я. Песиной, Л. В. Зыкова, Э. И. Белицкой и др.

В организацию подготовки геммологов во МГРИ большой вклад внесли Д. П. Лобанов, В. А. Галюк, Д. А. Минеев и др.