Тимофей Малышев, член Клуба юных геологов, ГБОУ г. Москвы «Школа имени Артёма Боровика» (ученик 6 класса)
Чем же является сукцинит? А это, собственно говоря, самая распространенная разновидность всем нам известного янтаря.
Давайте сразу скажем, что ВСЕ виды янтаря не являются минералами. Это обосновано тем, что у янтаря нет постоянной кристаллической решётки.
Сегодня общеизвестно, что балтийский янтарь (международный термин сукцинит) – это застывшая смола (живица) достаточно крупных деревьев, преимущественно хвойных, которые произрастали приблизительно 45-50 млн лет назад на обширной территории современного Скандинавского полуострова и прилегающих к нему областей (сейчас дно Балтийского моря и его южное побережье). Янтарь – высокомолекулярное органическое соединение, содержащее в среднем 79% углерода, 10,5% водорода и 10,5% кислорода. Его химическая формула C10H16O4. Наиболее характерной химической особенностью янтаря является наличие в нем янтарной кислоты (от 2 до 8%), которая придает камню относительную прочность.
Янтарь, который является предметом моего исследования, – сукцинит. Он обладает максимальным содержанием янтарной кислоты.
В нашей стране янтарь по размеру кусков и качеству делится на три сорта – поделочный, прессовочный и лаковый.
Наибольшую ценность представляет поделочный янтарь, который является сырьем для ювелирной промышленности. Однако его в общей массе всего лишь 10%. Остальной янтарь подвергается прессованию (30%) и химической обработке (60%).
В качестве поделочного применяется янтарь относительно крупных размеров, не загрязненный природными включениями.
Балтийский янтарь принадлежит к относительно мягким камням: его можно поцарапать ножом. Твердость сукцинита по шкале Мооса составляет 2-2,5.
Сорта янтаря
Характеристика поделочных ископаемых смол
(по данным Ц.А. Орлова и В.А. Успенского, 1936, С.С. Савкевича, 1970 и др.)
Плотность янтаря примерно равна плотности морской воды. В пресной воде янтарь тонет, в солёной всплывает (при комнатной температуре). Поэтому куски янтаря легко носятся в волнах, не опускаясь на дно. Опытным путём я наглядно убедился, что плотность янтаря больше, чем у пресной воды. Плотность янтаря 1,050-1,096 г/мл, воды – 0,998 г/мл.
На фото: сортированный янтарь. 1. Поделочный янтарь 2. Прессовочный янтарь 3. Лаковый янтарь. (Фотография сделана в Музее янтаря, Калининград)
Янтарь плохо проводит электрический ток – является диэлектриком.
При этом янтарь обладает свойством электростатичности. При трении о шерсть янтарь электризуется и продолжительное время сохраняет отрицательные электрические заряды. Янтарь по-гречески – «электрон».
Электризуясь, янтарь притягивает к себе кусочки бумаги, соломинки, волосы. Это свойство присуще всем смолам, но ни одна из них не обладает такой «притягательной» силой, как янтарь. В древней Греции в обиходе были янтарные прялки и веретена; электризуясь при трении, они очищали пряжу от различных примесей.
Янтарь под действием ультрафиолетового облучения люминесцирует. Прозрачный янтарь светится бледно-голубым; облачный, бастард и костяной – молочно-белым со слабым голубоватым оттенком. Интенсивность голубого свечения зависит от степени прозрачности янтаря. Чем прозрачнее янтарь, тем ярче в нём люминесценция. Выветрелая корка люминесцирует в коричневых тонах. Для этого опыта мною были использованы бусы из янтаря разного цвета и степени обработки.
Янтарь обладает значительной термоустойчивостью. Он горит красивым пламенем, испуская приятный хвойный (смолистый) аромат. При нагревании без доступа кислорода до температуры 150-170°С янтарь становится пластичным. При дальнейшем нагревании он плавится, кипит и выделяет пары с ароматным запахом. В средние века его использовали для благовонных курений в храмах. Плавление протекает в интервале 360-380°С.
При относительной прочности янтарь достаточно хрупкий, он разбивается при падении или ударе о твёрдую поверхность. Отличительным свойством янтаря является вязкость, которая позволяет производить механическую обработку камня.
Добыча янтаря
Крупномасштабную добычу янтаря промышленным способом ведёт только одно предприятие – Калининградский янтарный комбинат. На этом предприятии особые новейшие технологии. Добыча янтаря – сложный, многоступенчатый процесс. До янтарного комбината на этом месте тоже добывали янтарь, но не русские, а немцы. Я там побывал. Размеры карьера поражают! Всем советую туда съездить.
На долю предприятия приходится 65% мирового рынка янтаря и по разным оценкам в недрах Калининградской области сосредоточено около 90% мировых запасов янтаря возрастом около 50 млн лет.
Сегодня Россия является мировым лидером в добыче янтаря, а Калининградский янтарный комбинат – главным поставщиком на янтарном рынке. Запасы здешних месторождений оцениваются в 116 тысяч тонн, а ежегодный объем добычи сырья – порядка 300 тонн.
Калининградский янтарный комбинат создан в 1947 году на базе Кенигсбергской янтарной мануфактуры. С 1976 года добыча ведется на Приморском карьере, запасов которого при существующих темпах работ хватит на 250300 лет. Общий объем запасов Приморского и Пальмникенского месторождений оценивается в 116 тыс. тонн, а ежегодный объем добычи за 40 лет разработки не превышал 350 тонн.
Добыча янтаря здесь ведется с применением инновационного комплекса, разработанного специалистами комбината. Аналогов данному оборудованию в мире не существует.
Янтарь находится в так называемой «голубой земле». Её состав: кварц 45-50%, полевой шпат 5-6%, глауконит 40-50%. Голубой цвет земле придаёт именно глауконит. Янтареносные породы находятся на глубине от 20 до 50 метров. Добыча янтаря – сложный и многоступенчатый процесс. Вскрышные работы происходят в несколько этапов. Первые 25 метров обрабатываются способом гидромеханизации. Следующие 25 метров обрабатываются с помощью огромных машин – драглайнов. Драглайн также складирует в конус отвала «голубую землю».
Далее гидромонитор размывает конус. Образовавшаяся пульпа поступает по пульпопроводной траншее на узел обогащения, но перед тем, как она попадет на узел, люди вручную отлавливают наиболее крупные фракции янтаря.
Далее землесос перекачивает породу вместе с водой из карьера на узел обогащения. Длина трубопровода более 1 км. Подъем производится с отметки –13 м на отметку +27 м. Материал поступает на обогащение в основной и контрольный барабанные сепараторы, где сортируется на грохотах.
На грохот-системе янтарь просеивается и разделяется на фракции в зависимости от размера. Далее янтарь проходит очистку от различных примесей, сушится, сортируется, взвешивается. Весь добытый камень разделяется на три класса: поделочный, прессовочный и лаковый.
Самые известные месторождения янтаря – Приморское и Пальмникенское, находящиеся на побережье Балтийского моря в 40 км к северо-западу от Калининграда, в поселке Янтарный (ранее Пальмникен).
Применение
В качестве поделочного применяется янтарь относительно крупных размеров, не загрязненный природными включениями.
Для получения прессованного янтаря отходы и мелкие зерна измельчают до пылевидного состояния. Полученную янтарную муку подвергают холодному прессованию и затем нагреванию до 220-230° под давлением, в результате чего получается плотная непрозрачная однородная масса, окрашенная в желтый цвет разных оттенков. Прессованный янтарь получают в виде стержней и пластин-заготовок. Лучшие образцы прессованного янтаря почти не отличимы от природного (непрозрачного) и идут на изготовление различных поделок.
Поскольку янтарь, как мы уже выяснили, является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток, прессованный янтарь нашёл широкое применение в промышленности в качестве материала для изготовления изоляторов в электро- и радиотехнике, приборостроении.
Химическая инертность янтаря позволяет применять его для изготовления медицинских инструментов, посуды для хранения активных кислот, приборов и инструментов для переливания крови, а также сосудов для её консервирования (янтарь препятствует гемолизу и свертыванию крови).
Лаковым называется янтарь, который по размеру и цвету не может быть отнесён к поделочному и прессованному янтарю, а также все кусочки янтаря меньше 8 мм. Он является сырьем для получения янтарной канифоли, янтарной кислоты и янтарного масла.
Янтарная канифоль применяется для изготовления всевозможных лаков и эмалей. Они очень стойкие и имеют минимальный блеск. Лаком покрывают днища кораблей, полы, мебель, музыкальные инструменты. Янтарный лак наносили на свои изделия знаменитые скрипичные мастера XVI-XVIII веков. Лаки применяются также в производстве типографских красок и для электроизоляции проводов.
Янтарное масло представляет собой смесь различных кислот. Обладает резким неприятным запахом. Легче воды. Применяется для производства янтарных олиф. При химической переработке янтарного масла можно получить растворитель органических красок. Окисленное янтарное масло – исходный продукт для получения прочных капроновых нитей.
Одно время янтарное масло применялось как средство для предохранения древесины от гниения, им пропитывали железнодорожные шпалы.
Интересная область применения янтарной кислоты основана на свойствах её как биогенного стимулятора. Действие янтарной кислоты сводится к активированию всех ферментов организма. Предпосевная обработка слабым раствором янтарной кислоты семян и растений различных сельскохозяйственных культур повышает содержание хлорофилла в листьях, каротина в корнях, улучшает обмен веществ, ускоряет развитие корневой системы. Это способствует повышению скорости роста и увеличивает сопротивляемость засухам. При ничтожном расходе янтарной кислоты дает прибавку урожая от 15% до 40%.
К сожалению, янтарная кислота, полученная именно путём перегонки янтаря, не нашла широкого применения в сельскохозяйственном производстве и была вытеснена её химически созданным аналогом.
Широкое применение янтарная кислота нашла в медицине. При этом она не токсична и не накапливается в организме.
В завершение хочу написать об очень интересном явлении: в янтаре иногда находят застывших насекомых или некрупных ящериц и лягушек, их называют инклюзы. Как же так получается, что насекомые застревают в янтаре? Всё очень просто. В начале я говорил, что янтарь – это застывшая смола. Во время застывания смолы на неё садились насекомые и выбраться уже не могли, потому что смола липкая. И они там так и оставались.
Как тогда туда могли попадать лягушки и ящерицы? Тут тоже всё просто. Ели смолы было много, то она под действием своей массы сползала вниз и не успевала быстро застыть. Так вот, ящерицы и лягушки как раз попадались в эту «ловушку». Но такие образцы встречаются крайне редко.
Список использованных источников
Интернет-ресурсы:
Официальный сайт АО «Янтарный комбинат» http://www.ambercombine.ru.
Официальный сайт Государственной корпорации «Ростех» https://rostec.ru.
Официальный сайт Музея янтаря, Калининград https://www.ambermuseum.ru.
Видеоматериала АФ «Янтарный комбинат», размещенный на youtube:
Литература:
Б.И. Сербродольский. «Янтарь», Издательство «Наука», М., 1984. «Методические указания по поискам и перспективной оценке месторождений цветных камней. (Ювелирных, поделочных, декоративно-облицовочных)». Выпуск 24. Янтарь, Министерство геологии СССР Всесоюзное промышленное объединение «Союзкварцсамоцветы», М., 1979. Личное посещение Янтарного комбината.
Часть фотографий взяты из интернета.
