Największe kryształy na świecie

Jako że mamy obecnie międzynarodowy rok krystalografii, dobrze by było napisać coś o kryształach.
(artykuł bierze udział w akcji blogowej Sto Lat Kryształu)

Stan krystaliczny charakteryzuje się uporządkowaną budową wewnętrzną w formie sieci w której w nieskończoność powtarza się w trzech wymiarach pewien stały układ atomów. Pociąga to za sobą charakterystyczne właściwości fizyczne a często też regularną postać zewnętrzną - choć nie zawsze kształt regularnej bryły świadczy o krystalicznej budowie, czego przykładem bazalt dzielący się na słupy o przekroju sześciokątnym, choć jest skałą złożoną z różnych minerałów.

Kryształy powstają spontanicznie z nasyconych roztworów lub z ochładzanego stopu, czasem też przez resublimację par. Początkowo tworzy się niewielki zarodek, który przy wejściu w obszar o mniejszym stężeniu może znów się rozpuścić, jeśli jednak warunki będą sprzyjające, będą się do niego dobudowywały kolejne cząsteczki substancji, wpasowując się w zapoczątkowany wzór. Krystalizacja po zapoczątkowaniu może trwać tak długo, aż stężenie substancji w roztworze za bardzo nie spadnie lub dopóki nie ograniczy go jakaś przeszkoda. Przy szybkiej krystalizacji w nagle schłodzonym roztworze tym ograniczeniem są często inne kryształy, które pojawiają się w dużej ilości i zbijają razem w wielokrystaliczną masę. Jeśli jednak warunki będą sprzyjające, a więc dostępne będzie dobre miejsce, mała ilość kryształków konkurencyjnych i powolna zmiana warunków, kryształy mogą osiągać znaczne rozmiary. Jak znaczne?
Gigantyczne.

Każdy minerał ma swój rekord wielkości, niektóre rzadkie i rozproszone nie przekraczają ułamków milimetra, dla innych już kilkucentymetrowe okazy mogą być uważane za niezwykle duże, inne zaś w sprzyjających warunkach potrafią osiągać rozmiary kilkumetrowe.

Najmniejsze największe
Niektóre minerały są tak rzadkie i drobne, że kryształek wielkości ziarenka piasku może być największym opisanym. Tak jest w przypadku Schwartzembergitu, czyli chlorano-jodanu ołowiu powstającego w wyniku wietrzenia rud ołowiu w warunkach zasadowych. Zwykle tworzy skupienia zbite, skorupiaste. Największy opisany kryształ miał kształt bipiramidy o wielkości 6 mm. W przypadku Whewellitu, czyli uwodnionego szczawianu wapnia, rekord to 3 cm.

Pierwiastki rodzime
Istnieje tylko kilka minerałów tworzonych przez czyste pierwiastki, i nie tworzą one dużych kryształów. Formą krystaliczną węgla jest diament - przezroczysty, silnie załamujący światło, bardzo twardy minerał. Największym znalezionym pojedynczym okazem był Cullinan, znaleziony w 1905 roku w Południowej Afryce. Ważył 3106 karatów, czyli 621 gramów. Był więc niewątpliwie gigantem. Miał niezbyt regularny kształt, co u diamentów jest częste, i prawdopodobnie po uformowaniu odłamała się od niego część. Ogółem opisano go jako zdeformowany ośmiościan:

Najdłuższa przekątna miała długość 10,5 cm. Został podzielony na kilka dużych i kilkadziesiąt mniejszych brylantów.

Złoto wprawdzie bardzo chętnie występuje w formie pierwiastkowej, ale trudno jest znaleźć regularne kryształy. Największy opisany miał postać płyty o ośmiobocznym kształcie i średnicy 30 cm, nie bardzo jednak wiadomo co się z nim stało i jaką miał masę. Całkiem niedawno odkryto kryształ ważący 200 g i mający w miarę regularną postać - mimo nieco dendrytycznej powierzchni wyglądającej jak zbitek płatków, badania rentgenowskie potwierdziły, że jest to monokryształ:

 Kolejnym pierwiastkiem jest Siarka, tworząca nieprzezroczyste, żółte kryształy. Rickwood w swojej pracy z lat 80. podaje że największy kryształ ma 22 cm długości i 16 szerokości, ważąc 5 kg, jednak znany jest dziś większy, bo 25 centymetrowy kryształ, wystawiany w muzeum z mieście Milan:

Minerały siarczkowe
Piryt, nazywany też złotem głupców, chętnie tworzy kryształy w kształcie regularnej sześciennej kostki o metalicznym, złotym połysku. Inne możliwe formy to ośmiościan lub dodekaedr o dziesięciu pięciokątnych bokach. Nie mam konkretnej informacji o tym jaki był największy, ale spośród opisów wyłowiłem kryształy o boku 20 cm wydobywane w Navajún w Hiszpanii i do 25 cm w Fuente Valoria tamże(1). Jeszcze większe kryształy znajdowano w Kazachstanie, jeden o wymiarach 25/18/15 wydobyto w Aqshataü. Prawdopodobnie największy wydobyto w Grecji w złożach koło Xanthi(2) były to zrośnięte sześcienne kostki o krawędzi do 60 cm. Natomiast zdjęcie przedstawia mniejszy okaz kryształów zbliźniaczonych do 8 cm krawędzi znaleziony w Logrono

Antymonit tworzy kryształy w formie grubych igieł i grafitowym połysku. Sproszkowany był dawniej używany jako cień do oczu. Zwykle jako największy opisuje się kryształ o grubości 5 cm i długości 60 cm:

Ale w kolekcjach znane są już większe. Ten metrowej długości wystawiano na targach minerałów w Monachium:

W przypadku ciężkiej Galeny największe opisane kryształy miały 25 cm krawędzi.

Halogenki
Piękne kryształy potrafi utworzyć Halit czyli krystaliczna forma soli kamiennej. W odkrytej w XIX wieku w Wieliczce Kryształowej Jaskini znajdowano kryształy w formie sześciennych kostek do 50 cm krawędzi, przez długi czas uważane za największe. Jeszcze bogatszą jamę znaleziono jednak w kopalni soli potasowych w Merkers, w Niemczech. Największe kryształy miały krawędź do 1,1 metra. Kopalnia jest dziś atrakcją turystyczną i grota z kryształami jest dostępna dla zwiedzających (relacja).

Piękne kryształy tworzy też Fluoryt, czyli fluorek wapnia. Kolor jest bardzo zmienny, zwykle waha się między fioletem a zielenią. Największy opisany monokryształ miał średnicę 2 metry i 13 centymetrów, znaleziono go w Dyke w Meksyku.
Poniżej zdjęcie zdecydowanie mniejszego ale także pięknego fluorytu znalezionego pod Strzegomiem:

Azotany i borany
Najpospolitszym minerałem azotanowym jest saletra potasowa i saletra sodowa, tworzące zazwyczaj kryształy włókniste lub w postaci nie zbyt grubych igieł. Dla tej drugiej opisuje się skupienia igiełkowatych kryształów o długości 18 cm.
Kernit to krystaliczna forma czteroboranu sodu, znanego pospolicie jako boraks. W formie dużych kryształów występuje rzadko z powodu dużej rozpuszczalności. Największe opisane pochodziły ze skupiska w starej kopalni w Kramer Deposit, gdzie badacz był w stanie zmierzyć kryształy o wymiarach do 8 stóp na 3, to jest 2,5 metra na 0,9. Ściana z kryształami została sfotografowana, ale fotografia jest niewyraźna i nie widać na niej skali:

Minerały krzemianowe
Granaty występują w formie wielokątnych kryształów o kształcie z grubsza okrągłym. Największy znaleziony w Norwegii, miał średnicę 2,3 metra, masę szacowano na 23 tony choć nie wydobyto go w całości. Mniejsze o średnicach 0,9-1 metrów także znajdowano w Norwegii. Zdjęcie jakie zamieszczam pokazuje jednak zdecydowanie mniejszy, bo 15 centymetrowy okaz z USA:

Największy opisany Topaz miał długość 91 cm.

Odnośnie Turmalinów, będących skomplikowanych glino-boro-krzemianami, nie mam konkretnej informacji. Jedno źródło wspomina o największym turmalinie z kopalni Mica Mine o długości 15,5 cala, co daje 13 cm, ale w innym miejscu wspomina o raportowanych przez innych badacz turmalinach długich na cztery stopy, czyli 120 cm.[4]
Tymczasem na zdjęciu prawdopodobnie największy fioletowy turmalin (374 000 karatów):

Ósemka gigantów:

Kalcyt
Kalcyt, czyli węglan wapnia, tworzy przezroczyste kryształy w formie grubych słupków lub pryzmatów. Szczególną formą jest Szpat Islandzki, charakteryzujący się dużą przezroczystością i dwójłomnością. Znany jest z pustek w skałach bazaltowych, szczególnie ze złóż na Islandii, gdzie osiągał duże rozmiary.
Za największy uważa się kryształ z Helgustadir, mający postać rombową i bok o długości 7 metrów. W złożu znaleziono też nieco mniejszy okaz 5m/5m i kilka o średnicy 2 m. Niestety nie mam żadnych zdjęć, toteż pokażę zdecydowanie mniejszy kryształ:

Amblygonit
Jest to fluoro-fosforan sodu i litu. Tworzy słupkowane, bezbarwne kryształy. Największy udokumentowany ze złoża Hugo Mine miał 7,5 metra długości i 2,5 m szerokości, masę szacowano na 102 tony.

Flogopit
Jest to minerał należący do grupy mik, charakteryzujący się zawartością magnezu. Tworzy płaskie, cienkie tabliczki rozsiane w skale. Największy opisany ze złoża Lacey Mine w Kanadzie miał wymiary 10 metrów na 4 metry i masę około 330 ton. Podobnych rozmiarów kryształy znajdowano w Karelii.
Tu zdecydowanie mniejszy:

Gips
Gips zazwyczaj tworzy skupienia zbite, skrytokrystaliczne, lecz niekiedy pojawia się w formie pięknych, przezroczystych kryształów, nazywanych selenitem. Kryształy tworzą niekiedy zwarte złoża, chętnie przyjmując postać zbliźniaczonych - dwa, mieczowate kryształy zrośnięte pod kątem czubkami tworzą wówczas "jaskółcze ogony", które nałożone jeden na drugi formują w skale wyraźne pióra. Z takiej formy znane są złoża gipsu na Ponidziu:

Takie pióra gipsowe osiągają do kilku metrów długości, jednak pojedyncze kryształy to odchodzące od rdzenia pojedyncze promienie, osiągające przy takim zagęszczeniu długość do metra. Podejrzewam że dałoby się je. odseparować
Przez długi czas za największe monokryształy uważano te z kopalni Braden Mine w Meksyku, mające postać słupków o długości 3 metrów. Z półtorametrowych kryształów znana była też Jaskinia Mieczy znaleziona przy kopaniu kopalni w Naica w tymże kraju.
Kilka lat temu dokonano tam odkrycia, które zadziwiło wszystkich - na innym poziomie kopalni znaleziono grotę z gigantycznymi kryształami selenitu:

Zdjęcia wyglądają fantasmagorycznie.

Największy kryształ w tej jaskini ma długość 12 metrów i grubość 4 metry, zaś masę szacuje się na 55 ton.

Kwarc
Kwarc to dosyć pospolity minerał. W pustkach skalnych tworzy "szczoty" słupkowatych kryształów, które potrafią osiągać duże rozmiary. W Sudetach znajdowano okazy do metra długości, ale na świecie znajdowano większe:

Największy opisany znaleziono w Brazylii, w Mancho Felipe, miał długość 6 metrów i masę 44 ton.

Skaleń
Skaleń to najbardziej po kwarcu rozpowszechniony minerał. Jest składnikiem granitów, zwykle występując w formie różowych lub białych ziaren, w niektórych miejscach może osiągać znaczne rozmiary. O olbrzymich skaleniach krążą legendy, jak na przykład często powtarzana opowieść o kopalni założonej w jednym krysztale gdzieś w północnej Rosji, czy wzmianki o klifach ze skalenia gdzieś w Norwegii. Takie historie często są nieweryfikowalne. Wyobraźnię pobudza informacja o skaleniu z kopalni Devils Hole Beryl Mine w USA, gdzie po odstrzeleniu ściany wyrobiska znaleziono bardzo regularną masę o wymiarach 50/36/14 metrów i masie 15 tysięcy ton, niestety w kawałkach. Nie zbadano jej wtedy na tyle dokładnie aby upewnić się czy był to monokryształ czy może skupisko wielu zbliźniaczonych kryształów, bowiem skaleń bardzo chętnie tworzy takie zbite skupienia. Zatem albo było to największe skupisko skalenia albo największy kryształ kiedykolwiek znaleziony. Pewności jednak brak.
Największy potwierdzony i zmierzony skaleń potasowy z Uralu miał postać tablicy i rozmiary 10 m/10m/0.4m. Masę szacowano na 100 ton. Takie same rozmiary miał Ortoklaz znaleziony w Norwegii, mniejszych kryształów od 6 do 8 metrów znanych jest więcej.
Oprócz tych dobrze zbadano 10,5 metrowy perytyt z Hugo Mine.

Spodumen
Spodumeny są podobne do skaleni, lecz zalicza się je do grupy  piroksenu. Także występują pospolicie w skałach magmowych.
W złożu Etta Mine znaleziono dwa duże kryształy, jeden o długości 12,5 metra i masie 66 ton, drugi o długości 14,3 metra i masie 28 ton. W tym ostatnim przypadku zachowało się zdjęcie:

 

Może nie zbyt wyraźne, ale lepszy rydz niż nic. Z tego samego złoża pochodzi zdjęcie pięcio może sześciometrowych kryształów:

Beryl
Największe znane kryształy tworzył beryl.
W kamieniołomie Bumps Quarry w stanie Maine, USA znaleziono kryształ o długości 10 metrów i 2 metry średnicy. Nieco mniejszy, bo czterometrowy okaz z tego samego złoża przedstawia fotografia:

Ale to jeszcze nic. W kopalni Malakialina na Madagaskarze, odnaleziono prawdziwego giganta - kryształ berylu o długości 18 metrów i 3,5 metra średnicy. Masę szacuje się na 380 ton. Niestety brak zdjęć.

Największe syntetyczne
A jakie sztuczne kryształy potrafi stworzyć człowiek?
Duże monokryształy otrzymuje się zwykle metodą Czochralskiego, w ten sposób powstaje między innymi krzem do mikroprocesorów. Mają postać gładkich walców o długości 2 metrów i średnicy 45 cm

W optyce zastosowanie mają też kryształy wodorofosforanu potasu (KDP), produkowane w dużych ilościach. Największy waży 315 kg i ma wymiary 65 cm/52cm/58cm.[4] Na zdjęciu niewiele mniejszy:

Oprócz tego miłośnicy ciekawostek czasem hodują sobie w domach mniejsze lub większe kryształy. Najpopularniejszy siarczan miedzi daje błękitne kryształy do kilkunastu centymetrów.

-------
Większość danych pochodzi z tych dwóch prac:
*Peter C. Rickwood, The Largest Crystals, American Mineralogist, 66, 885-908, 1981  http://www.minsocam.org/msa/collectors_corner/arc/large_crystals.htm
* Large Crystal List

[1] M Font-Altaba,  A study of distorted pyrire crystals from Spain, Mineralogical Society Of America Special Paper 1, 1962
[2] http://gems.minsoc.ru/eng/articles/pyrite/
[3]  Geology of the Pegmatites and Associated Rocks of Maine: Including Feldspar, Quartz, Mica and Gem Deposits, U.S. Government Printing Office, 1911 - 152
[4] http://chemistry.nus.edu.sg/_file/events/ncgc/2nd-circular2014.pdf