Зелёные камни. Хризоберилл презентация

chrisos — золото. В настоящее время особенно ценятся разновидности хризоберилла: александрит и цимофан. Александрит - прозрачный хризоберилл зеленовато-желтого или оливкового цвета, зеленый при дневном освещении и фиолетово- или вишнево-красный при электрическом и особенно при свечах. Смена цветов становится отчетливой с увеличением толщины камня. Окраска обусловлена примесью хрома. Александрит назван по имени русского царя Александра II.
Цимофан («кошачий глаз») - опалесцирующая разновидность хризоберилла.

(Gem&Gem, 1986)

Хризоберилл

правило, часть алюминия замещается окисным железом и хромом, а часть бериллия — закисным железом. Иногда присутствует титан. Различные оттенки окраски хризоберилла обусловлены исключительно этими элементами- примесями; в хризоберилле обычно содержится до 1 % примеси Fе2О3, а в александрите около 0.30 % Сr2О3. По данным С. В. Грум-Гржимайло, зеленовато-желтая окраска минерала обусловлена окисным железом, а александритовая — трехвалентным хромом. Александритовые центры окраски весьма чувствительны к спектральному составу проходящего света: в солнечном свете с преобладающей коротковолновой частью камень кажется зеленым, а при искусственном освещении с интенсивным длинноволновым излучением — красным.

86)

Облик кристаллов александрита - таблитчатый, у двойников псевдогексагональный. Интенсивно проявлен плеохроизм: цвет минерала изменяется от зеленого (по оси с ) до оранжево-желтого (вдоль оси b), и красного (по оси а).
Основные формы огранки — ступенчатая и комбинированная.
Цимофан обрабатывается в форме кабошонов.

поздними стадиями пегматитового или пневматолитово- гидротермального процесса. Гранитные пегматиты являются главным промышленным источником ювелирного хризоберилла. Важнейшие из них - это бериллоносные пегматиты Бразилии (штаты Минас-Жерайс, Эспириту-Санту), США (шт.Коннектикут, Мэн, Нью-Йорк, Колорадо, Нью-Гэмпшир) и Малгасийской Республики.
Включения в хризоберилле из пегматитов представлены ильменитом, полевыми шпатами, пирротином.

хризоберилла известны на Урале (Россия), в Южной Африке - Танзания (Лейк-Маньяра), Зимбабве (Масвинго, Виктория); в Индии - (шт.Орисса) и в Бразилии (шт.Баиа). Хризоберилл этих месторождений содержит следующие включения: биотит или флогопит, оксиды, гидроксиды железа, ильменит, многочисленные флюидные включения – крупные углекислотно-водные и двухфазные газово-жидкие (размер их достигает 0,4мм).
Флюидные включения расположены часто хаотично или в параллельных плоскостях, создавая рисунок подобный отпечатку пальца. В зеленоватых зеленовато-желтых хризобериллах встречаются участки буровато-коричневого цвета, вызванного наличием мельчайших точечных включений черного цвета, по-видимому, оксидов или гидроксидов железа. Локально встречаются маленькие, серого цвета включения ильменита, при большом скоплении которых, минерал становится непрозрачным.

в отличие от светлых разновидностей хризоберилла, которые могут вообще не содержать включений.
Иногда в александрите отмечаются иглы золотистого рутила, гетита, а также включения асбеста, радиальные волокна которого по форме напоминают маленьких ежей.
Часто в желтом хризоберилле встречаются многочисленные микроскопические каналы, параллельные главной оси кристалла. Они могут быть разной величины, полыми или заполненными. При огранке таких кристаллов в виде кабошона, становится различимой широкая полоса света, пересекающая ограненную поверхность, и напоминающая кошачий глаз. Именно такие хризобериллы и называются цимофанами или хризоберилловым "кошачьим глазом". Следует отметить, что «кошачьим глазом» называют именно хризоберилл-цимофан, все прочие самоцветы с эффектом «кошачьего глаза» нуждаются в пояснении. Месторождения «кошачьего глаза» известны в Шри-Ланке, Бразилии, а также в Китае. Спутать его можно лишь с кварцевым кошачьим глазом.

мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

Включения в природном хризоберилле

Ширина картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

(Gübelin, Koivula, 1996)

картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

Ширина картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

Ширина картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

синтетического александрита, которые долго заканчивались неудачей. Известно, что первые монокристаллы, выращенные методом раствора в расплаве были получены в 60-х гг. ХХ века за рубежом, но они не приобрели широкого распространения. Лишь спустя десятилетие удалось синтезировать александрит, который по своим характеристикам и декоративным свойствам практически не отличается от своего природного аналога. В 1970 году фирма "Криэйтив кристалле" в Калифорнии добилась успеха в получении кристаллов этой хромсодержащей разновидности хризоберилла методом выращивания из раствора в расплаве. Немного позже александрит был получен в Японии и США методом Чохральского. Кроме того, фирма Сейко в Японии производит синтетический александрит методом зонной плавки. Несмотря на то, что получены крупные кристаллы невысокой себестоимости, этот материал не получил широкого распространения, так как сильно уступает по качеству хризобериллам и александритам, выращенным другими методами.

Синтетические хризобериллы

по форме включения флюса. Эти включения похожи на отпечаток пальца. В некоторых кристаллах были обнаружены вуалеподобные включения флюса. Иногда встречаются двупреломляющие фазы в этих флюсовых “паутинках”.
Довольно часто наблюдаются включения, имеющие металлический блеск. Аналогичные включения ранее были обнаружены Б.К. Шмедзером и др. и определены ими как платина, являющаяся материалом тигля, в котором и производили процесс кристаллизации.
Во многих образцах хорошо проявлены зоны роста, представляющие собой параллельные участки различных цветов и оттенков. В одиночных кристаллах выращенных из флюса с повышенным содержанием хрома часто видна зональность: насыщенное красно-алое ядро (в свете лампы накаливания) и зеленый край.

либо в виде коротких, тонких высокопреломляющих иголочек. Это газово-твердые включения, а также могут присутствовать включения металлов группы платины (платина, иридий, родий).
В спектрах камней, выращенных раствор-расплавным методом и методом Чохральского видны четкие линии поглощения хрома, а в ультрафиолетовом свете наблюдается интенсивная красная люминесценция.

Ширина картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

Ширина картинки 0, 25 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

Ширина картинки 0, 5 мм. (Gübelin, Koivula, 1996)

для него эффектом изменения окраски с зеленовато-желтой при дневном свете на малиново-красную при искусственном освещении. Это придает ему определенную прелесть, и в сочетании с редкостью хороших образцов ставит александрит в ряд наиболее дорогих драгоценных камней. По внешнему виду за александрит, по-видимому, не может быть принят ни один природный камень, за исключением, не менее редкого андалузита - в целом, зеленого, но с красноватыми отблесками, идущими изнутри.

Отличия природного александрита от синтетического аналога и имитаций

собой синтетические корунды, окрашенные ванадием. Они имеют характерный серовато-голубой или бледно-зеленый цвет при дневном свете и интенсивный сиреневый цвет или землянично-розовый при электрическом освещении. Наблюдающаяся у таких имитаций узкая четкая линия при 475 нм в синей области спектра служит доказательством их искусственного происхождения. Этот признак достаточно надежный: ни один природный камень не дает в спектре такой линии. Александритоподобная синтетическая шпинель встречается редко, но по цвету она больше похожа на александрит, чем корунд. Изготавливаются также дублеты с четкой сменой окрасок: верхняя часть их делается из красного граната, а нижняя - из зеленого стекла.

или шпинели.
Прежде всего они отличаются друг от друга по показателям преломления.
Кроме того, при микроскопическом изучении в синтетических корундах часто видны обычные для них сферические пузырьки и изогнутые линии роста, которые хорошо заметны если на камень смотрят под определенным углом. Имитации из шпинели иногда не содержат пузырьков, однако отсутствие раздвоения ребер задних граней при осмотре камня под микроскопом через площадку свидетельствует об изотропности материала. Кроме того, в скрещеных николях наблюдается типичное для шпинели муаровое погасание.

необходимы тщательные измерения, чтобы уловить различие между показателями преломления этих двух минералов. Синтетические шпинели легко отличаются от александрита: - по заметно более низкому показателю преломления и - отсутствию двупреломления. Имитации из шпинели иногда не содержат пузырьков, однако отсутствие раздвоения ребер задних граней при осмотре камня под микроскопом через площадку свидетельствует об изотропности материала. Кроме того, в скрещенных николях наблюдается типичное для шпинели муаровое погасание. Александритоподобная синтетическая шпинель встречается редко, но по цвету она больше похожа на александрит, чем корунд. Спектр поглощения александрита отличается своеобразным равновесием между красным и зеленым цветом, что обусловлено присутствием в этой разновидности хризоберилла небольших количеств окиси хрома. Спектр его можно узнать по двум интенсивным темным линиям, расположенным близко одна от другой (т. е. по так называемому дублету) в дальней красной области, двум более слабым линиям в оранжево-красной части и широкой полосе поглощения, захватывающей желтую и часто зеленую области спектра.
При микроскопическом изучении в синтетических корундах часто видны обычные для них сферические включения водорода и изогнутые линии роста, которые хорошо заметны, если на камень смотрят под определенным углом. Синтетические корунды, окрашенные ванадием в следовых количествах, имеют характерный серовато-голубой цвет при дневном свете и интенсивный сиреневый цвет при электрическом освещении. Эти камни часто покупают легковерные люди, не имеющие ни малейшего представления о чрезвычайной редкости природного камня, крупные прозрачные экземпляры которого вообще неизвестны.

области спектра служит доказательством их искусственного происхождения. На этот признак можно полностью полагаться: ни один природный камень не дает в спектре такой линии.
У синтетического александритоподобного корунда цвет определяется добавкой ванадия, и спектр не дает ни одной из упомянутых линий, а узкая линия поглощения при 475 нм в синей области сразу же выдает его корундовую природу. Он также флюоресцирует характерным горчичным цветом в длинноволновых ультрафиолетовых лучах. Шпинель дает неясный спектр кобальта с тремя широкими полосами в оранжевой, желтой и зеленой областях спектра.
Для отличия природного александрита от синтетического аналога также существует ряд характерных признаков.
1) Во-первых, эффект изменения цвета у синтетических камней выражен резче, чем у природных. Исключением являются лучшие уральские камни, которые сейчас встречаются исключительно редко и почти всегда дефектны, а также недавно открытые бразильские александриты. При дневном свете они имеют интенсивный зеленый цвет, а при свете электрической лампы становятся малиново-красными. Окраска синтетического александрита обусловлена хромом, причем из-за отсутствия в образцах железа искусственные камни характеризуются более чистыми цветами, чем природные

них. Александриты, полученные методом выращивания из раствора в расплаве, содержат специфические перекрученные вуалеподобные включения флюса, напоминающие жидкие включения типа "отпечатка пальца", но в скрещенных николях однозначно указывающие на их твердое состояние, а также металлические включения, являющиеся материалом тигля. Александриты, полученные методом Чохральского содержат газово-твердые включения, не характерные для природных высокотемпературных хризобериллов из пегматитов.

наших дней сохраняет наряду с рубином и алмазом главенствующее положение среди драгоценных камней. Древние греки называли изумруд "камнем сияния".
А. Е. Ферсман писал, что изумруд добывали в Аравийской пустыне еще в период расцвета египетской культуры.
Химическая формула минерала — Be3Al2Si6O18

Изумруд с кальцитом.

Изумруд

ни в период мусульманского владычества. Особенно ценился изумруд в Персии и Индии; большинство индийских сказаний связывало его с Африкой. В XVI в. испанские конкистадоры впервые доставили в Европу великолепные изумруды Южной Америки, которые, как выяснилось, издавна добывали инки в Восточных Кордильерах. Тогда же испанцам в труднодоступных горах Колумбии удалось обнаружить изумрудные копи, ныне известные как месторождение Чивор. Уникальные колумбийские месторождения изумруда сохранили большое промышленное значение до настоящего времени. Изумруд считался чрезвычайно редким камнем до середины XIX в. В 1831 г. его месторождения были открыты в России на Среднем Урале, а несколько позже в шт. Сев. Каролина (США) и в Австралии в шт. Новый Южный Уэльс. Настоящая революция на изумрудном рынке произошла в прошлом столетии после открытия в 1927 г. крупных месторождений в Южной Африке в Трансваале, в 1943 г. в Индии в Раджастхане и в 1956 г. в Зимбабве. В 1964 г. выявлено перспективное месторождение Карнаиба в Бразилии.

окрашенных кристаллах обычно составляет 0,15-0,20 %, достигая 0,5-0,6 % в темно-зеленых изумрудах. Некоторые кристаллы имеют желтоватый или голубовато-синий оттенок. Установлено, что Сr3+ замещает Al3+, находящийся в шестерной координации. Желтые тона принято связывать с изоморфной примесью Fe3+, образующей "железистые" хромофорные центры. От зеленого берилла, окрашенного железом, изумруды легко отличаются при просмотре в ультрафиолетовом свете, обнаруживая красное свечение.

очень похожих на натуральные.. Поэтому очень важно уметь отличать природный изумруд от синтетического. Синтетические изумруды имеют характерный насыщенный голубовато-зеленый цвет, который отчасти выдает их происхождение, хотя почти такой же оттенок имеют некоторые колумбийские изумруды. Через фильтр Челси они выглядят интенсивно-красными - гораздо более красными, чем большинство природных изумрудов.
Искусственное получение изумруда имеет большое значение не только для ювелирных целей, но и для решения технических задач, поскольку монокристаллы берилла используются в сверхвысокочастотных усилителях Однако, промышленное выращивание изумруда связано с большими технологическими трудностями — высокой токсичностью соединений бериллия, потребностью в аппаратуре, футерованной благородными металлами, и многое другое. При синтезе изумруда не применимы методы прямой кристаллизации из расплава – в частности, метод Вернейля, т.к. образуется стекло.

первых кристалликов изумруда, полученных методом флюса, за период двухнедельного роста при 800оС достигал 1 мм. На протяжении многих лет (1911-1942гг) работы по синтезу изумруда велись немецкой фирмой И.Г.Фарбениндустри в Битерфильде. Полученные этой фирмой изумруды назывались «игмеральдами».

геологии и геофизики СО АН Г. В. Букиным и другими исследователями В качестве растворителей использовались соли вольфрамовой, ванадиевой и молибденовой кислот (в частности, Li2MoO4 • 2МоО3) и смеси окислов Мо, V, Рb и В. Кристаллы выращивались либо путем медленного охлаждения раствора-расплава, либо в условиях температурного перепада. Наилучшие результаты были получены во флюсе состава РbО −V2O5. Первоначально получали насыщенный раствор: масса блока берилла оставалась постоянной после нескольких взвешиваний. Через 50 ч расплав насыщался почти на 90%, а полное состояние насыщения, в частности при 1000°С, достигалось в течение 4 −5 суток. Расплав выдерживали в течение нескольких суток при температуре, превышающей температуру ликвидуса на 50°. Рост кристаллов проводился как на ориентированные затравки, так и путем спонтанной кристаллизации. Затравку вводили в расплав после медленного доведения температуры до температуры ликвидуса; дальнейшее охлаждение расплава в интервале 1250−700°С производилось со скоростью 2−10°С/ч. Охлажденный до 500°С расплав сливался из тигля в плоские чашки и охлаждался до комнатной температуры. После этого выращенные кристаллы отмывались от флюса кипячением в HCI.

— К. Чатэма («Кэрол К. Чатэм», Сан-Франциско, Калифорния, США) и П. Жильсона («Пьер Жильсон, Кампань-ле-Вардре Па-де-Кале», Франция).
Фирма Чатэма занимается выращиванием изумрудов с тридцатых годов прошлого века, хотя первые кристаллы появились на зарубежных рынках в 1946 г. Они назывались вначале «культивированные изумруды» (cultured emeralds), а начиная с 1963 г. стали именоваться «созданные изумруды» (created emeralds). Один ростовой цикл занимал 12 мес. Получают кристаллы среднего и высокого качества массой более 1000 кар каждый.
В лаборатории П. Жильсона, помимо кристаллов высокой чистоты, доращивают сростки природных кристаллов и получают друзы синтетического изумруда коллекционного назначения. Друзы, на выращивание которых тратится полгода, состоят из 5 − 10 кристаллов диаметром 4 − 8 и длиной 10 − 20 мм.

Инсбруке. Появились они на зарубежных ювелирных рынках около 1960 г. В качестве затравок использовались ограненные кристаллы природного берилла; на них наращивался тонкий слой синтетического изумруда, который затем слегка полировался. Названные «эмеритой» (emerita) или «симеральдом» (simerald) такие камни имели недостаточно яркую окраску, а погружение их в иммерсионную жидкость делало видимым изумрудное покрытие.

Наиболее важным диагностическим признаком являются включения, так как они не могут быть так просто изменены либо целенаправленно созданы. В расплавных синтетиках преобладают включения в виде образований типа "вуалей" или "кружев", обычно изогнутых, значительно отличающиеся от образований, наблюдаемых в природных изумрудах. Такие "вуали", похожие на отпечатки пальцев, обычно заполнены остаточным расплавом, но могут также содержать и газ.

жидкие или газово-жидкие включения, иногда присутствуют включения в виде остроконечных шипов или шляпок от гвоздя, на широких концах которых видны кристаллики фенакита. Одиночные кристаллы фенакита отмечаются в обоих типах изумрудов. Довольно обычны частицы кристаллов-затравок, и в некоторых типах камней видны волнообразные искажения линий роста на границах между затравкой и синтетической частью, как, впрочем, и другие характерные особенности развития.
Так же, как некоторые другие синтетические изумруды, выращенные гидротермальным способом, и в отличие от синтетических изумрудов, полученных по расплавному методу, камни Лехляйтнера с синтетическим изумрудным покрытием не поддаются идентификации по их физическим константам.

два синтетических изумруда, полученных гидротермальным методом (Букин, Новосибирск). Длина большого кристалла 7 см

Метод флюса (раствор-расплавный)

включения концентрируется в виде вуалей,
выстраивающихся в линейный рисунок, параллельно (Gübelin, Koivula, 1996)

и содержат
двупреломляющие кристаллы.Увел. 50х. (Gübelin, Koivula, 1996)

1998).

1998).

5 мм. (Hänni, 1998).

0, 5 мм. (Hänni, 1998).

5 мм. (Hänni, 1998).

Ширина картинки 0, 5 мм. (Hänni, 1998).

берилла. (Hänni, 1998).

Гидротермальный метод

Ширина картинки 0, 5 мм (Hänni, 1998).

0, 5 мм. (Hänni, 1998).

Ширина картинки 0, 5 мм. (Hänni, 1998).

обогащенные Fe, Ni, Cu, и газово-жидкие включения в виде игл.
Ширина картинки 0, 5 мм. (Hänni, 1998).

пегматиты), пневматолито-гидротермальному (флогопитовые слюдиты), гидротермалыюму (телетермальные кальцитовые и пирит-альбитовые жилы). Наиболее широко распространены слюдитовые месторождения, примером которых в России являются Изумрудные копи Урала. Большое практическое значение в течение многих столетий сохраняют телетермальные месторождения Восточных Кордильер в Колумбии. Собственно пегматитовые месторождения изумруда редки и малопродуктивны. В благоприятных условиях промышленную ценность приобретают россыпные элювиально-делювиальные месторождения, тесно связанные с коренными источниками, а также изредка аллювиальные россыпи .

часть лучших изумрудов, используемых в ювелирных изделиях, наиболее характерны плоские полости пилообразных очертаний, содержащие жидкость, пузырек газа и маленький кубик поваренной соли. Иногда эти трехфазные включения имеют только один острый выступ. Кубик соли часто вытянут в одном направлении, давая в плане прямоугольник. Если же он виден под углом, то в этом случае появляются очертания ромба. Такие характерные включения чаще всего ориентированы параллельно главной оси исходного кристалла. Они присутствуют в изумрудах месторождений Чивор и Музо. Лишь в чиворских изумрудах встречаются прекрасно образованные маленькие кристаллы пирита, которые можно узнать по металлическому бронзовому блеску и характерному габитусу. Изумруды из Музо могут содержать ромбоэдрические кристаллы кальцита и иногда мелкие розоватые включения редкоземельного минерала паризита, дающего сильный редкоземельный спектр поглощения.

Включения в природных изумрудах

происхождение, что находит отражение в их включениях. В них могут присутствовать пластинки слюды, часто разрушенные или растворенные; однако наиболее характерны толстые иглы зеленого актинолита; поперечные трещинки делают их похожими на бамбук. В других изумрудах ничего похожего не наблюдается, за исключением скоплений волокон тремолита, иногда характерных для некоторых камней Сандаваны, Замбии и Хабахталя. Другая особенность уральских изумрудов - развитие тонких дискообразных пустот, параллельных базальной плоскости. В отраженном свете они имеют серебристый блеск, однако могут казаться и черными вследствие полного отражения в некоторых направлениях. В трансваальских изумрудах основным включением является слюда, в индийских изумрудах встречаются гексагональные пустоты ("отрицательные кристаллы"), лежащие параллельно главной оси кристалла. В профиль они имеют прямоугольные очертания, часто с небольшим выступом на одном конце, и содержат маленький пузырек газа в жидкости, т. е. относятся к типу двухфазных включений. Часто присутствует также слюда.

с момента их открытия в 1956 г. Они богаты хромом и поэтому имеют очень густой и яркий зеленый цвет, который лучше всего проявляется в мелких камнях. Характерная особенность этих изумрудов - присутствие многочисленных игл тремолита, которые часто изогнуты и пересекаются. Аналогичные скопления игл встречаются в малоценных изумрудах из старого месторождения Хабахталь в Тироле, где до сих пор периодически ведутся незначительные разработки. В темно-зеленых изумрудах из Пакистана содержатся довольно неопределенные включения, среди которых можно обнаружить пластинки слюды и небольшие кристаллы фенакита и доломита. Самая последняя находка изумрудов, которые могут получить промышленно важное значение, была сделана вблизи озера Маньяра в Танзании. Эти изумруды были обнаружены в актинолитовых сланцах, содержащих хром в количестве, достаточном для образования не только изумруда, но и более редкой разновидности хризоберилла - александрита. В танзанийских изумрудах включения представлены слюдой и плоскостями, заполненными жидкостью. Лучшие образцы по цвету напоминают камни Сандаваны и Колумбии, являющиеся самыми лучшими изумрудами в мире.

(Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

изумруде.
Размер включения 0,08 мм. (Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

Размер включения 0,05 мм. (Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

0,08 мм. (Gambini,1998)

мм (Gambini,1998)

в природном изумруде из Замбии.
Размер включения 0,08 мм. (Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

мм. (Gambini,1998)

включения 0,08 мм. (Gübelin, Koivula, 1996) .

(Gübelin, Koivula, 1996) .

.

Размер включения 0,08 мм. (Gübelin, Koivula, 1996) .

Размер включения 0,08 мм. (Gübelin, Koivula, 1996) .

мм (Gübelin, Koivula, 1996) .

мм (Gübelin, Koivula, 1996) .

Ширина картинки 0, 3 мм (Gübelin, Koivula, 1996) .

(Rondeau and oth., 2008)