Геология месторождений драгоценных камней

Раздел: Полезные ископаемые

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Ювелирные разновидности берилла характеризуются разнообразной окраской, прозрачностью и ярким блеском, благодаря чему они являются великолепным ограночным материалом ( V на вклейке). Химическая формула минерала — Be3Al2[Si6018], в качестве примесей могут присутствовать железо, хром, скандий, марганец, магний, изоморфно замещающие алюминий, литий, замещающий бериллий, а также натрий, цезий, рубидий, кальций, барий и вода, заполняющие каналы в кристаллической структуре берилла.

По содержанию щелочей среди бериллов различаются бссще- лочные, слабощелочные калиевые и натро-калиевые (содержание щелочей 0,5—1 %), щелочные натровые (количество щелочей увеличивается до 1—2 %) и сильнощелочные с литием, цезием и рубидием (суммарное содержание щелочей от 2 до 7 %).

Кристаллы берилла относятся к дигексагонально-дипира- мидальному виду симметрии гексагональной сингонии, габитус длиннопризматический, обелисковидный или игольчатый, а также короткостолбчатый и пластинчатый. Богаты гранями бериллы, образованные в миароловых полостях пегматитов и грейзеиов. У таких кристаллов помимо гексагональной призмы хорошо выражены пинакоид, дипирамиды и другие простые формы.

По внешним признакам среди ювелирных бериллов (кроме изумруда) выделяются:

1)        аквамарин — голубовато-зеленые, голубые и синие кристаллы призматического габитуса. Обычно бесщелочной, иногда слабощелочной, но .всегда богатый железом, преимущественно окисным. Цвет минерала подобен цвету морской воды, отсюда и название (akva — вода, шаге — море);

2)        гелидор — золотисто-желтого цвета, для него характерен астеризм и высокое содержание закисного железа, его название произошло от греческого слова «солнечный»;

3)        обыкновенный берилл — желтые, желтовато-зеленые, са- латово- и бутылочно-зеленые призматические кристаллы. Окрашенные прозрачные индивиды его иногда называют золотистыми бериллами или зелеными аквамаринами, что вносит известную путаницу в номенклатуру благородного берилла. Он относится к бесщелочному или слабощелочному типу, обычно железистый с одновременным присутствием закисного и окис- ного железа, находящихся в различных количественных соотношениях;

4)        воробьевит  морганит — густо- и светло-розовые, иногда розовато-фиолетовые, вишнево-розовые, красно-бурые короткостолбчатые или таблитчатые кристаллы. Принадлежит к щелочному типу и богат редкими щелочами (литием, цезием), присутствует марганец;

5)        ростерит гошенит — бесцветные, иногда бледно-розо- вые кристаллы, чаще всего таблитчатого габитуса. Богат натрием и другими щелочами.

Кроме того среди ювелирных бериллов известны еще две редкие разновидности: биксибит и максис-берилл, богатый щелочами. Первый ярко-красного цвета, как рубин; второй индиго- синего.

Плотность берилла 2,6—2,9 г/см3, с увеличением содержания щелочей оно повышается и достигает максимальной величины у воробьевита. При увеличении щелочности возрастают и показатели преломления: rtm от 1,568 до 1,602 и пр от 1,564 до 1,595. Твердость непостоянна: от 7,5 до 8 по шкале Мооса, блеск стеклянный, жирный, спайность неясная, отчетливо выражена отдельность по пинакоиду.

Ювелирные бериллы, как правило, имеют равномерную однотонную окраску. Иногда тонкая периферическая зона синеватого аквамарина окаймляет желтое ядро. В золотистых бериллах Забайкалья, подобно полихромным турмалинам-, отмечается изменение окраски вдоль главной оси кристалла, выражающееся в постепенном появлении зеленоватого оттенка. Поперечно-по- лосатая цветовая зональность изредка фиксируется в воробьевите (аквамариновая в основании, переходящая почти в бесцветную, а у конца кристалла — в розовую или розовато-оран- жевую).

Окраска ювелирных бериллов связана с изоморфными примесями.

В железистых бериллах — гелиодорах, аквамаринах и зеленых бериллах—красящими примесями являются ионы железа. В зависимости от их валентного состояния и размещения в кристаллической структуре минерала выделяются два типа гелио- дора и три аквамарина [27]. В гелиодорах первого типа желтая или золотистая окраска связана с ионами трехвалентного железа в четверной координации и обусловлена электронным взаимодействием этих ионов с ионами кислорода. В гелиодорах второго типа интенсивно оранжевая окраска вызвана электронным взаимодействием ионов кислорода с ионами трехвалентного железа в шестерной координации. В аквамарине первого типа голубая окраска обусловлена двухвалентным железом, замещающим алюминий в октаэдрических позициях. Аналогичная окраска в аквамаринах второго типа возникает в результате электронного взаимодействия ионов двухвалентного железа, замещающих алюминий в октаэдрических позициях, с ионами трехвалентного железа, расположенными в промежутках между алюминиевыми октаэдрами. В аквамаринах третьего типа причина окраски — электронное взаимодействие (перенос заряда) между ионами двух- и трехвалентного железа в алюминиевых октаэдрах.

Зеленая окраска разных оттенков в обыкновенных бериллах обусловлена комбинациями гелиодоровых и аквамариновых центров окраски. Термической обработкой зеленовато-желтых бериллов и гелиодоров второго типа в восстановительной обстановке достигается голубая окраска, полученная в результате перехода трехвалентного железа в октаэдрических позициях в двухвалентное состояние.

При нагревании до 400 °С образцы гелиодора первого типа обесцвечиваются. Причина исчезновения гелиодоровой окраски — восстановление трехвалентного железа в бериллиевых тетраэдрах до двухвалентного состояния. Розовая и красная окраска воробьевита и морганита, а также рубиновый цвет биксибита обусловлены примесными ионами трехвалентного марганца в октаэдрических позициях. Неустойчивая ярко- или индиго-синяя окраска щелочного максис-берилла обусловлена дырочными центрами [С03~]2.

При огранке берилла следует учитывать эффект плеохроизма, особенно отчетливо выраженный в аквамарине, желтом берилле и воробьевите. Наиболее интенсивная окраска проявлена на пр. Основные формы огранки берилла — бриллиантовая, «розой», ступенчатая и комбинированная.