Изучение камней

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение камней

Введение

С древнейших времён камень привлекал внимание человека. В самом начале своего развития первобытный человек в трудной борьбе за существование был вынужден сначала искать орудия труда и защиты, а чуть позднее и создавать их. Острый кусок твёрдого камня являлся незаменимым орудием для охоты и защиты от врагов.

Постепенно у человека стало развиваться чувство красоты. На неолитических стоянках рядом с каменными орудиями находят украшения из цветной гальки, кристаллов различных минералов и раковин. А.Е.Ферсман писал: « Яркие краски речной гальки, прозрачность горного хрусталя, красота самоцвета не могли не привлечь внимания человека. Появился новый стимул для изучения камней, и человек начинает предпринимать далёкие странствия в поисках их».

1. Химический состав

Химический состав берилла -- Al₂[Be₃(Si₆O₁₈)], что соответствует 14 % оксида бериллия, 19 % оксида алюминия,67 % диоксида кремния. Также отмечаются примеси натрия, калия, лития, цезия, рубидия, железа, ванадия, иногда хрома.

В виде примесей устанавливаются щелочи (до 7%): Na₂O, K₂O, Li₂O, иногда Rb₂O, Cs₂O (в воробьевите до 3%). Иногда присутствуют гелий и H₂O (до 3%).

Искусственно воспроизведен Эбельмен

Кристаллическая решетка

Сингония гексагональная; дигексагонально-дипирамидальный в. с. L⁶ 6L² 7PC.

Кристаллическая структура представляет исключительный интерес. Она изображена на рис. 1. в проекции на плоскость. Здесь по углам ромба показано по два кольцевых радикала (один под другим), несколько повернутых друг относительно друга.

Рис. 1. Проекция кристаллической решетки берилла на плоскость

Be в плане располагаются между кольцевыми радикалами, однако не на одном уровне с ними, а, как показано в вертикальной проекции (рис. 2.), между слоями колец. Таким образом, кристаллическая решетка в целом связана как боковыми, так и вертикальными связями. Ионы Al находятся в шестерном, а ионы Be - в четверном окружении ионов кислорода. Ионы Be²⁺ тесно связывают кольцевые радикалы в общий прочный остов. Характерно, что в каждом звене располагающиеся друг под другом кольца радикалов внутри имеют большой свободный канал. Такие крупные по размерам ионы, как Na¹⁺, K¹⁺ и Cs¹⁺, а также H₂O, присутствующие иногда в бериллах, располагаются именно в этих каналах.

Рис.2. Вертикальная проекция кристаллической решетки берилла

Прозрачность

Прозрачный,полупрозрачный.

Цвет

Чаще всего берилл окрашен в зеленовато-белый, желтый, желтовато-зеленый, голубой, яркозеленый, иногда розовый цвет. Причины окраски изучены недостаточно. Встречаются и бесцветные, прозрачные разности. По окраске различают следующие разновидности:

-изумруд - густо окрашенная в приятный ярко-зеленый цвет (отсюда обычно употребляющееся название цвета: изумрудно-зеленый); прозрачные экземпляры, не содержащие трещин, высоко ценятся как драгоценный камень; окраска обусловлена ничтожным содержанием хрома;

1. аквамарин - прозрачная разновидность синевато-голубой окраски; название происходит от латинских слов: "аква" - вода и "марэ" - море;

2. воробьевит - разновидность розового цвета (содержит цезий); названа в честь русского минералога В. И. Воробьева;

3. гелиодор - желтая прозрачная разновидность (содержит небольшое количество окиси железа).

Блеск

Стеклянный. Nm = 1,568- 1,602 и Np = 1,564-1,595.

Спаянность

Несовершенная вдоль основания.

Излом

Неровный, часто раковистый.

Твердость

7,5-8 по шкале Моос. Хрупок.

Другие свойства

Разновидности берилла, отличающиеся по цвету, имеют различные торговые наименования. Общими свойствами всех бериллов являются устойчивость по отношению к различным реагентам, кроме плавиковой кислоты, а также поперечная отдельность и хрупкость (при сдавливании бериллы легко растрескиваются) и яркий стеклянный блеск. Кристаллизуются бериллы в пустотах гранитных пегматитов, грейзенах и кварцевых жилах. Их добывают также из кор выветривания на пегматитах и аллювиальных россыпей.

Шлифуются бериллы, как правило, ступенчатой огранкой. У непрозрачных разностей при обработке стремятся выявить эффект "кошачьего глаза" или астеризм, шлифуя их кабошоном. Разнообразие окрасок дает повод путать бериллы с очень многими драгоценными камнями Разноокрашенные бериллы очень мало отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Зеленоватые бериллы при нагревании до 400 ^oС могут изменять свой цвет на голубой или коричневый, а при более высоких температурах становятся совсем белыми и непрозрачными.

Очень важны в ювелирном деле чистота воды и прозрачность бериллов. Многие образцы мутные и лишь слегка просвечивают по краям или в своих отдельных участках. Только некоторые из них отличаются исключительной чистотой, и тогда они являются камнями-самоцветами.

Кристаллы берилла в отдельных местах содержат многочисленные жидкие, газово-жидкие и газовые включения, которые смотрятся как пузырьки, слегка затуманивающие камень. Эти пузырьки образно называют "минеральными соками Земли", которые в закодированном виде хранят информацию о физико-химических условиях роста кристаллов из растворов далекого геологического прошлого.

. Размеры бывают примечательны: нередки экземпляры высотой более 1 м и диаметром 20-30 см.

Не поддается действию кислот, в пламени свечи плавится с трудом. Благодаря характерной форме и окраске его нельзя ни с чем спутать.

2. Происхождение, историческая справка и легенды

Берилл - характерный минерал разного типа пегматитов. Иногда попадается в гранитах и кристаллических сланцах. Благодаря высокой сопротивляемости атмосферным воздействиям накапливается также в аллювиальных отложениях, образовавшихся при механическом разрушении первичных пород, содержавших берилл.

Берилл распространён довольно широко. Из наиболее известных стоит упомянуть месторождения на на острове Эльба, Боденмайс (Бавария), Лиможе (Франция), Финбо и Бродбо (Швеция). Замечательные кристаллы берилла были обнаружены в Намибии. Другие африканские месторождения берилла есть на Мадагаскаре, в Зимбабве и Ботсванне. Многие месторождения коллекционных и ювелирных бериллов сосредоточены в Бразилии, здесь были найдены крупные кристаллы размером до 70 см. Для Бразилии характерны находки бериллов темно-коричневого цвета с золотистым оттенком. В США берилл добывается главным образом на территориях штатов Мэн, Коннектикут и Южная Дакота (горы Блэк-Хилс), морганит встречается в Калифорнии (округ Сан-Диего), добывают также коллекционно-ювелирные полихромные, розовые и даже красные кристаллы этого минерала. Кристаллы размером более 5 см. встречаются в Индии. Лучшие находки последних лет - в Пакистане и Афганистане. Самые лучшие и самые красивые кристаллы берилла размером до 35 см. до недавнего времени в большом количестве добывались подземными горными выработками на Украине около Житомира (Володарск-Волынское пегматитовое поле) - сейчас горные работы это м-нии не ведутся, оно законсервировано "до лучших времён". В России бериллы коллекционного и ювелирного качества встречаются в пегматитовых жилах на Средн. и Южн. Урале (м-ния Адуй, Мурзинка, Шайтанка, Светлое, Малышевское ("Изумрудные копи"), Ильменские горы и мн. др.) и в Забайкалье (м-ние "Шерлова Гора" и др.). Месторождения ювелирного берилла на Урале и в Забайкалье в основном уже отработаны. В Смитсоновском институте в Вашингтоне хранится огранённый жёлтый берилл весом 43,5 карата с эффектом кошачьего глаза.

Древние мудрецы называли берилл панацеей от всех болезней и указывали, что это один из немногих камней, который можно носить или любоваться на него постоянно. А для того, чтобы излечить заболевания внутренних органов, следует направлять на область поражения свет, пропущенный сквозь кристалл берилла соответствующего цвета. Носящему берилл суждена долгая и здоровая жизнь - самоцвет умножает годы своего хозяина, в то же время обеспечивая хорошее физическое состояние.

Особенно мощно бериллы воздействуют на разнообразные проблемы, связанные с нервной системой, выводят из депрессии, успокаивают, благоприятно влияют на психические отклонения - в частности, здесь следует обратить внимание на морганит и аквамарин, а изумруд поспособствует спокойному сну и избавит от синдрома хронической усталости. За нарушения работы сердечно-сосудистой системы «отвечает» также морганит вместе с изумрудом, который укрепляет сердечную мышцу за органы пищеварения и желчный пузырь - гелиодор, за кишечник - александрит. Аквамарин также излечивает простудные заболевания, для этой цели его хорошо носить на шее кроме того, аквамарин как камень стихии Воды снимает отеки и любые проблемы, связанные с водно-солевым балансом организма. Изумруд наравне с аквамарином - прекрасное средство от болезней глаз и ухудшения зрения вода, настоянная на изумруде, врачует мочевой пузырь и стабилизирует артериальное давление. А вот гелиодор повышает кровяное давление и ускоряет обмен веществ, а также улучшает потенцию.

Энергетически бериллы - «ключики» к исполнению всех желаний, приносящие своим владельцам счастье и спокойствие, дарующие удачу, богатство и милость власть предержащих. Все бериллы притягивают взаимную любовь, делая человека более привлекательным и общительным, а также охраняют семейный очаг от лжи и неверности. Гелиодор и аквамарин способствуют обретению новых связей и друзей, флирту и активному общению изумруд более показан тем, кто настроен на долговременные и серьезные взаимоотношения. Гелиодор и морганит также усиливают уверенность в себе, а аквамарин и изумруд хорошо брать в дорогу для защиты от любых неожиданностей. Бериллы - талисманы творческих личностей, которые нуждаются в признании и в полете вдохновения в то же время бизнесменам бериллы приносят изобилие и мудрость. В духовном плане бериллы - проводники энергии Высших сил, рядом с таким камнем человек становится чище и светлее, с него будто «смывает» накопленную «грязь» и обиды, берилл поможет глубокому пониманию окружающей действительности и познанию мира. Из всех бериллов александрит, как наиболее «дальний» родственник, имеет больше всего противопоказаний к ношению: он показан только сильным духом людям, лидерам со стойкой нервной системой. Зато он, как и аквамарин, реагирует на изменение настроения своего владельца самым необычным образом - меняет цвет.

Астрологически бериллы не противопоказаны никому, но носить их лучше согласно цветовому разделению: гелиодор подойдет больше Львам и Близнецам, морганит - Весам и Тельцам изумруд - Девам, Львам, Близнецам, Ракам и Тельцам аквамарин - Рыбам, Ракам, Скорпионам, Стрельцам, Тельцам, Водолеям, Весам, Близнецам, хризоберилл (александрит) - Стрельцам, Рыбам, Скорпионам, Водолеям, Близнецам.

Применение

В ювелирном делепочти все изумруды гранят лесенкой (ступенчатая огранка), которую называют "изумрудной". Для этого камню, имеющему грани, параллельные первичной гексагонально-призматической форме, придают восьмигранную форму, обрабатывая сериями из трех верхних прямоугольных фасеток и таких же нижних. Изумруды среднего качества гранят кабошоном или придают форму сферы. Для аквамарина наиболее популярна прямоугольная лесенка.

Применяется овальная огранка, а для камней, имеющих включения, внешняя кривая.

Этот самоцвет также обрабатывают в виде сферы, используемой для кулонов, и в виде различных суперсовременных форм, особенно распространенных в Германии. Для гелиодора часто применяют овал, менее популярна ротонда. Каплевидная форма идеальна для серег, поскольку выявляет игру золотистых лучей, характерных для этого камня. Для морганита наиболее широко применяется "изумрудная" огранка.

Если берилл не годится для ювелирных целей (как изумруд, аквамарин, гелиодор и морганит), его используют как руду на бериллий. Этот элемент находит очень широкое применение, в том числе при производстве легких сплавов, используемых в авиастроении.

3. Аквамарин

В природе представлен всеми оттенками от голубовато-зеленого до самого интенсивного небесно-голубого. Блеск стеклянный. Кристаллы имеют вид гексагональных призм удлиненной формы. Природный аквамарин иногда содержит газово-жидкие включения. Это типичный минерал пегматитов, найденный в Бразилии, на Мадагаскаре, а в виде мелких кристаллов - на острове Эльба. Для этого самоцвета чаще всего применяется ступенчатая огранка с прямоугольными фасетками.

Аквамарин - голубой или зеленовато-голубой прозрачный берилл, цвет которого можно сравнить с цветом воды тропического моря. Свое название получил за окраску. Когда-то аквамаринами украшали царские короны, кроме того их использовали в качестве линз для очков (первые линзы датируются 1300 годом). Великолепнейшие месторождения аквамаринов находятся в Бразилии, на одном из южноамериканских месторождений добыт кристалл аквамарина весом 110,5 кг. Самый крупный из известных ограненных камней весит 2594 каратов.

Наиболее ценятся камни глубокого небесно-голубого цвета. Интенсивность окраски возрастает после нагревания кристалла выше температуры 400^oС. Аквамарин хрупок, его легко можно раздавить! Окраска обычно распределена равномерно: аквамарины гораздо чаще, чем изумруды, бывают прозрачными. Хромофором здесь служит железо. Характерны тончайшие полые канальцы, вызывающие серебристо-белые световые эффекты. Если таких канальцев много в камне, отшлифованном кабошоном, можно наблюдать эффект "кошачьего глаза" или астеризм в виде шестилучевой звезды. Присутствие различных элементов-примесей вызывает колебания физических свойств. Существенно отличается по своим константам некогда популярный аквама-рин-максикс из Бразилии. Но в настоящее время эта разновидность аквамарина почти не поступает в продажу, так как его окраска под действием солнечного света со временем значительно ухудшается. Месторождения аквамарина известны на всех континентах: наиболее значительные из них находятся в Бразилии (шт. Минас-Жерайс, Баия Эспириту-Санту).

Аквамарины добывают из пегматитов, часто залегающих в крупнозернистых гранитах. На Мадагаскаре многочисленные месторождения аквамарина приурочены к внутреннему нагорью. В СНГ известны месторождения аквамарина на Урале и в Забайкалье. Все прочие месторождения аквамарина имеют лишь местное значение; это месторождения Австралии (Новый Южный Уэльс). Бирмы. Шри-Ланки. Индии, Кении. Мозамбика. ЮАР. Намибии, Танзании. США (шт. Колорадо. Коннектикут. Калифорния. Мэн. Северная Каролина). Большие кристаллы аквамарина встречаются сравнительно часто. Самый крупный ювелирного качества кристалл был найден в 1910 г. на руднике "Марамбайя" в штате Минас-Жерайс (Бразилия). Его масса составляла 110.5 кг. длина 48.5 и поперечник 41-42 см. Из этого гигантского аквамарина было огранено множество камней. Неоднократно находили и кристаллы аквамарина массой в несколько тонн, но они всегда оказывались мутными, непрозрачными, а потому непригодными для огранки.

Для аквамаринов предпочтительной считается ступенчатая огранка или огранка клиньями при прямоугольной или удлиненно-овальной форме. Синтетические аквамарины не изготавливают. Это хотя и возможно, но экономически нецелесообразно и неоправданно дорого.

4. Изумруд

Кристаллы имеют призматический облик с короткостолбчатыми или слегка удлиненными призмами. Отмечается стеклянный блеск и легкий плеохроизм, в результате которого по разным направлениям кристалла окраска получает желтые и голубые оттенки, сливающиеся с господствующим зеленым. Добывается в Колумбии, Бразилии, Пакистане, России. Чаще всего используется ступенчатая огранка.

Изумруд - наиболее ценный из минералов группы берилла. Глубокий и сочный оттенок его зеленого цвета нельзя сравнить ни с чем, его так и называют "изумрудно-зеленый" (и не только в приложении к минералам). Окраска изумруда обусловлена присутствием в его составе ионов хрома и иногда ванадия; она способна противостоять солнечному свету и нагреванию, изменяясь лишь при температуре 700-800^oС.

Прозрачны только изумруды наивысшего качества. Чаще они замутнены включениями пузырьков жидкости или газа, других минералов, а также залеченными трещинками. Мелкие включения не считаются существенными дефектами, свидетельствуя о природном происхождении камня (в отличие от синтетических камней и всяких имитаций). Специалисты обозначают их французским словом "жарден" ("сад").

Больше всего ценятся камни глубокого зеленого тона; даже при наличии включений их предпочитают бледноокрашенным, хотя бы и почти прозрачным. Блеск изумруда обычно стеклянный. Физические свойства, особенно плотность, свето- и двупре-ломление, а также плеохроизм у изумрудов из разных месторождений несколько различаются. Характерная особенность камня - повышенная хрупкость; в сочетании с часто встречающимися в изумрудах тонкими трещинками поперечной отдельности она делает этот камень весьма чувствительным к сдавливанию и нагреванию. Но по отношению к кислотам и другим реагентам он устойчив.

Изумруды образуются при взаимодействии кислой магмы с вмещающими ультраосновными породами, поэтому их месторождения бывают представлены зонами грейзенизации ультраосновных пород (флогопитовые слюдиты), иногда они встречаются в пегматитах или вблизи них. Но лучшие по качеству изумруды приурочены к гидротермальным жилам, залегающим в углисто-карбонатных сланцах. Аллювиальные россыпи изумруда обычно не образуются, так как по плотности он близок к кварцу. Поэтому вторичные месторождения представлены только корами выветривания.

5. Гелиодор

Золотистый берилл желтого цвета. Его окраска варьирует от лимонно- до золотисто-желтой и обусловлена примесью двухвалентного железа. Изредка в камне содержатся включения. При 250^oС он обесцвечивается. Основные месторождения в Шри-Ланке, Намибии.

Ценится за свой алмазный блеск и окраску, которая изменяется от золотисто-желтой до зеленовато-желтой. Будучи в основном бесцветным и прозрачным, может иметь газово-жидкие включения. Гелиодор добывают в основном в Бразилии, Шри-Ланке и на Украине. Для него применяют главным образом огранку овалом, реже - форму тондо. Желтые бериллы известны под названием гелиодоры (от греч. - солнечный). Иногда гелиодорами называют лимонно-желтые и оранжевые бериллы, а давитсонитами - золотистые. Желтая окраска бериллов обусловлена присутствием в тетраэдрических и октаэдрических координациях Fe3+.

Гелиодоры порой отличаются исключительной чистотой и прозрачностью, например редкой красоты ярко-золотистые бериллы Забайкалья. Иногда встречаются зонально окрашенные кристаллы. В бериллах Сибири наблюдается концентрическая зональность с более желтым ядром и синеватой каймой. В золотистых бериллах Забайкалья отмечается чередование окраски разных типов по длине кристалла. Такие бериллы напоминают полихромные турмалины. Желтая окраска гелиодора исчезает при нагревании до 400^o С. Кристаллы при этом становятся бесцветными или голубоватыми. В гелиодорах наблюдается отчетливый дихроизм: Ne -- желтый, красновато-желтый, No -- золотисто-желтый. Плотность 2,67--2,69 г/см3. На фото выше - золотистый берилл из Украины.

Гелиодор - светлый зеленовато-желтый берилл. Был найден в 1910 г. на территории нынешней Намибии, где и получил свое название: по-гречески heliodor - дар солнца. Гелиодоры Намибии слаборадиоактивны (примеси урана и редких земель). Ранее подобные бериллы уже находили в Бразилии и на Мадагаскаре.

За гелиодор могут быть приняты цитрин, хризоберилл, топаз, корунд, апатит, турмалин, ортоклаз, сингалит, синтетическая шпинель, стекла. Среди свойств и особенностей гелиодора, имеющих диагностическое значение, следует выделить довольно низкие показатели преломления, двупреломления, плотность, характерные линии поглощения и наличие жидких и газово-жидких включений, расположенных в трещинах и трубчатых каналах.

6. Морганит (Воробьевит)

Розовые бериллы известны под двумя названиями: воробьевит (в России и ряде стран Европы) и морганит (в США). Его кристаллы, розовые, оранжево-розовые и - гораздо реже - абрикосово-желтые, имеют короткопризматический и таблитчатый облик. Это в основном прозрачный самоцвет, иногда с мелкими включениями. В редчайших случаях наблюдается переливчатый цвет. Большие кристаллы морганита, обычно совместно с кварцем и полевыми шпатами, встречаются в гранитных пегматитах Бразилии, Мадагаскара и Калифорнии. Наиболее подходящая огранка - изумрудная или лесенка.

Морганит - берилл от нежно-розового до фиолетового цвета. Название получил по имени американского коллекционера Дж. Моргана (в СНГ розовый берилл принято называть воробьевитом). Плотность морганита 2,8-2,9. Интенсивность окраски увеличивается после прокаливания при 400-450^oС. Наиболее значительное месторождение находится в Бразилии (шт. Минас-Жерайс), на Мадагаскаре, в Мозамбике, Зимбабве, Намибии, США (шт. Калифорния).

Биксбит - крыжовенно-розовый берилл. Название это употребляется редко, в научной литературе биксбит не относят к самостоятельным разновидностям, а считают синонимом морганита (воробьевита).

драгоценный камень шлифовка

Заключение

Благодаря разнообразной и красивой окраске, прозрачности и блеску бериллы издавна пользуются огромной популярностью. Для них применяются, главным образом, ступенчатая (изумрудная) или бриллиантовая огранка. В прошлом в изделиях для усиления окраски огранённого камня под него часто подкладывали фольгу того же цвета. Непрозрачные камни и камни с астеризмом или эффектом кошачьего глаза обрабатывают в форме кабошонов. На бериллах, главным образом на аквамаринах, вырезали геммы. Крупные кристаллы, например, аквамарина, использовали для изготовления различных поделок крупных размеров.

Неювелирный берилл также имеет огромное значение. Это -основная руда бериллия, широко применяемого в технике (бериллиевые бронзы, сверхлёгкие сплавы, отражатели нейтронов в атомных реакторах).

Список использованной литературы(web-сайтов)

1. http://helga-stones.ru/14Jun-1556.html

2. http://samocvet.net/enc/berill

3. http://www.webois.org.ua/jewellery/stones/games88.htm

4. http://iznedr.ru/books/item/f00/s00/z0000019/st121.shtml

5. http://www.kamni-minerali.lact.ru/katalog-kamney/berill

6. http://www.scorcher.ru/art/chemistry/min_berill.php

7. http://www.webois.org.ua/jewellery/stones-katalog/mineral-berill.htm

8. Р. К. Баландин. Энциклопедия драгоценных камней и минералов.

9. В. В. Буканов. Цветные камни.

Размещено на Allbest.ru