Объекты изучения геммологии и исторические предпосылки

ОСНОВЫ ГЕММОЛОГИИ

Учебное пособие

Иркутск 2006

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение в курс Раздел 1. Декоративные разновидности различных материалов 1.1. Декоративно-эстетические и технологические свойства ювелирных материалов 1.2. Классификация ювелирных материалов 1.3. Традиционные и нетрадиционные ювелирные камни Раздел 2. Природные ювелирные камни как полезное ископаемое 2.1. Генезис ювелирных камней 2.2. Магматические месторождения ювелирного сырья 2.3. Пегматитовые месторождения ювелирных камней 2.4. Пневматолито-гидротермальные месторождения 2.5. Гидротермальные месторождения ювелирных камней 2.6. Метаморфические месторождения ювелирного сырья 2.7. Ювелирное сырье в корах выветривания 2.8. Месторождения ювелирного сырья, связанные с диагенезом 2.9. Россыпные месторождения ювелирного материала 2.10. Основы поисков и оценки месторождений ювелирного сырья. Особенности добычи Раздел 3. Номенклатура, характерные свойства ювелирных материалов 3.1. Ювелирные камни 3.1.1. Берилл и его ювелирные разновидности 3.1.2. Корунд и его ювелирные разновидности 3.1.3. Хризоберилл и его ювелирные разновидности 3.1.4. Ювелирные разности группы гранатов 3.1.5. Топаз и его ювелирные разновидности 3.1.6. Ювелирные разности группы турмалина 3.1.7. Диопсид и его ювелирные разновидности 3.1.8. Перидот (оливин) и его ювелирные разновидности 3.1.9. Ювелирные разновидности группы кремнезема 3.1.10 Нетрадиционные ювелирные камни 3.2. Ювелирные образования органического происхождения 3.3. Поделочные камни 3.4. Облицовочные камни 3.5. Искусственные ювелирные материалы Раздел 4. Оценка ювелирных камней. Основная документация 4.1. Оценка качества ювелирного сырья 4.2. Оценка обработанных ювелирных материалов Вопросы к экзамену Литература

 

 

Введение в курс

Согласно учебному плану специальности 12.12.00 «Технология художественной обработки материалов», данная дисциплина предназначена для студентов 2-ого курса (4-ый семестр). В рамках курса «Основы геммологии» по Государственному отраслевому стандарту даются следующие разделы знаний:

1. Декоративные разновидности минералов; их классификация; декоративно-эстетические и технологические свойства ювелирных камней.

2. Природные ювелирные камни как полезное ископаемое; генезис ювелирных камней; месторождения; особенности добычи.

3. Номенклатура ювелирных камней, ювелирных органических веществ; синтетические аналоги ювелирных камней и органических веществ; составные и реконструированные камни; имитации ювелирных камней.

4. Документация; лабораторные диагностические заключения.

 

Геммология, как наука, изучающая ювелирные материалы, основывается на современных знаниях других научных направлений. Ее освоение должно осуществляться после успешно пройденных следующих дисциплин: геология, химия, физика, минералогия с основами петрографии, кристаллография, история геммологии. Поэтому, приступая к изучению курса «Основы геммологии» студент должен знать: основные геологические процессы, природные минеральные образования, распространенные горные породы, процессы минералообразования, макроскопические признаки минералов и горных пород, физические и химические свойства минеральных образований, исторические этапы познания и использования декоративных материалов. Кроме этого, студент должен обладать определенными навыками: описания простых морфологических форм кристаллов, исследования макроскопических свойств и на их основе определения основных породообразующих минералов, описания текстурно-структурных особенностей горных пород.

Основной целью изучения данной дисциплины является необходимость получения теоретически систематизированных знаний об объектах исследования геммологии и сводится к детальному изучению их состава, строения, свойств и происхождения. Причем, объектами геммологии являются не только эстетически привлекательные минералы и горные породы, но и постоянной увеличивающийся арсенал их искусственных аналогов и имитаций.

Объекты изучения геммологии и исторические предпосылки

Gem – в переводе с английского – драгоценность.

Геммология – наука, объектом исследования которой являются ювелирные материалы. Знания о ювелирных камнях, исторически послужившие основой для развития геологических наук, долгое время не были оформлены в самостоятельную научную область. Тем не менее, геммология имеет фундаментальную основу для развития в качестве самостоятельного научного направления.

Вспомните тех естествоиспытателей, которые внесли свой вклад в собрание и обобщение знаний о цветных камнях:

· Теофраст (Феофраст) – 372-287 гг. – трактат «О камнях» - описание о происхождении некоторых минералов;

· Плиний Старший (23-79гг. до н.э.) – автор собрания «Естественная история», в котором в том числе обобщены сведения о свойствах минералов;

· Абу Али Ибн-Сина (Авиценна) – 980-1037 гг. – собрал интересные сведения не только по медицине, но и по геологии и минералогии, с описанием свойств и происхождения камней;

· Абу Райхан Бируни (973-1051 гг.) – в работе «Книга сведений для познания драгоценностей» описал все известные к тому времени ювелирные камни и их заменители;

· Геогр Бауэр (Агрикола) – 1494-1555 гг. – классифицировал все ископаемые тела, написал несколько монографий о происхождении минералов и горных пород;

· Ломоносов М.В. (1711-1765 гг.) – внес крупный вклад в развитие минералогии в России, а также способствовал использованию естественнонаучных знаний в художественном направлении; он создал смальту и возродил искусство мозаики;

· Севергин В.М. (1765-1826 гг.) – академик-минералог, им же сделан перевод книг Плиния Старшего (об описании драгоценных камней);

· Ушаков А. – первые систематизированные описания месторождений ювелирных камней России;

· Ферсман А.Е. (1883-1945 гг.) – описал кристаллы алмазов, описал месторождения Урала, имеет много работ о камнях-самоцветах.

 

«Союзкварцсамоцветы» (1950-е-1990-е гг.) – организация, созданная в Советском Союзе и связанная с поисками и оценкой месторождений цветных камней, разработкой оптимальных методов их добычи, обогащения, диагностикой, оценкой и обработкой декоративного материала.

Само понятие «геммологи» возникло в 1892 г. А в 1908 г. в Великобритании была создана первая геммологическая ассоциация. В 1931 г. Р. Шипле (торговец ювелирными камнями) основал Геммологический институт Америки (GIA) – ведущий Геммологический центр исследований и подготовки кадров в области геммологии.

Российские организации – «Общество геммологов», Геммологическая ассоциация при МГУ, Уральская Геммологическая ассоциация, Всероссийское минералогическое общество по драгоценным и поделочным камням.

 

Задачи геммологии

Разнообразие задач данной науки определяется самим предметом исследования:

1. изучение физических свойств и минералогических особенностей;

2. разработка методов диагностики, сортификации и идентификации природных камней от синтетических аналогов и имитаций;

3. изучение геологии месторождений ювелирного сырья, разработка методов их поисков, разведки, оценки;

4. вопросы добычи и обогащения сырья;

5. создание и совершенствование методов обработки ювелирных материалов (здесь присутствует как научный, так и творческий подход);

6. экономические задачи – ценообразование.

 

Раздел 1. ДЕКРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Определения

Природные камни – вещества, образующиеся в природных условиях, как правило, без вмешательства человека.

(минералы, горные породы и другие природные декоративные образования)

Ювелирные камни – горные породы, природные минералы и минеральные агрегаты, обладающие высокой декоративностью, износостойкостью, применяемые в ювелирном деле.

(нефрит, чароит, яшма; топаз, турмалин, кварц, корунд; авантюрин, халцедон)

Органические вещества – природные вещества, ископаемые продукты, имеющие животное или растительное происхождение и используемые в ювелирном деле.

(жемчуг, коралл, янтарь, гагат, панцирь черепахи)

Поделочные камни – горные породы, минералы и минеральные агрегаты, с отличительными качествами, которые позволяют использовать их для изготовления мозаик, предметов декоративно-прикладного искусства, мелкой пластики и ювелирно - галантерейных изделий.

(нефрит, лазурит, полевые шпаты, родонит, апатит, скаполит, турмалин)

Ограночные камни – минералы, встречающиеся в природе в виде прозрачных или просвечивающихся кристаллов, которые могут подвергаться огранке и используются в качестве вставок в ювелирных изделиях.

(корунд, берилл, гранаты, топаз, диопсид, турмалин, алмаз, кварц, оливин)

Драгоценные камни – минералы, особо ценимые за свою красоту, высокую твёрдость, редкость, имеющие определённые характеристики по коммерческим стандартам и определены Законом РФ о драгоценных металлах и драгоценных камнях.

(алмаз, изумруд, рубин, сапфир, александрит, высококачественный жемчуг и уникальные образцы янтаря).

Облицовочные камни – горные породы, обладающие декоративными особенностями (оригинальной окраской, рисунком и др.), имеющие практическую ценность (устойчивость к воздействию окружающей среды, прочность, блочность), используемые в качестве материалов для оформления архитектурно-строительных и монументальных строений и некоторых элементов технических сооружений.

(гранит, мрамор, диорит, сиенит, долерит, туфы, базальт)

Искусственные материалы – моно-, поликристаллические или аморфные химические соединения, полностью или частично созданные человеком.

(иттрий алюминиевый гранат, кубик циркония, синтетический кварц, стекло)

Синтетические аналоги ювелирных камней – продукты, полностью или частично произведенные человеком, у которых физические, химические свойства и/или кристаллическая структура полностью соответствуют их природным аналогам.

(синтетический изумруд, синтетический рубин, синтетическая шпинель)

Имитации – подделки природных или синтетических материалов, сделанных человеком и имитирующие внешний вид, цвет, не передавая их свойств и кристаллической структуры.

(искусственные разноокрашенные стекла, синтетический рутил, ниобад лития)

Для имитаций чаще всего используют различные виды стекол: бутылочное, оконное, оптический кронглас (известково-щелочное стекло), свинцовое стразовое стекло, авантюриновое стекло (сплав с металлической стружкой). Кроме стекол используют пластмассы, керамические массы для имитаций непрозрачных камней (например, бирюзы).

Составные материалы – твёрдые тела, состоящие из двух и более искусственно соединенных (склеенных) частей. Составные части при этом могут являться природными или искусственными материалами.

(дуплет опала, триплет изумруда).

Составные материалы изготавливают с различными целями. Нередко, чтобы придать большую твердость мягкому недорогому камню, используемому в массовых недорогих украшениях. Либо их изготавливают, чтобы ввести в заблуждение покупателя. При изготовлении подобных подделок используют тончайшие пластинки дорогостоящих самоцветов, которые наклеивают на более дешевые разности.

Реконструированные материалы – продукты, образованные в результате спекания (прессования, плавления, соединения) мелких кусочков природных материалов в единое целое.

(прессованный янтарь, прессованная бирюза)

Благородные металлы и их сплавы – обладают устойчивостью к химической среде, особыми физическими свойствами, используются для изготовления ювелирных изделий и определены Законом РФ о драгоценных металлах и драгоценных камнях.

(сплавы на основе металлов платиновой группы, золота, серебра)

Цветные металлы и их сплавы – сплавы на основе меди и никеля, используемые в ювелирном деле.

(мельхиор, латунь, нейзильбер, различные бронзы)

Черные металлы – сплавы на основе железа – стали, чугуны

(нержавеющая сталь, применяемая для изготовления декоративных столовых приборов)

Переходные материалы»

Данная классификация иногда не предполагает устойчивого отношения каких-либо материалов к определенной градации. Некоторые ювелирные материалы могут относится одновременно к различным категориям. Прежде всего, это относится к ограночным и поделочным камням. Такие ювелирные камни, которые традиционно используются в ограненном виде, при пониженном качестве сырья могут быть применены в поделочных изделиях. Например, прозрачные кристаллы скаполита предпочтительнее идут в ограненном виде, но непрозрачное сырье скаполита является привлекательным и для изготовленияподелок. Использование турмалина, апатита и других камней также зависит от качества сырья.

Такая же ситуация происходит и с традиционными поделочными камнями, которые при повышенном качестве могут подвергаться огранке типа кабошон, реже полной огранке и применяться в качестве вставок в ювелирные украшения. Например, чароит, лазурит, малахит с насыщенной окраской и привлекательным рисунком могут быть кабошонированы. Редко встречаемые прозрачные разности поделочного жадеита даже могут быть огранены полной огранкой и по цене будут соотнесены с драгоценным изумрудом.

В качестве имитаций могут использоваться и природные камни. Особенно это касается имитирования дешевыми материалами более дорогих камней. Так голубой апатит в ограненном виде хорошо имитирует аквамарин; циркон хорошо имитирует алмаз, реже в качестве имитаций алмаза используют бесцветный кварц.

В категорию драгоценные камни в разное историческое время попадали различные ювелирные природные образования. В настоящее время в России в данную категорию попадают выше обозначенные материалы, но они также могут быть изменены по истечению времени. Надо отметить, что в разных странах определен свой перечень драгоценных камней, хотя основной комплект совпадает.

 

ГЕНЕЗИС ЮВЕЛИРНЫХ КАМНЕЙ

Общие представления об образовании месторождений самоцветов

1) В земных глубинах, разогретых до нескольких тысяч градусов, образуется магма – огненно-жидкая субстанция, в состав которой входят большинство элементов таблицы Д.И. Менделеева. Наиболее важную роль играют O, Si, Fe, Mg, Ca, Na, K. На долю всех остальных элементов остается менее 1, 5%.

Испытывая давление со стороны верхних слоев Земли, магма стремится вырваться на поверхность по трещинам или проплавляя дорогу среди вмещающих пород. Если это удается, она в грохоте и дыме извергается из вулканов, огненными потоками лавы заполняют все впадины. Затем лава застывает, образуя вулканические эффузивные изверженные породы. (Например, Армения – страна вулканического происхождения; она сложена вулканическими туфами и базальтами).

2) Магма, не сумевшая вырваться из глубинного плена, остывает значительно медленнее. В этих условиях вырастают довольно крупные кристаллы, которые образуют плутонические интрузивные изверженные породы. В зависимости от содержания кремнезема изверженные породы бывают кислыми (граниты), средними (диориты), основными (габбро) и ультраосновными (перидотиты, кимберлиты).

3) Само собой разумеется, что минералы кристаллизуются из магмы не одновременно. Сначала выпадают тугоплавкие составляющие (1200⁰ и выше); затем те, температура плавления которых невысока (700 – 1000⁰). Легкоплавкие составляющие обладают малой плотностью, всплывают наверх, заполняют трещины и другие полости вмещающих пород (например, топаз, турмалины, сподумен). Так образуются пегматитовые жилы.

4) При температуре ниже 700⁰ в магме присутствует вода (в виде пара), различные силикаты и карбонаты. Минералы, кристаллизующиеся из водных растворов, называются гидротермальными. (Например, горный хрусталь, изумруд, агат, гематит-кровавик).

5) Внедрение магмы в земную кору не проходит бесследно. Лава вступает в химическое взаимодействие с вмещающими породами. При этом образуются новые минералы – нефрит, лазурит, родонит. Это метасоматические породы.

6) И вот магма полностью застыла. Все вулканические и плутонические горные породы, все пегматитовые, гидротермальные и метасоматические минералы образовались. Будут ли они изменяться в дальнейшем? Конечно!

Движения земной коры приводят к образованию зон с громадным внутренним напряжением. Близость магматических источников создает высокие температуры. Многие минералы не выдерживают таких условий и превращаются в другие минералы, которые называются метаморфическими. (Так, например, метаморфизованными вулканическими породами сложен остров Манхэттен, на котором стоит г. Нью-Йорк. В эти породы, как изюминки в тесто, вкраплены округлые кристаллы граната – альмандина.) Кроме того, в метаморфических породах могут находиться яшмы, лунный камень, рубин и сапфир.

7) А что происходит на поверхности Земли? Солнце, мороз, ветер разрушают горные породы. Температурные перепады дробят, казалось бы, несокрушимые монолиты, вода окатывает обломки и откладывает их в руслах рек, ветер уносит пыль. Многие устойчивые минералы, обладающие высокой плотностью (золото, платина, алмаз, гранаты, рубин, шпинель), собираются в одном месте и даже образуют крупные месторождения, называемые россыпными.

 

МАГМАТИЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ЮВЕЛИРНОГО СЫРЬЯ

Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации магмы при высоких температурах (порядка 1500-800⁰), высоком давлении (сотни атмосфер) и на значительных глубинах (3-5 км).

Такие месторождения представлены:

· Кимберлитами с алмазом, пиропом и хризолитом;

· Основными интрузивами – габбро-анортозиты – с иризирующим лабрадором;

· Основными эффузивами – базальты – с цирконом, сапфиром и хризолитом;

· Кислыми эффузивами с обсидианом.

 

В кислых интрузивных породах месторождения ювелирного сырья практически не встречается. Это объясняется тем, что основная магма, содержащая относительно небольшое количество кремнезема (SiO₂), обладает меньшей вязкостью, лучшей подвижностью и значит она более способна к процессам дифференциации.

 

ПЕГМАТИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ЮВЕЛИРНЫХ КАМНЕЙ

Образование пегматита связано с кристаллизацией остаточного расплава магмы, содержащего большое количество летучих компонентов, на относительно большой глубине, и при температурах от 700 до 400⁰.

Образование пегматитовых тел происходит в несколько этапов, каждый из которых характеризуется определенными ассоциациями пород.

1. На магматической стадии кристаллизации пегматитового расплава происходит образование приконтактовых зон пегматитовых тел, представленных графическим пегматитом.

2. В стадию деятельности флюидных газово-жидких растворов в зонах замещения и в миароловых пустотах кристаллизуется обыкновенный желто-зеленый берилл, аквамарин, топаз, морион

3. При последующей альбитизации может образовываться розово-красный берилл – воробьевит, спессартин-альмандин; при лепидолизации – цветные эльбаитовые и эльбаит-тсилаизитовые турмалины – рубелит, верделит, индиголит; ювелирный сподумен – кунцит; горный хрусталь.

Цветные камни в пегматитах распределены неравномерно, обособляясь преимущественно в местах увеличения мощности – «раздувах».

Образование ювелирного сырья при пегматитовом процессе происходит в следующих формациях:

· Слюдоносная (редкоземельная) – пегматиты больших глубин – важные месторождения для амазонита, иризирующих полевых шпатов, графического пегматита;

· Редкометальная – пегматиты средних (умеренных) глубин – где цветные камни (берилл, турмалин, розовый кварц, гранаты) добываются попутно с рудами редких металлов;

· Миароловая – пегматиты небольших глубин – основные месторождения для топаза, мориона, турмалина и кунцита.

Миароловые пегматиты

Миароловые пегматиты наиболее богаты цветными камнями. Данные месторождения формируются на относительно небольшой глубине. Главной особенностью этой формации является наличие минерализованных полостей – миарол, благоприятных для свободного роста крупных хорошо образованных кристаллов. Полости могут быть различного происхождения:

А) Остаточными, сформировавшимися в результате усадки застывающего магматического расплава и обособления летучих компонентов;

Б) Комбинированными, за счет расширения первичных остаточных полостей под действием газово-жидких растворов;

В) Возникшие за счет растворения участков массивного пегматита.

Важной геохимической особенностью миароловых пегматитов является высокое содержание фтора, что фиксируется по появлению топаза, лепидолита, флюорита. Кроме них в миаролах образуются кристаллы ювелирного берилла, сподумена, дымчатого кварца, который служит прекрасным сырьем для получения цитрина, циркон, турмалин и амазонит. Все эти кристаллы могут достигать гигантских размеров.

Поля миароловых пегматитов насчитывают многие десятки и сотни пегматитовых тел. Они располагаются либо в материнских гранитах, либо в их экзоконтакте – осадочно-метаморфических породах вокруг интрузивов. В этой связи выделяются две субформации пегматитов, которые отличаются одна от другой по морфологии, степени дифференцированности, количеству и размерам миарол.

1. Камерные пегматиты, образованные из не перемещенного (внутри гранитного) расплава. Эти пегматиты залегают среди материнских гранитов или в верхних частях интрузивов под пологими участками кровли, имея штокообразную сравнительно изомертичную форму. Их средние размеры составляют от 10 до 50 метров в поперечнике, редко больше. Они обычно четко зональны, продуктивные тела содержат графическую, пегматоидную, полевошпатовую и кварцевую зоны и крупную полость-камеру, под кварцевым ядром (объемом от 1-2 до 200 м³) с кристаллами кварца, ювелирного берилла, топаза или кварца и флюорита. Встречаются кристаллы бесцветного, светлоокрашенного голубого, желтого и оранжевого топаза с зональной окраской массой до 100 кг. Кристаллы берилла также бледно окрашены в желто-зеленые тона и могут встречаться размерами до 25 см и более.

Месторождения этого типа распространены на Украине (Житомирская обл.), в Восточном Забайкалье (Адун-Чолонское месторождение) и в США (шт. Колорадо).

2. Занорышевые пегматиты имеют жильную, линзообразную и плитообразную форму, располагаясь преимущественно в зоне ближайшего экзоконтакта материнских гранитных массивов и в останцах пород кровли среди гнейсов и сланцев, реже самих гранитах. В отличие от камерных пегматитов они содержат многочисленные, но более мелкие полости – занорыши, как их называли уральские горщики и А.Е. Ферсман. Они значительно разнообразнее по своему внутреннему строению и минерализации. А по морфологии и геологической позиции приближаются к редкометальным пегматитам.

Классические занорышевые пегматиты с аквамарином или топазом известны на Среднем Урале среди биотит-плагиоклазовых гнейсов (Алабашско-Мурзинская группа месторождений). Форма пегматитовых тел линзо- и плитообразная, длина 100-200 м, редко более 500 м и более, мощность от 1-2 до 10 м, реже 20-40 м. Широко развита зона графического пегматита и мелкие блоки микроклина, крупные кварцевые ядра сравнительно редки. Друзовые полости – занорыши многочисленны, размеры их обычно 0, 5-1 м³, изредка десятки метров. Данный тип месторождений является важным источником промышленных россыпей топаза и аквамарина.

Кроме Уральских месторождений такие проявления известны Юго-восточном Забайкалье (Борщовочный кряж), в Бразилии (шт. Минас-Жерайс), о. Мадагаскар и в США (шт. Мэн).

ЮВЕЛИРНЫХ КАМНЕЙ

Гидротермальные месторождения образуются за счет горячих минерализованных растворов и газов, связанных с магмой и периодически отделяющихся от нее.

Гидротермы отделялись от магмы первоначально в виде газа, который затем конденсировался в жидкость, содержащую в себе целый ряд соединений металлов. Отделяясь от магматического очага, гидротермы движутся по трещинам. Причина движения гидротерм – разность давлений. Растворы движутся в сторону наименьшего давления по различным тектоническим нарушениям, зонам контактов. В этом случае, в отличие от метасоматического процесса, когда идет изменение вмещающих пород, гидротермы могут заимствовать различные вещества из боковых пород, но без их изменений. По мере удаления растворов от магматического очага температура их падает. В результате этого кристаллизуются минералы из водных растворов.

Форма большинства гидротермальных минеральных тел жильная. Главнейший жильный минерал – кварц, поэтому очень часто встречаются именно кварцевые жилы.

Гидротермальные месторождения могут залегать как в самой интрузии, так и в породах кровли. Нахождение гидротермальных месторождений в самом интрузивном теле объясняется неравномерным остыванием крупных геологических тел. В то время как центральная часть интрузии находится еще в расплавленном состоянии и может служить источником гидротерм, краевые ее части успевают значительно остыть.

Гидротермальное происхождение имеет большинство руд цветных металлов, редких и радиоактивных элементов, золото, серебро. Среди ювелирного сырья это крупнейшие месторождения аметиста, горного хрусталя, халцедонов (агатов), опала; уникальное месторождение высококачественного изумруда; декоративных материалов, таких как мраморный оникс и гематит-кровавик.

Гидротермальные месторождения ювелирного сырья представлены тремя основными формационно-генетическими типами:

 

· Плутоногенный

· Поствулканический

· Телетермальный

 

1. Плутоногенные минеральные ассоциации связаны с кислыми магматическими породами. Они располагаются в кровле интрузивов или на незначительном расстоянии от них в осадочно-метаморфических породах. Многочисленные месторождения руд металлов, входящие в эту формацию, практически не содержат скоплений цветных камней. В этом плане интересны только безрудные хрусталеносные жилы, широко распространенные на Урале, в Восточной Сибири (Россия), за рубежом – в Казахстане, Бразилии и на о.Мадагаскар.

Хрусталеносные кварцевые жилы залегают в кварцитах, гранитоидах, скарнированных известняках. Они контролируются постскладчатыми разломами. Форма и размеры кварцевых тел разнообразны: это линзы, плиты и сложные ветвящиеся жилы, штокверки. Хрусталеносные тела сложены крупно- и гигантозернистым и друзовидным кварцем. Главной их особенностью являются минерализованные полости с хорошо оформленными кристаллами горного хрусталя.

Хрусталеносные кварцевые жилы образуются в два этапа. В первый этап из перенасыщенных кремнеземом растворов кристаллизуется жильный кварц, а во второй, после более или менее длительного перерыва сформировались хрусталеносные полости. Щелочные растворы активно взаимодействовали с боковыми породами и жильным кварцем, извлекая из них кремнезем и другие компоненты, необходимые для образования горного хрусталя.

Иногда бывает проявлен только второй этап минерализации, и тогда возникают хрусталеносные жилы, так называемого альпийского типа – минерализованные трещины, почти не содержащие жильного кварца.

Кристаллы горного хрусталя имеют разную величину от самой небольшой до гигантской с массой в несколько сотен килограммов. Альпийские жилы содержат великолепные друзы. На некоторых месторождениях распространены дымчатые кристаллы.

Цитрин и аметист в типичных хрусталеносных жилах сравнительно редки. При этом аметист относится к последней генерации кварца, встречаясь в протяженных зонах, пересекающих кварцевые жилы. Горный хрусталь кристаллизуется при температурах 350 – 200⁰, аметист при более низких температурах 180 – 60⁰. Такие аметистоносные зоны без кварцевых жил, сосредоточенные на площади до нескольких квадратных километров, известны на месторождениях аметиста в Зимбабве, Замбии и др.

 

2. Поствулканические месторождения служат практически единственным источником ювелирно-поделочного агата. С ними также бывает связаны крупные месторождения аметиста (в Бразилии) и сравнительно небольшие скопления благородного опала (в Мексике, США, Чехии) и яшмы. Гидротермальное минералообразование особенно интенсивно проявлено в областях развития базальтового и андезит-базальтового вулканизма.

Месторождения агата размещаются в лавовых покровах. Агатоносные зоны в эффузивных толщах основного и среднего состава тяготеют к пористым (миндалекаменным) частям лавовых покровов и к участкам дробления лав. В базальтах и андезитах наблюдаются многочисленные прожилки и гнездообразные скопления халцедона и опала.

Агатовые миндалины-секреции достигают 0.5 – 0.8 м в поперечнике и массы 500 кг и более (месторождения в Бразилии). Некоторые их них имеют свободную центральную полость, стенки которых покрыты кристаллами бесцветного кварца и аметиста, иногда кальцита. Такие жеоды представляют собой ценный коллекционный материал. В жеодах большого размера, а также в минерализованных трещинах могут находиться крупные кристаллы аметиста.

 

2.6. МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

 

В результате регионального и контактового метаморфизма горных пород возникают месторождения рубина и сапфира, альмандина, лунного камня, родонита, яшмы и окаменелого дерева. Они образованы в основном при средних давлениях, а по температурам формирования могут быть подразделены на низко-, средне- и высокотемпературные соответствующие зеленосланцевой, эпидот-амфиболитовой, амфиболитовой и гранулитовой фациям.

Месторождения средне- и высокотемпературных фаций метаморфизма. Эта группа включает метаморфические образования эпидот-амфиболитовой, амфиболитовой и гранулитовой фаций, ориентировочно отвечающие температурному интервалу 450 – 650 – 850⁰ С. С ними связаны главным образом месторождения ювелирного альмандина (Карелия, Аляска, Индия, Шри-Ланка и др.), а также рубина и сапфира (Северная Каролина, Шри-Ланка и др.) и лунного камня (Шри-Ланка). Метаморфогенные месторождения ювелирных камней, как правило, сами не имеют практического значения, но могут служить источником богатых россыпей.

Альмандин очень характерен для данных фация и является индекс-минералом для большинства минеральных ассоциаций этого генезиса. При этом с повышением температуры и давления минералообразующей среды в альмандине увеличивается содержание пиропового компонента, а в гнейсах гранулитовой фации метаморфизма гранат бывает представлен родолитом. Крупнозернистый прозрачный альмандин, пригодный для огранки, встречается редко, главным образом среди кристаллических сланцев амфиболитовой фации.

В Карелии на Кительском месторождении встречается до 2% малинового и вишнево-красного альмандина диаметром до 3-5 см. Особенно много граната в перемятых – плойчатых сланцах, обогащенных биотитом и силлиманитом.

На Аляске месторождение абразивного, ювелирного и коллекционного альмандина называется Форт Врангель. Существенно увеличивается количество и размеры кристаллов альмандина в сланцах у контакта с крупным гранитным массивом. Это позволяет предположить, что контактовый метаморфизм привел к собирательной перекристаллизации и укрупнению первоначально мелкого граната.

В Северной Каролине известно россыпное месторождение низкокачественного рубина и родолита Кови-Крик. Эти россыпи образовались за счет разрушения древних гнейсов докембрия.

В сходной геологической ситуации в глубокометаморфизованных гнейсах и гранулитах в Шри-Ланка отмечается мелкая вкрапленность рубина и сапфира. Эти породы также стали коренным источником аллювиальных россыпей ювелирных камней.

В некоторых кварц-полевошпатовых гнейсах встречаются порфиробласты ортоклаза с серебристой иризацией лунного камня. К этому типу относятся месторождения лунного камня в Шри-Ланка. Для этих пород характерна очковая текстура, где крупные выделения ортоклаза длиной 10-12 см сцементированы мелкозернистой кварц-полевошпатовой массой.

Месторождения низкотемпературных фаций метаморфизма. Сюда входят месторождения, образовавшиеся при температурах порядка 120 – 450⁰ С в зеленосланцевую фацию регионального метаморфизма.

С самыми низкотемпературными стадиями метаморфизма связано образование окаменелого дерева, скопления которого известны в США (штаты Аризона и Монтана), на Малом Кавказе, в Казахстане, на Дальнем Востоке и во многих других местах. Обломки древних стволов, замещенные опалом, халцедоном и мелкозернистым кварцем находятся в туфогенных отложениях или в осадочных породах – алевритах и аргиллитах. Образованию коренных месторождений этого поделочного камня предшествовало катастрофически быстрое захоронение древнего леса вулканическими туфами, наступающими дюнными песками и ледниковой мореной, что исключало гниение и углификацию древесины.

Важнейшим источником лучшей яшмы служат кремнистые вулканогенно-осадочные породы, метаморфизованные в фацию зеленых сланцев. В составе таких зеленокаменных толщ распространены протяженные пласты железистых сургучных яшма. Произошли они преимущественно в результате метаморфизма кремнистых морских осадков.

Поделочные яшмы, особенно красивые пестроцветные и брекчиевидные, образуются в результате перекристаллизации и окварцевания первичных сургучных и других однотонных яшм в зонах трещиноватости и у контактов с магматическими породами. Великолепные пестроцветные и рисунчатые яшмы наблюдаются на месторождении Гора Полковник в Оренбургской области в виде глыб-ксенолитов. Ксенолиты были захвачены магмой из пластов региональных сургучных яшм и интенсивно метаморфизованы.

Известны крупные месторождения Среднего и Южного Урала, где в туффитах, кремнистых сланцах развиты многочисленные линзы яшмы, обычно залегающие вдоль контактов пород. Обычная длина линз – от 10 до 70 м, изредка до 200 м. Мощность – от 1, 5 до 7 м. Яшмы сложены тонкозернистым кварцем (80-90%) с примесью глинистых частиц, окислов железа, хлорита, эпидота, андрадита и других минералов. Они однотонные сургучно-красные, вишневые и зеленые; полосчатые или пятнистые.

В процессе зеленосланцевого метаморфизма при замещении марганценосных осадочных отложений образуется поделочный родонит. Месторождения родонита этого типа известны на Среднем Урале, в Средней Азии, в Австралии и в США. Родонитовые тела залегают в кварцитах, которые переслаиваются с хлоритовыми и углистыми сланцами. Они имеют форму линз или выклинивающихся будин. Длина их по простиранию невелика, обычно не превышает 20-25 м, мощность составляет от 1 до 6 м.

 

Образование гагата

Гагатом называют черную плотную и вязкую разновидность ископаемых углей – гумолитов. Он сравнительно легко режется ножом и хорошо шлифуется, приобретая яркий смолистый блеск.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: