Рассказы о драгоценных камнях

Причина появления рубина в базальтах Таиланда и Кампучии была совершенно непонятна. В отличие от состава сапфироносных лампрофиров и слюдитов, где имеет место избыточный глинозем, состав рубиноносных базальтов совершенно нормален. Не ясно, почему же в них вдруг начал кристаллизоваться рубин?

Экспериментальные данные, полученные в последние годы, кажется, могут помочь понять этот феномен. Оказалось, что богатый глиноземом и кальцием полевой шпат, а только такой и присутствует в настоящих базальтах, может кристаллизоваться только при относительно низких температурах и давлениях. Если же давления превышают 10 кбар, а температура 1500 °C, то из расплава кристаллизуется вместо полевого шпата корунд (рис. 11). Давление 10 кбар достигается в земной коре на глубинах порядка 30 км и более. На этих глубинах, вероятнее всего, господствуют температуры выше 1500 °C. По современным представлениям, это как раз та глубина, где образуется базальтовая магма и откуда она поднимается к кратеру вулкана. Таким образом, ничего неожиданного нет в предположении, что в базальтовой магме, начинающей кристаллизоваться на глубинах, выпадет корунд. При этом совершенно очевидно, что кристаллизация на этих глубинах будет идти очень медленно и кристаллы получатся весьма совершенные, т. е. это будут явные драгоценные камни.

Но для сохранения драгоценного камня в базальте его излияние должно происходить в особых, совершенно своеобразных условиях. При современных вулканических извержениях лава почти всегда вытекает из промежуточных очагов, находящихся под вулканами на относительно небольшой глубине. Жидкая магма в таких очагах существует довольно долго. Естественно, что здесь при низких давлениях и температурах, корунд в нормальном базальте будет неустойчив, он будет растворяться в расплаве, а вместо него будет кристаллизоваться полевой шпат. Видимо, история всех обычных базальтов была именно такой, и никаких следов корунда в них нет. Своеобразие кампучийских и таиландских базальтов заключается в том, что здесь лава изливалась на дневную поверхность не из промежуточных очагов, а прямо с больших глубин. Подъем лавы был настолько быстр, что ранее выделившийся корунд не успел раствориться. Однако растворение рубина, безусловно, уже началось; в описаниях указывается, что рубиновые зерна не образуют правильных кристаллов.

Рис. 11. Диаграмма состояния кальциевого полевого шпата (анортита)

При давлении выше 10 кбар анортит плавится о выделением корунда в расплаве, что может объяснить присутствие корунда в базальте. Заштрихована область температур и давлений, из которой, наиболее вероятно, происходит излияние корундоносных базальтов

Очень крупным поставщиком ювелирных сапфиров на мировом рынке является Австралия. Сапфиры здесь добываются из четвертичных россыпей. В 1975 г. было добыто сапфиров более чем на 12 млн. австралийских долларов. Наиболее крупной областью добычи является район Анаки в Квинсленде, где, кроме голубых, встречаются желтые, оранжевые и зеленые камни. Гравийные отложения, содержащие сапфир, занимают более 910 км ²к северу от Центральной железной дороги, между Анаки и Уилоу. Сапфир впервые был найден здесь в 1870 г., но добыча началась в 1900 г. Месторождение представляет собой горизонт четвертичных отложений, перекрывающий различные горизонты осадков палеозоя. Отложения эти различаются по своему характеру, частично это угловатый делювий с глинистым цементом мощностью до 2 м. В других случаях материал явно подвергся водному переносу и местами концентрации. В таких случаях материал россыпи хорошо окатан, а мощность ее может достигать 10 м. Коренным источником сапфира явились в Квинсленде, как и в Таиланде, третичные базальты, образующие в районе многочисленные купола (до 60 куполов на площади 32 км ²). Включения корунда отмечены и в коренных базальтах.

Вторым районом добычи сапфира в Австралии является Новый Южный Уэльс, особенно его северная часть, где во всех речках, стекающих с базальтового плато Инверел-Глен-Инн, образуются современные россыпи сапфира. Сапфир явно вымывается из базальтов и продуктов их разрушения («базальтовой почвы»). Плато образовано базальтами двух серий: древними олигоцен-миоценовыми и молодыми плиоценовыми. Между ними развит горизонт богатых глиноземом латеритов. Россыпи сапфира обычно находятся в нижних частях современных речек; сапфир концентрируется в неправильных карманах и отдельных горизонтах россыпи. Совместно с сапфиром встречаются шпинель, галька базальта, оолиты железняка и боксита, окатанные зерна циркона. Из всего собранного сапфира 20 %—бурые непрозрачные, не имеющие никакой цены, 60 % — низкокачественные, мелкие, темные или частично окрашенные и только оставшиеся 20 % могут считаться ювелирными камнями. В других частях Нового Южного Уэльса отмечались в подобных же условиях россыпи сапфира, но количество добываемого камня здесь много меньше.

В конце 50-х годов, когда я находился в горах Центрального Китая, мне принесли для определения образец гнейса, в который было включено несколько красных кристаллов корунда. Такие породы издавна называли корундовым гнейсом. Рассматривая этот гнейс, я обратил внимание на то, что каждый кристалл корунда был окружен кристалликами полевого шпата. Не будет ли это глубинное образование типа глубинных корундсодержащих базальтов? Тогда корундовые месторождения этих пород осмотреть мне не удалось.

У нас в стране подобных образований не описано. К сожалению, в СССР пока не найдено крупных рубиновых и сапфировых месторождений. Их стоит поискать, они интересны и экономически, и геологически.

Гранат

Группа минералов общей формулы 3R ²+OR ₂ ³+O ₃3SiO ₂. В зависимости от химического состава, цвета и свойств различают: пироп (3MgOAl ₂O ₃3SiO ₂); альмандин (3FeOAl ₂O ₃3SiO ₂); спессартин (3MnOAl ₂O ₃3SiO ₂); уваровит (3CaOCr ₂O ₃3SiO ₂); гроссуляр (3CaOAl ₂O ₃3SiO ₂); андрадит (3CaOFe ₂O ₃3SiO ₂); шорломит [3CaO(Fe, Al) ₂O ₃3(Ti, Si)O ₂], гидрогранат [3CaOAl ₂O ₃3(SiO2, 2H ₂O)]. Чистыми по составу эти гранаты почти никогда не бывают. В каждом одна из разностей граната преобладает, другие присутствуют в виде примесей. Общим для всех гранатов является кристаллизация в кубической системе. Обычно образует кристаллы в форме ромбического додекаэдра в комбинации с другими, менее развитыми формами.

Из современного учебника минералогии

Вениса (Silex Granatus Wern.). Только кровяноцветная и иногда иссиня-красная вениса бывает прозрачная, прочие же просвечивают либо на краях просияивают, а черная и бурая вениса совсем непрозрачна.

Наилучшая вениса находится около Билины в Богемии.

Лучшую венису обрабатывают подобно драгоценным камням. Худшую и мелкую венису гранят, сверлят и нанизывают в виде бус.

Севергин В. Первые основания минералогии. СПб., 1798, кн. I, с. 354

Как драгоценный камень в Европе в XVII–XIX вв. особенной популярностью пользовался гранат, добывавшийся в центральной Чехии. А. И. Куприн в своей поэтической повести «Гранатовый браслет» так описал этот гранат. Браслет был «весь сплошь покрытый небольшими старинными плохо отшлифованными гранатами. Но зато посредине браслета возвышались, окружая какой-то странный зеленый камень, пять прекрасных гранатов — кабошонов, каждый величиной с горошину. Когда Вера случайным движением удачно повернула браслет перед огнем электрической лампочки, то в них глубоко под гладкой яйцевидной поверхностью вдруг загорелись прелестные густо-красные живые огни» [11] .

11

А. И. Куприн. Гранатовый браслет. М.: Изд-во худ. лит., 1955, с. 18.

Рис. 12. Кристаллические формы граната

Собственно, кроваво-красный облик и привел к названию этого минерала; гранатом издавна называется плод, широко распространенный в Средиземноморье и у нас в стране в Закавказье. Цветы граната ярко-красные, кумачевые, с толстыми кожистыми прицветниками. Если разломить плод, то внутри видны многочисленные ярко-красные зерна, приросшие основанием к выступам корки, бока зерен плотно соприкасаются между собой, но у каждого зерна более или менее сферическая поверхность. На этих зернах, совершенно как на ограненных кабошоном чешских гранатах, при удачном повороте возникают «густо-красные живые огни».

Термин «гранат», ставший сейчас групповым, международным, является среднеевропейским термином; его «узаконил» немецкий геолог Вернер. В России для минералов этой группы бытовал термин «вениса». В странах арабского языка гранат именуется биджази, от этого арабского названия, по Г. Г. Леммлейну, происходит и старорусское название граната — бечет.

Гранат — необычайно разнообразная группа, и практически нет в природе двух месторождений, в которых находились бы одинаковые гранаты. Кроме наиболее обычных, широко распространенных разностей, существуют и значительно более редкие магнезиально-железистые (кохарит), железо-железистые (скиагит), марганцево-марганцовистые (блитит) и ряд других, но они никогда не дают драгоценных разностей. Всегда, когда их находили, они были темноокрашенными и мутными.

Никогда, как сказано, гранатовые кристаллы (рис. 12) не состоят из одного компонента, это всегда смесь, иногда нескольких идеальных компонентов. Однако гранаты решено называть по преобладающему компоненту. Цвет граната зависит от его состава. Гранаты, состоящие только из окислов кальция, магния, алюминия и кремния, совершенно бесцветны, а окрашивают минералы примеси хромофоров — окислов железа, хрома, титана и некоторых других металлов. Пироп, в точности отвечающий формуле, бесцветен, но обычно он содержит примесь альмандиновой частицы и тогда окрашен в густой кроваво-красный цвет. Чем меньше этой примеси, тем светлее окраска, тем лучше этот минерал смотрится как драгоценный. Чешский гранат, от которого получила название вся группа граната, является именно пиропом, окрашенным в основном примесью железа (альмандином). Если встречаются прозрачные кристаллы альмандина, то они ценятся очень дорого. Сам альмандин имеет яркий красно-фиолетовый цвет.