Берилл свойства минерала фото

Название произошло от греческого «бериллос»—берилл; назва­ние драгоценных камней, которые древние римляне шлифовали для получения зрительных стекол; от­сюда немецкое название очков (Brille)

Английское название минерала  - Beryl

Синонимы: Белир, вериллос (старые русские названия), вериллий; псевдоизумруд — pseudosmaragd — название, предложенное Берцеллиусом для измененного минерала из Кёрарфвета, Фалун, Швеция (по Дана).

 

Голубой берилл, месторождение Шерлова гора (Забайкалье)
Голубой берилл. Месторождение Шерлова гора. Забайкалье

Содержание

Формула берилла

Al2Be3[Si6018]

Химический состав

Химический  теоретический состав: ВеО— 13,96, Аl2O3 — 18,97, SiO2 — 67,07. В бериллах всегда содержатся в тех или иных количествах щелочные металлы, Fe, Mn, Mg, Са, Cr, Н2О и пр.
 Компенсация дефицита Be или Аl происходит по схемам: 1) Ве2+ Li+ + (R+ + Н2O); 2) Аl3+ -> (Mg, Fe2+) + (R+ + Н2O). Согласно этому выделяют три типа бериллов:

  1. n-бериллы нормального состава, бесщелочные — Al2Be3Si6O18;
  2. о-бериллы, у которых часть Аl в октаэдрических позициях замещена (Mg, Fe) с компенсацией зарядов щелочными элементами в каналах; сюда же относятся цезиевые разновидности и скандиевый берилл— баццит; общая формула Аl2-х (Mg, Fe2+)x Be3Si6O18(Cs,Na)x • Н20;
  3. t-бериллы щелочные (литиево-натриевые, натриевые, цезиево-литиевые); замещение Be в тетраэдрических позициях литием компенсируется Cs, Rb, К, Na. Общая формула Al,Be3-x Si3O18 (Cs, Na)•H20. Существуют также переходные разности ot-, nt-бериллы и др.
 
Предложено также разделение их по химическому составу на две группы:
А — бесщелочные с суммой щелочей менее 0,5%
Б — щелочные с суммой щелочей более 0,5%.
Сопоставление этой классификации с приведенной выше кристаллохимической показывает, что минералы группы А являются n-бериллами, а минералы группы Б — о- и t-бериллами. Щелочные камни (в основном t-бериллы) делятся на:
  1. натриевые, содержащие 0,5—2% Na2O; сумма Na2O + К2O составляет 75—100% от суммы щелочей; по данным Соседко и Франк-Каменецкого, отношение с/а<1.
  2. литиево-натриевые (Li2O 0,5—1,5%, Na2O 1,0—2,5%), количество Na2O+ К2O составляет 50—70% от суммы щелочей;
  3. цезиево-литиево-натриевые (Li2O — 0,1—1%, Cs2O до 3%, Na2O— 0,3 — 1,0%) при Na2O + К2O< 50% суммы щелочей; отношение с/а> 1.
 
Наибольшее содержание щелочей, включая редкие, отмечено для t-бериллов из редкометальных пегматитов (особенно литиевого подтипа). В гидротермальных месторождениях чаще встречаются о-бериллы и n-бериллы. Фекличев выделяет в самостоятельную подгруппу щелочноземельные кальциевые разновидности минерала. Суммарное содержание щелочей (R2O) в нем достигает 5—7%; максимальное 8,23% — в голубом из Аризоны. Количество Li2O обычно не превышает 1,5%, максимальное до 2%.
Существует мнение о связи содержания Li в них с геохимической особенностью региона в целом; так, относительно низкое содержание Li в минералах из докембрийских пегматитов Норвегии объясняется общим обеднением литием пород этого региона.
 
Содержание Na3O от 0,5 до 2,74%, максимальное — в ростерите с о-ва Эльба — 4,22%. Содержание К2O обычно составляет 0,5—0,8%; в красном ростерите с о-ва Эльба оно достигает 2,25%. По Соседко и Франк-Каменецкому, 70% К2O входит в состав газово-жидких включений. Отношение Rb/K в щелочных от 0,22 до 0,30; в бедных щелочами из пегматитов Rb/K = 0,07 и менее. В богатых щелочами бериллах содержится больше Rb, чем К. Ситнин и Сажина считают, что содержание Rb увеличивается от ранних бесщелочных бериллов (до 0,006%) к более поздним литиево-натровым (до 0,04%) и литиево-цезиевым (до 1,3%). В минералах из пегматитовых жил Кольского п-ова содержится 0,0036—0,12% Rb2O, из пегматитов и кварцевых жил Казахстана содержание Rb2O не превышает 0,012%, в бериллах Донегола — 0,01%, Болгарии — 0,0016—0,0392% Rb2O. Особенно много Rb2O (1,34%) в розовом берилле из Магаритра (по Дёльтеру) и в камне из Западной Австралии (1,42%). Cs обычен в минералах с литием; максимальное содержание Cs2O— 6,68%. Общее содержание редких щелочей в минералах пневматолито-гидротермальных месторождений обычно не превышает 0,002%. Отмечается большее содержание Cs2O(0,035%) во внешних зонах аквамаринов. Почти все исследователи сходятся во мнении, что часть щелочных металлов в бериллах находится в газово-жидких включениях.
Другую группу изоморфных примесей составляют элементы, занимающие структурные положения Аl в октаэдрических позициях. К ним относятся Sc, Fe, Mg, Cr, Mn, Ti и др. Содержание Sc обычно незначительно, за исключением баццита. В аквамарине из золоторудных кварцевых жил Западной Чукотки содержится 0,06%Sc2O3 , в камнях из пегматитов Казахстана, связанных с гранитоидами,— 0,025%, в грейзенах той же территории— 0,019%, в кварцевых жилах—0,015%. В берилле из Аризоны содержание Sc2O3 составляет 0,10%. В бацците содержится до 15,1% Sc2O3, в бацците из Казахстана — 14,44%Sc2O3. Содержание Fe2O3 достигает 2,84%, FeO— не более 1% (в бериллах из пегматитов FeO всегда меньше, чем из гидротермальных жил).
К характерным примесям относится титан (0,01—0,1%). Методом ЭПР установлено, что он представлен Ti 3+ и занимает октаэдрические позиции Аl. Обычной примесью является хром (0,05—0,25%). Согласно данным ЭПР, хром в нем находится в виде Cr 3+ , замещая Аl в октаэдрических позициях. Содержание MgO наиболее высоко в бериллах гидротермальных месторождений и метасоматических образований. Обычно оно составляет 0,1—0,5%, но в голубом берилле из Аризоны достигает 2,16%, а в минерале из Швейцарии — 3,37%. Количество СаО в бериллах от 0,2 до 1%; наибольшие содержания СаО отмечаются в бериллах из гидротермальных месторождений. Максимальное содержание ВаО — 0,58%, SrO — 0,06%. Микровключения, захваченные из пегматитового расплава — раствора, обусловливают повышенные содержания в бериллах Sr аномального изотопного состава, что мешает определению абсолютного возраста бериллов по Rb/Sr методу. MnO обнаруживается в количествах от 0,005 до 0,74% в красном ростерите с о-ва Эльба. В голубом аквамарине Шерловой Горы (Восточное Забайкалье) установлены ZrO2 (0,80%) и Nb2O5 (1,75%), в минерале из Турции — Sn (0,1—1,0%). Содержание Р2O6 0,008—3,60% отмечено для бериллов из пегматитов, особенно для минералов, обогащенных щелочными элементами. Предполагают, что фосфор в структуре берилла замещает кремний. В каналах структуры щелочного берилла обнаружены атомарный водород и СН3 в количестве 0,00n —0,0n %. Он — наиболее богатый гелием бериллиевый минерал. Гелий образуется по реакции: 2Ве-> 2Li + Не или захватывается из магмы.
Содержание Не в них пропорционально их возрасту и составляет: 6,430—0,197мм3/г в палеозойских образцах, 0,045—0,026 мм3/г — в мезозойских. Не3/Не4 в бериллах от 0,5-10-7 до 12-10-7.
Помимо Не содержатся аргон (до 3600-10-5 см3/г) и следы других инертных газов, СO2 . В них обнаруживаются тысячные доли процента Ga, V, которые замещают Аl. Вода (0,5— 2,8%) отмечается почти во всех анализах. Она удаляется при температурах 780—1180°.

Кристалл Иркутская область

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Гексагональная L66L27PC.

Класс симметрии. Дигексагонально-бипирамидальный — 6/mmm. Отношение осей. с/а=0,4989.

Кристаллическая структура

Характерным элементом структуры являются кольца из шести кремнекислородных тетраэдров [Si6O18], которые располагаются параллельно (0001) одно над другим на расстоянии с/2 и повернуты относительно друг друга вокруг оси L6 на 25°. Центры колец находятся на шестерной оси, благодаря чему в структуре имеются каналы с диаметром от 2,5 до 5 А. Кольца скрепляются октаэдрами, в центре каждого из которых располагаются атомы Аl, и несколько искаженными тетраэдрами с Be в центре. Атомы Аl и Be располагаются соответственно на уровнях Зс/4 и с/4 и тесно связывают кольцевые радикалы в общий прочный остов.

Каналы в структуре берилла часто бывают заполнены ионами щелочных металлов (кроме Li). Имеются два основных ориентационных типа воды, непосредственно зависящих от содержания крупных ионов компенсаторов. Молекулы воды располагаются в центре каналов и непосредственно взаимодействуют своими протонами с ненасыщенными анионами крем-некислородного радикала, что, наряду с вхождением в каналы Cs, Rb, К, Na, приводит к восстановлению электростатического баланса структуры. Причиной дефицита положительных зарядов может быть замещение бериллия литием и алюминия — магнием и железом. Кроме того, в каналах содержатся инертные газы. Величина с0 зависит от проявления изоморфных замещений в Ве-тетраэдрах, а0 — от среднего радиуса октаэдрических катионов . Вхождение в решетку берилла щелочей (в основном Li), по Соседко и Франк-Каменецкому, вызывает изменение параметров его ячейки; при этом с0 изменяется больше, чем a0 .

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы главным образом призматические, в поперечном сечении шестиугольные. Чаще всего развиты грани призмы (1010) и пинакоида (0001), гораздо реже грани дипирамид (1011) и (1121). Встречаются пирамидальные кристаллы, расширенные с одного ко

нца и суженнные к другому, конусовидные, веретеновидные. Форма кристаллов меняется в зависимости от химического состава минерала и от условий его образования. Длиннопризматические кристаллы наиболее характерны для бесщелочных, а короткопризматические — для щелочных разностей. Конусовидные, толстопризматические кристаллы, как и кристаллы с очень короткой призмой, характерны для пегматитовых жил. Длиннопризматические до игольчатых более типичны для гидротермальных месторождений; мелкокристаллические агрегаты, скелетные и футлярообразные кристаллы — для метасоматических образований. Форма поперечного сечения призматического кристалла берилла может меняться от одного его конца к другому. Грани призмы бесщелочных разностей обычно несут грубую вертикальную штриховку; у щелочных разностей штриховки на гранях призм нет, они гладкие и блестящие. Формы роста на гранях призм (1010) представлены штрихами-выступами разной ширины и толщины и шестиугольными слоистыми выступами с неровными контурами; отмечены и дислокационные структуры роста.
По характеру развития фигуры природного травления и растворения на гранях кристаллов бериллов разных генетических типов неравноценны. У бериллов из занорышей пегматитов на гранях (0001) — это пирамидальные и дипирамидальные углубления, в плане имеющие форму шестиугольника, ромба, трапеции или треугольника. На гранях призм отмечаются только пирамидальные углубления. Фигуры более интенсивного травления—растворения на гранях призм представляют прямоугольные впадины; поверхности граней несут черепитчато-шестоватый узор, ребра призм закругляются, кристаллы становятся кривогранными копьевидными, а затем и веретеновидными или игольчатыми. Частичное растворение кристаллов приводит к возникновению своеобразных конусовидных образований (воронок) с различными углами наклона относительно осей [1120] и [0001] до 70°. Описаны также каналы растворения с пятигранным устьем. Встречаются также кристаллы тонковолокнистого сложения, изобилующие продольными вертикальными каналами с поперечным сечением 0,12—0,004 мм и менее и 2-10-5 см .

Характер микрорельефа берилла может отражать условия его образования и являться типоморфным признаком. С помощью микроморфологических исследований доказан, например, мета соматический генезис изумруда в слюдитах и других реакционных породах. Кроме того, микроморфологическое ис-следование бериллов имеет прикладное значение, позволяющее различать при-родные драгоценные бериллы от искусственных.
Кристаллы берилла иногда достигают весьма больших размеров. Так, в Бразилии, на р. Мукури, близ Марамбайа, 28 марта 1910 г. был найден зеленовато-голубой обломанный кристалл размером 48,3 см в длину и 41 см в поперечнике, весом 110,2 кг. Кристалл этот был совершенно прозрачен. Позднее здесь же был найден кристалл‘22 X14 см, весом 5,4 кг. Академик А. Е. Ферсман указывал, что в пегматитовых жилах штата Коннектикут (США) описаны бериллы длиной в 67г футов (около 2 м), а в провинции Галисия в Испании из кристаллов берилла делали косяки для дверей. На Мадагаскаре находили розовые морганиты, из которых получали ограненные камни весом свыше 500 карат.

Двойники берилла

Двойники редки и плохо изучены. Известен двойник по (4041), а также двойники прорастания по (3141) с углом около 47° между осями L6 обоих индивидов и по (1121) с взаимно перпендикулярными призмами обоих кристаллов. Аномально двуосные бериллы псевдомоноклинные, иногда рассматриваются как результат двойникования трех или шести ромбических индивидов подобно арагониту (Винчел, 1953). Отмечаются закономерные срастания с кварцем.

Физические свойства

Оптические

Цвет снежно-белый, зеленоватый, зеленовато-белый, желтый, желтовато-зеленый, голубой, синий, зеленовато-синий (аквамарин), кобальтово-синий (махихе-берилл), ярко-зеленый, изумрудно-зеленый (изумруд), золотистый (гелиодор), розовый (ростерит), бесцветный, дымчатый, темно-коричневый, малиновый, оранжевый, малиново-красный. Натриевые и литиево-натриевые бериллы обычно светло-зеленоватые или белые. По мере увеличения содержания лития окраска светлеет, появляется едва заметный розоватый оттенок; с увеличением содержания цезия бериллы становятся бледно-розовыми, розовыми, ярко-розовыми, гвоздично-красными.
Окраска желтых, голубых и зеленых разностей предположительно обусловлена количественными соотношениями Fe2+ и Fe3+, которые замещают Аl. Зеленая окраска изумруда вызывается Cr3+ , V, Fe. По Боровику, повышенное содержание Sc увеличивает интенсивность окраски аквамарина. Малиновый цвет обусловлен Mn. Дымчатая окраска вызывается длительным воздействием радиоактивного излучения. Темно-коричневый цвет может быть обусловлен включениями рутила и мусковита. Синяя окраска махихе-бериллов из Бразилии, исчезающая при их нагревании и под действием лучей солнца, объясняется дефектами кристаллической решетки. Розовая окраска также вызывается дефектами кристаллической решетки, связанными с высоким содержанием щелочей, особенно Cs и Li. Длительное облучение рентгеновскими лучами бледно-синего берилла изменяет его цвет в зеленый, бесцветный берилл при таком облучении становится бледно-коричневым. 
Известны кристаллы с зональным распределением окраски как поперек, так и вдоль оси L6. Возникновение полосчатой (поперечной) окраски, как показали исследования Матвеева, не связано с изменением состава берилла; она проявляется в виде тонких параллельных базису полосок с разными оттенками одного и того же цвета, но разной интенсивности или с несколько иными оттенками.

  • Черта отсутствует. Порошок имеет белый цвет.
  • Блеск стеклянный.
  • Отлив до жирного (смолистого). Наблюдается переливчатый блеск («кошачий глаз») и астеризм, обусловленный ориентированным расположением включений рутила, мусковита, ильменита, таблитчатого пирротина, кварца, эпидота, апатита, пирита.
  • Прозрачность. Прозрачен, полупрозрачен до непрозрачного.

Механические

  • Твердость 7,5-8. Прозрачные бериллы независимо от состава и цвета обладают большей твердостью, чем полупрозрачные и непрозрачные, что объясняется обилием в последних твердых и газово-жидких включений.
  • Плотность от 2,6 до 2,9. Отмечается прямая взаимосвязь плотностью с содержанием щелочей и с изменением светопреломления. Плотность зависит также от присутствия газово-жидких включений
  • Спайность по (0001) несовершенная до совершенной (возможно, отвечает отдельности), по (1010) несовершенная.
  • Излом раковистый и неровный.

Химические свойства

Кислоты, за исключением плавиковой, не действуют. С бурой дает прозрачное бесцветное стекло; изумруд — бледно-зеленый перл (хром). Для быстрой диагностики пользуются реакцией с хинализарином (поверхность кристаллов берилла окрашивается в синий цвет).

Берилл - диагностические признаки

Сходные минералы. Апатит, топаз, турмалин, кварц, хризоберилл, пренит, флюорит.

От апатита макроскопически отличается большей твердостью, под микроскопом — более низкими показателями преломления. Берилл в виде белых зернистых агрегатов отличается от мелкозернистого альбита отсутствием спайности, полупрозрачностью зерен и характерным жирноватым блеском. От топаза берилл отличается отсутствием совершенной спайности, от турмалина — в большинстве случаев цветом, гексагональным поперечным сечением, под микроскопом — низким двупреломлением. От сходных выделений миларита и кварца отличается более высокими показателями преломления, от кварца также большей плотностью, оптическим знаком. Природные кристаллы отличаются от искусственно выращенных микроскульптурой граней, составом минералов- включений и т. д.

Сопутствующие минеоралы. Полевой шпат, биотит, мус­ковит, кварц, топаз, турмалин, касситерит и др.

 

Изменение минерала

Под действием гидротермальных растворов корродируется, растворяется, переотлагается и замещается другими минералами. Описаны «полурастворенные кристаллы», представляющие собой хрупкие сростки тонких скелетных иголочек (остатки от растворения большого кристалла) и «обсосанные» кристаллы с конусовидными фигурами травления. Известны полости в кварце, возникшие за счет полного выщелачивания берилла. В некоторых пустотах среди агрегатов клевеландита игольчатые реликтовые кристаллы берилла покрыты кристаллами гердерита. Растворение берилла происходит предположительно при воздействии на него фтористых или щелочных растворов. Отмечено замещение индивидов берилла парами минералов: альбитом и фенакитом, фенакитом и мусковитом (или хлоритом), фенакитом и микроклином, фенакитом и ортоклазом, бертрандитом и мусковитом. В месторождении Ивеланд (Норвегия) берилл замещается бертрандитом, мусковитом и эвклазом. В Алту-ду-Гиз (Бразилия) найдены псевдоморфозы по бериллу гидротермального каолинита. В Вежна (Чехия) по бериллу развит миларит или миларит с эпидидимитом, а также бавенит или бавенит и бертрандит. Известны псевдоморфозы по бериллу бавенита и бериллийсодержащего микроклина.
При экспериментальных исследованиях в различных фторидных, фторидно-карбонатных гидротермальных системах растворение берилла сопровождается образованием кварца, бертрандита, альбита. Во фтор-карбонатноборных растворах при 500°берилл растворяется и замещается хиолитом, криолитом, топазом, фенакитом, бериллиевой фазой «X». В щелочных борных растворах берилл разлагается с образованием альбита и бромеллита; по Емельяновой и др., берилл в сопоставимых условиях замещается альбитом, нефелином и канкринитом.
При воздействии на берилл растворов NaOH разной концентрации преобладающей ново-образованной фазой является чкаловит, к второстепенным продуктам относятся бертрандит, бавенит, миларит, канкринит, тримерит, альбит, кристобалит, фенакит, бромеллит, халцедон. В зоне гипергенеза берилл устойчив.

Практическое применение

 Руда одного из наиболее лег­ких металлов — бериллия, который существенно легче алюминия; находит разносторон­нее применение в качестве легирующего металла (бериллиевые стали, материал для космических кораблей). Прозрачные цветные разности, изумрудно-зеленые и розовые, используются в качестве драгоценных камней..

Mineralmarket

Галлерея