Хризоберилл

Английское название минерала Хризоберилл - Chrysoberyl

Название от греческого " хрисос" — золото —по цвету и бериллий—-по содержанию Be. Описан хризоберилл у Плиния как разновидность берилла. Позднее название стало применяться для самостоятельного минерального вида.

Синонимы: Хризопал — chrysopal; призматический корунд, алюмоберилл — alumoberyl, заберзат — древнее русское название

Содержание

• Химический состав
• Разновидности
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Коллекционные камни
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить хризоберилл

Хризоберилл принадлежит к числу драгоценных камней, известных с давних времен. Цвет его золотисто-желтый. Огромной популярностью пользовались камни с эффектом «кошачьего глаза» — цимофаны. Первоначально так называли переливчатые разности хризоберилла, но позже кошачьим глазом стали называть и другие камни с этим эффектом — кварц, турмалины и др. Согласно Плинию Старшему, кошачий глаз называли звездовиком. В «Изборнике Святослава» этому камню приписывали магические свойства: он якобы предохранял от проказы, чесотки и т, п,, а также от алкоголя. Одна из разновидностей хризоберилла — александрит имеет изумрудно-зеленую окраску при дневном свете и фиолетово-красную при электрическом.

Формула

ВеАl₂O₄

Химический состав

Химический теоретический состав: окись бериллия (ВеО) 19,8%, гли­нозем (А1₂O₃) 80,2%; примеси: окись железа (Fe₂O₃) 3,5—6%, окись хрома (Сг₂0₃) до 0,4% (придает изум­рудно-зеленую окраску драгоценному камню александ­риту). В александритах содержится небольшое количество Cr, замещающего Аl. Аl также замещается Fe ³⁺ (до 6% Fe₂O₃). В искусственных условиях получены полные серии твердых растворов между Аl, ВеO₄ и Cr₂ВеO₄. До 50 атомов % Аl также может замещаться Fe. Высказано предположение, что Cr и Fe предпочтительнее занимают положение Аl_II, однако по данным электронного парамагнитного резонанса атомы Fe занимают положение Аl_I. В Аl₂ВеO₄ при нагревании (до 1700°) 70% атомов Аl может быть замещено V ³⁺ (параметры ячейки линейно возрастают). Предположительно 60—65% атомов Аl в искусственном хризоберилле могут замещаться Ga. Возможно, что Be замещается Fe²⁺. Ti, отмечаемый в старых анализах, вероятно, содержится в виде включений рутила.

Спектроскопически установлены Si, Mn, Zn, Со, К, Pb, V. В хризоберилле из Изумрудных копей отмечалось значительное (до 0,1%), содержание Sn. Александрит из Изумрудных копей содержит 0,0409% Ga и 0,0528% Sn, из Новелло Клаймс (Южная Родезия) —0,0283% Ga и 0,1575% Sn, из Кольсва (Швеция) — 0,0432% Ga (0,06% GaaOs) и 0,0528%Sn.

Разновидности

Александрит — alexandrite изумрудно-зеленый хризоберилл, при искусственном освещении приобретает фиолетово-красную окраску; причиной этого является избирательное пропускание сине-зеленых и красных лучей. В дневном свете, богатом сине-зелеными лучами, минерал кажется зеленым; в искусственном свете, бедном этими лучами, минерал становится фиолетово-красным. Окраска александрита обусловливается ионами Cr³⁺. Редок. Помимо Изумрудных копей, где впервые был обнаружен, встречается вместе с изумрудом в районе форта Виктории в Южной Родезии; в кварцевых жилах среди серпентинитов и в биотито-флогопитовой породе; александрит содержит 1 % Fe, 1%, Cr  0,1—0,2%, Li. Известны также редкие находки александрита в других странах, преимущественно в россыпях.

Цимофан — cymophane (Аюи, 1798) — золотисто-желтый с синеватым отливом, особенно на грани (010). Некоторые разности обнаруживают мерцание или астеризм. Красивый отлив связан с наличием ориентированных включений и полых каналов. Имеет значение как драгоценный и поделочный камень. Известен в Бирме, на Цейлоне и в других местах. Синонимы, употребляемые в ювелирном деле — кошачий глаз, хризоберилловый кошачий глаз — chrysoberyl cat’s eye, восточный кошачий глаз, индийский кошачий глаз, цейлонский кошачий глаз, звездчатый хризоберилл — asteriated chrysoberyl.

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая (псевдогексагональная). 3L₂3PC

Класс симметрии. Ромбо - бипирамидальный — mmm. Отношение осей. 1,237 : 1 : 2,124.

Кристаллическая структура

Основной мотив структуры хризоберилла, создаваемый атомами О, представляет собой близкую к гексагональной плотнейшую упаковку. Половина несколько искаженных октаэдрических пустот занята атомами Аl, одна восьмая также несколько искаженных тетраэдрических пустот — атомами Be. Имеются два сорта кристаллографически не эквивалентных атомов Аl: половина их находится в центрах инверсии (Al_I), остальные — в плоскостях симметрии (Аl_II). Структура близка к структуре шпинели. Расположение атомов в элементарной ячейке аналогично расположению их в оливине.

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы толстотаблитчатые по (100), иногда коротко- или длинно-призматические по оси с  и реже по оси а.

Двойники срастания и прорастания по (031). Сдвойникованные кристаллы хризоберилла уплощены в большей или меньшей степени но а (100). Собственно двойники редки, чаще встречаются тройники, образующие псевдогексагональные кристаллы с входящими углами или без них, и шестилучевые колесообразные сростки. Характерна вертикальная штриховка на а (100), реже на b (010).

Агрегаты. Кристаллы, иногда крупные, зерна.

Физические свойства

Оптические

• Цвет.  обычно желтый, винно-желтый или зеленовато-желтый, также спаржево-зеленый, травяно-зеленый, голубовато-зеленый, иногда бесцветный;

александрит — изумрудно-зеленый, цимофан —золотисто-желтый.

• Черта отсутствует из-за высокой твердости.
• Блеск стеклянный, иногда алмазный.
• Отлив в изломе жирный.
• Прозрачность. Прозрачен или просвечивает.

Механические

• Твердость 8,5. Хрупок.
• Плотность 3,5—3,96
• Спайность совершенная по (011), несовершенная по (010) и слабая по (100), иногда [9] спайность по (010) совершенная, по (011) не наблюдается.
• Излом раковистый или неровный.

Химические свойства

В кислотах не растворяется. Разлагается при сплавлении с бисульфатом калия.

Прочие свойства

В катодных лучах хризоберилл светится светло-вишневым цветом, александрит — ярко-красным цветом, в ультрафиолетовых лучах — александрит светло-вишневый.
Дает один максимум поглощения в ультрафиолетовой области спектра, который вызван присутствием Fe³⁺.

Температура плавления 1817°, 1855—1880° (Винчел, 1964). В системах ВеO-Аl₂O₃—Аl₂O₃ и ВеО—Аl₂O₃ хризоберилл конгруэнтно плавится при 1870°. При кислородном дутье легко сплавляется в темно-зеленый перл, состоящий из иголочек и листочков. Линейное термическое расширение 0,788% между 20 и 1000°. При 1285° обладает высоким электросопротивлением, равным 1 Мом

Искусственное получение минерала

В виде кристаллов хризоберилл получен сплавлением смеси ВеО, Аl₂Ои и СаСO₃ с избытком Н₃ВO₃ в платиновом тигле. Синтезирован при нагревании смеси BeF,, AlF₃ и В₂O₃ до белого каления в угольном тигле, при реакции гидроокислов Аl и Be В твердом состоянии, нагреванием смеси ВеО и Аl₂O₃ до температуры около 1400°.

Диагностические признаки хризоберилла

Сходные минералы. Берилл, апатит.

От берилла отличается высокой твердостью, нерастворимостью в кислотах и тугоплавкостью; под микроскопом — высоким рельефом, низким двупреломлением.

Спутники.  Берилл, фенакит, гранат, турмалин, кварц, мусковит, альбит, колумбит, кианит, ставролит, хлорит, нефелин, содалит, феррогастингсит.

 

Происхождение и нахождение

Пегматитовое (гидротермальное) в слюдяных сланцах, гнейсах, гранитах; в гранитных пег­матитах; в россыпях.

Изменение минерала

Под действием карбонатных растворов замещается доломитом и слюдой типа жильбертита. В гипергенных условиях довольно устойчив, но может замещаться каолинитом.

Месторождения хризоберилла

Сравнительно редок. Встречается главным образом в гранитных пегматитах как чистой линии, так и линии скрещения. В пегматитах чистой линии ассоциируется с кварцем, мусковитом, альбитом, бериллом, колумбитом, турмалином и др. В Кемском районе (Карелия) встречен в краевой части пегматитового тела вместе с кианитом, ставролитом, хлоритом. В Кондаковском месторождении (Якутия) наблюдался в виде включений в мусковите в сопровождении кварца. В пегматитовом поле Средней Азии хризоберилл обнаружен в ассоциации с мусковитом в кварце. Отмечен в щелочных пегматитах Мегринского района (Армения) в ассоциации с нефелином, содалитом, феррогастингситом. В Изумрудных копях (Свердловская обл.) выделения хризоберилла приурочены к реакционным зонам десилицированных пегматитов (флогопитовым и хлоритовым), реже хризоберилл встречается в центральных плагиоклазовых частях жил; он ассоциируется с изумрудом, фенакитом, флюоритом, апатитом, молибденитом, турмалином; в зонах десиликации — с маргаритом; александрит приурочен к флогопитовым зонам; совместно с фенакитом не встречается, сопровождается бериллом и изумрудом.
Хризоберилл обнаружен во многих пегматитах зарубежных стран. В Иттерби (Швеция) — в виде неправильных выделений среди полевого шпата в ассоциации с хлоритизированным биотитом и фергусонитом. В пегматитах Уэкфилда (шт. Нью-Гэмпшир, США) — с бериллом, синим турмалином, гранатом, образовался позднее берилла; в Грин-филде (шт. Нью-Йорк, США) — в пегматитах, секущих гнейс, в ассоциации с турмалином, гранатом, апатитом, полевым шпатом и мусковитом; в гранитных пегматитах около Голдена (шт. Колорадо) — в виде крупных двойников в массивном кварце и одиночных кристаллов, ассоциируется с полевым шпатом или кварцем и мусковитом; в Хартфорде (шт. Мэн) представлен двойниками, редко тройниками и одиночными кристаллами; в Хадаме (шт. Коннектикут) — с колумбитом, турмалином, ганитом, бериллом и самарскитом. В Крейгмонте (Онтарио, Канада) сопровождается корундом, скаполитом, шпинелью, молибденитом; в пегматитах Велтпина близ Сондало (Италия) встречен вместе с брукитом, анатазом, турмалином и дюмортьеритом; отмечен в пегматитах Ривердю- Пост (Квебек, Канада); в Минас-Шераис (Бразилия) — с топазом, эвклазом, бериллом, гематитом, рутилом. Обнаружен во флогопито-биотитовых породах Новелло Клаймс (Южн. Родезия) вместе с фенакитом и бериллом. Найден в пегматитах Мальгашской республики, Мадраса, Раджастана (Индия), в турмалинсодержащих аплитах близ Хельсинки (Финляндия) и в других местах.
Отмечен в своеобразных десилицированных грейзенах слюдисто-флюоритового состава на Дальнем Востоке. Наблюдался в двуслюдяных, частично альбитизированных и грейзенизированных гранитах Воет. Сибири в виде включений в плагиоклазе и микроклине.
Во флюоритизированных скарнах и карбонатитах хризоберилл находится в ассоциации с флюоритом, гранатом, везувианом, магнетитом (Казахстан, Средняя Азия).

В Нигерии установлен в кварнево-силлиманитовых жилах с кварцем, гранатом, андалузитом, касситеритом, ганитом, в Камполунго (Сен- Готард, Швейцария) — в доломитовых мраморах с корундом, в гнейсе близ Немчи (Польша) — вместе с красным андалузитом.
Встречается в россыпях р. Санарки (Челябинская обл.), в Сибири, в алмазоносных песках Южной. Родезии, Бершеа-Су в Гане, в галечниках на Цейлоне, в Бирме, Японии. Обнаружен среди кластических минералов «красковых» руд Криворожского железорудного бассейна.

Коллекционные камни

Крупные кристаллы хризоберилла встречаются довольно редко, а кристаллы хорошего качества и густого цвета — камни уникальные. Г. Банк пишет, что один из самых крупных хризобериллов массой 8 кг был зарегистрирован в 1828 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия). В России широкую известность получила уникальная друза александрита, найденная на Урале, — «Друза П. А. Кочубея» размером 25X15 см с прекрасно образованными кристаллами величиной 6X3 см, темно-зеленого цвета, но практически непрозрачными или слабопросвечивающими. Друза находится в Минералогическом музее АН СССР им. А.Е.Ферсмана. В музее Горного института в г. Санкт-Петербурга  хранятся чистые прозрачные кристаллы александрита размером 6X3 см из месторождений Урала.
Один из самых крупных хризобериллов массой 187 кар был найден в Шри-Ланке. Там же был обнаружен кошачий глаз массой 475 кар. В Смитсоновском институте г. Вашингтона хранятся серый кошачий глаз из Шри-Ланки в 1715 кар, цимофаны массой 171 кар серо-зеленого цвета, желто-зеленый хризоберилл массой 114.3 кар из Бразилии и зеленый массой 120,5 кар из Шри-Ланки, александрит массой 65,7 кар. В частных коллекциях США имеются хризоберилл массой 185 кар и цимофан массой около 300 кар. В сокровищнице английских королей находится кошачий глаз из Шри-Ланки массой 313,2 кар.
Хризобериллы встречаются в бериллоносных пегматитах шт. Минас-Жерайс (Бразилия), Шри-Ланки и Мадагаскара, США (в штатах Колорадо, Коннектикут и Мэн), а также среди флогопитовых слюдитов — аналогов грей зенов. Главный поставщик этого драгоценного минерала — Бразилия, где он добывается из аллювиальных россыпей вместе с турмалином, топазом, гранатом и др. Второе по значению место в добыче хризоберилла занимает Шри- Ланка, где драгоценные камни извлекают на юге страны из галечников. Хризоберилл здесь представлен разновидностями желтого и зеленого цвета, кошачьим глазом и александритом. Камни довольно крупные и достигают 20 кар и более. В России хризоберилл извлекали попутно при разработке месторождений изумрудов. Уральские александриты считались лучшими и являлись эталоном качества. В последние годы хризобериллы, особенно александриты и цимофаны, очень редки. В настоящее время регулярная добыча их в небольших масштабах ведется в Шри-Ланке, Индии (шт. Керала), Бразилии.

Практическое применение

При наличии достаточно значительных скоплений может добываться для получения бериллия. Красиво окрашенные и прозрачные разновидности употребляются как драгоценные камни. Возможно применение в качестве мазера.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой  не изменяется. С бурой или фосфорной солью плавится с большим трудом. С бурой образует стекло светло-изумрудного цвета.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете хризоберилл бесцветный, иногда со слабым желтоватым или зеленоватым оттенками. Плеохроичен: по Ng изумрудно-зеленый до светло-бутылочно-зеленого, по Nm светло-желтый, зеленовато-желтый до бесцветного, по Np светло-желтый, светлый зеленовато-желтый, фиолетово-красный (александрит). Двуосный (+). Плоскость оптических осей (010). 2 V и показатели преломления сильно колеблются, даже в одном кристалле (видимо, в зависимости от содержания Fe). В пирамидах нарас¬тания и отдельных зонах, 2V колеблется от 10 до 71°.