Месторождения изумрудов

Месторождения изумруда в Колумбии группируются в виде широкой полосы, пересекающей хребты Восточных Кордильер в северо-западном направлении, но общая площадь этой полосы не ясна. Самыми богатыми участками являются участки Музо в центре полосы и Чивор — на ее крайнем юге. Небольшое количество изумрудов добывалось в различных точках изумрудоносного района. Более крупными из этих точек являются месторождения Коскуэз и Пенья-Бланка к северу от Музо.
Геологическое строение колумбийских месторождений изумрудов, несмотря на интенсивную их разработку, освещено в литературе очень мало. И хотя их резкое отличие от месторождений Урала отмечалось давно, детали геологического строения месторождений были не очень ясны. В этом смысле исследования А. Беуса оказались крайне полезными. Они отчетливо показали, что главное месторождение изумрудов — район Музо — весьма специфичен. Основу района слагают нижнемеловые углисто-глинистые сланцы (формация Виллето), слабо метэморфизованные и поэтому сильно пачкающиеся. Продуктивные слои, капас-буэно (хорошие слои), практически почти не отличимы от непродуктивных (камбиадо — другие). Указывается только наличие в продуктивных сланцах альбита. По мнению А. Беуса, продуктивные слои приурочены к зонам разлома, по которым могли протекать вызывавшие минерализацию растворы.

Изумруд приурочен к кальцитовым жилкам, весьма обильным в продуктивной толще. Кроме изумруда и кальцита, в жилах встречается пирит и редко — другие минералы. Палеотемпературные измерения (по гомогенизации включений) показали, что наиболее вероятная температура образования изумруда в Музо составляет 280—380°,т. е. растворы, давшие начало месторождениям, по геологическим масштабам были не очень горячими.
Наиболее богатым в районе Музо в момент посещения его А. Беусом был карьер Текуэндама, представляющий собой крутой, почти стометровый обрыв, сложенный черной, как сажа, сланцеватой породой, пересеченной сетью тонких жилок и прожилок кальцита. Старатели работают в карьере без технического руководства, нисколько не беспокоясь о системе разработки. Во многих участках карьера возможны обвалы, угрожающие жизни горняков.
Среди добываемого камня различают эсмеральду — ювелирный камень высшего класса и морайя — изумрудная зелень — низкокачественный материал. Местные специалисты считают, что для добычи 1 карата морайя надо переработать около 1 м³ сланца, но для получения 1 карата эсмеральды нужно переработать около 12 м³ сланца.
Рудник Чивор, хорошо описанный в последние годы американцем Джонсоном, сложен такими же нижнемеловыми сланцами (формация Кокуэзо), что и Музо, но более пестрыми по составу. Глинистые черные и желтые сланцы переслаиваются с черными известняками и белыми и розовыми аргиллитами. Среди сланцев выделяются три горизонтально залегающих слоя (?) — «железные пояса», содержащие пирит или гетитовые (бурожелезняковые) псевдоморфозы по пириту.  Продуктивные слои залегают между «железными поясами» или вблизи них, удаляясь не более чем на 50 м. В продуктивных сланцах, как и в «железных поясах», отмечается присутствие альбита. Изумрудоносные жилы секут сланцы во всех иаправлениях, однако в отличие от Музо, в кальцитовых жилах ' изумруда нет. Изумруд содержат пиритовые и альбитовые жилы или жилы, в которых присутствуют эти минералы. Лучшие камни в месторождении встречаются в карманах, иногда ассоциирующих с жилами, находящимися в сланцах. Карманы могут быть полыми или выполнены альбитом, пиритом или гетитом. Лучшие камни встречались именно свободными, в пустоте. Кальцит, хотя и обычен в Чиворе, образует местами с пиритом очень красивые штуфы, но изумруд с кальцитом никогда не встречается. Джонсон отмечает, что ни изверженных пород, ни пегматитовых жил в районе месторождения Чивор нет.
Остается только сожалеть, что научных исследований изумрудных месторождений Колумбии нет. Важно здесь все — и изучение характера вмещающих пород, и выяснение причин различия между Чивором и Музо, и, конечно, поиски источников бериллия и хрома. Не верится, что Колумбия — единственный район, где встречаются такие низкотемпературные изумруды. Хорошо бы их поискать в других местах, но где — пока не ясно.

Месторождения изумрудов в России

Изумрудные копи Урала расположены несколько севернее г. Асбеста, на протяжении той же полосы ультра-базитов, с которыми связаны Баженовские асбестовые месторождения. Наиболее подробное изучение этих месторождений предпринято было в 20-х годах нынешнего века академиком А. Е. Ферсманом, который дал очень содержательное описание этих копей, впоследствии уточненное и дополненное К. А. Власовым. Ко времени начала работы А. Е. Ферсмана минералогическая природа изумруда была уже вполне изучена и уверенно доказано, что зеленый цвет изумруда связан с растворением хрома в минерале берилле. Правда, хрома здесь немного, но все-таки он есть. Именно это сочетание бериллия и хрома в одном минерале представляло тогда главную трудность в понимании происхождения этого минерала.
Как раз в начале 20-х годов в нашей стране академиком В. И. Вернадским и А. Е. Ферсманом, который был другом и учеником В. И. Вернадского, были заложены начала новой дисциплины — геохимии, рассматривающей распространенность различных элементов в разных геологических условиях. Одним из первых твердо установленных геохимических законов было то, что в природе некоторые элементы распространены строго закономерно. Так, с гранитами связаны такие элементы, как фтор, вольфрам, олово, редкие щелочи и особенно бериллий. Собственно в самих гранитных породах этих элементов очень мало, но при остывании гранитной магмы и ее кристаллизации эти элементы накапливаются в последних порциях расплава и выделяются или в пегматитовых жилах, если эти летучие вещества не могут уйти из области кристаллизации, или в измененных породах — апогранитах или грейзенах, замещая по пути своего движения ранее существовавшие минералы.
Второй группой строго специализированных элементов являются такие элементы, как никель, кобальт, платина, палладий и хром, которые теснейшим образом связаны с бедными кремнекислотой ультрабазитовыми породами.

Своеобразие изумруда заключается в этом смысле в его полной «противозаконности»: в нем сочетается бериллий — типичный элемент гранитоидов — с хромом — типичным элементом ультрабазитов.
Исследования А. Е. Ферсмана на Изумрудных копях Урала позволили показать причину такого сочетания. Он установил, что минерализация этих копей образовалась в результате внедрения относительно более молодой гранитной магмы в ранее существовавшие ультрабазитовые массивы. Гранит, который внедрился сюда, является, видимо, ответвлением от развитого к северу массива, с которым связаны многочисленные пегматитовые жилы Мурзинско-Адуйской полосы. Это может свидетельствовать о том, что гранитная магма, внедрившаяся в районе Изумрудных копей, была довольно богата летучими веществами вообще и бериллием в частности.
Предположив внедрение гранитной магмы в ультрабазиты, А. Е. Ферсман должен был здесь впервые выяснить контактную зональность, возникшую в таких контактах. Тщательное исследование ряда разрезов позволило ему определить, что в результате внедрения гранита вокруг него в ультрабазите возникает следующий реакционный ряд:

1. пегматит или гранит;
2. биотитовый слюдит (мощность до 1,5 м);
3. хлоритово-актннолитовая зона (до 1,0 м);
4. тальковый сланец (до 3 м);
5. неизмененный ультрабазит.

Три промежуточные зоны (2, 3, 4-я) возникают в результате взаимодействия гранита и ультрабазнта. Конечно, это очень грубая схема, в природе все много сложнее. Отдельные зоны делаются тоньше, а иногда и просто выпадают. Исчезает иногда и сама жила; от нее остаются только летучие вещества, создающие контактные зоны и т. д.
Если этот разрез, однако, сравнить с другими случаями контакта гранитоидов с ультрабазитами, то полное тождество всех контактных зон видно совершенно отчетливо.
Этот вопрос в той или иной мере рассматривается при описании месторождений нефрита и жадеита.
Взаимодействие гранитного расплава и ультрабазнта объясняет и необычную геохимическую ассоциацию бериллия с хромом — бериллий привнесен из гранита, а хром заимствован из ультрабазнта. Крайне интересны также наблюдения А. Е. Ферсмана по распределению минералов в контактном поле. Минералы пегматитов, такие, как берилл, апатит, флюорит, встречаются либо в зоне магматической породы, либо в слюдите. Однако в том случае, когда берилл образует кристаллы среди минералов пегматитовой жилы, они бесцветны или имеют характер аквамарина, зеленый изумрудный цвет берилл приобретает только тогда, когда он кристаллизуется среди слюдита. Интересно отметить, что на месторождении многие факторы свидетельствуют о низкой температуре образования берилла. В известной мере это сближает уральский и колумбийский типы месторождений изумруда.

Присутствие хрома только в бериллах в слюдитах однозначно показывает, что в формировании зоны слюдита участвовали как гранитный, так и ультрабазитовый материал. Менее ясен механизм этого образования. По А. Е. Ферсману, внедрившийся в ультрабазит гранитный расплав, обогащенный летучими веществами (Ферсман называет его пегматитовым), интенсивно растворял вещество ультрабазнта и активно прогревал ближайшие контакты. За счет расплава, обогащенного веществом ультрабазнта, кристаллизовалась слюда, возникла зона слюдита, внутри которой может остаться участок почти неизмененного расплава, закристаллизовавшегося в форме гранита или расплава, обедненного кремнекислотой в форме бескварцевой породы — плагиоклазита. За счет прогретых пород, в которые растворы еще привносили кремнекислоту, образовались зоны амфибола и талька.
Позднее были высказаны предположения, что контактные зоны образовались после застывания пегматитовой жилы; на жилу и на вмещающий ее ультрабазит действовали растворы, которые вызывали их перекристаллизацию и переносили вещество жилы в ультрабазит и обратно. Высказывались и очень неясные представления. Так, один молодой исследователь недавно написал, что изумрудоносные слюдиты «являются слюдитами фации грейзенов». Признаться, трудно понять отличие этого «нового» взгляда от «старого». Грейзенизация, тем более грейзены, содержащие флюорит и берилл, , обусловливаются воздействием остаточных растворов, богатых летучими, на ту или иную ранее существовавшую породу. Здесь, в Изумрудных копях, и по А. Е. Ферсману, настоящих пегматитов нет, есть только некоторые реликты гранита, обогащенные летучими, и их воздействие на ультрабазит. Так в чем же разница? Не ясно. Но всякий спор в пауке открывает новые факты и идет обычно на пользу истине, вероятно, и этот спор в конечном итоге принесет пользу.

Описание Изумрудных копей Урала, выполненное А. Е. Ферсманом, было очень интересным, четким, удивительно просто и хорошо объясняющим все стороны образования изумруда. Это описание привлекло к себе внимание исследователей, изучающих драгоценный камень за рубежом. Изумруд стали целеустремленно искать в контактах между гранитными пегматитовыми жилами и ультрабазитами. После опубликования работ А. Е. Ферсмана были открыты изумрудные месторождения в Южной Африке (ЮАР), в Зимбабве и в Индии. Все эти месторождения по генезису весьма близки к месторождению Урала.

Африканские месторождения

В Южной Африке изумруды были найдены в 1927 г. Район, где обнаружены месторождения изумрудов, расположен на южном склоне хребта Мурчисон, на слабовсхолмленной равнине, геологическую основу которой составляет древняя архейская система Свазиленд, в состав которой входит толща гранитов, гнейсов, амфиболитов и железистых кварцитов. К этой толще приурочены многочисленные пегматиты. Изумруды приурочены к слюдитам, окружающим пегматиты. Первым был открыт рудник Сомерсет, расположенный в 12 милях к восток-северо-востоку от станции Гравелот. Позднее в этом же районе были открыты рудник Кобра и рудник близ самой станции. Однако Сомерсет, видимо, до сих пор является самым крупным. Количество добытого в Африке изумруда не ясно, указывается только, что в 1936 г. здесь добыто 14081 карат изумруда.
Изумруд в Индии был определен в 1944 г. Др. X. Крукшанком по образцам, добытым сотрудником геологического управления Багчанда Сони в процессе расширения добычи слюды и берилла в военные годы. Позднее были открыты и коренные месторождения, образующие большую полосу в юго-западном Раджастане, протягивающуюся от г. Аджмира к юго-юго-западу. Наиболее крупное месторождение Кубани расположено несколько северо-восточнее этого города. Немного юго-западнее от города расположено месторождение Раджар, а еще юго-западнее, уже в районе г. Мевара, расположено несколько более мелких месторождений: Канигуман, Теки и Гум-Гура.
Все эти месторождения приурочены к сильнодислоцированной зоне в местных докембрийских отложениях, по границе между породами «системы Дели» и более древними породами «Аравали». В зоне разлома выходят отдельные участки ультрабазита и встречаются многочисленные пегматитовые жилы и жилы турмалиновых гранитов. Предполагается, что это более молодые «постделийские» образования, связанные с расположенным в этом же районе гранитом Эринпура. Крайне интересно, что с гранитом Эринпура связаны многие пегматитовые жилы, содержащие берилл.
В районе месторождений с пегматитами ассоциируют биотитовые и мусковитовые сланцы, актинолитовые и тремолитовые породы, а также тальковые сланцы. К сожалению, имеющиеся зарисовки весьма нечетки, и установить последовательность реакционных зон не удается. Отмечается, что изумруд встречается только в слюдяных сланцах. В пегматитах встречается только неокрашенный берилл. Специально отмечается большое сходство всех месторождений района.
Сильно затрудняет изучение и понимание процессов изумрудообразования в Индии выветривание, наложенное на все месторождения. Отмечается сильная каолинизация полевых шпатов и вермикулитизация биотита. Первые работы в районе велись именно для изучения ресурсов вермикулита. Количество добытых изумрудов не очень ясно; указывается, что в 1945—1947 гг. в Индии добывалось более 900 фунтов изумрудов в год. Сколько здесь было ювелирного изумруда, неизвестно. Изумруды на руднике подвергаются грубой сортировке, очищаются в кислотах и щелочах, покрываются слоем жира и поступают на аукцион в Джайпур.
Последней по времени интереснейшей находкой, хотя и имеющей только минералогическое значение, была находка в 1971 г. изумруда на Украине. Здесь среди тремолитовых и тремолит-актинолитовых сланцев — продуктов метаморфизма ультрабазитов — встречена жила хорошо дифференцированных альбитовых пегматитов. Вокруг пегматита развивается биотит-флогопитовая оторочка мощностью 15—20 см с раздувами до 30—50 см. Кристаллы ярко-зеленого изумруда размером до 1,5—2,0 см встречаются в слюдитовой оторочке. Окраска вызвана присутствием в изумруде некоторого количества хрома, определенного химически. В самих пегматитах присутствуют слабо окрашенные бериллы, содержащие, как и местный изумруд, довольно много щелочей.
Изумруд — интереснейший драгоценный камень. Особый интерес в том, что в этом минерале ассоциируют геохимически резко отличные элементы: хром — типичный элемент ультрабазита и берилл— не менее типичный элемент кислых пород. Условия, в которых возможно соединение этих геохимически несовместимых элементов, были блестяще расшифрованы А. Е. Ферсманом, и сейчас можно видеть, что многие изумрудные месторождения мира — Индия, Южная Африка, Египет и Украина, а также очень маленькое месторождение Хабахталь в Альпах, о котором не упоминалось - имеют совершенно такой же характер, как и уральские Изумрудные копи, и образовались при контактном воздействии гранита на ультрабазит.
В свете этих результатов особенно интересна природа колумбийских месторождений. Пока совершенно не ясно, откуда в эти месторождения поступали бериллий и хром и каким образом в жилах кальцита среди сланцев могли возникнуть кристаллы берилла, содержащего хром. До сих пор синтез изумруда ведется в условиях высоких температур и давлений. Для колумбийских месторождений, однако, можно предположить рост кристаллов берилла при значительно более низких параметрах. Очевидно, в этом направлении следует вести дальнейшие интенсивные исследовательские работы по синтезу изумруда.