К ВОПРОСУ ОБ ОБРАЗОВАНИИ АКВАМАРИНА

К ВОПРОСУ ОБ ОБРАЗОВАНИИ АКВАМАРИНА

¹Елфимова Е.В., ¹Пономарева Н.И., ¹Сахаров А.Н., ²Соколов П.Б.

¹Санкт–петербургский государственный университет, С-Петербург, Россия; ²ООО “Соколов”, С-Петербург, Россия

Микроскопические исследования показали, что аквамарины характеризуются большим количеством газово-жидких и минеральных включений. Практически бесцветный аквамарин содержит многочисленные мелкие газово-жидкие включения неправильной формы, как правило, с темно-окрашенной газовой фазой, составляющей 20–35% объема включения. В светлоокрашенных кристаллах наблюдаются трубчатые газово-жидкие включения. В темно-окрашенных голубовато-зеленых аквамаринах установлены трехфазные включения остроугольной формы.

Аквамарины характеризуются разными температурами гомогенизации г-ж включений, причем наибольшие температуры характерны для темно-окрашенных кристаллов (350–380С), а наименьшие — для слабоокрашенных (180–200С).

Методы оптической спектроскопии и электронно-парамагнитного резонанса позволили выявить и исследовать центры, связанные с двух- и трехвалентным железом в различных позициях в структуре аквамарина при очень низких их концентрациях.

Оптическая спектроскопия позволяет исследовать в структуре берилла центры, связанные с двухвалентным железом в различных позициях. В результате установлено, что Fe²⁺ входит в позиции алюминия (Fe²⁺ _Al) и в интерстициальные позиции с семерным окружением (Fe²⁺_i7). С повышением давления в системе увеличивается способность к образованию твердых растворов внедрения, и Fe²⁺ будет занимать преимущественно позицию интерстиции (i7). Снижение давления способствует вхождению Fe²⁺ в позиции замещения (Al), что обусловливает образование пар Fe²⁺_Al – Fe³⁺_Al и тем самым усиление голубой окраски берилла. Исследования, проведенные на спектрофотометре СФ–46, в области 300–1100 нм в поляризованном свете, и сравнение относительных концентраций Fe²⁺_i7, Fe²⁺_Al, Fe²⁺_Al – Fe³⁺_Al в аквамаринах разных месторождений позволили сделать вывод о том, что в пневматолитово-гидротермальных месторождениях Шерловой горы его кристаллизация происходила при больших давлениях, по сравнению с пегматитами.

Спектры ЭПР позволяют судить об изменении величины рН cреды минералообразования в процессе роста кристалла путем сравнения величин расщепления _p, пропорциональных содержанию ОН-групп, а также об изменении давления в минералообразующей среде. Величина _p Fe³⁺_Al обратно пропорциональна давлению в системе. Исследования, проведенные на ЭПР-спектрометре РЭ-1301, показали, что величина _p Fe³⁺_Al нарастает от слабоокрашенных образцов (22–24 у.е. для шерловогорских, 30–38 — для замбийских) к темно-окрашенным (соответственно — 39 у.е. и 48–56 у.е.), то есть темно-окрашенные аквамарины образовывались при низком давлении, в отличие от слабоокрашенных. При этом сделан вывод о том, что аквамарины из пегматитов кристаллизовались при меньшем давлении и в более щелочной среде по сравнению с кристаллами из месторождения Шерловая Гора. Таким образом, подтверждаются выводы, сделанные по оптической спектроскопии.

На основе методов расчетной химической термодинамики оценены условия устойчивости берилла с минералами, находящимися с ним в ассоциации в месторождениях различных генетических классов. В пневматолитово-гидротермальных месторождениях рассмотрена ассоциация аквамарина с топазом, сидерофиллитом и мусковитом для температуры 500–300°С. Показано, что данная ассоциация устойчива при повышенной температуре, высокой активности железа и пониженной активности кремнекислоты. С понижением температуры, активности железа и ростом активности кремнекислоты становится устойчивой ассоциация мусковит–топаз–берилл. При этом кислотность–щелочность среды минералообразования практически не изменяется.

Для оценки устойчивости берилла в редкометально-мусковитовых пегматитах в ассоциации с турмалином, мусковитом, микроклином были построены диаграммы для 400–300С при давлении в 1 кбар. Ассоциация берилл–микроклин–мусковит–турмалин существует при температуре минералообразующей среды ниже 400 С, активности калия и железа более 10^–3, рН~5,5.

Таким образом, бериллсодержащие ассоциации формируются в довольно узком интервале рН (5–6), независимо от состава присутствующей слюды.

Работа проводится при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований: гранты 01-07-90293 и 02-05-64554.

Новые геммологические микроскопы российского производства (с демонстрацией приборов)

Ермолаев Д.Н., Качалин Д.В.

МГУ, г. Москва, Россия, gemology@geol.msu.ru

В Геммологическом Центре Московского Государственного Университета разработаны новые модели специализированных геммологических микроскопов. Приборы построены на основе двух классических схем — вертикальная модель с темнопольным освещением и горизонтальная модель для просмотра камней в иммерсионных жидкостях. Примечательно, что все детали и принадлежности приборов — российского производства.

Характеризуя качество отечественной оптики, хочется процитировать зарубежного классика геммологии: “В последние годы в продаже появилось несколько марок новых горизонтальных микроскопов. Дорогостоящие приборы этого типа некоторое время поступали из Западной Германии, однако теперь можно приобрести по более разумным ценам микроскопы английского производства. В этих приборах обычно используются оптические блоки […] русского производства (выдел. авт.), однако штативы для них изготовляются в Англии. Горизонтальные микроскопы особенно полезны при изучении ювелирных камней в иммерсии”.

Базируясь на практических рекомендациях коллег и собственном опыте, авторам удалось создать две недорогие и удобные в работе модели приборов, не уступающие по параметрам известным зарубежным аналогам, но полностью (включая расходные материалы) изготавливаемые в России. Микроскопы прошли успешную проверку в работе экспертов и учебном процессе.

• 
  стереоскопическое изображение объекта;
  
• 
  темнопольное освещение;
  
• 
  освещение проходящим светом;
  
• 
  верхнее освещение специальной лампой дневного света;
  
• 
  изменяемая интенсивность освещения;
  
• 
  дискретное увеличение от 4,6^ до100,5^;
  
• 
  возможность определения размеров объекта.
  

• 
  стереоскопический оптический блок с переменным фокусным расстоянием;
  
• 
  сменные окуляры различного увеличения;
  
• 
  измерительный окуляр с микрометрической линейкой и сеткой;
  
• 
  регулируемая подставка, снабженная восьмиканальным темнопольным осветителем;
  
• 
  осветительный блок с изменением интенсивности освещенности;
  
• 
  специальный магнитный держатель для просмотра драгоценных камней и изделий.
  

• 
  прозрачными кюветами для исследования образцов в иммерсионной жидкости;
  
• 
  поляризационной насадкой для просмотра камней в поляризованном свете (полярископ);
  
• 
  двукратным телеконвертером.
  

• 
  исследование объектов в иммерсионных жидкостях с различными показателями преломления;
  
• 
  стереоскопическое изображение объекта;
  
• 
  дискретное увеличение от 4,6^ до 100,5^;
  
• 
  различные типы освещения: проходящий, поляризованный, боковой, отраженный свет;
  
• 
  изменяемая интенсивность освещения;
  
• 
  разные углы освещения в отраженном свете;
  
• 
  возможность определения размеров включений;
  
• 
  просмотр камня под разными углами с помощью специального держателя.
  

• 
  стереоскопический оптический блок с переменным фокусным расстоянием на регулируемой подставке, со встроенными блоком питания и источником освещения;
  
• 
  сменные окуляры различного увеличения;
  
• 
  измерительный окуляр с микрометрической линейкой и сеткой;
  
• 
  сменные кюветы из оптического стекла (объем 64см³ , 2 шт.), позволяющие исследовать объект размерами до 40 мм;
  
• 
  приставка для просмотра камней в поляризованном свете (полярископ);
  
• 
  иммерсионные жидкости с показателями преломления 1,57 (50 мл) и 1,73 (50 мл);
  
• 
  специальный держатель с магнитным креплением для камней и изделий;
  
• 
  руководство по эксплуатации микроскопа.