Введение 4
Глава 1. Генетические типы месторождений ювелирного кордиерита 8
Глава 2. Особенности химического состава кордиерита 13
Глава 3. Структурные особенности кордиерита 31
Глава 4. Оптические свойства кордиерита 38
Глава 5. Включения в кордиерите 42
Глава 6. Условия образования ювелирного кордиерита на Восточном Памире 50
Выводы 53
Список литературы 54
Кордиерит впервые описал французский геолог Пьер Луи Антуан Кордьер, по имени которого минерал был назван. Широко используются названия: «иолит» (употребляется, возможно, чаще, чем «кордиерит» для обозначения ювелирных разновидностей), «дихроит». Название «иолит» происходит от греческого слова ion- фиолетовый, что указывает на окраску минерала, а «дихроит» - от греческого слова dixpoos (двуцветный), что подчеркивает замечательное свойство этого минерала изменять цвет в зависимости от направления.
В химическом отношении это магнезиальный (магнезиально-железистый) алюмосиликат. Формула кордиерита - (Mg,Fe)2Al3(AlSi5O18). Внутри каркаса кордиерита кольца кремне- алюмокислородных тетраэдров вдоль оси «с» формируют каналы, которые заполняются щелочными катионами (Na, К, Cs). В позициях Mg (Fe) могут размещаться атомы Mn, Li, Со. Позиции Al могут занимать атомы Fe3+, Be, Ti. Вдобавок к щелочным катионам, адсорбируются специальные молекулы, такие как Н2О и СO2, обычно находящиеся в каналах природных кордиеритов, а также другие летучие, такие как: He, Аг, СО, N2, O2, Ne, H2S и гидрокарбонат (рис. 1).
Этот минерал кристаллизуется в ромбической сингонии, ромбо-бипирамидальном классе симметрии. Встречается в виде псевдогексагональных или призматических кристаллов, но чаще в виде зерен неправильной формы, вкрапленных в породу, или сплошных масс.
Кордиерит — отчетливо плеохроичный минерал. Направлениям наименьшего, среднего и наибольшего показателей преломления соответствуют желтоватый, светло - синий и темно - синие цвета. В направлении, параллельном ребрам призмы, цвет темно - синий, а в поперечных направлениях он желтоватый или светло - синий.
Прозрачные участки кристаллов кордиерита редко бывают крупного размера, поэтому ограненные камни обычно имеют массу 1-10 карат. При огранке для получения наибольшей густоты цвета необходимо ориентировать площадку камня под прямым углом к ребрам призмы.
Значительный интерес представляет ювелирный кордиерит, месторождения которого известны в Финляндии, Гренландии, Шри-Ланке, Мьянме, Индии, на Мадагаскаре. Несколько проявлений и месторождений ювелирного кордиерита хорошего качества известно на Восточном Памире.
В нашей стране прозрачные кордиериты были открыты в 1856 году Н.И. Кокшаровым на Среднем Урале. Позже они были найдены в Забайкалье и ряде других мест.
В Вашингтоне экспонируются ограненные кордиериты из Шри-Ланка массой 15,6 и 10,2 карат и до 9 мм диаметром из месторождения Хаддам в США, штат Коннектикут. Из кордиерита месторождений Финляндии были изготовлены наборы украшений, подаренные датской королеве Маргарет и английской принцессе Диане. Наибольший из обработанных кордиеритов - уникальный кусок кристалла ювелирного качества массой 177 г (885 карат) экспонируется в Британском музее Лондона. Кордиерит использовали также для имитации сапфира, его светло-синие камни называли водяным сапфиром, темно-синие - рысим сапфиром.
Целью данной работы является изучение особенностей химического состава, кристаллической структуры и свойств ювелирных кордиеритов. В качестве рабочего материала были взяты ювелирные кордиериты из различных месторождений.
Главными объектами исследования стали ювелирные кордиериты из месторождений Восточного Памира, а также в коллекции представлены кордиериты из Танзании и Финляндии. В целом рабочая коллекция составила 15 ограненных камней различной формы и массы:
1. 2 образца из Танзании Т-1, Т-2;
2. 10 образцов из Восточного Памира П-1, П-2, П-3, П-4, П-5;
3. 3 образца из Финляндии Ф-1, Ф-2, Ф-3
Задачи исследования:
1. Установить корреляционные зависимости между составом, параметрами решетки и показателями преломления;
2. Показать взаимосвязь геммологических характеристик ювелирных кордиеритов с особенностями их химического состава и кристаллической структуры.
Для решения поставленных задач в ходе работы использовались геммологические и минералогические методы исследования.
Геммологичекие (неразрушающие) методы:
• На геммологическом рефрактометре были измерены показатели преломления кордиеритов;
• С использованием геммологического микроскопа и бинокуляра были изучены включения.
Минералогичекие методы:
1. С помощью микрозондового анализа определили химический состав образцов, на основе результатов анализа были рассчитаны коэффициенты в формулах кордиеритов;
2. С помощью рентгенофазового анализа измерили параметры элементарной решетки и индекс искажения Δ;
3. С помощью инфракрасной и рамановской спектроскопии были оценены содержания СО2 и Н2О в каналах структуры кордиерита.
Автор выражает благодарность научному руководителю Анатолию Александровичу Золотареву за помощь в написании этой работы и предоставлении материала, Владимиру Владимировичу Шиловских за помощь при проведении микрозондового анализа, Марие Михайловне Мачевариани за помощь при проведении и интерпретации результатов рамановской спектроскопии, Ольге Геннадьевне Бубновой за помощь при проведении ИК-спектроскопии и обработке результатов, Андрею Анатольевичу Золотареву за помощь при проведении и интерпретации результатов РФА.
Рисунок 1. Структура кордиерита
Т1 и Т2 – тетраэдрические позиции 4х и 6 членных колец Al-Si-O тетраэдров.
Рисунок.
В результате геммологического изучения ювелирных кордиеритов из главных источников их поступления на рынок драгоценных камней нам удалось сделать ряд выводов:
По химическому составу все изученные кордиериты являются маложелезистыми, для изученных образцов из месторождений Таджикистана коэффициент железистости равен 5-14 %, для образцов из Танзании – 8-11 %, кордиериты из Финляндии отличаются наибольшими значениями: 23-27 %. Так же нами отмечено невысокое содержание щелочей (в частности Na) в изученных образцах. Количество летучих компонентов в кордиеритах из разных месторождений не превышает 2,1%. При этом наибольшее количество воды обнаружено в кордиеритах из Танзании, а наибольшее количество углекислого газа в кордиеритах из Таджикистана.
В структурном плане все изученные кордиериты относятся к высокоупорядоченной ромбической модификации.
Метрика решетки хорошо коррелируется с железистостью. С увеличением железистости ао и bо возрастают, а со уменьшается.
Показатели преломления не сильно отличаются для разных образцов, лишь кордиериты Финляндии дают несколько большие значения.
Все изученные образцы ювелирных кордиеритов не отличаются безупречной чистотой. Нами были обнаружены минеральные и газово-жидкие включения. Кордиериты из Финляндии характеризуются присутствием различных включений. Особенность Памирских кордиеритов в том, что газово-жидкие включения создают в них эффект кошачьего глаза.
