Аквамарин

Аквамарин вместе с изумрудом и благородным бериллом относится к минералам группы берилла. Химическая формула: [Be3Al2(Si6O18)]. Цвет: бледно-голубой, небесно-голубой, зеленовато-голубой. Твердость: 7,5—8. Плотность: 2,67—2,71. Спайность: отсутствует. Кристаллы: длинностолбчатые, шестигранные призмы. Показатели преломления: 1.577 - 1.583. Двупреломление: 0,006. Дисперсия: 0,014. Плеохроизм: отчетливый от бледно-голубого, почти бесцветного, до небесно-голубого. Линии спектра поглощения: 537, 456, 427; для аквамарина-максикса: 654, 628, 615, 581, 550. Люминесценция: отсутствует. Свое название аквамарин получил за окраску: от латинского aqua marina — морская вода. Этот камень издавна считался амулетом моряков. Наиболее ценятся камни глубокого небесно-голубого цвета. Интенсивность окраски возрастает после нагревания кристалла выше температуры 400°С. Аквамарин хрупок, его легко раздавить! Окраска обычно распределена равномерно: аквамарины гораздо чаще, чем изумруды, бывают прозрачными. Хромофором здесь служит железо. В зависимости от его валентного состояния и размещения в кристаллической структуре минерала выделяются три типа аквамарина. В аквамарине первого типа голубая окраска обусловлена двухвалентным железом, замещающим алюминий в октаэдрических позициях. Аналогичная окраска в аквамаринах второго типа возникает в результате электронного взаимодействия ионов двухвалентного железа, замещающих алюминий в октаэдрических позициях, с ионами трехвалентного железа, расположенными в промежутках между алюминиевыми октаэдрами. В аквамаринах третьего типа причина окраски — электронное взаимодействие (перенос заряда) между ионами двух- и трехвалентного железа в алюминиевых октаэдрах.
Кристалл аквамарина.
Иногда в аквамарине наблюдаются тончайшие полые канальцы, вызывающие серебристо-белые световые эффекты. Если таких канальцев много в камне, отшлифованном кабошоном, можно наблюдать эффект «кошачьего глаза» или астеризм в виде шестилучевой звезды.
Месторождения аквамарина известны на всех континентах; наиболее значительные из них находятся в Бразилии (шт. Минас-Жерайс, Баия, Эспириту-Санту). Аквамарины добывают из пегматитов, часто залегающих в крупнозернистых гранитах. На Мадагаскаре многочисленные месторождения аквамарина приурочены к внутреннему нагорью. В СССР известны месторождения аквамарина на Урале и в Забайкалье. Все прочие месторождения аквамарина имеют лишь местное значение; это месторождения Австралии (Новый Южный Уэльс), Бирмы, Шри-Ланки, Индии, Кении, Мозамбика, ЮАР, Намибии, Танзании, США (шт. Колорадо, Коннектикут, Калифорния, Мэн, Северная Каролина). Большие кристаллы аквамарина встречаются сравнительно часто Самый крупный ювелирного качества кристалл был найден в 1910 г. на руднике «Марамбайя» в штате Минас-Жерайс (Бразилия). Его масса составляла 110,5 кг, длина 48,5 и поперечник 41—42 см. Из этого гигантского аквамарина было огранено множество камней. Неоднократно находили и кристаллы аквамарина массой в несколько тонн, но они всегда оказывались мутными, непрозрачными, а потому непригодными для огранки. Включения в аквамарине. Аквамарины пневматолитово-гидротермального происхождения (например, из месторождения Шерловая Гора) характеризуются большим количеством минеральных и флюидных включений. Причем кристаллы разной окраски характеризуются определенным набором включений. Иногда наблюдаются тончайшие полые канальцы, вызывающие серебристо-белые световые эффекты. Если таких канальцев много в камне, отшлифованном кабошоном, можно наблюдать эффект «кошачьего глаза» или астеризм в виде шестилучевой звезды. Практически бесцветные кристаллы аквамарина содержат многочисленные мелкие газово-жидкие первичные и первично- вторичные включения, которые имеют округлую или неправильную форму. Эти включения достаточно мелкие - 0,05-0,08 мм. Газовая фаза, как правило, темно-окрашенная, количество ее соответствует 20-35% от объема вакуоли. Твердая фаза в них, как правило, отсутствует. Температура их гомогенизации соответствует 250-270О С. Аквамарин, имеющий бледно-голубоватую окраску, содержит минеральные включения слюды, характеризующейся довольно сильным плеохроизмом (рис. 10 ). Размеры включений мусковита - от 0,3 до 0,5 мм. Кроме того, здесь же многочисленные газово-жидкие включения, имеющие удлиненную форму, размером от 1 мм до 1,5 мм. Температура их гомогенизации соответствует 310-330О С. Аквамарин голубоватого цвета характеризуется присутствием большого количества включений с бесцветной газовой фазой, составляющей 50-60% от объема вакуоли Температура их гомогенизации соответствует 180-190ОС В аквамарине голубовато-зеленого цвета наблюдались остроугольные включения вытянутой формы, содержащие твердую фазу, которые напоминают включения в аквамарине Колумбии, приведенные в работе Б. Андерсона. Наиболее высокими температурами гомогенизации характеризуются газово-жидкие включения в насыщенно голубых зонах аквамарина. Таким образом, температуры гомогенизации включений в аквамаринах разной окраски также несколько отличаются: и варьируют от 180-190 до 330-3500 С, что, по-видимому, обусловлено колебаниями температуры, давления и концентрации железа в минералообразующей среде в процессе формирования зональных кристаллов. Аквамарин из редкометальных пегматитов (Замбия, Африка) характеризуется как минеральными, так и флюидными включениями. Минеральные включения представлены единичными иглами рутила, черными пластинками гидроксидов железа. Флюидные включения, как правило, газово-жидкие удлиненной, веретенообразной формы. В слабоокрашенных аквамаринах присутствуют мелкие газово - жидкие включения неправильной формы с бесцветной газовой фазой. Соотношение фаз: Г:Ж: 30:70. Температура их гомогенизации соответствует 180-2000 С. В темно-окрашенном аквамарине наблюдаются удлиненные и трубчатые газово-жидкие включения с темно-окрашенной газовой фазой. Соотношение фаз составляет:Г:Ж:15:85. Температуры их гомогенизации находятся в пределах:360-3800С.

Месторождения аквамарина подразделяются на 4 генетических класса (таблица): пегматитовый, пневматолитово-гидротермальный, гидротермальный и россыпей

Генетическая классификация месторождений аквамарина

Пегматитовые месторождения.

Среди пегматитовых месторождений ювелирных бериллов выделяют миароловые микроклиновые (иногда микроклин - альбитовые) и бесполостные мусковит - микроклиновые пегматиты. Миароловые пегматиты, в свою очередь, подразделяют на камерные - внутригранитные, образованные из неперемещенных или малоперемещенных расплавов и содержащие единичные крупные полости - камеры, и занорышевые, залегающие в горных породах кровли гранитных плутонов, жильной формы и содержащие многочисленные, как правило, сравнительно небольшие полости.

1. Миароловые - камерные микроклиновые пегматиты

Наиболее известное из них в России находится в Восточном Забайкалье - небольшое Адун-Чолонское месторождение, которое разрабатывалось на драгоценные камни в прошлые годы. За рубежом месторождения подобного типа известны в США.
Адун-Чолонское месторождение расположено в Борзинском районе Читинской обл. Оно известно с 1829 г. и длительное время служило объектом старательских работ, проводившихся в основном с целью добычи дымчатого кварца. Попутно с кварцем извлекались аквамарины и топазы. Продуктивные пегматитовые тела связаны с гранитным плутоном, залегающим в ядре брахиантиклинальной складки среди слабометаморфизованных осадочных пород нижнего карбона (песчаники и сланцы с прослоями кварцитов). Восточная часть плутона сложена существенно микроклиновыми крупнозернистыми лейкократовыми гранитами, а западная - плагиогранитами, обогащенными цветными минералами. В сохранившихся апикальных участках в центре и на юго - западе массива распространены мелкозернистые граниты с мусковитом, турмалином и флюоритом. Камерные пегматиты сосредоточены преимущественно на востоке плутона. Форма пегматитовых тел разнообразна: штоки, линзы, жилы с раздувами и апофизами. Нередки столбообразные тела с вертикальными углами падения. По простиранию жилы и линзы прослеживаются от нескольких метров до 20 - 40 м (редко до 80 м); мощность их 0,2 - 5 м. Столбообразные тела в поперечном сечении обычно небольших размеров (диаметром 0,5 - 5 м), но по вертикали их протяженность от 10 - 15 до 35 м и более. Внутреннее строение пегматитов симметрично - зональное. От края к центру тел наблюдаются следующие зоны: аплитовидная, графическая, кварц - полевошпатовая блоковая, кварцевое ядро. Характерны минерализованные полости - камеры в центральных частях тел. Наиболее крупные из них размером до 3 м в поперечнике обычно расположены под кварцевым ядром на его контакте с кварц - полевошпатовым пегматитом блоковой структуры. Кроме главных минералов - микроклина (местами амазонита) и кварца - широко распространены биотит, зернистые и таблитчатые агрегаты альбита, светлые слюды, длиннопризматические кристаллы и лучисто - шестоватые агрегаты черного турмалина, нередко флюорит, магнетит, гематит. В незначительных количествах отмечаются циркон, касситерит, арсенопирит, пирит, ильменорутил, колумбит и другие минералы. В полостях в слюдистой глине встречаются обломки кристаллов и друз мориона, раухтопаза, горного хрусталя, микроклина, клевеландита, флюорита и реже хорошо образованные кристаллы топаза и аквамарина, ассоциирующие с гребенчатым альбитом. Прозрачные кристаллы аквамарина, добытые на Адун-Чолонском месторождении, достигали в длину 10 - 15 см и в поперечнике 3 - 4 см.

2. Миароловые - занорышевые микроклиновые пегматиты

Большинство месторождений этого типа располагается в экзоконтакте гранитных интрузивов с древними гнейсо - сланцевыми толщами и значительно реже в апикальных частях этих массивов. Состав пегматитов сравнительно простой, кварц - микроклиновый. Среди них различаются дифференцированные тела с крупными кварцевыми ядрами и неполнозональные жилы, центральная часть которых имеет блоковое или пегматоидное строение. Вокруг миарол - занорышей калиевый полевой шпат альбитизирован, слабее - в аквамаринсодержащих пегматитах и сильнее - в топазоносных. Минерализованные полости располагаются обычно в кварцевом ядре по его границе с блоковой зоной, а при отсутствии ядра - в блоковом или даже в графическом пегматите. Пример занорышевых пегматитов без кварцевых ядер - месторождения на Урале (Алабашско-Мурзинская группа) и частично в Забайкалье (Центрально-Борщовочная группа). Эти месторождения эксплуатировались в течение 100 - 150 лет до начала текущего столетия и на них добыто значительное количество ювелирного аквамарина и топаза. За рубежом к месторождениям такого типа относятся полнодифференцированные пегматиты в шт. Минас - Жерайс в Бразилии, на о. Мадагаскар и в шт. Мэн в США. Россия. На восточном склоне Среднего Урала расположены месторождения аквамарина и топаза - Алабашско-Мурзинские копи самоцветов. Эти месторождения генетически связаны с Мурзинским гранитным плутоном нижнепермского возраста, входящим в Джабык - Санарский интрузивный комплекс. Алабашско-Мурзинская группа месторождений объединяет старые аквамариновые копи - "Тысячница", "Мыльница", "Старцевская", "Голодный лог", "Двухсотенные ямы", "Кривореченская" и топазовые копи - "Крутореченская", "Тяжеловесница", "Междудорожица", "Казенница", "Мокруша". Все они размещаются в зоне западного экзоконтакта Мурзинского интрузива в 2 - 8 км от его края, вблизи деревень Нижняя Алабашка и Мурзинка. В зоне юго - западного экзоконтакта материнской гранитной интрузии располагаются Южаковские копи. Пегматитоносная полоса сложена гранито - гнейсами и биотитовыми гнейсами, содержащими прослои мраморов и амфиболитов, а также небольшие тела ультраосновных пород и многочисленные дайки гранитов - сателлитов материнского плутона. Пегматитовые жилы обычно имеют крутые углы падения и прослеживаются по простиранию на 50 - 500 м; мощность их 0,2 - 15 м, в раздувах до 25 - 60 м. В пегматитовых жилах, содержащих аквамарин, широко развиты зоны графического пегматита, в которых находятся минерализованные полости, окруженные кварц - микроклиновым агрегатом. Краевые части жил сложены пегматитом гранитной и аплитовой структуры и обогащены чешуйками мусковита. Пластинки мусковита встречаются и в центре жил среди крупнокристаллического пегматоидного агрегата микроклина и кварца. Наряду с мусковитом здесь присутствуют кристаллы черного турмалина и другие минералы. Размер миарол колеблется от очень мелких до крупных, достигающих 10 м3 (Старцевская копь). На стенки минерализованных полостей нарастают друзы кристаллов микроклина, мориона, аквамарина и гелиодора, вместе с которыми встречаются мусковит, турмалин (черный, зеленый, синевато - зеленый), иногда гребенчатый альбит. Остальное пространство заполнено обломками кристаллов, выстилавших их свод, и вязкой глиной. В последней нередко встречаются двухконечные кристаллы аквамарина со следами интенсивного разъедания. Кристаллы берилла, добытые из миарол, идеально - прозрачны, с ярким блеском. Цвет их желтый, винно-, светло- и зеленовато - желтый, иногда зеленый, очень редко синевато - зеленый и бледно - синий. Габитус кристаллов от короткостолбчатого до сильно вытянутого, длиннопризматического и обелисковидного; многие из них корродированы. Длина прозрачных кристаллов от долей сантиметра до 10 - 15 см. Известны также бездефектные индивиды, длина которых составляла 24 - 25 см, например знаменитый зеленый кристалл из копи Старцевской, добытый в 1828 г.

Пневматолитово-гидротермальные месторождения.

К этому классу относятся аквамариновые слюдисто - топаз - кварцевые грейзены в лейкократовых гранитах, иногда с олово - вольфрамовой и висмутовой минерализацией. Как известно, топаз и аквамарин - типичные минералы грейзенов. Топаз особенно широко распространен в виде лучистых кристаллов в краевых слюдисто - кварцевых грейзенах, а также вместе с кварцем входит в состав жильного выполнения. Аквамарин, как правило, начинает кристаллизоваться несколько позже топаза в качестве минерала выполнения трещин и внутрижильных полостей - занорышей. Классическим примером может служить месторождение аквамарина и гелиодора Шерловая Гора в Забайкалье. Оно было открыто в 1723 г. и долгие годы служило источником ювелирного сырья. Значительный вклад в познание геологии, минералогии и генезиса этого сложного месторождения внесли А. Е. Ферсман, А. К. Болдырев, П. П. Сущинский, О. Д. Левицкий, В. А. Аристов, В. Ф. Барабанов, Е. И. Доломанова и другие исследователи. Месторождение приурочено к гранитному массиву верхнеюрского возраста, прорывающему песчано - сланцевые породы нижнего карбона. Массив слабо эродирован: обнажены преимущественно породы эндоконтактовой фации - грейзенизированные гранит - порфиры и аплитовидные граниты. Реже наблюдаются порфировидные крупнозернистые граниты более глубинной фации. Грейзеновые тела размещаются в гранит - порфирах и аплитовидных гранитах и по минеральному составу разделяются на кварц - мусковитовые, кварц - топазовые и кварц - топаз - мусковитовые. С грейзенами местами ассоциируют кварцевые, топазовые, аквамарин - топазовые и кварц - аквамариновые жилы. По морфологии они относятся к жильным образованиям и лишь изредка залегают в виде небольших по размерам штокверков. Длина жил варьирует от нескольких метров до 100 - 200 м по простиранию. В плане и в поперечном разрезе они состоят из коротких линз - четок, соединенных друг с другом маломощными прожилками - проводниками. Местами такие четковидные жилы группируются в зоны длиной 250 м и шириной 12 - 20 м. Лучшие по качеству кристаллы добывались из полостей в кварцевом ядре; размер полостей достигал 1 м в поперечнике. В месте пересечения некоторых жил вскрыты полости, краевая часть которых сложена друзами раухтопаза, а внутренняя - заполнена красной глиной с кристаллами аквамарина длиной до 18 см и 5-6 см в поперечнике. Многие кристаллы были покрыты коркой флюоритового состава. Старыми горными выработками вскрыты две грейзеновые зоны. На глубину грейзены прослежены буровыми скважинами до 50 - 70 м. Зоны состоят из серии субпараллельных грейзеновых жил мощностью 0,2 - 3 м, выполняющих трещины с углами падения 50-60°. В одной из жил встречались гнездообразные скопления тесно сросшихся прозрачных кристаллов аквамарина длиной 5 - 7 см и более при толщине 0,5 см. Масса таких сростков достигала 15 кг. В 1954 г. в этой копи вскрыты три гнезда с аквамарином, залегающим непосредственно в грейзенизированном граните вблизи его контакта с грейзеновой оторочкой жилы. Кристаллы аквамарина плотно сцементированы голубоватой глиной.

Россыпные месторождения

Берилл относительно устойчивы к процессам выветривания и накапливается в россыпях различного типа. Наибольшее практическое значение имеют элювиальные и элювиально - делювиальные россыпи древних кор выветривания бериллоносных пегматитов, известные на Украине и очень широко распространенные в Бразилии, Африке и на о. Мадагаскар. Реже, в основном в Бразилии, встречаются аллювиальные россыпи, в которых берилл сохраняется только при сравнительно небольшом переносе. Примером могут служить известные месторождения о. Мадагаскар, Шри - Ланки и Мьянмы. В Восточной Бразилии на севере шт. Минас - Жерайс широко распространены остаточные элювиальные месторождения ювелирного берилла и турмалина, представленные сильнокаолинизированными миароловыми пегматитами. Элювиально - делювиальные россыпи в районе Оуру - Прету получили мировую славу. Здесь россыпь сложена щебенисто - глинистым материалом, в котором встречаются кристаллы горного хрусталя, дымчатого кварца, топаза, турмалина, аквамарина, рутила, циркона и изредка эвклаза.

Фотографии включений в аквамарине

Флюидные включения

Газово-жидкие включения в аквамарине Шерловой Горы (Россия)
Трёхфазные включения в аквамарине Шерловой Горы (Россия)
Аквамарин Бразилии. Установлен P-T интервал для ассоциации минералов, входящих в виде включений: кварца, эпидота, апатита, ильменита и корунда - ~360 oC and 4 Kb. (Graziani et al., 1979). Увел. 50x.
Флюидные включения в виде сети в аквамарине Бразилии. Увел. 60x. (Gübelin, Koivula, 1996).
Углекислотно-водное включение в аквамарине Бразилии. Увел.75x. (Gübelin, Koivula, 1996)
Трехфазное включение в аквамарине Бразилии. Твердая фаза представлена кварцем. Увел. 50x. (Gübelin, Koivula, 1996)

Минеральные включения

Включения слюды в аквамарине Шерловой Горы (Россия).
Ростовые каналы, параллельные оси c в аквамарине Бразилии. Увел. 35x. (Gübelin, Koivula, 1996)
Включения мусковита в аквамарине. 32x. (Gübelin, Koivula,1996).
Включение мусковита в аквамарине Шерловой Горы (Россия).