Онтогения и качество ювелирного рубина месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.05, кандидат геолого-минералогических наук Сорокина, Елена Серафимовна

• Сорокина, Елена Серафимовна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Сорокина, Елена Серафимовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МИНЕРАЛОГИЯ КОРУНДА

1.1. Основные месторождения благородного корунда

1.2. Химический состав и структура корунда

1.3. Морфология кристаллов корунда

1.4. Природа окраски рубина

1.5. Некоторые физические свойства рубина

ГЛАВА 2. ОНТОГЕНИЯ И ПАРАГЕНЕЗИС КОРУНДА МЕСТОРОЖДЕНИЯ СНЕЖНОЕ, ТАДЖИКИСТАН (ВОСТОЧНЫЙ ПАМИР)

2.1. Геологическое строение месторождения Снежное

2.2. Минеральный состав кристаллических сланцев и скарнированных мраморов,

2.3. Текструрно-структурные особенности кристаллических сланцев и скарнированных мраморов с рубиновой минерализацией

2.4. Онтогения, некоторые физические свойства и твердофазные включения корунда

2.4.1. Генерации и зарождения корунда, особенности их роста, изменения и уничтожения

2.4.2. Природа окраски корунда и некоторые физические свойства ювелирного рубина месторождения Снежное

2.4.3. Включения в корунде месторождения Снежное

2.5. Онтогения минералов корунд-вмещающих пород месторождения Снежное

2.5.1. Особенности онтогении минералов кристаллических сланцев

2.5.2. Особенности онтогении минералов скарнированных мраморов с рубиновой минерализацией

2.6. Историко-эволюционная модель последовательности образования минералов корунд-вмещающих пород и парагенезис корунда месторождения Снежное

ГЛАВА 3. КАЧЕСТВО ЮВЕЛИРНОГО РУБИНА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

РАЗЛИЧНОЙ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ДИАГНОСТИКИ НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЬЯНМЫ, ШРИ-ЛАНКИ, ТАДЖИКИСТАНА И ТАИЛАНДА

3.1. Краткое описание геологического строения месторождений ювелирного рубина Мьянмы, Шри-Ланки и Таиланда

3.2. Особенности качества и диагностики рубинов месторождений контактово-метасоматического (скарнов) и вулканогенного типов (покровных базальтов)

3.3. Особенности диагностики рубинов, синтезированных различными методами

3.3.1. Особенности диагностики рубинов, синтезированных методом плавления в пламени

3.3.2. Особенности диагностики рубинов, синтезированных методом из раствора в расплаве (на примере камней из Института кристаллографии РАН, фирм Ramaura и Chatham)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Онтогения и качество ювелирного рубина месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии.»

Введение

Актуальность

Ювелирный рубин является вторым после алмаза наиболее важным с коммерческой точки зрения драгоценным камнем. Его высокая стоимость обусловлена редкостью нахождения кристаллов хорошего качества. Примерно в десяти из его известных месторождений присутствуют благородные корунды, пригодные для использования в ювелирной промышленности [Hughes, 1990; Walton, 2004]. На территории Российской Федерации промышленно значимые месторождения рубина пока не обнаружены.

Важной проблемой в настоящее время становится как поиск новых объектов, в том числе на территории Российской Федерации, так и расширение поисковых площадей в районах с разведанными месторождениями рубина. Для решения этой задачи необходимо расширить имеющиеся минералогические критерии на основе детального изучения влияния условий и среды минералообразования на онтогению корунда и формирование, в конечном счете, его ювелирных разновидностей на подобных объектах.

Примеры использования онтогении и парагенезиса минералов приведены во множестве работ отечественных ученых на объектах по генетическим [Юшкин, 1977; Дымков, 1966; Дымкова, 1966; Жабин, 1979; Лазько, 1957 и др.] и минералого-технологическим [Пирогов, 1985 и др.] исследованиям различных пород и руд. Однако количество работ по парагенезису рубина весьма ограничено [Okrush & Bank, 1976; Silva & Siriwardena, 1988; Кисин, 1991; Россовский, 1987; Литвиненко, 1990 и др.], а по его онтогении такие исследования никогда не проводились. Поэтому изучение как онтогении корунда и минералов корундсодержащих пород, так и парагенетических ассоциаций корунда, в связи с изменчивостью условий и среды минералообразования вызывает особый интерес, поскольку позволяет, в частности, выявлять генетические факторы, влияющие на появление его драгоценных разновидностей.

В последние годы вновь возник интерес к месторождению Снежное в Таджикистане - одному из уникальных объектов добычи рубина в Центральной Азии. Открытое еще в конце 1970-х гг., в последующие 20 лет месторождение частично отрабатывалось и изучалось его первооткрывателями: Россовским Л.Н., Дмитриевым Э.А. и др. Однако после распада СССР его отработка была остановлена более чем на 15 лет. В настоящее время работы на месторождении возобновлены [Литвиненко, 2010; Барнов, 2010 и др.] в связи с его недостаточной геолого-минералогической изученностью [Giuliani, Ohnenstetter et al., 2007].

Другой актуальной задачей как научного, так и сугубо практического значения, является оценка качества и идентификация месторождений природного рубина в россыпях и в ювелирных изделиях с использованием его кристаллофизических и кристаллохимических особенностей. Особый интерес в этом вопросе представляет кристаллосырье из месторождений Юго-Восточной Азии (Мьянма, Шри-Ланка, Таиланд и др.), откуда этот драгоценный камень поставляется последние два тысячелетия на ювелирные рынки мира. Так, традиционно наибольшим спросом пользуются и, соответственно, имеют высшую стоимость, рубины карминово-красного цвета со слегка лиловым оттенком (так называемый цвет «голубиной крови») из Могокского горнорудного района в Мьянме [Hughes, 1997; Смит, 2002 и др.]. В связи с вышесказанным необходимо дополнительно определить оптимальный комплекс недеструктивных методов отличия природных рубинов от его синтетических аналогов [Сорокина, Балицкая и др., 2009].

Цель и задачи исследования

Цель работы - изучить онтогению и качество рубина месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии.

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить влияние среды и условий минералообразования на онтогению корунда месторождения Снежное (Таджикистан, Восточный Памир) И эволюцию его парагенезисов; оценить факторы, определяющие появление рубина;

2. Выявить особенности влияния среды и условий минералообразования на месторождениях в Таджикистане, Мьянме, Шри-Ланке и Таиланде известных генетических типов на качество рубинового сырья;

3. Установить кристаллофизические и кристаллохимические свойства природного рубинового сырья, совокупность которых позволит выявить генетический тип (или само месторождение) и отличить минерал от синтетических аналогов.

Фактический материал. В диссертации приведены результаты исследований пяти лет работы с 2007 по 2011 г., к которым автор приступил будучи студентом Российского государственного геологоразведочного университета им. Серго Орджоникидзе (РГГРУ). Диссертантом исследованы образцы рубина из коллекций кафедры Геммологии (более 100 камней) и Минералогического музея РГГРУ (5 образцов), фондовый и экспозиционный материал Минералогического музея им. А.Е.Ферсмана РАН (около 300 образцов рубина), Государственного Геологического Музея им. В.И. Вернадского РАН (более 450 образцов рубина), материал из частных коллекций, любезно предоставленный коллегами из ФГУП «ВИМС» (более 50 образцов каменного материала

5

месторождений Снежное на Восточном Памире и Кучинское на Южном Урале) и собранный автором в ходе экспедиционных поездок на месторождения рубинового сырья Люк Ен в Северном Вьетнаме (около 10 кристаллов) - в совокупности около 900 природных и синтетических кристаллов, галек и образцов ограненного материала.

Методы исследования При решении вышеуказанных задач использовался комплекс минералогических методов исследования:

• измерение физических свойств (колориметрия, рефрактометрия с помощью рефрактометра «System Eickhorst», измерение плотности образцов проводилось методом гидростатического взвешивания на приборе «Sartorius Gem AC210S»);

• оптико-минералогический и петрографический анализы выполнены на бинокулярном стереоскопическом микроскопе МБС-10 с иммерсионной и поляризационной приставками System Eickhorst и на приборе ПОЛАМ Р-113 (ЛОМО);

• онтогенический анализ проведен по методике, описанной в работах Чеснокова Б.В. (1974) и ЮшкинаНЛ. (1977);

• рентгенографический фазовый анализ выполнен на рентгеновском дифрактометре X'Pert PRO (PANalitical). Условия съемки рентгенограмм: монохроматизированное СиКа- излучение (графитовый монохроматор на дифрагированном излучении), режим работы рентгеновской трубки: V = 50 kV, I = 40 Ma (X'Pert PRO), режим записи рентгенограмм непрерывный: X'Pert - шаг 0,02 град, время набора импульсов - 0,5 с (Иоспа A.B., ФГУП «ВИМС»);

• микрорентгеноспектральный и рентгенофлуоричесцентный анализы

проведены на электронном микроскопе JEOL JXA-50A с энергодисперсным спектрометром Electronic probe microanalizer и на приборе OXFORD ED2000 с тонким AI-фильтром при напряжении - 15кВ, силе тока - 994 мкА и экспозиции 200 с, условия съемки: steels, medium и very heavy elements (к. г. -м. н. Л.А. Паутов и к. г.-м. н. A.A. Агаханов, лаборатория аналитических методов исследования Музея им. А.Е. Ферсмана РАН);

• рентгеновская томография выполнена с использованием микротомографа ВТ-50-1 «Геотом» с управлением от ПК. Источник рентгеновского излучения - микрофокусный рентгеновский аппарат типа РЕЙС-15ОМ (к.г.-.м. н. Якушина О.В., ФГУП «ВИМС»);

• оптическая спектроскопия проведена на спектрометре Leica-Leitz MPV-SP в видимом диапазоне (от 380 до 800 нм) с управлением от ПК (Dr. T.Häger, Институт reo- и

геммологических материалов Гутенбергского университета г. Майнц и Институт геммологии г. Идер-Оберштайн, Германия);

• масс-спектрометрия с индукционно-связанной плазмой и лазерной абляцией (ЛА-ИСП-МС) выполнена на системе ESINWR-193 с лазерной приставкой с длиной волны 193 нм. Для исследования количественной масс-спектрометрии химических элементов в составе рубина использованы внешний (NIST SRM 612 (50 ппм)) и внутренний (NIST SRM 610 (500 ппм)) стандартные образцы (Dr. D. Е Jakob, Институт reo- и геммологических материалов Гутенбергского университета г. Майнц и Институт геммологии г. Идер-Оберштайн, Германия);

• фото- и рентгенолюминесцентный анализ в видимом диапазоне проводился с использованием УФ-ламп System Eickhorst MULTISPEC (254 нм и 366 нм - длины волн излучения). Измерение спектров выполнено на микроспектрофотометре МСФУ-К (JIOMO) с азотным лазером ЛГИ-505 (длина волны излучения 337,1 нм) и системой регистрации в стандарте КАМАК, и установке с генератором ИРИС-Зм, монохроматором МДР-23 и управлением от ПК с компьютерным построением кривых (Рассулов В.А. и к. г.-м. н. Морошкин В .В., ФГУП «ВИМС»; Dr. М. Gaft, Израиль);

• фотодокументация образцов рубина проведена с помощью бинокулярного стереоскопического микроскопа Leica Wild Heerbrugg и фоторегистрирующей насадки Nikon Coolpix 4500, и фотоаппаратом Canon IXUS 50.

Научная новизна работы

1. Впервые изучены онтогения корунда и минералов корунд-содержащих пород месторождения Снежное, на основании которой построена эволюционная модель кристаллизации минералов; выделены генерации корунда месторождения Снежное, исследована эволюция их кристаллохимии и кристалломорфологии на различных уровнях минеральной организации; получены спектры поглощения и фотолюминесценции корунда; определена зависимость изменения окраски различных генераций корунда от эволюции его кристаллохимии;

2. Изучены условия минералообразования рубина месторождения Снежное; выявлена их взаимосвязь с эволюцией парагенетических ассоциаций корунда; расширена ассоциация корунда с учетом Маргарита, не описанного предыдущими исследователями;

3. Для каждого генетического типа месторождений определены типоморфные признаки рубина; диагностированы твердофазные включения ортита и ильменита в рубинах из Таджикистана (Снежное) и Мьянмы (Могок) соответственно;

4. Впервые проведено изучение синтетических раствор-расплавных рубинов методом рентгеновской томографии. На основании полученных данных идентифицированы включения в них;

5. Впервые наблюдалась зеленая фотолюминесценция рубинов, синтезированных методом из раствора в расплаве.

Практическая значимость работы

1. Разработаны принципы оценки рубинового сырья (на примере контактово-метасоматического и вулканогенного типов месторождений Мьянмы, Шри-Ланки, Таиланда и Таджикистана), позволяющие прогнозировать его качество в зависимости от генетического типа месторождения;

2. Полученные данные кристаллофизических и кристаллохимических свойств рубина использованы для идентификации генетического типа (в отдельных случаях непосредственно самого месторождения), они также позволяют отличать самоцвет от синтетических аналогов.

Личный вклад. Автор участвовал в экспедиционных поездках на месторождения рубина в Северном Вьетнаме, в результате чего был собран каменный материал, описанный в первой главе диссертации. Практически все анализы и интерпретация их результатов выполнены автором самостоятельно или при участии специалистов. Автором проведена диагностика и сортировка некоторых образцов рубина коллекции Музея им. В.И. Вернадского РАН методами оптической микроскопии, проведены предварительные исследования по привязке образцов рубина из фондового материала Музея им. А.Е. Ферсмана РАН к определенным месторождениям.

Апробация работы проведена на 10 конференциях и совещаниях: Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (2008 г., г.Москва), Годичном собрании Российского минералогического общества «Онтогения минералов и ее значение для решения геологических прикладных и научных задач» (2009 г., г.Санкт-Петербург), Международной конференции, посвященной 250-летию Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского «Современная геология: история, теория, практика» (2009 г., г. Москва), 6-й Международной научной школе молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (2009 г., г. Москва), 2-ой и 3-ей Научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых» (2009 и 2011 гг., г. Москва), 21-й Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.И. Смирнова «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных ископаемых» (2010 г., г. Москва),

8

Международном совещании «Плаксинские чтения - 2010» (2010 г., г. Казань), 20-м собрании Международной минералогической ассоциации IMA 2010 (2010 г., г.Будапешт, Венгрия), 5-м Международном симпозиуме Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010» (2010 г., г. Ханой, Вьетнам). По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 2 - в реферируемых журналах.

Автор глубоко признателен своему первому научному руководителю к.г.-м.н. Балщкой О.В., чьи поддержка и консультации помогали процессу становления исследовательского мировоззрения. Особую благодарность хотелось бы выразить научному руководителю д.г.-м.н. Ожогиной Е.Г. за создание благоприятной атмосферы для научных исследований, помощь в проведении подавляющего количества анализов, советы и содействие, которое оказывалось в течение всего времени учебы в аспирантуре, проф. д. г.-м. н. Пирогову Б.И - за бесценные консультации и методические указания, которые помогли автору в изложении части диссертационного материала. Автор благодарен коллегам за любезно предоставленный каменный материал: нынешним и бывшим сотрудникам ФГУП «БИМС», заведующей Кафедрой геммологии проф.Солодовой Ю.П. и руководителю Минералогического Музея к.г.-м.н Должанской Т.Ю. (РГГРУ), главным хранителям кандидатам г.-м.н. Кандинову М.Н. (Музей им. В.И.Вернадского РАН) и Генералову М.Е. (Музей им. Ферсмана РАН).

Автор благодарен всем коллегам, принимавшим участие в аналитических исследованиях образцов рубина и корунд-содержащих пород. За финансовую помощь в осуществлении экспедиционной поездки в Северный Вьетнам, научно-исследовательский визит в Германию с возможностью проведения аналитических исследований, и подробные консультации по теме работы диссертант выражает признательность декану Института гео- и геммологических материалов Гутенбергского университета г. Майнц и Геммологического института г. Идер-Оберштайн (Германия) prof. W.Hofmeister.

Диссертант искренне благодарен за поддержку, обсуждение, полезные замечания по теме работы и теплое отношение в процессе ее написания своим российским и зарубежным коллегам: руководству и сотрудникам ФГУП «ВИМС» (к. ф.-м. н. Рогожину

A.A., д. г.-м. н. Кузьмину В.И., к. геогр.н. Орловой НИ, к.г.-м. н. Соколову C.B., Астаховой Ю.М., Мартыновой Т.А., Кривощекову H.H. и другим); коллективу Музея им.

B.ИВернадского РАН и сотрудникам кафедры геммологии РГГРУ (Хомрач М.В. и др.); коллегам из Гюбелинской лаборатории (Швейцария) и Академии наук и технологий г. Ханой (Вьетнам), Университета г. Бангкок (Таиланд) и другим специалистам, принимавшим участие в обсуждении данной работы.

Защищаемые положения

1. На основе кристаллохимический исследований корунда установлена эволюция среды минералообразования месторождения Снежное, выраженная в особенностях онтогении минерала. Она отразилась на изменении содержания элементов-примесей хрома, титана, ванадия, железа и галлия в химическом составе и морфологии кристаллов от удлиненно-призматического до уплощенно-призматического облика в трех зарождениях первой генерации (приуроченных к кристаллическим сланцам) и второй генерации корунда (ювелирный рубин, локализованный в скарнированных мраморах).

2. Геохимическая эволюция минералообразующей среды на месторождении Снежное определила изменчивость парагенетических ассоциаций и, как следствие, ювелирных качеств корунда. Среднее и высокое качество корунда II (рубина) связано с его кристаллизацией в ассоциации с кальцитом II и фукситом. Образование этой парагенетической ассоциации проходило в системе ЭЮг - АЬОз - СаО (при инертном алюминии) с увеличением содержания кальция и уменьшением количества кремнезема.

3. Типоморфными особенностями рубинов месторождений Юго-Восточной (Мьянма и Шри-Ланка) и Центральной (Таджикистан) Азии контактово-метасоматического генезиса является незначительное содержание железа, красная фотолюминесценция, наличие определенных твердофазных включений, среднее и высокое качество кристаллосырья. Для рубинов месторождений Юго-Восточной Азии (Таиланд) вулканогенного генезиса характерно присутствие значительного количества железа, отсутствие фотолюминесценции и твердофазных включений, низкое качество сырья. Природные рубины отличаются от синтетических аналогов отсутствием галлия. Рубины, полученные различными методами, можно распознавать по химическому составу, особенностям внутреннего строения и фотолюминесценции.

1. [Минералогия корунда

По существующей минералогической классификации корунд относится к классу

простых оксидов и является единственной природной модификацией глинозёма. Корундом принято называть непрозрачное или полупрозрачное кристаллосыръе различных цветов и оттенков [Бетехтин, 1965]. Разновидностями прозрачных драгоценных корундов являются [Винчел и др., 1953]:

1. Рубин красного цвета;

2. Сапфир всех цветов и оттенков (в том числе бесцветный - лейкосапфир), кроме красного.

1.1. Основные месторождения благородного корунда

Благородный корунд встречается как в коренных месторождениях, где связан с различными типами пород, обедненных кремнеземом и обогащенных глиноземом: мраморах (рис. 2, 3), гнейсах, мафических и ультрамафических породах, сиенитах, дисилицированных пегматитах, базальтах, скарнах и других, - так и во вторичных (россыпных), образованных за счет разрушения этих пород (рис. 1) [Hughes, 1997; Киевленко, 2001].

Геодинамическая позиция всех коренных месторождений ювелирного корунда в мире связана с зонами коллизии, субдукции и рифтогенными областями [58, 59, 84]. Месторождения ювелирного корунда формировались в три главных периода:

1. Пан-африканский орогенный период (750 - 450 млн. лет). Образование месторождений районов Восточной Африки и Юго-восточной Азии в процессе коллизии между западной и восточной частями Гондваны [Kroner, 1984],

Рис. 1. Окатанная галька корунда массой 1,5 кг. Рубин-шпинелевое аллювиальное месторождение, шахта Truc Lau, 51 км от Yen Bai, Северный Вьетнам.

2. Гималайский орогенный период (45 -5 млн. лет). Формирование месторождений в метаморфических блоках Центральной и Юго-Восточной Азии (Индо-азиатский коллизионный период) [Garnier at al„ 2006а];

3. Рифтогенный период (65 - 1 млн. лет). Ювелирный корунд локализуется в виде ксенокристаллов в щелочных базальтах месторождений Юго-восточной Азии, Австралии и др.

Рис. 2. Кристалл рубина в мраморной матрице. Шахта May Thuong, 40 км от Luc Yen, Северный Вьетнам

рубиноносные, рубин-сапфироносиые

сапфироносные и

корундоносныс районы:

- в базальтах и лапрофирах

- в пегматитах

- в мраморах и гнейсах -в плагиоклазитах

- возраст вторичных/ коренных корундоносных пород

Рис. 3. Рубиноносные, рубин-сапфироносные, сапфироносные и корундоносные районы мира по Е.П.Мельникову, М.А.Викторову (2002)

1.2. Химический состав и структура корунда

Минеральный вид корунд а-АЬОз кристаллизуется в тригональной сингонии в

дитригонально-скаленоэдрическом классе, пространственная группа R.3c(D^). а = 4/7540Ä,

с = 12,9900А, Z = 6, Vc = 254.25 Ä3, количество атомных позиций на полную ячейку P/U = 30. [б, 36].

Кристаллическая структура корунда впервые была определена Pauling & Hendricks (1925). Основу его структуры составляют атомы кислорода. Атомы слагают структуру по принципу плотнейшей гексагональной упаковки (с повторной укладкой в каждом третьем слое). Меньшие по размеру ионы алюминия локализованы в 2/3 доли от общего количества октаэдрических пустот между плотноупакованными ионами кислорода. Остальные 1/3 части пустот вакантны (рис. 4) [Балицкий, Лисицына, 1984].

Таблица 1.

Позиции атомов в кристалле корунда [36]

п/п х/а у/Ь z/c ВО) Заселенность

1 0.0000 0.0000 0.0000 0.3523 А!

2 0.3064 0.0000 0.2500 0.0000 О

А1-0 октаэдры принадлежат циклической группе симметрии СзУ. Расстояние между атомами в паре А1-0 составляется 3x1,696 А и 3x1,856 А [МсОиге, 1962]. Они связаны общей плоскостью, параллельной [0001]. Атом алюминия находится только в одном октаэдре и незначительно смещен с его середины (рис. 4, табл. 1).

Рис. 4. Кристаллическая структура корунда: а) проекция по оси с; б) проекция перпендикулярно оси с; в) координаты атомов в парах А1-0 и Сг-О. Рис. гхо [37].

1.3. Морфология кристаллов корунда

Характерными формами нахождения корунда в природе являются кристаллы и мелкозернистые агрегаты. Корунд образует кристаллы ромбоэдрического или пирамидально-ромбоэдрического, призматического или пирамидального габитуса бочонкообразной формы [85; 99, 101]. По различным источникам установлено более 75 простых форм кристаллов корунда, наиболее распространёнными из них являются 6-8 форм (табл. 2).

Таблица 2.

Простые формы, значение углов между осью с и гранью кристалла корунда

Простая форма Ьк1* Угол между осью с и гранью

Пинакоид с (0001) 90°

Гексагональная призма а (1120) 0°

Положительный ромбоэдр г (1011) 2,4°

Отрицательный ромбоэдр й (0112) 51,8°

Отрицательный ромбоэдр У (0115) 72,5°

п (2243) 28,8°

м> (1121) 20,1°

Гексагональная V (4483) 15,4°

дипирамида 2 (2241) 10,4°

V (4481) 5,2°

со (14 14 28 3) 4,5°

Таблица 3.

Значения углов между гранями кристалла корунда

Грань Угол между гранями (ср)

ГЛГ ' 93,9°

аАа' 60,0°

58,9°

56,0°

пАп' 52,0°

гАп 26,0°

йАп 32,0°

ГАс1 47,0°

Кристаллический облик корунда различный. Согласно работе [56] наиболее распространены кристаллы двух видов (рис. 5). Для первого вида характерно наличие большой грани пинакоида с в сочетании с шестью гранями призмы т и шестью гранями положительного ромбоэдра г. Для другого вида - двенадцать граней пирамиды со (по шесть сверху и снизу), которые образуют экваториальный поясок. Грани со иногда являются

15

наиболее четкими, в то время как другие грани выражены слабо или отсутствуют. Кристаллы

первого вида типичны для рубина, кристаллы второго — для сапфира.

Рис. 5. Кристалломорфология красного корунда: а) удлиненно-призматические кристаллы бочонкообразного облика. Северный Вьетнам, провинция Yen Bai; б) дипирамидальные кристаллы, Гвинея; в) призматические кристаллы (0,8x0,5x0,5 см - нижний, 0,6x0,5x0,2 см -верхний), Шри-Ланка; г) удлиненно-призматические кристаллы (3,5x3x2 см), США, шт.Северная Каролина; д) пинакоидальный кристалл (1,5x1,5x0,9 см), Трансвааль; е) ромбоэдрический кристалл, Трансвааль б) - е) - образцы корунда ММ имени А.Е. Ферсмана РАН.

Рис. 6. а) Двойник кристаллов корунда с плоскостью симметрии и двойникования, параллельной грани с; б) двойник кристаллов корунда с плоскостю двойникования, параллельной грани с; в), г) двойник корунда с плоскость двойникования, параллельной грани г: д) грань с кристалла корунда со штриховкой в направлении, параллельном грани а и /'; е) грань а кристалла корунда со штриховкой в направлении, параллельном грани с. д), е) - Образец корунда из Индии, коллекция ГТМ имени Вернадского РАН. * - Рисунок по [107].

Для природного корунда типично двойникование параллельно грани cur (рис. 6) . Однако совместное нахождение сростков по двум законам сравнительно редкое явление [Spencer, 1927]. Плоскости полисинтетического двойникования в природных корундах часто

проходят в 2-х направлениях параллельно грани г [90, 92]. Макраскопически они выглядят как штриховка на грани сна (рис. 6). Морфологически такой кристалл отличается отсутствием плоскостей симметрии сростков. На грани с дополнительно могут наблюдаться плоскости полисинтетического двойникования в виде штриховки, параллельные грани а. Помимо плоскостей двойникования, на грани с могут наблюдаться плоскости роста.

Кристаллы корунда лишены спайности. У них присутствует отдельность в направлении трех структурных плоскостей, параллельных граням с, г я а [90, 92]. Отдельность, параллельная граням г я а, описана по экспериментальным данным как структурное качество корундового материала при высоких температурах и/или давлениях [78, 105] (рис. 7). Исследования рентгенографическим фазовым и микрорентгеноспектральным анализами показали, что в кристаллах корунда с отдельностью в направлении грани г, параллельно к этой плоскости, локализуются тонкие иглы бемита (у-А100Н) [White, 1979]. Отдельность по ромбоэдру молено наблюдать только с включениями игл бемита.

Рис. 7. Отдельность корунда по гексагональной призме и пинакоиду по 8сЬеир1ет & в^Ьэ, (1960).

1.4. Природа окраски рубина

Окраска (цвет) минерала - это результат избирательного поглощения света

определенных длин волн. Окраска ювелирных разновидностей корунда, в частности рубина, относится к аллохроматическому типу, то есть вызнанному наличием в химическом составе собственных элементов-«примесей» [Рид, 2003].

Окрашенный преимущественно хромом корунд называется рубином. Атом Сг

О I

изоморфно замещает в структуре корунда позицию атома А1 . Ионы хрома превышают по размерам ионы алюминия и деформируют кристаллическую структуру. В видимой области оптического спектра рубина проявляются две интенсивные широкие полосы поглощения с

18

максимумами около 410 и 555 нм, обусловленные разрешенными по спину электронными переходами 4Аг — 4Тг и 4Аг —* 4Т| в ионах Сг3+ [Марфунин, 1974]. Цвет рубина определяется двумя «окнами» пропускания в красной и синей областях спектра, в результате смешения которых он приобретает пурпурно-красную окраску различных оттенков [43, 93, 95]. Помимо этого рубин обладает способностью как поглощать, так и излучать свет аналогичных длин волн [Рид, 2003].

В процессе синтеза корундового материала замещение атомов алюминия начинается при содержании примеси СггОд не менее 2 масс.% [Балицкий B.C., Лисицына, 1984 и др.]. В природных кристаллах подобное замещение происходит при меньших содержаниях (до 0,5 масс.% Сг20з). Природный корунд обладает относительно невысокой изоморфной ёмкостью (1 масс.% для моно- и 2 - 2,5 масс.% для полипримесных компонентов), но есть исключения. В корундах массива Рай-Из (Полярный Урал) содержание СггОз достигает 3,72 масс.%, благодаря чему корунд приобретает разные оттенки красного: от яркого до тёмного [Кисин, 1991] (рис. 8).

Рис. 8. Кристалл хром-окрашенного корунда (4,3x5,6 см) из массива Рай-Из, Полярный Урал. Корундовый плагиоклазит, коллекция ГГМ имени Вернадского РАН.

В природных рубинах наряду с примесью хрома может находиться также железо, титан и ванадий в различных количествах (Ре2-/ , V ). Наличие ванадия несколько

усиливает окраску рубина. Природные корунды с отношением У3+/Сг3+ > 1 приобретают так называемый «александритовый эффект» - способность менять окраску в зависимости от освещения. Корунды с отчетливым содержанием Сг3+ и дополнительными содержаниями Ре3" и Т14г принимают темно-красный или фиолетовый цвет соответственно [3, 97, 106]. Глубина окраски красных корундов сильно варьирует. Одними из наиболее ценных являются рубины красного цвета со слегка лиловым оттенком (цвет «голубиной крови»), Светло-

красные камни с незначительным содержанием примеси хрома называются розовыми сапфирами. Четкая граница между ними отсутствует [Смит, 2002].

1.5. Некоторые физические свойства рубина

Твёрдость корунда по десятибалльной шкале Мооса равна 9.[Бетехтин, 2008]. Твердость по Виккерсу (микротвёрдость) перпендикулярно грани с составляет 2097 - 2598

9 2

кг/мм при нагрузке 100 г и экспозиции 10 с, перпендикулярно грани г 2341 - 2598 кг/мм при нагрузке 100 г и экспозиции 10 с [Янг, Миллман, 1986] (для синтетических аналогов

? 3 3

2108 кг/мм ). Расчетная плотность р = 3.99 г/см . Молярный объем Ут = 25.52 см /моль. Линейный коэффициент поглощения ц = 124.360 1/см [36].

Корунд оптически одноосный. Иногда в кристаллах корунда наблюдается аномальная двуосность, обусловленная наличием плоскостей двойникования параллельно грани положительного ромбоэдра [Ьаэаик, 1885]. Показатель преломления для обыкновенного луча колеблется в пределах 1,768 - 1,778, для необыкновенного -1,760 - 1,770. Сила двулучепреломления составляет 0,0081. Дисперсия для интервала В - в равна 0,018 [Смит, 2002]. Рубин обладает сильным плеохроизмом. Кристаллы, ориентированные параллельно оси с, имеют желтовато-красный цвет, вертикально оси с - красновато-фиолетовый. Эффект плеохроизма рубина обусловлен понижением симметрии кристаллического поля иопов Сг

4 4

до тригональной, вследствие чего электронные уровни Аг и А] расщепляются на две компоненты каждый. Таким образом, в поляризованных спектрах появляются две полосы поглощения в области перехода —* 4Тг и две полосы в области перехода —> 4Т] [Платонов, Таран, 1984].

Корунд, активированный атомами Сг3+, обладает отчетливой красной люминесценцией различной степени интенсивности. Красное свечение рубина обусловлено взаимодействием в парах обменно-связанных друг с другом ионов хрома. В спектрах его фотолюминесценции наблюдаются две главные 11-линии с максимумами 692 и 694 им, и несколько слабых Ы-линий в более длинноволновой области спектра [Таращан, 1978 и др.]. Некоторые исследователи дополнительно выделяют Б-линии ионов хрома в области 650 -680 нм [Соломонов, Михайлов и др., 1996]. Также недостаточно исследованы свойства люминесценции корунда, активированного ванадием и титаном [Никифоров, 1998]. По данным некоторых авторов [54, 102 и др.], в видимой части спектра люминесценции таких корундов могут наблюдаться широкие полосы П3+ в области 600 - 860 нм с максимумом около 720 - 740 нм, соответствующие переходу 2Е —► 2Т2; в ближней инфракрасной части -

ч* 2+ 2

дублетный центр V с максимумами около 855 и 856 нм, соответствующие переходу Е

4а2.

б.*

в.*

Рис. 9. а) кабошонированный рубин (0,6x0,6 см) с эффектом астеризма, коллекция ММ имени А.Е.Ферсмана РАН; схема хода световых лучей, обусловливающих астеризм: б) формирование светового конуса при дифракции луча 0) на поверхности микровключения округлого сечения (ф; в) формирование трех световых конусов при дифракции луча (¡) на поверхности микровключений, ориентированных в трех направлениях по [37].

В корундах может наблюдаться эффект астеризма в виде 6-ти и 12-ти лучевой звезды (месторождения корунда в Таиланде, Шри-Ланке, Индии и др.). Природа эффекта обусловлена дифракцией световых лучей, проходящих через кристалл рубина с локализованными в нем микровключениями определенно расположенных иголок рутила (рис. 9). Толщина микровключений может быть соизмерима с длиной волны света.Иглы рутила внутри кристалла образуют три системы. Внутри каждой системы иголки взаимно параллельны, сами системы ориентированы под углом 60° относительно друг друга и параллельны грани пинакоида кристалла корунда. Каждая система формирует внутри кристалла один световой конус, который на поверхности создаёт одну световую полосу. Три системы, соответственно, создают три полосы, образующие при пересечении в одной точке эффект 6-ти лучевой звезды [37].

2. Онтогения и парагенезис корунда месторождения Снежное, Таджикистан (Восточный Памир)

Основы онтогении минералов (учении о генезисе и эволюции минеральных индивидов и агрегатов) были разработаны в 1960-х гг. проф. Д.П. Григорьевым. В своей первой книге по онтогении минералов он писал: «Все особенности минералов - их химический состав, структура, морфология, физические и химические свойства, парагенезисы, распространение в природе - обуславливаются их генезисом... Поскольку же минералы слагают все руды и горные породы, генетические представления минералогии играют большую роль в сопредельных геологических науках. В частности, важным в познании генезиса любого полезного ископаемого является установление генезиса его составных частей - минералов, слагающих руды и все другие полезные ископаемые» [Григорьев, 1961 г.].

В онтогеническом анализе главной целью являются исторические реконструкции, основанные на фундаментальных эволюционных закономерностях минералогенеза:

а) закон прохождения минерала через этапы зарождения, роста, изменения и разрушения;

б) закон наследования минералами структурных особенностей минералогенетических систем и особенностей минералов-предшественников [Юшкин, 1985].

Филогения минералов - наука о процессах генезиса минеральных видов и образования парагенезисов (физико-химические условия возникновения видов и парагенезисов, причины кристаллизации, термобарогеохимия, изоморфизм, типоморфизм, типохимизм и так далее) [Григорьев, 1961]. Эта наука неразрывно связана с онтогенией. Если онтогенез представляет собой историю развития минерального индивида или агрегата с момента его зарождения до уничтожения, то филогенез является, по сути, историей возникновения минералов как химически или кристаллохимически индивидуализированных соединений и их сопротивления изменению среды (стабильность, процессы автоизменения и исчезновения) [Дымков, 1973]. Онтогения и филогения минералов являются составной частью генетической минералогии [Ферсман, 1912] - системы знаний о происхождении, условиях образования, изменения минералов и минеральных ассоциаций, состоящей из отдельных направлений (рис. 10) и входящей в более крупную систему - общую минералогию [Дымков, 1985].

Рис. 10. Естественная структура генетической минералогии по данным различных авторов согласно интерпретации Ю.М. Дымкова (1985).

Согласно работе Д.П. Григорьева (1961) онтогения и филогения минералов (эволюция и история минералов по Н.П. Юшкину и А.Г. Жабину (1978) или онтогения, физикохимия и парагенезис по А.И. Гинзбургу (1983)) являются, по сути, следствием взаимодействия минерала и среды (рис. 10). Поэтому практика использования онтогенического и парагенетического анализов в процессе исследования драгоценных камней крайне важна для решения как научных:

•S исследование генетической природы и влияния среды на формирование минерала, предопределяющие конституцию и, следовательно, форму (кристалломорфологию), цвет и качество (кристаллофизику и кристаллохимию), размерность, т.е. те параметры, которые традиционно используются в геммологической оценке стоимости драгоценного камня; так и reo лого-практических вопросов:

•S поиск драгоценных камней с заданными параметрами в конкретной геологической обстановке.

Примеры использования онтогении и парагенезиса (филогении) приведены во множестве работ отечественных ученых на реальных объектах по генетическим [Юшкин, 1977; Дымков, 1966; Дымкова, 1966; Жабин, 1979; Лазько, 1957 и др.] и минералого-технологическим [Пирогов, 1985 и др.] исследованиям различных пород и руд. В то время как количество работ по парагенезису рубина весьма ограничено [Okrush & Bank, 1976; Silva & Siriwardena, 1988; Кисин, 1991; Россовский, 1987; Литвиненко, 1990 и др.], а по его онтогении такие исследования не проводились вообще. В связи с этим особый интерес

23

представляется в изучении онтогении корунда и минералов корунд-содержащих пород, а также парагенетических ассоциаций корунда, возникновение которых обусловлено изменчивостью среды минералообразования. Подобные исследования, в частности, позволят выявлять генетические факторы, влияющие на появление его драгоценной разновидности — рубина на участке Снежное.

Таким образом, исследование онтогении корунда и минералов корунд-несущих пород (кристаллических сланцев и скарнированных мраморов), и парагенезиса (филогении) корунда участка Снежное проведено нами впервые.

2.1. Геологическое строение месторождения Снежное

Месторождение Снежное на Восточном Памире, расположенное вдоль области развития самоцветоностного Кукурстского пегматитового узла, является одним из уникальных объектов добычи ювелирного рубина в Центральной Азии. Открытое еще в конце 1970-х гг., месторождение изучалось в последующие 20 лет советскими геологами Скригителем A.M., Россовским JI.H., Дмитриевым Э.А., Ишанг-Шо Г.А., Свиридом C.B., Ананьевым С.А., Литвиненко А.К., Крыловой Г.И. и другими. Однако после распада СССР отработка месторождения была прекращена более чем на 15 лет. В настоящее время возобновлены как новые производственные работы (экспедицией «Чамаст» - бывшая экспедиция «Памиркварцсамоцветы») и научные исследования [Барнов Н.Г., 2010 и др.], осуществляемые в виду недостаточной изученности ряда геолого-минералогических вопросов образования корунда [Giuliani, Ohnenstetter et al., 2007].

Месторождение Снежное локализовано в Мургабском районе Горного Бадахшана в 25

км южнее поселка Рангкуль. Оно приурочено к восточной части Музколь-Рангкульского

антиклинория (выступа докембрийского фундамента [Россовский, 1987]) в пределах

Кукуртской антиклинальной складки, осложняющей южное крыло Шатпутской

антиклинали. Ядерная часть Кукуртской складки характеризуется развитием гранито-

гнейсов PR(?) Зарбулюкского комплекса, окруженных гнейсами и кристаллическими

сланцами (белеутинская свита), кальцитовыми и доломитовыми мраморами

(сарыджилгинская свита), кварцитами и кварцитовидными песчаниками (бурулюкская свита)

Музкольского метаморфического комплекса нижнего протерозоя. К восточной части складки

примыкает массив лейкократовых гранитов мел-палеогенового возраста Шатпурского

интрузивного комплекса. Южная часть складки срезана региональным Музкольским

разломом, отделяющим докембрийские образования от осадочных пород палеозоя - мезозоя.

24

Рубиновая минерализация месторождения Снежное связана со скарнированными мраморами сарыджилгинской свиты. Она локализована в пласте серого крупнозернистого кальцитового мрамора мощностью около 20 м. Данный пласт залегает между слоями кианит-гранат-биотитовых сланцев и мраморов. Две минерализованные зоны расположены кулисообразно в крупнозернистом кальцитовом мраморе согласно их плоскостям напластования, и прослеживаются по простиранию на 150 — 200 м. Минерализованные зоны представлены будинообразными, линзовидными телами (2 - 15 м в длину, максимальная мощность - до 1 м) (рис. 11).

Музкольская серия и сарыджилгинская свита с месторождением Снежное претерпели по меньшей мере два цикла метаморфизма [Барнов, 2010]:

1. Первый тектоно-метаморфический цикл - PR.2, 1900 - 1600 млн.лет [Буданов, Буданова, 1981], характеризуется региональным развитием, равномерно видоизменившим крупный блок земной коры. Образование рубиновой минерализации проходило непосредственно в этот цикл в кианит-силлиманитовой фации;

2. Второй тектоно-метаморфический цикл - мезозойский [Буданов, 1993] или мезо-кайнозойский [Буданова, 1991]. Он относится к типу зонального динамометаморфизма [Дюфур и др., 1972], наложен на докембрийские комплексы в условиях эпидот-амфиболитовой и зеленосланцевой фаций [Буданова, 1991]. Этот цикл, в отличие от первого, проходил в геотектонической обстановке воздымания и обусловлен процессами орогенеза, затронувшими Альпийско-Гиммалайский складчатый пояс. Он не имел кардинального влияния на образование рубиновой минерализации.

4215

ra 6

О

12 m

а

P11 с 11 Схема геологического строения северо-западном части Кукуртского месторождения рубина (а) и рубиноносного участка Снежный (б). Кукуртскии пегматитовый узел. Восточный Памир, Таджикистан (А М Скрпгителю п др., 1987 г.) с небольшими изменениями автора; а) I -эллювиально-делювиальные отложения, сарыджилгинская свита 2 - мрамора. 3 - кристаллические кианито-гранато-биотитовый, полевошпато-мусковитовые и биотитовые сланцы; бельаутинская свита 4 - гранато-биотитовые гнейсы, 5 - биотитовые гнейсы, 7 участки рубиновой минерализации 1) Корунд-IV, 2) Снежный, б) 1 - эллювиально-делювиальные отложения. 2 - кальцнтовые мрамора, 3 - кианито-граиато-биотитовые сланцы, 4 -рубиноносные скаиолит-фуксптовые тела; Ш - рубин-содержатне кристаллические сланцы, (3 - контакт кристаллических сланцев н скарнированных мраморов. 0-скарнпрованные мрамора с рубиновой минерализацией

2.2. Минеральный состав кристаллических сланцев и скарнированных мраморов

Линзовидные тела минерализованных зон месторождения Снежное сложены корунд -скаполит - плагиоклаз - слюдистыми кристаллическими сланцами (в дальнейшем -кристаллические сланцы), которые названы местными геологами «сшодитами» (рис. 11). Главные минералы «слюдитов» представлены слюдой (фуксит, хром-содержащий мусковит, флогопит, Маргарит), плагиоклазом (альбит - анортит), скаполитом (40 - 60% мейонитовой молекулы) и корундом. В числе второстепенных минералов наблюдаются рутил, гетит, карбонаты (кальцит и доломит), графит, хлорит, калишпат, каолинит. Акцессорные минералы - циркон и ортит (табл. 4) [61, 109]. В предыдущих исследованиях обнаружены и другие минералы кристаллических сланцев месторождения Снежное: сфен и диаспор [Барнов, Литвиненко, 2010], пирит [Киевленко, 2001] и амфибол [Россовский, 1987].

Таблица 4.

Минеральный состав кристаллических сланцев

Минерал Содержание

(в масс.%)

Главные минералы Слюда (фуксит, хром-содержащий мусковит,

флогопит, Маргарит) -35

Плагиоклаз (№15- 90) -30

Скаполит (40 - 60 % мейонитовой молекулы) -15

Корунд «10

Второстепенные Рутил -3

минералы Карбонаты (кальцит, доломит) -3

Гетит =2

Заключение диссертации по теме «Минералогия, кристаллография», Сорокина, Елена Серафимовна

Заключение

В результате изучения онтогении рубина месторождения Снежное, которое является одним из уникальных объектов добычи этого драгоценного камня в Центральной Азии, установлен ряд важных минералого-генетических особенностей. Эволюция среды минералообразования на месторождении Снежное обусловила кристаллохимические и кристалломорфологические отличия корунда на различных этапах его образования: в трех зарождениях первой генерации (неювелирный корунд, приуроченный к кристаллическим сланцам) и второй генерации (ювелирный рубин, локализованный в скарнированных мраморах). Изменчивость рН среды на «макроуровне» минеральной организации корунда от восстановительной к окислительной отразилась на эволюции его кристалломорфологии. Эволюция химизма среды минералообразования определила различный характер накопления элементов-примесей в нем на различных уровнях его минеральной организации: в последовательном накоплении элементов-примесей хрома и возвратно-поступательном - железа, титана, ванадия и галлия. Изменчивость физических процессов (микротектоника, сила тяжести и др.) обусловили различия анотомических (зональность) и механических (полисинтетическое двойникование и др.) дефектов разновозрастного корунда, влияющих на качество его ограночного сырья. Ювелирный рубин, приуроченный к скарнированным мраморам, обладает средним и высоким качеством, анатомические и механические дефекты у рубина отсутствуют. Окраска корундов месторождения Снежное аллохроматического типа. В процессе эволюции разновозрастного корунда наблюдалось возвратно-поступательное накопление в нем элементов-хромофоров - хрома, железа, титана и ванадия, что обусловило различия в его окраске. Наиболее ценный карминово-красный цвет со слегка лиловым оттенком (цвет «голубиной крови») ювелирного рубина связан с вычисленным отношением центров V / Сг3+ = 0,032. В ювелирном рубине месторождения Снежное не диагностированы твердофазные включения. Поэтому на его качество могут влиять только срастания с другими минералами.

По данным исследования филогении корунда на месторождении Снежное установлено, что его кристаллизация проходила в сингенетическую стадию в четырех локальных парагенетических ассоциациях: корунд-плагиоклаз - флогопитовой (I), корунд - кальцит - маргаритовой (II), корунд-плагиоклаз-скаполитовой (III) и рубин - кальцит -фукситовой (IV). Рубин среднего и высокого качества кристаллизовался в скарнированных мраморах в четвертой (IV) рубин - кальцит - фукситовой парагенетической ассоциации в конце роста порфиробластов кальцита II. Формирование ювелирных качеств (прозрачности и бездефектности) рубина на месторождении Снежное обусловлено природными процессами (перекристаллизацией) и его образованием в парагенетической ассоциации с определенными минералами. Начало кристаллизации рубина ювелирного качества (прозрачных рубиновых блоков в индивидуализированных кристаллах корунда I первого зарождения) сочлененное по времени с кристаллизацией минералов второй парагенетической ассоциации. Смена двух ее членов (появлении фаз хрупких кальциевых слюд вместо флогопита и кальцита I генерации вместо плагиоклаза I генерации) является следствием эволюцией геохимии среды - увеличением содержания кальция и уменьшением количества кремнезема в системе БЮг - АЬОз - СаО. Формирование ювелирных качеств (среднего и высокого) рубина на месторождении Снежное связано с кристаллизацией в ассоциации с кальцитом II (в более «мягкой» матрице) и фукситом. Образование четвертой парагенетической ассоциации в системе БЮг - А120 - СаО проходило (при инертном алюминии) со скачкообразным увеличением содержания кальция и уменьшении количества кремнезема.

Исследования кристаллофизических и кристаллохимических свойств рубина из месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии с известным генезисом и его синтетических аналогов комплексом минералогических методов показало, что они отличны друг от друга по химическому составу, люминесценции, особенностям внутреннего строения и наличию определенных твердофазным включений. Ювелирные рубины контактово-метасоматического типа месторождений Мьянмы, Шри-Ланки и Таджикистана и вулканогенного типа месторождения Таиланда различаются химическим составом, цветом, люминесценцией, наличием и/или отсутствием и особенностями некоторых твердофазных включений. Генезис месторождения определяет качество ювелирного рубина: для контактово-метасоматического типа характерно средне- и высококачественный материал наиболее ценного карминово-красного цвета со слегка лиловым оттенком, в отличие от вулканогенного типа, где встречается плохого качества часто термооблагороженные камни темно-красного весьма непопулярного цвета. Отмечено, что камням из Таиланда свойственно искусственное термооблагораживание с наполнением трещин силикатных веществом. Рубины из месторождений Мьянмы, Шри-Ланки и Таджикистана можно диагностировать по присутствию некоторых элементов-микропримесей, цвету, люминесценции и наличию/отсутствию определенных твердофазных включений. Использование совокупности кристаллохимических и кристаллофизических свойств позволяет определять метод синтеза рубинового материала. Определены недеструктивные методы отличия синтетических рубинов, полученных методом из раствора в расплаве. Ими являются рентгенотомография и

119 фотолюминесценция. Полученные результаты исследования по особенностям диагностики природных рубинов и их аналогов, синтезированных различными методами, можно использовать для разработки методики его идентификации в россыпях и ювелирных изделиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Сорокина, Елена Серафимовна, 2011 год

Литература

1 .Андреенко Э.Д., Солодова Ю.П. Включения в ювелирных камнях как типоморфные и диагностические признаки. / Типоморфизм минералов и минеральных ассоциаций. М.: Наука, 1986. С. 104 - 110.

2.Архипов Г.И., Бакулин Ю.И., Минь Н.Н. Металлогения Индосинийского срединного массива. // Известия ВУЗов. Геология и разведка, 1989. №8. С. 40 - 47.

Ъ.Балицкий B.C., Лисицына Е.Е. Синтетические аналоги и имитации природных драгоценных камней. М.: Недра, 1984. 158 с.

4. Барное КГ. Геологические условия локализации и предпосылки промышленной минерализации рубина в мраморах на примере месторождения Снежное (Центральный Памир) // автореферат диссертации на соискание ученой степени к. г.-м. н. М.: РГГРУ, 2010. С. 26.

5. Барное Н.Г., Литвиненко А.К. Генетическая модель месторождения рубина Снежное (Центральный Памир) // Горный информационно-аналитический бюллетень, №04,2010. С. 3.

6.Бетехтин А.Г. Курс минералогии. М: КДУ, 2008. 736 с.

7. Булах А.Г. Руководство и таблицы для расчета формул минералов. М.: Недра, 1967. С. 141.

8.Винчел A.H., Винчел Г. Оптическая минералогия. М.: Издательство иностранной литературы, 1953. С. 564.

9. Геологический словарь. Т.1. М.: ВСЕГЕИ, Мин-во геологии и охраны недр СССР, 1955. С. 406.

10. Горошников Б.И. К вопросу о зависимости формы кристаллов корунда от химического состава среды и условий образования // сб. Конституция и свойства минералов, в. 2,1967. С. 104 - 111.

11. Григорьев Д.П. Онтогения минералов. Львов: Львовский университет, 1961. С.

286.

12. Григорьев Д.П., ЖабинА.Г. Онтогения минералов. М.: Наука, 1975. С. 340.

13. Дементьева Г.И. Об индукционных поверхностях на кристаллах / Записки ВМО, ч. 92, в. 4,1963. С. 420 - 433.

14. Дмитриев Э.А. Типы корундовой минерализации в докембрийских мраморах Музколь-Рангкульского антиклинория // Геология, поиски и разведка цветных камней Таджикистана, в. 2,1987. С. 34-36.

15. Дмитриев Э.А., Ишан-Шо Г. А. Хромсодержащие мусковиты в метасоматических и гидротермальных образованиях Памира // Записки ВМО, ч. 116, в. 6, 1987. С. 690 - 697.

16. Добрецов H.H., Ревердатто В.В. и др. Фации метаморфизма. М.: Недра, 1970. С. 434.

17. Дымков Ю.М. Парагенезис минералов ураноносных жил. М.: Недра, 1985. С.207.

18. Дымков Ю.М. Природа урановой смоляной руды. М: Атомиздат, 1973. С.240.

19. Дымкова Г.И. К онтогении ступенчато-пирамидальных кристаллов берилла / Генезис минеральных индивидов и агрегатов (онтогения минералов). М.: Наука, 1966. С. 304.

20. Ермаков Н. П. Геохимические системы включений в минералах. М.: Недра, 1972. С. 375.

21. Ермаков Н. П. Исследования минералообразующих растворов. Харьков, 1950. С.460.

22. Жабин А.Г. Онтогения минералов: Агрегаты. М.: Наука, 1979. С. 276.

23. Жабин А.Г. Стадиальный анализ в генетической минералогии / Исследование рудообразующих минеральных систем. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981. С. 45 - 55.

" 24. Инструкция для пользователя по обработке изображений с помощью программы «TomAnalysis» (на примере геологических образцов) // Утверждена ГНЦ РФ ВНИИгеосистем. /М.: ВНИИгеистем, 2003. С. 44.

25. Киевленко Е.Я. Геология самоцветов. М.: Ассоциация ЭКОСТ, 2001. 584 с.

26. Кисин А. Ю. Месторождения рубина в мраморах. М: Наука, 1991. С. 130.

27. Красильщикова O.A., Таращан А.Н., Платонов А.Н. Окраска и люминесценция природного флюорита. Киев: Наукова думка, 1986. С. 224.

28. Краснова Н.И., Петров Т.Г. Генезис минеральных индивидов и агрегатов. Санкт-Петербург: Невский курьер, 1997. С. 228.

29. Лазаренко Е.К. Основы генетической минералогии. Львов: Из-во Львовского Университета, 1963. С. 414.

30. Лазаренков В.Г. Исследование индукционных граней в связи с условиями роста кристаллов / Записки ВМО, ч. 87, в. 3,1958. С. 359 - 364.

31. Лазъко Е.М. Хрусталеносный кварцевые жилы и их генезис на примере изучения алданских месторождений горного хрусталя. Львов: Львовский государственный университет, 1957. С. 203.

32. Логвиненко Н.В., Заболотная H.K. Диагностика карбонатных минералов методом окрашивания // Записки ВМО, в.3,1954. С. 218 - 224.

33. Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. М.: Госгеолтехиздат, 1955. С. 250.

34. Лучицкий В.И. Петрография. Т. 1,2. М., Л.: 1932. С. 332, 438.

35. Маракушев A.A. Проблемы минеральных фаций метаморфических и метасоматических горных пород. М.: Наука, 1965. С. 327.

36. Материалы сайта www.iem.ac.ru (база данных MINCRYST)

37. Материалы сайта www.wiki.web.ru

38. Мельников Е.П., Викторов М.А. Рубин-сапфировые провинции и пояса мира. Вестник Геммологии, № 2,2002.

39. Методические рекомендации (МР) НСОММИ № 130 «Исследование фазовой и структурно-текстурной микронеоднородности объектов методом рентгеновской микротомографии». М.: ВНИИгеосистем, 1999. С. 53.

40. Мусин Р. А. Генетические типы месторождений корундовых руд как разновидности глиноземистых формаций. Ташкент: АН УССР, 1957. С. 154.

41. Никифоров C.B. Особенности термостимулированной люминесценции аниондефектных монокристаллов а-А120з // автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. г.-м. н., Екатерининбург: 1998. С. 24.

42. Пирогов Б.И. Онтогенический метод в познании технологических свойств минералов//Проблемы онтогении минералов. Л.: Наука, 1985. С. 22 - 30.

43. Платонов А. Н, Таран М. Н., Балщкий В. С. Природа окраски самоцветов. М., Недра, 1984.196 с.

44. Попов В.А. К модели гидротермального процесса на основе онтогенических наблюдений / Проблемы минералогии Урала. Свердловск, 1976. С. 3 - 17.

45. Попов В.А. Практическая кристалломорфология минералов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. С. 194.

46. Попова В.И. Синхронизация минералов. Состояние вопроса / Проблемы минералогии Урала. Свердловск, 1976. С. 28.

47. Путивцева Н.В., Трофимов П.С., Хомрач М.В. Основные принципы оценки ювелирных камней / учебно-методическое пособие, под ред-й Солодовой Ю.П. М.: РГГРУ, 2006. С. 43.

48. Рассулов В А. Донорно-акцепторная модель желтой люминесценции циркона // Тезисы докладов годичного собрания РМО «Минералогические исследования и минерально-сырьевые ресурсы России», Москва, 2007. С. 89 - 92.

123

49. Рассулов В.А. Локальная лазерная с учетом кинетики затухания люминесцентная спектроскопия минералов (на примере циркона) // Методические рекомендации № 156. М.: ВИМС, 2005. С. 16.

50. Редер Э. Флюидные включения в минералах. М.: Мир, 1987. Т. 1. С. 558.

51. Рид П. Геммология. М.: Мир ACT, 2003. С. 366.

52. Россовский JI.H. Месторождения рубина и сапфира Альпийско-Гиммалайского складчатого пояса // Геология, поиски и разведка цветных камней Таджикистана, в. 2, 1987. С. 36-38.

53. Россовский JI.H., Коноваленко С.И., Ананьев С.А. Условия образования рубина в мраморах / Геология рудных месторождений, т. XXIV, в. 2., 1982. С. 57 - 66.

54. Севастьянов Б.К., БагдасаровХ.С., Федоров Е.А. и др. Перестраиваемый лазер на кристалле A^iTi // Кристаллография, т. 29, в. 5,1984. С. 963-964.

55. Смирнов В. И., Гинзбург А.И., Григорьев В.И. и др. Курс рудных месторождений. М.: Недра, 1986. С. 362.

56. Смит Г. Драгоценные камни. М.: ACT, Астрель, 2002. С. 259 - 272.

57. Соломонов В.И., Михайлов С.Г., Дейкун A.M. О механизме возбуждения и структуре полос импульсной катодолюминесценции примесных ионов Сг и Мп в минералах // Оптика и спектроскопия, Т.80, №3,1996. С. 447-458.

58. Сорокина Е. С., Балицкая О. В. Некоторые особенности минерагении месторождений ювелирного корунда // XXI Международная научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения академика Владимира Ивановича Смирнова «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных ископаемых». М.: МГУ, 2010. С. 206-207.

59. Сорокина Е. С., Балицкая О. В. Палеогеографическая связь месторождений рубина - новый поисковый признак рубиновой минерализации. // Тезисы всероссийской конференции молодых ученых ВИМС, 2009. С. 118 - 120.

60. Сорокина Е. С., Хомрач М. В., Балицкая О. В. Использование особенностей включений для определения типов месторождений рубина. // Годичное собрание РМО 2009 «Онтогения минералов и ее значение для решения геологических прикладных и научных задач». Материалы конференции, 2009. С. 125 - 127.

61. Сорокина Е.С., Иоспа А.В., Морошкин В.В. Некоторые особенности онтогении кристаллов корунда Кукуртского месторождения (Восточный Памир) // Материалы конференции Годичное собрание РМО. С.- П.: 2010. С. 146 - 148.

62. Сорокина Е.С., Каздым А.А., Иоспа А.В. и др. Техногенный рубин в шлаках феррохромового производства / Маркшейдерия и недропользование, №2 (46), 2010. С. 33 -35.

63. Сорокина Е.С., Каздым А.А., Иоспа А.В. Техногенный рубин в шлаках Cr-V производства // Тезисы 6-й международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. С. 326 - 327.

64. Сорокина Е.С., Морошкин В В., Рассулов В.А. Зависимость качества ювелирных корундов от их генетической природы // Разведка и охрана недр, № 2,2011. С. 42 - 46.

65. Таращан А.Н. Люминесценция минералов. Киев: Наукова думка, 1978. С. 296.

66. Тернер Ф., Ферхуген Д. Петрология изверженных и метаморфических пород. М.: Из-во иностранной литературы, 1961. 594 С.

67. Ферсман А.Е. Избранные труды. Т. VI. М.: АН СССР, 1952. С. 645 - 658.

68. Франк-Каменецкий В.А. Строение поверхностей срастания барита // Записки ВМО, ч. 77, в. 3,1948. С. 194 - 200.

69. Xumapoe Д. Н. Изучение состава и других особенностей газово-жидких включений в минералах на современном этапе / Минеральные микровключения. М., 1965. С. 264.

70. Чесноков Б.В. Относительный возраст минеральных индивидов и агрегатов. М.: Недра, 1974. С. 105.

71. Шафрановский И.И, Григорьев Д.П. О поверхностях соприкосновения кристаллических индивидов // Записки ВМО, ч. 110, в. 1,1981. С. 119 - 124.

72. Юшкин Н.П. Генетические методы минералогии и онтогения минералов / Проблемы онтогении минералов. Л.: Наука, 1985. С. 3 — 9.

73. Юшкин ИЛ. Теория и методы минералогии. Л.: Наука, 1977. С. 291.

74. Якушина О.А., Ожогина Е.Г., Хозяинов М.С. Рентгеновская вычислительная микротомография - неразрушающий метод структурного и фазового анализа // Мир измерений, № 10(32), 2003. С. 12-17.

75. Янг Б., Миллман А. Твердость по микровдавливанию и свойства деформации рудных минералов. // Новое в зарубежных исследованиях по рудной микроскопии. М: АН СССР, 1968. С. 14-47.

76. Aranyakanon P., Vichit P. The gem deposits of Thailand. // Conference on Geology and Mineral Resources of Thailand, 1983. Pp. 1-11.

77. Balmer W. Susawee N. et. al. The marble-hosted ruby deposit near Yuan Ла^, Ailao Shan Mountains, Yunnan Province, China: Is there a genetic linkage to the marble-hosted ruby

125

deposit in Luc Yen, Vietnam // Proceeding the 5th International Symposium of Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010», 2010.

78. Barber D.J., Tighe N.J. Observation of dislocations and surface features in corundum by Electron Transmission Microscopy/ Journal of research of natural bureau standards, V.69A, 1965. Pp. 271-280.

79. Bender F. Geology of Burma. Berlin-Stuttgart: Gebrüder Borntraeger, 1983. P. 246.

80. Byrappa K., Yoshimura M. Hydrothermal technology for the crystal growth. NY: William Andrew Publishing, 2001. P. 875.

81. Chatterjee N.D. Syntesis and upper stability limit of 2M-margarite, CaAl2[Al2Si2Oio(OH)2] // Schweiz. Miner. Petr. Mitt., 54,1974. Pp. 753 - 767.

82. Fontaine H., Workman D.R. Review of the geology and mineral resources of Kampuchea, Laos and Vietnam // Proceedings of the 3rd Regional Conference on Geology and Mineral Resources of Southeast Asia, 1978. Pp. 541-603.

83. Gamier V., Maluski K, Giuliani G. et al. Ar-Ar and U-Pb ages of marble hosted ruby deposits from central and southeast Asia // Canadian journal of earth science, V. 43, 2006. Pp. 1-23.

84. Giuliani G., Ohnenstetter D. et al. The Geology and Genesis of Gem Corundum Deposits / Geology of gem deposits. Editor Lee A. Groat, V. 37,2007. Pp. 23-78.

85. Goldschmidt J. G. Atlas der Krystallformen. Band V. Heidelberg, 1918. P. 123.

86. Gorobets B.S. & Rogojine A.A. Luminescent spectra of minerals. Moscow, 2002. P.

303.

87. Gübelin E. J., Koivula J. Photoatlas of inclusions in gemstones. Zurich: ABC, 1992. P. 829.

88. Henn U., Bank H. Rubine aus dem Pamir-Gebirge, UdSSR / Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft, Vol. 39, No. 4,1990. Pp. 201-205.

89. Hughes R. W. Ruby & Sapphire. RWH: Publishing, Boulder, CO, 1997. P. 511.

90. JuddJ.W. On the structure-planes of corundum / Mineral magazine, V.l 1,1895. Pp. 49-55.

91. Kroner A. Late Precambrian plate tectonics and orogeny: a need to redefine the term Pan-African / African geologist, V. 5,1984. Pp. 23 - 28.

92. Lasaulx A. Ueber das optische Verhalten und die Mikrostructur des Korund/ Z.Kryst.Mineral, V.10., 1887. Pp. 346 - 365.

93. McCauley J.W., Gibbs G.V. Redetermination of the chromium position in ruby / Journal of Crystallography, V. 135,1972. Pp. 453 - 455.

94. McClure D.S Optical spectra of transition-metal ions in corundum/ Journal chemical physics, V.36,1962. Pp. 2757 - 2779.

95. Moss S.C., Newnham R.E. The chromium position in ruby / Journal of Crystallography, V. 120,1964. Pp. 359 - 363.

96. Muhlmeister S., Fritsch E. et al. Separating natural and synthetic rubies on a basis of trace-element chemistry / Gem & gemology, V. 34,1998. Pp. 80-101.

97. Nassau. K. Gems made by man. Pennsylvania: Chilton Book Company Radnor, 1980. P. 364.

98. Ngu H. T., Ngoc N. Genetic types of precious and semiprecious stones in Indochina // Proceedings of the First Conference on Geology of Indochina, 1986. Pp. 691 - 700.

99. Niggli P. Tabellen zur allgemeinen und speziellen Mineralogie. Berlin, 1927. P. 302.

100. Okrusch M., Bunch T.E et al. Paragenesis and Pedogenesis of a Corundum-Bearing Marble at Hunsa (Kashmire) // Mineralium Deposita (Berlin), №11,1976. Pp. 278-297.

101. Palache C., Berman H., Frondel C. The system of mineralogy, New York, London, Sydney: John Wiley & Sons, Vol.1,1944. P. 834.

102. Palanza V., Chiodini N. et al. Updating of the interpretation of the optical absorption and emission of Verneuil synthetic and natural metamorphic blue sapphire: the role of V , V and Cr2+ // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 15,2010. Pp. 1 - 8.

103. Pauling L., Hendricks-S.B. The crystal structures of hematite and corundum/ Journal of American chemical society, V. 47,1925. Pp. 781 - 790.

104. Rakotondrazafy A.F.M., Moine B. et. al. Mode of formation of hibonite (CaAli20i9) within the U-Th skarns from the granulites of S-E Madagascar / Ckntrib. Menaral. Petrol., 123, 1996. Pp. 190-201.

105. Scheuplein R., Gibbs P. Surface structure in corundum: I, erching of dislocations / Journal of American Ceramic society, V. 43,1960. Pp. 458 - 472.

106. Schmetzer K. & Bank H. The color of natural corundum // Neues Jahrbuch fur Mineralogie Monatshefte, 1981. Pp. 59-68

107. Schmetzer K Natürliche und synthetische rubine. Stuttgart, 1986. P. 131.

108. Silva K.K.M. W., Siriwardena C.H.E.R. Geology and origin of the corundum-bearing skarn at Bakamuna, Sri Lanka. // Mineralium deposita, V. 23. N.3,1988. Pp. 186 - 190.

109. Sorokina E.S., Ozhogina E.G. Influence of geological formation on the quality of ruby from Myanmar, Sri-Lanka, and Thailand // Proceeding the 20th General Meeting of the International Mineralogical Association, 2010. P. 32.

110. Sorokina E.S., Ozhogina E.G. The crystal ontogeny, some physical properties and genetic features of ruby mineralization, Snejnoe deposit (Eastern Pamir) // Proceedings of the 5th

127

International workshop on Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials. Hanoi, Vietnam: 2010. P. 171 - 174.

111. Sorokina E.S., Yakushina O.A. at al. Using of X-Ray Computer Tomography, X-Ray- and UV-Spectroscopy for identification of flux-synthetic ruby material // Proceeding the 5th International Symposium of Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010», 2010. Pp. 84 - 86.

112. Spencer L.J. Corundum twins from Transvaal / Mineral magazine, V. 21,1927. Pp. 329-336.

113. Storre B., Nitsch K.H. Zur Stabiiitat von Margarit im System CaO - A1203 - Si02 -H20 // Contr.Min.Petr., 43,1974. Pp. 1 - 24.

114. Tang S., Tay T. & Retty A. Analysis of Burmese and Thai rubies by FYZIE // Applied Spectroscopy, V. 42, N. 1,1988. Pp. 44 - 48.

115. Walter L. Exploration Criteria for Colored Gemstone Deposits in the Yukon. Yukon: Whitehouse, 2004. C. 184.

116. White J.S. Boehmite exsolution in corundum / American mineralogist, V.64, 1979.

Pp. 1300-1302.

117. Yoder H.S. The MgO - A1203 - Si02 - H20 system and related metamorphic facies // Americal Journal of Science, Bowen Vol., 1952. Pp. 569 - 672.

118. Yoder HS., Eugster H.P. Synthesis and stability natural muscovite // Geochim. et Cosmochim. Acta, 8,1955. Pp. 225-242.