Берилл и изумруд

31.08.2018
Как было показано ранее, большинство связанных с пегматитами месторождений изумруда относится к экзоконтактовому и совмещенному типам, в которых изумруд приурочен преимущественно к экзоконтактовым слюдито-вым оторочкам, тогда как собственно пегматитовый тип месторождений редок.

В пегматитах Халтаро наблюдаются широкие вариации содержаний различно окрашенных разновидностей берилла во внутренней крупнозернистой зоне, причем изумруд тяготеет к границе этой зоны с внешней аплитовой зоной. Бесцветный, бледно-голубой и светло-зеленый бериллы образуют кристаллы до 5 см длиной, а в маломощных берилловых жилах — параллельно-шестоватые агрегаты кристаллов. В полостях пегматитов, мусковитовых и берилловых жил присутствуют кристаллы прозрачного аквамарина, а среди «черной грязи» (турмалиновая крошка?) в миаролах турмалин-альбитовых жил, кроме того, встречаются прекрасно образованные призматические кристаллы изумруда длиной до 2,5 см. В некоторых кварцевых жилах с бесцветным бериллом и аквамарином, вблизи их контактов, отмечается изумруд в срастании с кварцем. Ho наиболее часто изумруд встречается в маломощных (< 20 см) турмалин-альбитовых жилах. Менее он характерен для жил альбитизированных лейкогранитов и зональных богатых альбитом пегматитов. Спорадически плохо оформленные кристаллы изумруда до 1 см длиной встречаются наряду с бесцветным и бледно-голубым бериллом в мелкозернистом кварц-альбит-флюоритовом агрегате. Изумруд часто содержит включения флюорита, альбита, биотита, хромсодержащего мусковита. Цвет минерала в одном кристалле в направлении от его краев к центру может изменяться от бесцветного, через бледно-голубой и зеленый, до изумрудно-зеленого. При этом интенсивность окраски положительно коррелируется с увеличением содержаний в берилле хрома, ванадия, железа и натрия (рис. 9.1). В участках наибольшей насыщенности амфиболитов жильным материалом изумруд обнаруживается иногда и в зонах экзоконтактовых преобразований на расстоянии до 5 см от контактов, но окраска его более бледная.

В редкометалльном пегматите Крутой Балки изумруд приурочен к прожилкам мусковита среди кварц-альбитового пегматита в краевой части тела.

На месторождении Хидденит бериллы, включая изумруд, обнаруживаются только в полостях, нередко совместно с гидденитом. Цветовая гамма берилла здесь такая же, как в Халтаро: бесцветный, бледно-зеленый, голубовато-зеленый, изумрудный. Кристаллы призматические, с базальным пинакоидом, иногда слабо проявлены грани дипирамиды. Некоторые кристаллы несут следы травления, иногда сильного. Обычно кристаллы прозрачны либо полупрозрачны. Изумруды часто имеют бесцветное ядро, иногда кристаллы темнее с одного конца по сравнению с другим. Один из наиболее известных кристаллов обнаружен в 1969 г. на глубине примерно 60 см от поверхности. Кристалл 1,9х2,2 см (59 карат) был огранен до 13,14 карат и имеет собственное название «Каролина Эмералъд». Другой неограненный кристалл длиной около 7,6 см и чуть более 5 см в диаметре (1438 карат) известен как «Стефенсон Эмеральд». В начале 1980-х годов прошлого века был обнаружен самый крупный кристалл — 11,4 см длиной, 3х8 см в диаметре, массой 1686,3 карат. В 1989 г. на участке Рист добыто около 600 г прекрасных изумрудов, в том числе кристалл

«Эмпресс Каролина» массой 855 карат. Полученные при огранке камни достигают почти 19 карат («Каролина Квин»). Внешне они похожи на колумбийские изумруды. Есть сведения о находках сростков кристаллов, содержащих до 100 и более индивидов.

С карманами в разложенном пегматите связан изумруд и на месторождении Олд Планштейн (Шелби), тогда как на месторождении Грабтри в том же штате Северная Каролина, ярко-зеленый полупрозрачный изумруд тяготеет к эндоконтактам пегматитовой дайки, из которой добыто значительное количество мелких изумрудов (до 1 карата в огранке). Ho наибольшую известность месторождение получило из-за специфической массивной породы, содержащей тонкие призмы ярко-зеленого полупрозрачного изумруда и получившей в изделиях название «изумрудная матрица» (emerald matrix). Она представляет собой грубозернистый агрегат кварца, белого полевого шпата с незначительным количеством граната и красновато-черного турмалина. Извлечение большинства индивидов изумруда из матрицы нецелесообразно. Ho из нее получаются великолепные кабошоны. Кристаллы обычно менее 1,25 см в длину при толщине, едва превышающей стержень карандаша. Однако встречаются и более крупные кристаллы, пригодные для огранки.

С полостями в пегматитах связаны так называемые зеленые, окрашенные ванадием, бериллы месторождения Эммавилл в Австралии. Цвет их варьирует от светло-зеленого до яркого изумрудно-зеленого, с желтоватым или голубоватым оттенком. Зеленый берилл в полостях образует «пучки (снопы)» кристаллов, часто окруженные диккитом. Бериллы с изумрудной окраской ассоциируют с кварцем, полевым шпатом, флюоритом, арсенопиритом. С пегматитами и бериллоносными кварцевыми жилами связаны зеленые бериллы месторождения Торрингтон. В австралийских месторождениях Уоджина и Пилгангура изумруд также приурочен к пегматитам, в которых он ассоциирует с кварцем, полевыми шпатами и слюдой, а зеленые (ванадиевые) бериллы месторождения Эйдсволл в Норвегии связаны с флюорит- и топазсодержащими пегматитами.


Берилл является характерным акцессорным минералом микроклин-альбитовых пегматитов Рила Планины, тогда как изумруд встречается только в тех из них, которые подверглись процессу интенсивной десиликации. Изумруд образует призматические или тонкоигольчатые кристаллы до 15 см длиной и толщиной до 2 см. Обычные же размеры кристаллов изумруда — до 1,5х0,4 см. Изумруд образует также субпараллельные сростки и радиально-лучистые агрегаты, зерна неправильной формы. Некоторые кристаллы имеют гладкие блестящие грани, но преобладают индивиды со штриховкой по длинной оси. Часто изумруды разбиты трещинами, залеченными мелкозернистым альбитовым агрегатом. Цвет берилла варьирует от светло-голубого и голубовато-зеленого до изумрудно-зеленого. В пустотах выщелачивания изумрудов присутствуют бесцветные водяно-прозрачные бериллы. Отмечены случаи зональной окраски кристаллов, в основном вдоль [0001]. Наиболее яркие изумрудные тона характерны для образцов из плагиоклаз-флогопитовой и флогопитовой зон, в которых изумруд ассоциирует с апатитом, маргаритом, хризобериллом, алланитом, рутилом, висмутином, реже фукситом, мелкочешуйчатым желтым мусковитом и мелкозернистым кварцем.

Так же как и в Болгарии, в районе Изумрудных копей берилл является обычным минералом пегматитов. В плагиоклазит-слюдитовых телах основная его масса приурочена к флогопитовой зоне вблизи плагиоклазитов, в меньшей степени — к ядрам плагиоклазитов. Обычно берилл интенсивно корродирован флогопитом. Минерал образует длиннопризматические кристаллы до 10 см длиной, голубовато-зеленого цвета. Кристаллы берилла в плагиоклазитовых ядрах окрашены менее ярко. Встречаются зональные кристаллы. Периферическая часть кристаллов более светлая, до бесцветной, а центральная — более яркая, до изумруда. Берилл ассоциирует с апатитом, хризобериллом, флюоритом, плагиоклазом, маргаритом.

В мусковит-флюоритовых линзах берилл образует крупнокристаллические агрегаты светло-зеленого цвета. Минерал ассоциирует с флюоритом, апатитом, мусковитом, топазом, кварцем, молибденитом, самородным висмутом и корунд офиллитом. Наряду с апатитом берилл относится к наиболее ранним минералам. В пустотах мусковит-флюоритовых линз встречаются мелкие тонкопризматические почти бесцветные кристаллы берилла. В альбит-кварцевых и альбит-мусковит-кварцевых жилах зеленый, зеленовато-желтый, до бесцветного, берилл образует короткопризматические кристаллы, сростки и гнезда до 10х20 см на контакте альбит-мусковитовой зоны с кварцевыми обособлениями, реже в кварце или альбит-мусковитовом агрегате.

На поздних стадиях становления плагиоклазит-слюдитовых тел и пневматолито-гидротермальных образований берилл замещается бавенитом, бертрандитом, а также эвклазом и бехоитом.

Изумруды приурочены главным образом к флогопитовой зоне плагиокла-зит-слюдитовых тел, особенно к ее контакту с линзами плагиоклазитов. Нередко он присутствует и в самих линзах, реже — во флогопит-тальковых, флого-пит-тремолитовых зонах, актинолитовых линзах, в кварцевых обособлениях среди плагиоклазитовых ядер.

Изумруд образует длиннопризматические кристаллы размером (1-1,5)х(3-5) см, иногда до 4х5х20 см. Нередко встречаются друзы кристаллов. Обычно соотношение длины кристаллов к их толщине близко к 5:1. Иногда встречаются коробчатые и скелетные формы кристаллов изумруда. Цвет минерала варьирует от голубовато-зеленого до густо-зеленого. В литературе имеются существенные разночтения в описании цветовой зональности изумрудов. Характерна цветовая зональность по пинакоиду: периферия почти бесцветная, а центр — голубовато-зеленый, реже — наоборот. Согласно другим авторам, внутренняя зона кристаллов обычно сложена бериллом, а внешняя — изумрудом. Иногда наблюдается зональность по призме, когда интенсивность окраски смещается по длинной оси кристалла, причем может наблюдаться перемежаемость нескольких полос различной интенсивности окраски. Уникальный кристалл прозрачного чистого изумруда размером 6,5х8х12 см хранится в Минералогическом музее им. А.Е. Ферсмана в Москве. Самый крупный уральский изумруд «Коммерческий» массой 12 900 карат добыт на Малышевском месторождении в 1982 г. Здесь же были найдены сросток из шести кристаллов «Шахтерская слава» (10 000 карат), а также изумруды «Президент» (5860 карат), «Новогодний» (6900 карат), «60 лет Советской Армии» (7000 карат).

Многие кристаллы изумруда содержат большое количество включений флогопита, талька, актинолита, турмалина. Некоторые кристаллы интенсивно корродированы флогопитом, мусковитом, корундофиллитом и разбиты поперечными трещинами, по которым одна часть кристалла может быть повернута относительно другой на 30-40 град. Трещины залечиваются флогопитом, плагиоклазом, кварцем, мусковитом и флюоритом. Особенно много включений флогопита, чешуйки которого иногда полностью слагают центральную часть кристалла, тогда как его внешняя часть свободна от включений. Кристаллы, заключенные в плагиоклазе и кварце, содержат меньше включений, обладают более гладкими и блестящими гранями, но окрашены менее интенсивно.

В экзоконтактовом и комбинированном типах месторождений изумруд приурочен к биотитовой (Афганистан, Танзания, ЮАР), биотит-флогопитовой (Украина, Замбия, Зимбабве), флогопитовой (Бразилия, Испания), реже — тремолитовой (Зимбабве) и тальковой (Мозамбик) зонам экзоконтактовых метасоматитов. Ярко окрашенные изумруды месторождения Франкуйера, содержащие до 0,2 % Cr2O3, образуют эвгедральные кристаллы длиной до 30 см. Изумруд здесь является наиболее поздним бериллиевым минералом, замещающим хризоберилл и фенакит. В месторождениях комбинированного типа изумруд из эндоконтактов пегматитовых тел, как правило, характеризуется более низкой интенсивностью окраски по сравнению с образцами из зон экзоконтактовых слюдитов.

В центральной кварцевой зоне пегматита Каланга Хилл в Замбии берилл ассоциирует с хризобериллом, где он образует призматические кристаллы до 6 см по длинной оси, желтоватого или голубоватого оттенков.

В табл. 9.6 представлены химические анализы бериллов и изумрудов из различных месторождений. Вариации содержаний большинства примесных компонентов — железа, магния, кальция, лития, цезия в бериллах и изумрудах существенно перекрываются. Из перечисленных элементов только для магния намечается тенденция к преимущественному накоплению в изумрудах по сравнению с бериллами (0,48-3,0 и 0,0-1,55 % MgO соответственно). Это, по-видимому, связано с частым присутствием в изумрудах микровключений слюд и амфиболов. Ho наибольшее значение придается примесям Cr и V, содержание которых может достигать 0,75 и >1 % соответственно. От соотношения этих элементов, являющихся хромофорами, в значительной степени зависит стоимость бериллов и изумрудов как драгоценных камней.

Согласно рекомендациям Международной конфедерации по ювелирным изделиям и драгоценным камням (CIBJO), термин «изумруд» применим только к бериллам, изумрудная окраска которых обусловлена хромом, тогда как образцы, окрашенные ванадием, рекомендуется называть «зелеными бериллами», хотя внешне они могут быть совершенно не различимы. Однако без специальных исследований, даже при наличии результатов анализов на Cr и V, вопрос разбраковки образцов на изумруды и зеленые бериллы далеко не всегда может быть решен однозначно. Например, бериллы с изумрудной окраской месторождений Эйдсволл в Норвегии и Малипо в Китае формально, по соотношению хрома и ванадия, должны быть классифицированы как зеленые бериллы, поскольку первые содержат 0,1 % Cr2O3 и до 1,29 % V2O3, а вторые — 0,4 % Cr2O3 и 0,775 % V2O3. Вместе с тем содержания хрома в этих бериллах, по-видимому, вполне достаточны для того, чтобы обеспечить их изумрудную окраску, поскольку они равны или значительно превосходят таковые в образцах месторождений Рила (0,04 %) и Украины (0,04 %), Китве в Замбии (0,08 %), Франкуйера (0,11 %) и др., принадлежность которых к изумрудам не подвергается сомнению. С другой стороны, минимальные уровни содержаний элементов-хромофоров, достаточные для образования изумрудной окраски бериллов, различны для разных месторождений. Так, содержание 0,08 % Cr2O3B голубовато-зеленом берилле из пегматитов Халтаро равно таковому в изумруде Китве, и в 2,5 раза выше, чем в изумрудах месторождений Рила и Украины (ср. ан. 3,7 и 21 в табл. 9.6). Более того, эти уровни могут существенно (в 1,5-2 раза) различаться даже для разных образцов из одного месторождения (рис. 9.2).

В изумрудно-зеленых бериллах месторождения Эммавилл в Австралии содержание меди (0,045 %) выше, чем хрома (0,035 %).

В изумруде Рилы изучен состав флюида методом квадрупольной масс-спектрометрии. Флюиды состоят из H2O, CO2, N2, CH4, He, Ar, Ne. На инертные газы приходится 0,06 %. На первой ступени нагревания (до 500 °С) дегазируют флюиды включений (3,2 об.% от всего флюида). Валовой состав флюида (мол.%): H2O — 81,4, CO2 — 1,9, N2 — 3,4, CH4 — 0,25, инертные газы 0,05. Вторая ступень соответствует в основном флюидам из каналов в структуре берилла, в которых вода преобладает в еще большей степени (%): H2O — 97,5, CO2 — 2,1, N2 — 0,3, CH4 — 0,06, инертные газы — 0,04. Общее содержание воды в каналах (2,4 мас.%) попадает в интервал, свойственный бериллам из пегматитов (1,2 < H2O < 2,55) и изумрудам из флогопитовых сланцев около пегматитов (2,0 < H2O < 3,01).

Кроме того, состав и плотность флюида, законсервированного в первичных включениях в изумруде, рассчитаны исходя из P-V-T-X-свойств растворов. Валовой состав, рассчитанный для первичных включений (мол.%): H2O — 84,2—87,5, CO2 — 15,8-18,3, NaCl — 0,1-1,7. Состав вторичных включений (мол.%): H2O — 81,0-88,3, CO2 — 18,3-11,6, NaCl — 0,2-1,7. Плотность CO2 в обоих типах включений — 0,16-0,36 г/см2. Эти составы согласуются с результатами квадрупольной масспектрометрии.

В работе большого коллектива авторов приведены данные по изотопии кислорода в изумрудах 62 месторождений из 19 стран (кроме США и Украины). Значения b18O изменяются от +6,2 до +24,7 %. Выделены три интервала значений b18O: 1) от +6,2 до +7,9 %>; 2) от +8,0 до +12 %; 3) >12 %. Изумруды месторождений, генетически связанных с пегматитами, соответствуют первым двум интервалам. Установленные для них значения b18O укладываются в пределы, характерные для ультрамафических пород (+5,0 < b18O < +8 %), I-, А- и S-типов гранитов (+5,5 < b18O < +13 %), а также бериллов из пегматитов (+9,8 < b18O < +11,5 %). Значения b18O, превышающие +12 %, характерны для изумрудов из месторождений, приуроченных к тектоническим зонам и не связанных с пегматитами. С вышеизложенным согласуются также данные по изотопии кислорода, полученные другими авторами. Так, значения b18O для изумрудов Урала и Рилы равны 8,7 % и 9,3-9,5 % соответственно.