Минералы группы шпинели типа RO•R2O3, согласно данным рентгенометрии, должны рассматриваться как двойные окислы, а не как соли кислородных кислот, т. е. не как алюминиаты, ферриаты и др. В этой группе широко представлены изоморфные смеси. В качестве трехвалентных металлов, замещающих друг друга, принимают участие: Fe3+, Аl3+,Сr3+ и Мn3+, а в качестве двухвалентных-главным образом Mg2+, Fe2+, иногда Zn2+, Mn2+ и изредка, обычно в небольших количествах, Ni2+ и Со2+ Характерно, что двухвалентные ионы с большими ионными радиусами - Pb, Sr, Са, Ва, а также одновалентные - Na и К совершенно не участвуют в составе минералов этой группы. В зависимости от сочетаний перечисленных элементов различают большое количество минеральных видов, имеющих много общих свойств в форме кристаллов, физических признаках и условиях образования (возникают преимущественно при высоких температурах и давлениях).
Подавляющая их масса кристаллизуется в кубической сингонии, образуя кристаллы преимущественно октаэдрического облика. Лишь некоторые принадлежат к тетрагональной сингонии, причем облик кристаллов также октаэдрический. Особняком стоит соединение аналогичной химической формулы-хризоберилл. Ионный радиус Ве2+ настолько мал, что это соединение имеет существенно отличную структуру, кристаллизуясь в ромбической сингонии.
Рис. 151. Кристаллическая решетка шпинели. Ионы кислорода располагаются в вершинах всех тетраэдров; ионы Аl - в вершинах, общих двум кубам; ионы Mg - в центрах тетраэдров (на рисунке не показаны)
Кристаллическая структура минералов группы шпинели имеет довольно сложный вид (рис. 151). Кислородные ионы плотно упакованы в плоскостях, параллельных граням октаэдра. Двухвалентные катионы (Mg2+, Fe2+ и др.) окружены четырьмя ионами кислорода в тетраэдрическом расположении, в то время как трехвалентные катионы (Al3+, Fe3+ , Сr3+ и др.) находятся в окружении шести ионов кислорода по вершинам октаэдра. При этом каждый ион кислорода связан с одним двухвалентным и тремя трехвалентными катионами. Таким образом, структура характеризуется сочетанием изометрических "структурных единиц" - тетраэдров и октаэдров,причем каждая вершина является общей для одного тетраэдра и трех октаэдров.
Эти особенности структуры хорошо объясняют такие свойства этих минералов, как оптическая изотропия, отсутствие спайности, химическая и термическая стойкость соединений, довольно высокая твердость и прочие.
Шпинель - MgAl2O4. Происхождение названия неизвестно. Прозрачные разности, красиво окрашенные в различные цвета (красный, розовый, зеленый, синий, фиолетовый и др.), носят название благородной шпинели.
Химический состав. MgO 28,2%, Аl2O3 71,8%. Наблюдаются примеси: Fe2O3, обусловливающая бутылочно-зеленую окраску (хлорошпинель); FeO, которая вместе с Fe2O3 вызывает коричневую или черную окраску; иногда ZnO, МnО, Сr2O3.
Рис. 152. Кристалл шпинели. Обычная форма вообще для всех шпинелидов
Сингония кубическая, тексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29РС. Кристаллическая решетка является типической и описана выше. Облик кристаллов. Шпинель встречается преимущественно в виде вросших октаэдри-ческих кристаллов (рис. 152), обычно небольших размеров, но иногда попадают очень крупные экземпляры (до 25 см). Двойники характерны по (111) - плоскостям плотнейшей упаковки ионов кислорода. Отсюда название: двойники "по шпинелевому закону" (рис. 153).
Рис. 153. Двойник по 'шпинелевому закону'
Цвет. Бесцветные разности наблюдаются редко, большей частью шпинель окрашена в различные цвета. Блеск стеклянный. Оптически изотропна N=1,718-1,75
Твердость 8. Примеси Fe2O3 и Сr2O3 понижают ее до 7,5-7. Спайность по {111} несовершенная. Уд. вес 3,5-3,7 (наименьший у минералов из группы шпинели). Температура плавления 2150°.
Диагностические признаки. Характернейшими признаками шпинели являются октаэдрический облик кристаллов и высокая твердость. Исследование порошка минерала в поляризованном свете под микроскопом без труда дает возможность отличить изотропную шпинель от двупреломляющих, аналогичных по окраске и похожих по форме разновидностей корунда. От других минералов группы шпинели она отличается по наименьшему удельному весу.
П. п. тр. не плавится. Кислоты не действуют.
Происхождение. Шпинели наиболее часто встречаются в контактово-метасоматических образованиях среди доломитов и магнезиальных известняков в результате воздействия на них пневматолитовых агентов магмы при высоких температурах. В парагенезисе с ними наблюдаются различные минералы того же происхождения: гранаты, пироксены, хлорсодержащие силикаты и др.
Изредка встречается в пегматитах и магматических горных породах. Известны находки ее также в глубинных сильно метаморфизованных породах: гнейсах и кристаллических сланцах.
В поверхностных условиях шпинель совершенно устойчива и потому часто встречается в россыпях.
Практическое значение. В качестве драгоценных камней употребляются лишь совершенно прозрачные, лишенные трещиноватости кристаллы. Добыча производится обычно попутно с добычей золота или самоцветов (рубина). В рубиновых копях Могон (Северная Бирма) благородная шпинель ежегодно добывалась в количествах до 10 ООО каратов попутно с рубином (до 50 ООО каратов). Крупных скоплений в коренных породах не известно.
Месторождения. Сколько-нибудь значительные месторождения благородной шпинели в СССР пока не установлены. Отдельные экземпляры ее изумрудно-зеленой окраски были обнаружены в россыпях по р. Каменке в Кочкарском районе (Ю. Урал); очевидно, она вместе с другими самоцветами образуется при разрушении распространенных в районе пегматитов. Затем, были найдены шпинели синей и фиолетовой окраски в окрестностях оз. Байкал, а красные разности - в Фергане в копях Шунгана(близ границы с Афганистаном).
Крупнейшие месторождения благородной красной шпинели известны на островах Цейлоне и Борнео (в золотоносных россыпях), а также в Бирме, Сиаме, Афганистане и в других местах.
Магнетит FeFe2O4. Происхождение названия минерала не ясно. Предполагают, что оно связано с местностью Магнезия (в Македонии) или с именем пастуха Магнес, впервые нашедшего природный магнитный камень, который притягивал к себе железный наконечник его палки и гвозди его сапогов. Синоним: магнитный железняк.
Химический состав. FeO 31%, Fe2O3 69% (Fe 72,4%). Обычно бывает сравнительно чистым по составу. Разновидности: титаномагнетит с содержанием ТiO2 (до нескольких процентов), которая при высоких температурах входит в состав минерала в виде твердого раствора; хромомагнетит с содержанием Сr2O3 (до нескольких процентов). Изредка встречаются разности, богатые MgO (до 10%), Аl2O3 (15%) и др.
Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. Кристаллическая структура аналогична структуре шпинели.
Рис. 154. Кристалл магнетита d {110}. Ахматовская копь около Златоуста (Южный Урал)
Облик кристаллов. Нередко наблюдающиеся кристаллы имеют октаэдрический, реже ромбо-додекаэдрический облик (рис. 154). Грани {110} часто бывают покрыты штрихами, параллельными длинной диагонали ромбов. В базальтовом стекле под микроскопом устанавливается в виде мельчайших дендритов. Двойники по (111). Агрегаты. Большей частью встречается в сплошных зернистых массах или в виде вкраплений в изверженных, преимущественно основных породах. В пустотах можно встретить друзы кристаллов.
Цвет магнетита железно-черный, иногда с синеватой побежалостью на кристаллах. Черта черная. Блеск полуметаллический. Непрозрачен.
Твердость 5,5-6. Хрупок. Спайность отсутствует. Иногда наблюдается отдельность по {111}. Уд. вес 4,9-5,2. Прочие свойства. Сильно магнитен, иногда полярно. При красном калении (около 580°) магнетизм внезапно исчезает, но по охлаждении снова обнаруживается.
Диагностические признаки. По магнитности и черной черте обычно легко узнается и отличается от сходных с ним по внешнему виду минералов (гематита, гётита, гаусманита, хромита и др.), но не всегда отличим от реже встречающихся богатых закисью и окисью железа других минеральных видов группы шпинели: феррохромита, якобсита и др.
П. п. тр. не плавится. В окислительном пламени вначале превращается в маггемит (γ-Fe2O3), затем в гематит, теряя магнитность. С бурой и фосфорной солью реагирует на железо (бутылочно-зеленое стекло). В НСl в порошкообразном состоянии растворяется.
Происхождение. Магнетит, в отличие от гематита, образуется в восстановительных условиях и встречается в самых различных генетических типах месторождений и горных пород.
В магматических горных породах он обычно наблюдается в виде вкрапленности. С основными породами (габбро) нередко генетически связаны магматические месторождения титаномагнетита в виде неправильной формы скоплений и жил.
В незначительных количествах он присутствует во многих пегматитах в парагенезисе с биотитом, сфеном, апатитом и другими минералами.
В контактово-метасоматических образованиях он часто играет весьма существенную роль, сопровождаясь гранатами, пироксенами, хлоритами, сульфидами, кальцитом и другими минералами. Известны крупные месторождения, образовавшиеся на контакте известняков с гранитами и сиенитами.
Как спутник магнетит встречается в гидротермальных месторождениях, главным образом в ассоциации с сульфидами (пирротином, пиритом, халькопиритом и другими). Сравнительно редко он образует самостоятельные месторождения в ассоциации с сульфидами, апатитом и другими минералами.
В экзогенных условиях образование магнетита может происходить лишь в исключительных случаях. Присутствие магнетитовых зернышек в современном морском иле, как полагают, является результатом не только сноса их с суши в виде обломочного материала, но также в виде новообразований на месте за счет гидроокислов железа под восстанавливающим влиянием разлагающихся органических веществ.
При региональном метаморфизме магнетит, так же как и гематит, возникает при дегидратации гидроокислов железа, образовавшихся в осадочных породах при экзогенных процессах, но в восстановительных условиях (при недостатке кислорода). К такого рода образованиям относят многие крупные по размерам пластовые залежи гематито-магнетитовых руд, встречающиеся среди метаморфизованных осадочных толщ.
В зоне окисления он является сравнительно устойчивым минералом. При механическом разрушении горных пород он, освобождаясь от своих спутников, повсеместно переходит в россыпи. В черных шлихах, получающихся при промывке золотоносных песков, он является главной составной частью.
При выветривании он с большим трудом поддается гидратации, т. е. превращению в гидроокислы железа. Этот процесс наблюдается редко и сравнительно в очень небольших размерах.
Явление мартитизации (образование псевдоморфоз гематита по магнетиту) наблюдается в зонах жаркого климата. Локально проявляющаяся мартитизация магнетита устанавливается также в гидротермальных и метаморфизованных месторождениях, не имеющих никакой связи с экзогенными процессами.
Практическое значение. Магнетитовые руды, содержащие нередко около 60% Fe, представляют собой важнейшее сырье для выплавки чугуна и стали. Вредными примесями в руде считаются фосфор, содержание которого при бессемеровском способе плавки не должно превышать 0,05%, а для качественного металла - 0,03%, и сера, предельное максимальное содержание которой должно быть не выше 1,5% . При плавке руд по томасовскому способу, при котором фосфор переводится в шлак, содержание его должно быть не ниже 0,61 и не выше 1,50%. Получающийся при этом фосфористый шлак носит название томасшлака и используется в качестве удобрения.
Месторождения. Из многочисленных месторождений СССР приведем лишь отдельные примеры.
К числу магматических месторождений относится Кусинское месторождение титаномагнетита, содержащего также повышенное количество ванадия (на Урале в 18 км к северу от г. Златоуста). Это месторождение представлено жилами сплошных руд, залегающими среди материнских измененных изверженных пород габбровой формации. Магнетит тесно ассоциирует здесь с ильменитом и хлоритом.
Примером контактово-метасоматических месторождений является известная гора Магнитная (Ю. Урал). Мощные магнетитовые залежи располагаются среди гранатовых, пироксено-гранатовых и других скарнов, образовавшихся при воздействии эманаций гранитной магмы на известняки. В некоторых участках рудных залежей магнетит ассоциирует с первичным гематитом. Руды, залегающие ниже зоны окисления, содержат вкрапленные сульфиды (пирит, изредка халькопирит, галенит и др.).
К числу таких же месторождений относятся на Урале: гора Выская (у г. Нижнего Тагила), гора Благодать (в Кушвинском районе), а также Дашкесан (Азербайджанская ССР) и др.
Крупнейшее месторождение Кривой Рог (Украина) относится к числу регионально-метаморфизованных осадочных месторождений. В толще слоистых железистых кварцитов, кроме типичных пластовых залежей, сплошные железные руды представлены также столбообразными залежами с линзовидной формой в поперечном сечении, уходящими на значительную глубину.
К числу аналогичных по генезису месторождений относятся: Курская магнитная аномалия (к юго-востоку от г. Курска), магнетито-гематитовые руды в Центральном Казахстане и др.
Из иностранных отметим крупнейшие месторождения Кирунаваара и Люоссаваара в Швеции, залегающие в виде мощных жилообразных залежей в метаморфизованных толщах; магнетит ассоциирует здесь с апатитом. Огромные месторождения магнетито-гематитовых руд США располагаются в районе Верхнего озера среди древнейших метаморфизованных сланцев, в Лабрадоре (Нью-Фаундленд) и др.
Хромшпинелиды - с общей формулой (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4. Все относящиеся сюда минеральные виды в природе встречаются в одинаковых условиях и по внешним признакам настолько похожи друг на друга, что практически без химического анализа невозможно отличить разные по составу виды. В практике разведочного и горного дела все они называются просто "хромитами". По составу различают следующие главные минеральные виды:
собственно хромит-FeCr2O4 (встречается в метеоритах, в земной коре очень редок),
магнохромит-(Mg,Fe)Cr2O4,
алюмохромит-Fе(Сr,А1)2O4 и
хромпикотит-(Mg,Fe)(Cr,Al)2O4.
Впервые хромит был открыт на Урале в 1799 г.
Химический состав. Содержание Сr2O3 в наиболее часто встречающихся хромшпинелидах колеблется в весьма широких пределах: от 18 до 62%, FeO 0-18%, Mg0 6-16%, А12O3 0-33%, Fe2O3 2-30%. Кроме того, в виде изоморфных примесей иногда присутствуют (в %): ТiO2 до 2, V2O3 до 0,2, МnO до 1, ZnO до нескольких единиц, NiO до десятых долей, СоО до сотых долей и СаО до десятых долей.
Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L636L29PC. Кристаллическая структура аналогична шпинели. Облик кристаллов. Встречаются в виде октаэдрических мелких кристаллов. Обычно же наблюдаются в округленных или не совсем правильной формы зернах и в сплошных зернистых агрегатах.
Цвет хромшпинелидов черный. В тонких шлифах полупрозрачны или просвечивают густокрасным или коричнево-красным цветом. Лишь богатые FeO и Fe2O3 разности совершенно непрозрачны. Черта бурая. Блеск металловидный. N=2,07-2,16 (единичные определения).
Твердость 5,5-7,5. Спайность отсутствует. Уд. вес 4,0-4,8. Прочие свойства. Хромшпинелиды, содержащие FeO и Fe2O3, обнаруживают слабые магнитные свойства. Разности, богатые этими компонентами и бедные Сr2O3, сильно магнитны.
Диагностические признаки. Общими отличительными признаками хромшпинелидов являются черный цвет, бурая черта, высокая твердость и реакция на хром. Эти минералы настолько постоянно встречаются в ультраосновных породах (дунитах, перидотитах и серпентинитах), что в полевых условиях по указанным признакам почти безошибочно можно узнавать их.
П. п. тр. не плавятся. Перл буры или фосфорной соли в холодном состоянии изумрудно-зеленый (реакция на хром). В кислотах не растворяются.
Происхождение. Хромшпинелиды встречаются почти исключительно в магматических ультраосновных породах как в виде вкрапленности, так и в виде сплошных скоплений большей частью неправильной гнездо-образной, линзообразной и столбообразной формы. В ассоциации с ними постоянно наблюдаются зеленоватого цвета серпентин (гидросиликат Mg и Fe), оливин - (Mg,Fe)2SiO4, хромсодержащие хлориты, иногда хромистые гранаты изумрудно-зеленого цвета и др. В некоторых массивах ультраосновных пород с ними парагенетически связаны минералы группы платины и осмистого иридия.
В зоне выветривания хромшпинелиды химически устойчивы. Лишь в условиях жаркого климата они подвергаются окислению и разрушению.
Практическое значение. Хромитовые руды являются единственным сырьем для выплавки феррохрома, используемого в качестве присадки при выплавке высококачественных специальных сортов хромовых и хромо-никелевых сталей. Кроме того, в металлической промышленности имеет большое значение хромирование, т. е. покрытие металлическим хромом различных металлических изделий в целях борьбы с коррозией металла. Некоторая часть хромитовых руд идет в химическую промышленность для изготовле-ния различных стойких красок, в кожевенном деле и в приготовлении химических препаратов (хромпиков и др.). Низкосортные сплошные руды, бедные Сr2O3 и богатые FeO и Fe2O3, используются также в изготовлении огнеупорных кирпичей.
Месторождения. Подавляющее большинство месторождений этих руд в СССР принадлежит Уралу. К числу их относятся месторождения высококачественных хромитовых руд на восточном склоне самой южной части Урала: Донские или Кемпирсайские (в Актюбинской области). Другое известное месторождение, Сарановское, находится на Северном Урале (в 6 км от ст. Бисер) и представлено крутопадающими жилообразными телами сплошных хромитовых руд относительно низкого качества (с высоким содержанием железа). Небольших размеров месторождения известны в Закавказье: Шорджинское, Гейдаринское и др. (на восточном берегу оз. Севан и юго-восточнее его в Армянской ССР).
Из месторождений вне СССР следует отметить хромитовые месторождения Родезии (Юго-Восточная Африка), Новой Каледонии, Турции и о. Кубы.
Гаусманит - MnMn2O4.
Химический состав. МnО 62,0%, МNO2 38,0% (Мn 72,0%). Содержит также FeO и Fe2O3.
Рис. 155. Кристалл гаусманита
Сингония тетрагональная; дитетрагонально-дипирамидальный в. с. L44L25PC Кристаллическая структура та же, что и у шпинели, несмотря на то что минерал принадлежит к тетрагональной сингонии. Обычно распространен в виде зернистых агрегатов. Кристаллы встречаются лишь в пустотах. Облик кристаллов октаэдрический (рис. 155). Угол (001):(111) = 58°57' (для правильного октаэдра - 54°44'8"). Двойники часты по (101). Весьма характерны полисинтетические двойники, наблюдаемые в полированных шлифах при скрещенных николях в отраженном свете.
Цвет гаусманита черный. Черта коричневая или красновато-бурая. Блеск у не затронутых окислением кристаллов сильный алмазный или полуметаллический.
Твердость 5. Хрупок. Спайность по {001} довольно совершенная. Уд. вес 4,7-4,9. Не магнитен.
Диагностические признаки. В зернистых агрегатах без микроскопических исследований бывает трудно отличить от других минералов марганца. От браунита отличается меньшей твердостью и по явно красноватой черте. Пиролюзит (МNO2) имеет черную черту. Минералы группы псиломелана обладают черной или шоколадно-бурой чертой. От гематита отличим по твердости и по структуре агрегатов (для гематита в большинстве случаев характерны агрегаты пластинчатых зерен).
П. п. тр. не плавится. Перл буры в окислительном пламени окрашивается в фиолетовый цвет. В НСl растворяется с выделением Сl.
Происхождение. Гаусманит, аналогично магнетиту, возникает в более восстановительной среде, чем браунит. Он, так же как и браунит, с которым нередко ассоциирует, встречается в некоторых контактово-метасоматических и гидротермальных месторождениях марганца. В тесном парагенезисе с ним обычно наблюдаются минералы, богатые закисью марганца (МnО): тефроит (Mn2SiO4), манганозит (МnО), родохрозит (МnСO3), марганцовистые гранаты и др. Из нерудных минералов чаще наблюдается барит, но не кварц, с которым обычно ассоциируют браунит и марганцовые силикаты (родонит, бустамит).
В значительных массах гаусманит, также вместе с браунитом, иногда якобситом, магнетитом и другими безводными окислами Мn и Fe, распространен в метаморфизованных осадочных месторождениях марганца. В условиях слабого регионального метаморфизма гаусманит образуется в процессе дегидратации гидроокислов марганца, а также в процессе восстановления пиролюзита и браунита. Установлены псевдоморфозы гаусманита по брауниту.
Практическое значение. Гаусманитовые руды, как и браунитовые, используются в черной металлургии для выплавки ферромарганца или для подшихтовки при выплавке чугунов (в зависимости от богатства руд марганцем).
Месторождения. В марганцевых месторождениях СССР гаусманит как один из главных рудообразующих минералов входит в состав руд Сапальского гидротермального месторождения в мраморизованных известняках (у г. Нижний Тагил). В рудах, кроме того, наблюдаются браунит, магнетит (вероятно, марганцовистый), гематит, родохрозит, сульфиды Fe, железистые хлориты и другие минералы. В Центральном Казахстане гаусманит встречен в рудах метаморфизованного осадочного месторождения Караджал в ассоциации с браунитом.
В зарубежных странах гаусманит примерно в тех же парагенетических группировках минералов встречается в контактово-пневматолитических месторождениях Нордмарк и Лонгбан (Швеция), в жильных месторождениях Ильфельд в Гарце (Германия) и др.
Сингония кубическая. Облик кристаллов такой же, как у шпинели. Встречается также в ромбических додекаэдрах и в искаженных кубах. Отдельные кристаллы иногда достигают больших размеров. Двойники образуются по шпинелевому закону, по (111).
Цвет ганита темнозеленый, серовато-зеленый до черно-зеленого. Черта серая. Полупрозрачен. Блеск стеклянный. N = l,78-1,82.
Твердость 7,5-8. Хрупок. Спайность по {111} неясная. Уд. вес 4,0-4,6. Похож на многие другие минералы группы шпинели.
Диагностические признаки. Принадлежность данной шпинели к ганиту можно предположить по повышенному удельному весу, показателю преломления и парагенезису с цинковыми минералами, но без паяльной трубки и химического анализа доказать невозможно.
П. п. тр. не плавится. С содой на угле дает налет ZnO. Кислоты и щелочи не действуют.
Происхождение. Встречается сравнительно редко в некоторых пегматитах и контактово-метасоматических месторождениях среди мраморизованных известняков вместе с другими минералами того же происхождения, в том числе цинксодержащими.
Отдельные находки относятся также к сильно измененным породам, например тальковым сланцам.
Месторождения. В СССР ганит встречен в Алтын-Тау (на северо-востоке Кара-Калпакской АО), на Украине, в пегматитах Зап. Приазовья и др.
В существенных количествах он наблюдался в известном оригинальном по парагенезису марганцевых и цинковых минералов месторождении Франклин в Нью-Джерси (США) в ассоциации с цинкитом, франклинитом и др. Близ месторождения Фалун (Швеция) он был обнаружен в тальковых сланцах. Встречается также в алмазных россыпях Бразилии.
Франклинит - (Zn,Mn)Fe2O4.
Сингония кубическая. Иногда содержит также FeO и Мn2O3. По физическим свойствам во многом похож на магнетит. Непрозрачен. Черта красновато-бурая. Слегка магнитен. Уд. вес 5,07-5,22. N = 2,36. Не плавится. С бурой в окислительном пламени дает красновато-фиолетовое стекло (реакция на марганец). На угле с содой образует налет ZnO. Растворим в НСl, причем в случае содержания Мn2O3 выделяется хлор.
В значительных количествах встречается в известном контактово-метасоматическом месторождении Франклин-Фернёс в Нью-Джерси (США). В ассоциации с ним среди кристаллических известняков присутствуют: цинкит, виллемит (Zn2SiO4), кальцит, реже ганит, аксинит, марганцевые силикаты, апатит и другие минералы.
Химический состав. ВеО 19,8%, Аl2O3 80,2%. Всегда присутствуют примеси: Fe2O3 (3,5-6%), иногда TiO2 (до 3%) и Сr2O3 (до 0,4%), с чем связана изумрудно-зеленая окраска александрита.
Сингония ромбическая; ромбо-дипирамидальный в. с. 3L23PC. Кристаллическая структура. Еще Е. С. Федоров, создавая классификацию кристаллов по внешним формам, установил, что хризоберилл по структуре должен быть тождественным с минералами группы оливина. Рентгенометрические исследования полностью подтвердили его выводы: расположение атомов в элементарной ячейке совершенно аналогично таковому в форстерите (Mg2SiO4). Ионы кислорода расположены фактически по принципу плотнейшей гексагональной упаковки; ионы бериллия так же, как ионы кремния в форстерите, окружены четырьмя ионами кислорода, а ионы алюминия - шестью. Облик кристаллов толстотаблитчатый, иногда коротко- или длиннопризматический. Близкая к гексагональной плотнейшая упаковка ведущих ионов кислорода обусловливает псевдогексагональное отношение осей b и с; поэтому кристаллы по своим углам и развитию граней носят нередко псевдогексагональный облик (рис. 156). Особенно это бросается в глаза (рис. 157) на характерных для александрита тройниках по (031). На гранях (100) и (010) часто наблюдается штриховатость параллельно оси с, по которой легко узнать тройниковое срастание индивидов (рис. 157). В сплошных зернистых массах хризоберилл до сих пор не наблюдался.
Рис. 157. Тройники прорастания по (031) со штриховкой на гранях (100)
Цвет хризоберилла обычно желтый или зеленовато-желтый; редко бесцветный. Лишь хромсодержащая разность (александрит) обладает изумрудно-зеленой окраской, а при электрическом освещении - фиолетово-красной. Блеск стеклянный, в изломе жирный. Ng = 1,753, Nm = 1,747 и Np = 1,744.
Твердость 8,5. Хрупок. Спайность по {001}, {010} и {100} несовершенная. Излом раковистый. Уд. вес 3,50-3,84.
Диагностические признаки. Встречается исключительно в кристаллах, весьма характерных по своей форме, существенно отличной от берилла, по высокой твердости и окраске.
П. п. тр. не плавится. В кислотах не растворяется. Разлагается лишь при сплавлении порошка с КОН или KHSO4. Сплав, смоченный азотнокислым кобальтом, при прокаливании дает характерное синее окрашивание.
Происхождение. Этот сравнительно редкий минерал обычно распространен в пегматитах или в контактово-пневматолитовых образованиях на границе сланцев с гранитными интрузивами. В зоне окисления весьма устойчив. Встречается в россыпях, иногда в виде окатанных галек.
Практическое значение. Красиво окрашенные прозрачные разности употребляются как драгоценные камни для вставок в украшения.
Месторождения. Отдельные экземпляры кристаллов александрита достигают иногда нескольких сантиметров в поперечнике.
Самая замечательная из когда-либо найденных группа 22 крупных кристаллов и мелких тройниковых сростков александрита хранится в Минералогическом музее Академии наук СССР. Хризоберилл обычно наблюдается в ассоциации с изумрудом, полевыми шпатами, апатитом и другими минералами слюдяных, хлоритовых и тальковых сланцев, обычно в контактовых оторочках гранитных пегматитов.
Из иностранных укажем на месторождения в провинции Минас-Жерайж (Бразилия), где хризоберилл в ассоциации с топазом, горным хрусталем, шпинелью, гранатом, турмалином и другими минералами встречается в пегматитовых жилах среди гнейсов и слюдяных сланцев, а также в россыпях на островах Цейлоне и Мадагаскаре.