Драгоценные камни группы шпинели

К группе шпинели относятся минералы, химический состав которых может быть выражен следующей формулой:

R²⁺R³⁺₂O₄,

где под R2+ могут быть представлены двухвалентные катионы магния, железа, цинка, бериллия, марганца, иногда кобальта и никеля, а под R³⁺ - трехвалентные катионы алюминия, железа, хрома и марганца*

Различают алюмошпинели: шпинель (MgAl₂O₄); плеонаст (Mg, Fe)Al₂O₄; герцинит (FeAl₂O₄); ганит Zn(Al₂O₄); хризоберилл (BeAl₂O₄) и др.

Феррошпинели: магнетит (FeFe₂O₄), магномагнетит (Fe, Mg) Fe₂O₄, якобсит (MnFe₂O₄); франклинит (Zn, Mn) (Fe₂O₄) и др. Хромшпинели: хромит (FeCr₂O₄); магнохромит (Mg, Fe) Cr₂O₄, хромпикотит (Mn, Fe) (Cr, A1)₂O₄ и др.

Манган шпинели: гаусманит MnMn₂O₄ и др.

Все разновидности шпинели, за исключением хризоберилла и манганшпинелей, кристаллизуются в форме октаэдра или ромбододекаэдра.

Подобная форма огранки шпинели иногда вводила в заблуждение исследователей, занимавшихся синтезом алмазов, так как прозрачные, бесцветные кристаллы шпинели по своей форме очень похожи на алмазы.

Красиво окрашенные кристаллы шпинелей относятся к драгоценным камням второго порядка; среди них преобладающее значение имеет благородная шпинель состава MgAl₂O₄.

Окраска шпинелей может быть весьма разнообразной: красной, розовой, зеленой, синей, фиолетовой и т. д. Окраска зависит от присутствия в кристалле соответствующих металлов-хромофоров.

Прозрачная шпинель, окрашенная в красный цвет, очень похожа на рубин; в старину такую шпинель называли лал.

Разновидность алюмошпинели - хризоберилл, окрашенный в изумрудно-зеленый цвет, является драгоценным камнем - александритом.

В природных условиях бесцветная, прозрачная шпинель встречается очень редко.

Синтетическую, искусственную бесцветную шпинель получают в Германской Демократической Республике на фабрике драгоценных камней в Баттерфельде. Бесцветная шпинель синтезируется по методу Вернейля путем сплавления в пламени гремучего газа при температуре 2500° С смеси окиси магния (MgO) и окиси алюминия (Al₂O₃), взятой в отношении 1:3. Бесцветная шпинель ценится как полудрагоценный камень.

Малиново-красный цвет шпинели зависит от присутствия в ее составе небольшого количества хрома.

В природе шпинель образуется при высоких температурах на месте контакта доломитов и магнезиальных известняков с пневмотолитовыми^* агентами магмы.

^* (Пневматолиз, пневматолитовые процессы - процессы образования минералов при участии летучих газообразных веществ, выделяющихся из магмы.)

Одновременно со шпинелью в этих же условиях образуются гранаты.

Шпинель встречается иногда также в пегматитах и магматических горных породах, а также в отложениях (песках), образовавшихся в результате разрушения этих пород.

Месторождения благородной шпинели известны в Бирме, на о. Цейлоне, в Канаде, Гренландии. В Советском Союзе известны месторождения шпинели зеленого цвета на Урале, но эти месторождения не имеют промышленного значения.

Хризоберилл и александрит. Хризоберилл (BeAl₂O₄) образуется из окиси алюминия (80,29%) и окиси бериллия (19,72%). В качестве хромофора присутствует 3-5% окиси железа, а в образцах изумрудно-зеленого цвета еще и окись хрома. В зависимости от количества красителя цвет камней может быть от белого и зеленовато-белого до желтовато-зеленого цвета, а также различных оттенков зеленого до темнозеленого цвета. Прозрачные образцы хризоберилла, имеющие изумрудно-зеленый цвет, называются александритами, они замечательны тем, что при искусственном освещении изменяют свой цвет и кажутся фиолетово-красными. "У александрита утро зеленое, а вечер красный" (К. С. Лесков). Эти камни очень стойки в химическом отношении, в кислотах они не растворяются. Александрит встречается в изумрудных копях Урала. Ценность этого камня не столь уж велика, чтобы окупить затраты, связанные с его специальными поисками, поэтому добыча александрита ограничивается случайными находками в связи с добычей изумрудов.

Исследование причин изменения окраски александрита в зависимости от освещения, произведенное в Академии наук СССР С. В. Грум-Гржимайло, показало, что это явление зависит от степени пропускания александритом падающих на него лучей видимой части спектра. Исследования показали, что окраска александрита в проходящем свете создается двумя группами лучей - красными и зелеными. Вследствие этого александриты чувствительны к составу света, при котором их рассматривают. В искусственном свете содержится относительно больше лучей красного участка спектра, и поэтому при искусственном освещении александрит кажется красным. Интересно, что если рассматривать александрит при свечах, окраска его кажется более красной и густой, чем при электрическом освещении. Это явление объясняется тем, что нить накала у электрической лампочки имеет более высокую температуру, чем свеча, а поэтому относительное содержание

красных лучей при электрическом освещении меньше. Солнечный естественный свет в видимой части спектра содержит относительно большее количество сине-зеленых лучей, поэтому днем александрит кажется зеленым.

Подобное явление наблюдается не только у александрита. Корунд с примесью 30% окиси хрома также меняет окраску: при дневном освещении он имеет зеленый цвет, а при электрическом - розовый.

Бирюза - любимый камень Востока, представляет собой водный алюмофосфат меди, содержащий 9,57% окиси меди (CuO), 36,84% ОКИСИ алюминия (Al₂O₃), 34,12% пятиокиси фосфора (P₂O₅) и 19,47% воды (H₂O). Химическая формула бирюзы - CuAl₆(PO₄) (OH)₈ • 5H₂O.

Бирюза обычно окрашена в небесно-голубой цвет, но часто встречаются образцы с зеленоватым оттенком - от голубовато-зеленого до яблочно-зеленого. Наиболее ценными считаются небесно-голубые и темно-голубые сорта без зеленого оттенка и белых и бурых пятен.

В древние времена на Востоке бирюзу считали счастливым камнем, "в камене отражаются былые, ясные, безоблачные дни и минувшие радости". В Древнем Египте носили амулеты из бирюзы и полагали, что бирюза примиряет ссоры между супругами, предохраняет от опасного падения с лошади, укрепляет зрение и т. д. Согласно восточным преданиям, бирюза образовалась из костей людей, умерших от любви. Полагали, что кольцо с бирюзой, подаренное женщиной, приносит счастье, и если эта женщина изменит свое расположение, то бирюза поблекнет. Думали также, что тот, кто с утра посмотрит на бирюзу, на весь день освободится от забот; верили, что, "кто носит бирюзу, тот будет жить долго и в полном достатке и не увидит плохих снов".

Бирюза употребляется главным образом в ювелирном деле. В старину бирюза употреблялась для украшения седел, уздечек, мебели, рукояток кинжалов и шашек и т. д.

Месторождения бирюзы связаны с изверженными породами, богатыми глиноземом, щелочными минералами, апатитом и медьсодержащими минералами. Бирюза обнаруживается также в осадочных породах вблизи изверженных пород.

Месторождения бирюзы находятся в СССР (в Средней Азии), а также в Иране и Америке.