Корунд (рубины и сапфиры)

Сапфиры и рубины - разновидности благородного корунда (от санскр. kuruwinda или старого индийского - каурунтака) - занимают наряду с алмазом и изумрудом ведущее место во всех классификациях ювелирных камней. По блеску, светопреломлению и дисперсии они значительно уступают алмазу, но ни один драгоценный камень не может по цвету сравниться с синим сапфиром или огненно-красным рубином. Цвет благородных корундов может быть различным: бесцветным (лейкосапфир), красным различной интенсивности и оттенков (рубин), синим или голубым различной интенсивности и оттенков, розовым (из-за примеси Ti⁴⁺), зеленым, фиолетовым, оранжевым, желтым, коричневым (сапфиры). Встречаются камни, обладающие астеризмом в виде шестилучевой звезды или эффектом кошачьего глаза, появление которых обусловлено ориентированными включениями рутила. В коллекции Минералогического музея Ленинградского Горного института хранятся корунды с о. Шри-Ланка более 40 различных расцветок.

В литературе впервые описал корунды (карбункулы) Плиний Старший в "Естественной истории". Он привел ряд научных сведений о свойствах корундов: неравномерности их окраски, блеске, изменении цвета при вращении камня (плеохроизм), а также описал места добычи. Однако наряду с научными приведены фантастические сведения о существовании якобы мужских и женских корундов или о том, что в Эфиопии карбункулы выдерживали в уксусе 14 дней, после чего "блеск их продолжается столько же месяцев".

По химическому составу корунд представляет собой оксид алюминия - Al₂O₃. Цвет его зависит от примесей. Корунд кристаллизуется в тригональной сингонии дитригонально-скаленоэдрического класса симметрии. Кристаллы его столбчатые, бочонковидные, пирамидальные, пластинчатые, с гранями гексагональной призмы {1120}, гексагональных дипирамид {2241} и {2243}, ромбоэдра {1011} и пинакоида {0001}. Для корунда характерны полисинтетические двойники по {1011}, что приводит к появлению на гранях призмы, дипирамид и пинакоида косой штриховки.

Корунд среди минералов занимает второе место по твердости и абразивной способности после алмаза. Спайность весьма несовершенная, наблюдается отдельность по пинакоиду и иногда по ромбоэдру. Корунд - минерал оптически одноосный, отрицательный; n_o=1,755 1,778, n_e=1,757-1,768, n_o-n_e=0,008-0,009. Дисперсия показателей преломления 0,018. Дихроизм сильный: у рубина - пурпурно- и оранжево-красный; у синего сапфира - фиолетово- и зеленовато-синий; зеленого - зеленый и желто-зеленый; оранжевого - оранжевый и бесцветный; желтого - желтый и бледно-желтый; пурпурного - фиолетовый и оранжевый. В ультрафиолетовых лучах рубины люминесцируют красным цветом. Синие сапфиры обычно не люминесцируют. Иногда, например, у камней из Таиланда наблюдается слабое желтовато-белое свечение (254 нм), а у камней из Бирмы - красное и оранжевое свечение (365 нм). Желтые сапфиры обладают абрикосовой (365 нм) и желто-оранжевой (254 нм) люминесценцией, оранжевые - оранжевой, бесцветные - красно-оранжевой, фиолетовые и александритоподобные - красной.

Крупные рубины встречаются реже алмазов. Так за 1870 - 1970-е гг. было найдено свыше 300 кристаллов алмазов с массой более 200 кар, а таких же рубинов - всего несколько штук. Очень большая редкость - рубины даже с массой более 30 кар. В Британском музее в Лондоне хранятся кристалл бирманского рубина массой 3450 кар и считающийся лучшим из необработанных кристаллов "Рубин Эдуарда" массой 167 кар. Крупные сапфиры встречаются нечасто, однако отдельные находки камней массой более 1 кг все же имеются. Так, на о. Шри-Ланка найден сапфир массой около 19 кг (95 000 кар), а в Югославии - 1,4 кг (оба не ювелирного качества).

Крупные ограненные рубины и сапфиры являются гордостью собраний различных музеев мира. Так, в коллекции Алмазного фонда СССР хранится "Держава императорская", верхняя часть которой украшена великолепным сапфиром с о. Шри-Ланка массой 200 кар. Там же находится брошь с сапфиром васильково-синего цвета массой 258 кар. Большую известность приобрели камни британской короны "Сапфир Стюарта" (размер 3,8×2,5 см) и "Сапфир святого Эдуарда". Один из крупнейших ограненных рубинов величиной с половину куриного яйца находится в частной коллекции в Индии, сапфир "Росполи" (135 кар) и второй размером 5×3,8 см - в Париже, рубин в 250 кар - в Пражском кафедральном соборе, крупнейший звездчатый рубин "Розер риве" (138,7 кар) - в США, рубин "Делонг" (100 кар), сапфиры "Звезда Индии" (563 кар) и "Полунощная звезда" (116 кар) - в Американском музее естественной истории (Нью-Йорк), сапфиры "Звезда Азии" (330 кар) и "Логан" (423 кар) - в Смитсоновском институте США (Вашингтон).

Самым крупным оранжевым сапфиром (падпараджа) считается камень массой 57,30 кар, хранящийся в британской коллекции. Крупнейшим ограненным сапфиром является "Черная звезда Квинсленда" массой 1444 кар. Известны также резные крупные рубины: танзанийский рубин размером 16×13 см, на котором американским резчиком Р. Харвилом изображена сцена "Добрый самаритянин", рубины "Милосердие" размером 14×8 см и "Свобода" размером 14×9 см, обработанные в мастерской фирмы "Казанян" из Лос-Анджелеса и др.

Рубин получил свое название по цвету (от лат. rubeus - красный). На Востоке рубин с глубокой древности считался наиболее ценным ювелирным камнем. Он служил талисманом, им украшали амулеты, его вставляли в различные украшения. Санскритские названия рубина "ратнарадж" - царь самоцветов и "ратнанайяка" - вождь самоцветов свидетельствуют об отношении к этому камню в Древней Индии. В старинном индийском предании говорится: "Яркое солнце Юга несет живые соки великого Асура, из которых рождаются камни. Налетает на них ураганом вечный соперник богов, царь Ланки... Падают камни тяжелой крови на лоно реки, в глубокие воды, в отражение прекрасных пальм. И называлась река с тех пор Раванагангой, и загорелись с тех пор эти капли крови, превращенные в камни рубина, и горели они с наступлением темноты сказочным огнем, горящим внутри, и пронизывали воду этими огненными лучами, как лучами золота".

Рубину в древности приписывали сверхъестественные свойства, и в том числе способность предохранять от тяжелых заболеваний. М. И. Пыляев [29] приводит выписку из "Лапидарий": "Вот рубин, он врачует сердце, мозг, силу и память человека..." Здесь же приводятся рецепты по применению толченого рубина в качестве лекарства, исцеляющего от самых тяжелых недугов.

До 1800 г. рубинами назывались и некоторые другие камни: капскими рубинами - гранаты из Южной Африки, рубинами-балэ - бирманская шпинель, колорадскими и аризонскими рубинами - гранаты из шт. Колорадо и Аризоны (США), бразильскими рубинами - розовые топазы Бразилии, сибирскими рубинами - рубеллиты Сибири.

Красный цвет рубина определяется преимущественно примесью ионов Cr³⁺; содержание Cr₂O₃ в густо окрашенных образцах может достигать 4%. В оптическом спектре рубина в видимой области наблюдаются широкие полосы поглощения ∼18 000 см^-1 и ∼24400 см^-1 [28]. На оттенки цвета влияют примеси других хромофоров: коричневатый оттенок связан с повышением содержания примеси ионов железа, фиолетовый - ванадия и др. Окраска рубина часто имеет неравномерный или зональный характер. Интенсивность и оттенки цвета рубинов могут сильно варьировать. На этом основано деление торговых сортов на "файн" (превосходный), темный и светлый цвета. Так как исторически сложилось, что самые хорошие камни поступают из Бирмы (отличаются превосходным цветом), Таиланда (в основном темного цвета, часто коричневатые) и о. Шри-Ланка (в целом светлее и ярче бирманских), синонимами торговых сортов стали соответственно определения: бирманский, сиамский и цейлонский. Эти торговые названия относятся к цвету камня, но не к месторождению.

Бирманские рубины имеют кроваво-красный цвет - цвет "голубиной крови". Если в них наблюдаются темные тона, то их называют рубинами цвета "бычьей крови", если светлые - "вишневыми". Самые хорошие рубины этого сорта встречаются только в Бирме.

Цвет сиамских рубинов от фиолетово- до коричнево-красного, цейлонских - от светло- до фиолетово-красного (цейлонские корунды слабого розового цвета, обычно связанного с примесью ионов Ti⁴⁺, носят название розовых сапфиров). В конце 70-х гг. появился новый торговый термин "африканские рубины", которым обозначают рубины из Кении и Танзании. По качеству они близки к бирманским.

Наиболее ценны камни красного цвета с легким фиолетовым оттенком. Усиление фиолетового и наличие оранжевого оттенков снижают стоимость камня. Наименее ценны камни с коричневым оттенком. По интенсивности любого цвета наибольшую стоимость имеет среднетемный тон, далее следуют светлый и темный тона. Неравномерность окраски также снижает стоимость камня. На стоимость камня влияют, правда в меньшей степени, чем цвет, дефекты (трещины, помутнения, включения) и качество огранки (полировка, выдержанность пропорций и ориентировки камня при огранке).

При обработке рубина применяется фасетная огранка. Необходимо учитывать его сильный дихроизм. Для выявления наиболее красивого фиолетово-красного цвета при огранке рубин ориентируется перпендикулярно к оптической оси, совпадающей с осью третьего порядка. Из камней с эффектом астеризма или кошачьего глаза делают кабошоны.

По данным 1983 г., цены на сиамские рубины в зависимости от цвета, чистоты и качества огранки колеблются от 500 до 3000 дол./кар. Бирманские рубины ценятся в несколько раз выше. В США в 1980 г. цены на рубины массой в 1 кар на уровне мелкооптовой торговли составляли: бирманские - 2500 - 3500 дол., таиландские (сиамские) - 1200 - 1600 дол., розовые сапфиры - 500 дол.

До XIX в. сапфирами называли все синие камни, включая лазурит. Этот Древний термин неизвестного происхождения, возможно, связан с древнееврейскими или санскритскими словами. С 1800 г. сапфирами стали называть только синие разновидности корундов, зеленые корунды именовали драгоценным перидотом, желтые - драгоценным топазом и т. д. В настоящее время за этими разновидностями корунда также закрепилось название сапфиров, только цветных.

Желтая окраска сапфиров связана с наличием ионов Fe³⁺ (полосы поглощения в области 22 300 см^-1 и 26 000 - 27 000 см^-1) и иногда в сочетании с дырочным центром 0^- (полосы поглощения в области 45 000 - 30 000 см^-1); оранжевая - с совместным присутствием ионов Cr³⁺ и дырочного центра 0^-; фиолетовая - с наличием примеси ионов Fe²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺ и иногда Ti⁴⁺; синяя, сине-зеленая и зеленая - с хромофорными центрами Fe²⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺ (полосы поглощения в области 11 450, 14 300, 17 600, 22 300, 26 700 см^-1); "александритовый эффект" появляется, если к этим центрам добавляется еще V.

Все эти центры могут присутствовать в сапфирах в различных сочетаниях, что приводит к огромному разнообразию их красок и оттенков [28].

Наиболее ценными считаются васильково-синие (кашмирские, бирманские и цейлонские) сапфиры. Сапфиры с зеленоватым оттенком и сильным плеохроизмом (австралийские, кенийские) ценятся ниже. Особым спросом пользуются редчайшие звездчатые голубые сапфиры. Эффект астеризма в них, так же как и в рубинах, связан с наличием ориентированных включений рутила. Редкими являются и оранжевые, цвета восходящего солнца ланкийские сапфиры "падпараджа". В 1980 г. в США цены на уровне оптовой торговли на сапфиры массой 1 кар составляли: на камни от зелено- до чернильно-синего цвета - 750 - 2000 дол. (Бирма), 450 - 1200 дол. (Шри-Ланка), 250 - 400 дол. (Таиланд, Кампучия), фиолетового - 100 дол. и более; серо-зеленого - до 25 дол., оранжевого (падпараджа) - среднего качества - 250 - 1200 дол., хорошего качества - 2000 дол. и более; желтого - за камни массой от 1 до 5 кар - 80 - 150 дол./кар, а от 5 до 10 кар - 150 - 300 дол./кар.

Среди камней Шри-Ланки значительную долю составляют молочно-голубые сапфиры, известные под коммерческим названием "геуда" (geuda). В последние годы такие камни стали в большом количестве закупаться Таиландом, где был разработан метод их облагораживания. В настоящее время Государственная корпорация драгоценных камней Шри-Ланки, осуществляющая экспортные операции с драгоценными камнями, планирует сама организовать облагораживание и сбыт камней этого сорта. Облагораживание корундов для улучшения цвета, прозрачности и т. д. производится путем термообработки, облучения или диффузии. Облагороженные камни весьма трудно отличить от камней с природной окраской. По мнению К. Нассау и др., иногда их можно идентифицировать по своеобразному распределению окраски или ее исчезновению (желтые сапфиры), люминесценции (синие сапфиры), четкому проявлению зональности окраски, появлению трещин около включений, шероховатости ("оспин") на гранях.

При обработке сапфира применяют ступенчатую, бриллиантовую или комбинированную огранку (бриллиантовую вверху, ступенчатую внизу). Менее прозрачные камни, а также камни с астеризмом или эффектом кошачьего глаза кабошонируют. Сапфиры обрабатывают так, чтобы площадка в граненых камнях или основание у кабошона было параллельно базопинакоиду.

Месторождения благородных корундов связаны с магматическими - щелочными основными лампрофирами и базальтами, сиенитовыми и миаскитовыми пегматитами, плагиоклазитами, скарнированными мраморами, силикатными эндоскарнами, высокоглиноземистыми гнейсами и амфиболитами. Важное место занимают элювиальные, элювиально-делювиальные и делювиально-аллювиальные россыпи [14]. Каждому из промышленно-генетических типов соответствуют свои типоморфные особенности корундов (форма кристаллов, окраска, включения), имеющие и диагностическое значение [2]. К магматическому типу в щелочных основных лампрофирах относится месторождение Його-Галч (шт. Монтана, США). Мелкие (не более 2 кар) пластинчатые кристаллы сапфира этого месторождения имеют от бледно- до васильково-синей или фиолетовую окраску. Для них характерны включения шпинели светлокоричневого цвета, красного рутила, коричневой слюды, часто окруженные жидкими пленками. Сапфиры добываются и из элювиальных россыпей. Дайка сапфирсодержащих лампрофиров протягивается почти на 8 км при мощности 2 - 6 м. Месторождение разрабатывалось с 1886 г. более 40 лет. За это время было извлечено около 2,5 млн. кар ювелирных и 14 млн. кар технических сапфиров.

С базальтами связаны месторождения рубина и сапфира Австралии (штаты Квинсленд и Новый Южный Уэльс). Эти месторождения, а также делювиально-аллювиальные россыпи являются в настоящее время основным источником сапфиров. В середине 70-х гг. их удельный вес в мировой добыче составил 80% [32]. Кристаллы сапфиров в форме усеченных дитригональных пирамид с плохо выраженными гранями имеют различные цвета: встречаются зеленые, оранжево-желтые, желтые иногда с астеризмом, а также камни с александритовым эффектом; камни темно-синего цвета отличаются резко выраженным дихроизмом в сине-зеленых тонах (различимым даже на глаз без каких-либо приборов).

Месторождения сапфира имеются также в Таиланде и Кампучии. Сапфиры из Кампучии содержат включения гатчеттолита, торита и полевых шпатов. В сиамских сапфирах наблюдаются плагиоклаз, колумбит, пирротин, халькопирит, жидкие включения; характерны полисинтетические двойники. Для сиамских рубинов типичны включения апатита и пирротина, часто окруженные дискообразными или овальными плоскими трещинами с тонкими жидкими паутиновидными пленками, полисинтетические двойники, трещины с различными текстурами газово-жидких включений, декорированные бурыми пленками гидроксидов железа, "каналы" с жидкими включениями.

С пегматитами связаны месторождения сапфира Могокского горнорудного района Бирмы. Для пластинчатых или бочонковидных бирманских кристаллов голубого, синего, зеленого цвета характерны жидкие включения, образующие сетчатые, дактилоскопические и прочие текстуры, включения игольчатого и коробкостолбчатого рутила, апатита, циркона, монацита, флогопита, фергюсонита, магнетита. К этому же типу относятся проявления ювелирного синего сапфира в Ильменских и Вишневых горах на Урале и в Хибинском щелочном массиве на Кольском полуострове (СССР).

Индийские месторождения в шт. Джамму и Кашмир имеют пневматолито-гидротермальный генезис (в плагиоклазитах, в мраморах). Крупные кристаллы сапфира отличаются синим, фиолетовым, зеленым и желтым цветом. Длина зонально окрашенных кристаллов до 12,5 см, ширина до 7,5 см. С 1963 по 1970 гг. здесь было добыто около 1500 кг высококачественных сапфиров, в дальнейшем объемы добычи несколько снизились [32]. К типоморфным особенностям кашмирских сапфиров относятся: включения турмалина и роговой обманки; "каналы", заполненные жидкостью; отрицательные кристаллы; "облачность", вызванная мельчайшими жидкими включениями; трещины, декорированные гидроксидами железа.

Пневматолит-гидротермальные месторождения сапфиров и рубинов в Танзании (Умба и др.) связаны с плагиоклазитами и их слюдистыми разновидностями, залегающими в ультраосновных породах. Таблитчатые или бочонковидные камни до 4 см образуют зернистые скопления и вкрапленники. Они содержат включения апатита, циркона, граната, пирротина; для рубинов характерны включения рутила, графита, паргасита, шпинели, цоизита и др.

В СССР на Полярном Урале имеется месторождение рубинов Макар Рузь, где они встречаются в слюдяных породах в виде мелких (до 5 мм) кристаллов; попадаются кристаллы до 10 см в поперечнике, но они непрозрачны или полупрозрачны и трещиноваты.

Месторождения рубинов Могокского района Бирмы приурочены к скарнированным мраморам, находящимся на контакте с дайками гранитов или гранит-пегматитов. Могокский район площадью около 400 км² - наиболее древний район добычи драгоценных камней. До 1931 г. ежегодная добыча рубинов в этом районе достигала 150 тыс. кар. Рубины встречаются в виде зернистых, гнездообразных скоплений или отдельных кристаллов, вкрапленных в основную породу - мрамор. Промышленная добыча рубинов ведется из россыпей, образовавшихся при разрушении рубиноносных скарнированных мраморов. Кристаллы рубина призматического или бочонковидного облика имеют довольно крупные размеры. Окраска красная, розовая, часто неравномерная. Встречаются рубины с астеризмом.

Особенность бирманских рубинов - наличие большого количества включений игольчатого рутила, образующего "шелк" (при параллельном расположении индивидов) и сетки (при их пересечении под углом 60°), шпинели, апатита, оливина, кальцита, желтого сфалерита, титанита, прозрачных листочков слюды. К этому же типу относятся месторождения рубинов в Афганистане (Джегдаллен и др.), Пакистане (бассейн р. Хунза), а также проявления рубина в СССР.

Месторождения сапфира в Шри-Ланке (Ратнапура) приурочены к силикатным эндоскарнам и связанным с ними делювиально-аллювиальным россыпям. Бочонковидные, призматические остропирамидальные кристаллы синего, голубовато-желтого сапфира образуют гнездовидные скопления и вкрапленники в породе, состоящей из олигоклаз-андезина, скаполита, силлиманита, флогопита и др. Типоморфными признаками сапфиров Шри-Ланки являются: включения циркона, окруженного "плеохроичными двориками", граната, шпинели, слюд, гематита, кальцита, турмалина, халькопирита, рутила, образующего "шелк" и сетки; каналы, иногда заполненные жидкостью; жидкие и газово-жидкие включения, формирующие текстуры, напоминающие сетки, соты, дактилоскопические отпечатки и пр.

Метаморфогенные месторождения сапфира и рубина известны в Шри-Ланке и в США (месторождение Кови-Крик). Они содержат довольно бледно окрашенные кристаллы небольших размеров.

Характер окраски, набор включений и ряд других признаков позволяют отличать друг от друга природные рубины и сапфиры из различных месторождений. По этим же параметрам можно отличить природные камни от их синтетических аналогов.

Диагностика благородных корундов затруднена тем, что существует значительное число минералов, применяемых в качестве их имитаций или просто очень напоминающих их. Рубин путают с шпинелью, красными гранатами, турмалинами (рубеллитами), некоторыми топазами и др. (табл. 7).

Таблица 7. Диагностические признаки рубина и сапфира и их наиболее распространенных имитаций

От всех этих минералов рубин отличается высокой твердостью. Именно твердостью обусловлен образующийся иногда при его обработке дефект "огненных знаков" - мелких неровных трещинок в приповерхностной части камня. Наличие двупреломления и ясно выраженного дихроизма отличает рубин от шпинели и граната. Для рубина характерны ярко-красные люминесценция и цвет камня под фильтром Челси.

При диагностике сапфира в настоящее время наибольшую трудность представляют танзанит (несколько ниже твердость, плотность, показатели преломления) бенитоит (ниже плотность и твердость, высокая дисперсия показателей преломления, ярко-голубая люминесценция - 254 нм) и аквамарин-максикс (ниже твердость, плотность, показатели преломления, неустойчивость окраски).

Цветные сапфиры можно спутать с другими минералами и синтетическими материалами аналогичного цвета. Диагностика их производится по физическим свойствам и включениям.

Все благородные корунды могут входить в состав дублетов или триплетов, которые, как и другие составные камни, распознаются по наличию пузырьков в плоскостях склеивания, а используемые составляющие - по физическим свойствам. Издавна для имитации корундов применяются стекла соответствующего цвета, обладающие меньшей твердостью, с отсутствием двупреломления и плеохроизма, наличием газовых включений, свилей и т. д.