Бирюза

Бирюза - один из самых красивейших ювелирных камней, известных человечеству с глубокой древности (рис. 34). Украшения и талисманы из бирюзы находят при раскопках древних культур в Центральной Америке, Египте, Средней Азии. Уже в III тысячелетии до н. э. разрабатывалось месторождение самой лучшей бирюзы Нишапур в Иране. И название этого камня произошло от персидского слова "фируза", что значит камень счастья. На арабском "фирузадж" - бирюза - означает "камень, приносящий победу, удачу в делах". По персидским поверьям, бирюза образовалась из костей людей, умерших от любви.

Рис. 34. Бирюза

В мусульманском мире бирюза пользовалась большой любовью и популярностью. В Европу бирюза попала из Персии и Турции, отсюда ее названия turquoise (англ.), turkis (нем.) - "привезенная из Турции". Среди первых европейцев, описавших бирюзу, были Марко Поло (XIII в.) и Тавернье (XVII в.).

Бирюза известна и под другими названиями - каллаит (наиболее распространенный синоним), агафит, лазоревый шпат, арабский камень, а порода, содержащая бирюзу, пронизанная паутиной трещинок, заполненных окислами железа, марганца, или имеющая брекчиевидный облик, называется "бирюзовой рудой", "бирюзовой маткой".

В ювелирных изделиях бирюза обычно применяется в виде кабошонов, часто неправильной формы, хорошо сочетается с другими ювелирными камнями, а также с серебь ром и золотом. В древности бирюзу не оправляли в золото, так как считалось, что она при этом теряет свою красоту. В изделиях с Востока встречаются гравировка бирюзы и инкрустация ее серебром и золотом. Известна бирюза, на которой выгравирована легенда о Магомете. Находят применение и тонкие пластины бирюзы - для инкрустации по дереву и другим материалам. Крошка бирюзы может служить для изготовления плотносцементированной бирюзы.

Бирюза является основным фосфатом меди и алюминия, содержащим воду, - CuAl₆ [PO₄]₄(OH)₈·⁵H₂O. В качестве примесей в бирюзе могут присутствовать Fe, Ca, Zn, Mg, Cr, Ti, V, Sr, Ba, Mn, Mo, Na, Ag, Si, B, Co, Pb, органическое вещество. Разновидность, содержащая значительное количество железа, называется рашлеитом. Рашлеит и алюмохалькосидерит - промежуточные члены изоморфного ряда, к крайним членам которого относятся бирюза и халькосидерит - Cu Fe₆ [PO₄]₄(OH)₈·4H₂O. Наблюдается изоморфизм и с фауститом - ZnAl₆[P0₄]₄(OH)₈·4H₂O.

Бирюза относится к триклинной сингонии, пинакоидальному классу симметрии. В виде кристаллов она встречается чрезвычайно редко. Единственными кристаллами, подвергшимися анализу, были образцы из США (шт. Виргиния). Эта бирюза, состоящая из тонких слоев ярко-голубых сверкающих кристаллов, создающих бархатистые массы, цементировала трещины в стекловатом кварце. Размеры отдельных кристалликов бирюзы были 0,3 мм и менее. Обычно бирюза представляет собой микро- и скрытокристаллический агрегат, выполняющий прожилки, формирующий желваки, включения неправильной формы, примазки, почковидные образования.

Электронно-микроскопические исследования бирюзы, проведенные Л. Е. Мурром, Л. Я. Денисовой и др., показывают, что она имеет плотную микроструктуру и состоит из пластинчатых микрокристаллов размером приблизительно (1-2)×(1 - 12)×(0,05-1) мкм, ориентированных параллельно друг другу, иногда пересекающихся или образующих радиально-лучистые скопления. Размер, форма и степень совершенства микрокристаллов могут варьировать от месторождения к месторождению.

Бирюза непрозрачна, в тонких сколах просвечивает. Окраска ее у образцов, состав которых близок к теоретическому, яркая, небесно-голубая. Это идиохроматическая окраска, связанная с наличием в составе минерала меди - одного из сильнейших хромофоров. Но довольно часто окраска бирюзы голубовато- и яблочно-зеленая, иногда даже зеленовато-бурая. Как показали исследования Л. В. Никольской, Е. Е. Лисицыной и М. И. Самойловича, появление зеленых тонов в окраске бирюзы обусловлено присутствием ионов Fe³⁺, замещающего ионы Al³⁺ и, возможно, Cu²⁺ в октаэдрической позиции. Плеохроизм бирюзы слабый - от бесцветной до бледно-голубой или бледно-зеленой окраски.

Бирюза может обесцвечиваться на солнце; со временем или под действием спиртов, духов, ароматических масел, жиров, мыльной пены, бензина, ацетона, щелочей, кислот она приобретает зеленоватую или коричневато-зеленую окраску. Блеск бирюзы стеклянный или восковой. Твердость 5 - 6 по шкале Мооса, излом раковистый; она хрупкая. В кристаллах наблюдается спайность в двух направлениях.

Плотность 2,40 - 2,88 г/см³, причем изменения плотности наблюдаются от месторождения к месторождению. Плотность (в г/см³) бирюзы Ирана - 2,75 - 2,85, США - 2,6 - 2,7, Израиля - 2,56 - 2,70, АРЕ (Синайский полуостров) - 2,81, КНР (Тибет) - 2,72, Бразилии - 2,40 - 2,65 [44]. По данным М. И. Моисеева и др. [25], плотность бирюзы из различных районов Узбекистана 2,43 - 2,88 г/см³.

Как показали исследования Л. Я. Денисовой, Е. В. Пряхиной и С. И. Лебедевой, изменения плотности бирюзы связаны с колебаниями содержания примеси ионов Ее или со степенью затрагивания бирюзы вторичными процессами и замещения ее вторичными минералами. Последнее влияет и на твердость, которая может зависеть также от плотности или пористости агрегата.

Бирюза двуосна, положительна, 2V=40°. Показатели преломления: n_g=1,65, n_m=1,62, n_p=1,61, n_g-n_p=0,040. Средний показатель преломления плотных масс обычно около 1,62. Значения показателей преломления могут варьировать в зависимости от состава и степени измененности бирюзы в различных месторождениях и даже на участках одного и того же месторождения.

Бирюза может люминесцировать в ультрафиолетовых лучах светло-голубым и желтовато-зеленоватым светом.

При нагревании бирюзы при температуре 100 - 200°С наблюдается слабый эндотермический эффект, вызванный удалением адсорбционной воды, при температуре 350 - 400°С - четкий эндотермический эффект, соответствующий удалению кристаллогидратной и гидроксильной воды, при температуре 760 - 800°С - экзотермический эффект. Кристаллическая структура бирюзы сохраняется до 380°С, при дальнейшем нагревании она разрушается, вещество становится рентгеноаморфным, а при 900 - 1000°С образуются новые соединения - фосфокристоба- лит, берланит, кристобалит, тридимит.

Месторождения бирюзы связаны с корами выветривания горных пород, содержащих медносульфидную минерализацию: с рассеянной медной минерализацией без зоны вторичного сульфидного обогащения и с интенсивной медной минерализацией и зоной вторичного сульфидного обогащения.

Месторождения бирюзы в СССР известны в Средней Азии в Кураминском (Бирюзакан, Шаугаз, Ак-Турпак, Кальмакыр, Унгурликан и др.) и Кызылкумском (Аякащи 1 и 2, Турбай, Джаман-Каскыр, Тебин-Булак, Урусай, Тасказган, Бельтау и др.) бирюзоносных районах. Бирюза на территории Средней Азии добывалась с глубокой древности, о чем свидетельствуют многочисленные древние выработки. Советскими геологами открыты и изучены новые месторождения [20, 25]. Среднеазиатская бирюза встречается в виде прожилков, желваков, линз, вкрапленников, неправильных выделений. Цвет ее крайне разнообразен: синевато- и небесно-голубой со всеми переходами в зеленый, буровато-зеленый и бурый. Проявления бирюзы обнаружены в Азербайджане и Грузии. Крупнейшее месторождение открыто советским геологом В. Б. Сейраняном в Армении в пределах Алавердинского рудного поля - Техутское.

Самого высокого качества бирюза с глубокой древности и до настоящего времени добывается в Иране, северо-западнее г. Нишапур вблизи д. Мадан. Месторождение было известно под местным названием Shadadi. Штольни, в которых ведутся работы, расположены на высоте 1250 и 1575 м. Бирюза извлекается вручную. Согласно калькуляции управления рудника, еженедельно извлекается 4 - 4,5 м³ руды, при этом из 1 т получают примерно 3,3 кг бирюзы, что соответствует 9 кг/м³. Бирюза ассоциирует с фауститом, опалом и сульфидами, находится в виде желваков или прожилков среди продуктов выветривания, по трещинам в трахитах и трахиандезитах. Издавна выделяли три сорта бирюзы: первый, самый высокий, - исхаки, второй - нишапури и третий - шбабеки.

С глубокой древности добывается бирюза на Синайском полуострове (месторождения Сербит-Эль-Кхадим и Вади-Махаре; последнее до сих пор не потеряло практического значения). Крупнейшие месторождения находятся в США в штатах Аризона, Колорадо, Невада, Нью-Мексико. Известны месторождения бирюзы в Чили, Перу, Мексике, КНР, Австралии, НРБ.

Бирюза неизменно пользуется большим спросом. Цены на нее довольно высоки, хотя и непостоянны, в последнее время отмечается тенденция к их росту: например, с начала 70-х гг. поднялись в цене в 3 - 4 раза изделия американских индейцев из серебра с бирюзой. Кабошоны голубой бирюзы (15 - 20 мм) оценивались в начале 80-х гг. в США в 8 - 10 дол./кар. Зеленая бирюза стоит в 3 раза дешевле, мелоподобная - приблизительно 5 дол./кг. Такая разница в цене приводила издавна к стремлению изменить окраску бирюзы, различными способами усилить голубую окраску.

М. И. Пыляев [29] пишет, что "бирюза вывозится продавцами из Персии в глиняных кувшинах с водой, такая моченая бирюза, по вынутии из воды, на несколько дней приобретает цвет лучший, чем в действительности имеет. Наши купцы не покупают бирюзу, покуда не высушат ее у продавца в ящиках за своими печатями". Бируни описывал способ усиления окраски путем пропитывания пористых светлых разностей бирюзы жирами и парафином. Такая бирюза превращается в светло-серую, пятнистую после 15-минутного выдерживания ее в бензине. Известны способы подкрашивания бирюзы путем выдерживания в аммиаке, мочевой кислоте, берлинской лазури - KF[Fe(CN)₆], покрытием поверхности образцов анилиновыми красителями и др. Однако эффект этот недолговечен. Образцы, подкрашенные берлинской лазурью, при искусственном освещении имеют серый цвет. Иногда поверхность бирюзы, предварительно протравленную, покрывают пленками из ярко-голубых органических полимеров [48]. В последние годы широко применяется бирюза, облагороженная путем пропитывания ее коллоидным кремнеземом или, чаще, жидким пластиком или воском. На мировой рынок 60% бирюзы поступает в облагороженном виде, в частности облагораживается приблизительно 80% американской аризонской бирюзы.

Помимо пористой неизмельченной, пропитывается измельченная до порошка или мелких кусочков и спрессованная под высоким давлением бирюза. Твердость такой "реконструированной" бирюзы не более 3, плотность 2,3 г/см³. Важным признаком, позволяющим выявить такую бирюзу, является реакция на притрагивание к ней раскаленной иглы. Появление запаха горелой пластмассы или воска однозначно говорит о наличии пропитывания. Некоторые пропитанные образцы могут воспламеняться и гореть коптящим пламенем.

"Искусственную бирюзу" многих разновидностей получают уже около столетия. Так, в XIX в. в Австрии (в Вене), а затем во Франции и Великобритании получали так называемую "венскую бирюзу" прессованием фосфата алюминия, подкрашенного олеатом меди. Показатель преломления "венской бирюзы" - 1,45; при нагревании в пламени газовой горелки она спекается в черное стекло, тогда как природная бирюза превращается в темно-бурый порошок [50].

"Неолит" - имитация сетчатой природной бирюзы - был получен в 1957 г. в ФРГ. Он представляет собой смесь бейерита Ca(BiO)₂(CO₃)₃ и фосфата меди, пропитанную искусственными смолами. Темные прожилки создавались примесями аморфных соединений Fe. Имеются имитации, получаемые при прессовании дигиратированного фосфата алюминия с фосфатом меди, А1(ОН)3, Cu(S04) и т. д. Фирмы "Синто Джем Компани" и "Адко Продакте" выпускают имитации, имеющие аналогичный бирюзе состав, но отличающиеся структурой, - "синто" и "адко".

Диагностика бирюзы весьма сложна в связи не только с наличием синтетических и облагороженных камней, но и с применением огромного числа имитаций. Издавна за бирюзу выдавался одонтолит, известный также под названием "костяная бирюза". Он представляет собой окаменелые остатки зубов и костей различных животных, содержащих апатит и вивианит, обусловливающих его серовато-голубую или голубую окраску. Твердость одонтолита - 5, плотность несколько выше, чем у бирюзы - от 3,0 до 3,25 г/см³, средний показатель преломления от 1,57 до 1,63. Месторождение одонтолита имеется во Франции. От бирюзы его можно отличить по наблюдаемому под микроскопом характерному рисунку костей. Кроме того, обычно одонтолит содержит некоторое количество карбоната кальция, в связи с чем с шипением реагирует с HC1. Под названием "австралийская бирюза" или "австралийский жад" широко используется как имитация бирюзы варисцит Al[PO₄]·2H₂O (ромбическая сингония; твердость - 3,5 - 5; спайность совершенная по {010}; плотность 2,2-2,61 г/см³; n_g=1,570-1,594; n_m=1,565-1,584, n_p=1,550-1,563, n_g-n_p=0,010-0,031; в ультрафиолетовых лучах инертен). Хризоколлу CuSiO₃·2H₂O можно отличить от бирюзы по более низким значениям твердости _ от 2 до 4 (хотя если она пропитана кварцем, то твердость такого агрегата повышается до 7), плотности 2,00-2,45 г/см³ и показателей преломления - обычно n=1,50 (средний); n_g=1,598-1,635, n_m=1,597, n_p=1,585, n_g-n_p=0,013-0,050.

В качестве имитаций могут применяться такие минералы, как лазулит, гемиморфит, шаттукит, прозопит, хаулит, церулеит, амазонит, крашеные говлит и халцедон и некоторые другие, а также искусственные материалы: эмали, пластмассы, стекла, керамика, фарфор, фаянс и др. Последние отличаются твердостью, плотностью, наличием мелких пузырьков.