САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геологический факультет
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
Берилл и его ювелирные разновидности
Выполнила Нугуманова А.А.
Проверил научный руководитель,
доцент кафедры минералогии:
Золотарев А.А.
Санкт-Петербург
2009г.
Содержание
Введение
Глава I. Из истории названия берилла
Глава II. Свойства берилла
Глава III. Генезис берилла
Глава IV. Синтез изумруда
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Ювелирные бериллы поражают разнообразием окраски: бесцветные, желтые, розовые, красные, голубые, синие и зеленые разновидности способны удовлетворить запросы, как царствующих особ, так и простых смертных. Первоначально, именно различия в цвете послужили причиной появления самостоятельных названий для ювелирных разновидностей этого минерала: изумруд (смарагд) (травяно-зелёный), аквамарин (голубой), аквамарин-максикс (сапфирово-синий), воробьевит или морганит (розовый), биксбит (красный), гелиодор (желтый), ростерит или гошенит (бесцветный).
Развитие науки показало, что бериллы отличаются не только разнообразием окраски, некоторые из них имеют и значимые отличия по химическому составу, что послужило причиной выделения самостоятельных минеральных видов со своими названиями. Термин «берилл», зародился много веков назад и в разные периоды времени в него вкладывали разный смысл.
История, происхождение, свойства бериллов интересовала меня всегда. Я решила взять тему курсовой «Бериллы, и его ювелирные разновидности». Моя работа носит в основном обзорный характер и является попыткой собрать воедино хотя бы часть данных по этому вопросу. Один из наиболее красивых разновидностей группы берилла является изумруд, окрашенный окислом хрома в травянисто-зелёный цвет. Буроватый непрозрачный берилл имеет непривлекательный вид. Это связано с тем, где образовался кристалл Но зато его прозрачные кристаллы чудесны. Это — изменяющий цвета аквамарин, золотисто-жёлтый гелиодор, и нежно-розовый воробьевит (морганит), биксбит. Красивейший в этой семье самоцветов — изумруд. Изумруд - эта драгоценный камень высокого класса. Возможно, поэтому человек стал выращивать его искусственно. Почему у нежно-розового берилла два названия и с чем это связано.
Глава I. Из истории названия берилла
В число драгоценных камней, относящихся к группе берилла входят изумруд, аквамарин, гошенит, гелиодор, воробьевит (морганит), и биксбит.
Изумруд давно стоит в ряду наиболее дорогих драгоценных камней. Даже Плиний помещал изумруд на третье место, хотя ему были известны только сравнительно плохие камни из Египта и, возможно с Урала. Действительно, нет другого камня, цвет которого был бы более приятен для глаз.
В минералогии название «берилл» прилагается ко всем разновидностям этого минерала, название «изумруд» - к зеленой разности, а «аквамарин» - к разности цвета морской волны. Но в ювелирном деле термин «берилл» имеет более узкий смысл и используется для обозначения светлоокрашенных камней, а также камней имеющих не зеленую, а другую окраску, так что вошло в обычай говорить о «желтом берилле» или «розовом берилле». В последнее время проводится дальнейшее разграничение понятий, причем для розовых камней пользуется название «воробьевит», для золотисто-желтых - «гелиодор», а для красных – «биксбит».
Название минерала пришло к нам через латинское слово beryllus от греческого βηρνλλος – древнего слова, значение которого теряется в веках. Возможно оно с самого начала относилось, по крайней мере частично, к тем же разновидностям этого минерала, которые и сейчас обозначаются этим названием. Слово «изумруд» (английское emerald) происходит от персидского слова, которое в греческом языке преобразилось в σμάραγδος и через такие измененные формы латинского smaragdus, как esmeraude, emeraude и esmeralde, дошло до наших времен. Современная форма слова emerald(изумруд) появилась в английском языке лишь в XVI веке.
Названия минералов группы берилла получили в честь известных людей. Разновидность морганит получила название в честь банкира Моргана, чья коллекция драгоценных камней находится ныне в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Лакруа назвал воробьевитом розовые, а также бесцветные бериллы с Мадакаскара, однако это название В.И. Вернадский ранее дал бесцветным бериллам с Урала в память о В.И. Воробьеве. Бесцветный берилл из Гошена в шт. Массачусетс, США, был назван гошенитом, но это название выходит из употребления. Гелиодор прилагается к желтым бериллам, обнаруженным на юго-западе Африки в 1910 году, оно происходит от греческих слов ήλιος(солнце) и δώρον(дар).
Глава II. Свойства берилла
Берилл, если иметь в виду название, под которым этот минерал известен науке, является алюмосиликатом бериллия и имеет формулу Be3Al2[Si6O8].
Анализы часто показывают присутствие в нем небольших количеств щелочных металлов, а также гелия. Полагают, что атомы этих элементов не входят в кристаллическую решетку содержащего из берилла, а удерживаются в каналах структуры, расположенных параллельно оси симметрии шестого порядка. Алюминий может замещаться небольшими количествами хрома и окисного железа. В изумрудах было обнаружено от 1% до 2% воды. Бериллий, как указывает его название, впервые был открыт в образце минерала берилла в 1798 г. Химиком Вокленом.
Этот минерал входит в подкласс кольцевых силикатов. Главными структурными элементами кольцевых силикатов являются одно- или двухъярусные тройные, четверные, шестерные, девятерные кольца тетраэдров. Берилл характеризуется шестерными одноярусными кольцами, но разной конфигурации. В них гексагональные кольца с горизонтальной плоскостью симметрии, оба конца кристалла берилла одинаковые по огранке и своим свойствам.
Сингония у берилла гексагональная. Кристаллическая структура сложена кольцами, соединенными атомами бериллия, координационное число которого 4 и алюминия, число которого 6. Кольца расположены друг под другом, так что образуются длинные каналы, проходящие вдоль кристалла. В этих каналах могут размещаться дополнительные катионы щелочных металлов и молекулы воды, так что осуществляется многоатомный гетеровалентный изоморфизм с образованием твердых растворов. В бериллах алюминий может замещаться в ограниченных количествах марганцем, трехвалентным железом и хромом, а бериллий и кремний – микроколичествами железа. Блеск всегда стеклянный, а на изломе жирный. Форма кристаллов берилла гексагонально-призматическая. Штриховка обычно по удлинению.
Чистый берилл бесцветен, но благодаря почти неизменному присутствию примесей он приобретает различную окраску. Наиболее часты зеленый, голубоватый, розовый и желтый цвета.
Цвет изумруда обычно обусловлен незначительной примесью хрома. Много лет назад Гольдшмидт1 обнаружил, что в зеленых норвежских бериллах содержится больше ванадия, чем хрома, и на основании этого факта пришел к выводу, что трехвалентный ванадий может играть в берилле ту же роль, что и хром. С тех пор ванадий был обнаружен в изумрудах из многих месторождений, а в зеленом берилле из Салининхи в бразильском штате Баия ванадий сопровождается заметным количеством железа и лишь следами хрома. Окрашенные одним лишь ванадием зеленые бериллы получены искусственным путем. Предлагалось название «изумруд» использовать лишь для обозначения зеленых бериллов, окрашенных примесью хрома. Такое ограничение понятия было бы полезным для специалистов, причем наличие или отсутствие хрома быстро бы с помощью спектроскопа, но весьма вероятно, что для непрофессионалов изумруд всегда останется «сверкающей зеленой разновидностью берилла». В аквамаринах оттенки цвета, меняющиеся от голубоватого до желтовато-зеленого, обусловлены, по-видимому, главным образом примесью железа. Розоватый оттенок морганита может быть связан с присутствием лития, а с примесью окисного железа обычно связана окраска желтых бериллов.
Гелиодор содержит незначительную примесь урана и поэтому радиоактивен. Красный цвет биксбиту придает марганец, замещающий алюминий в структуре берилла.Еще одна разновидность берилла, воробьевит, представленный розоватым цветом. Кристаллы этого минерала, сплюснуты по базопинакоиду, резко отличаются от обычных бериллов уже по своей бледно - розоватой окраске. Они были измерены В.И.Воробьевым и оказались отвечающими сетке берилла.
Вернадский сделал несколько химических проб над этим розоватым бериллом. Оказалось, что они содержат заметное количество цезия и воды. В виду таких особенностей в их состав и первого нахождения цезия в этом минерале, Вернадский попросил К.А. Ненадкевича сделать их полный химический анализ. При анализе Ненадкевич нашел в бериллах значительное количество лития.
При исследовании цезий- содержащего берилла оказалось, что все бериллы представляют один определенный изоморфный ряд, одним членом которого является цезиевый берилл; поэтому удобно обозначать минералы такого ряда особыми названиями. А память В.И. Воробьева, В.И. Вернадский назвал цезиевый берилл воробьевитом.
Кристаллическая форма воробьевита.
В Геологический музей Академии наук было доставлено А. Денисовым-Уральским пять кристаллов белого берилла из Липовки на Урале, причем кристаллы эти до такой степени отличались по цвету и облику от обыкновенных бериллов, что не могли определить без измерений и химических проб, к какой группе он относится.
Наружный вид кристаллов был описан В.И. Воробьевым в его записях следующим образом: «При первом взгляде на кристалл очень трудно сказать, что это за минерал. Своеобразный блеск, окраска, отсутствие спайности и общий вид делают эти кристаллы больше похожие на фенакит, а не берилл. Особенно обманчиво в них то, что они очень коротко-призматические, что так редко встречается у берилла… Но при первом же более внимательном осмотре ошибка эта делается очевидной. Во-первых спайность, хотя и слабо заметная, но все видна, во-вторых на базисе одного кристалла ясно видны прекрасно выраженные явления позднейшего параллельного нарастания в виде небольших шестиугольных пирамидок, вершины которых притуплены базисом».