Химический состав. Кристаллическая решетка.
Химическая формула изумруда - Al2 Be3 [Si6O18].
Химический состав – содержание в %:
BeO— 14,1;
Al2O3— 19;
SiO2— 66,9;
отмечаются примеси хрома 1-2%, натрия, калия, лития, цезия, рубидия, железа, ванадия.
Основной мотив каркасной структуры берилла представляют шестерные структуры кольца SiO4 - тетраэдров - Si6O18, связанные друг с другом BeO4 – тетраэдрами в гексагональные колонки с крупными каналами внутри таких колонок. Эти колонки связываются друг с другом BeO4 - тетраэдрами и AlO6 – октаэдрами.[2]
Искусственные аналоги
Изумруд – разновидность берилла – является одним из наиболее дорогих драгоценных камней. Большая редкость и высокая стоимость изумруда стимулировали работы по изготовлению его искусственных заменителей. Чистый изумрудно – зеленый цвет изумруда не встречается ни у одного другого прозрачного природного камня.
Берилл представляет собой силикат бериллия и алюминия. Цвет изумруда обусловлен присутствием ионов хрома, частично замещающих ионы алюминия в гексагональной решетке берилла. Особенностью этого хромофора, состоит в том, ч то даже окрашивая камень в зеленый цвет, он пропускает часть лучей темно – красного цвета. Именно поэтому большинство изумрудов выглядят красными или красноватыми, когда они ярко освещены и рассматриваются через фильтр Челси, пропускающий свет только в темно – красной и желто – зеленой частях спектра; последняя в изумруде частично поглощается. Большинство имитаций изумруда из стекла интенсивно поглощают красный цвет и поэтому при наблюдении через фильтр выглядят зелеными. Так же ведет себя нагретый зеленый турмалин, внешне похожий на изумруд. Следовательно, вид сомнительного «изумруда» под фильтром может служить полезным признаком для определения камня.
Присутствие хрома в изумруде обуславливает его очень характерный спектр поглощения, по которому можно отличить изумруд от всех других драгоценных камней. Изучение спектра полезно и в тех случаях, когда, когда возникает сомнение, как назвать камень: изумрудом или же просто зеленым бериллом, поскольку известны зеленые бериллы, цвет которых обусловлен в основном железом.
Что касается других отличительных свойств изумруда – его показателей преломления и удельного веса, то они заметно различны у разных камней из разных месторождений из – за небольших различий в химическом составе. Следы железа и особенно присутствие более тяжелых щелочных металлов, таких как, цезий, увеличивают эти показатели . кроме того, для каждого месторождения обычно характерны определенные включения.
Нередко встречаются имитации изумруда из стекла, которые могут обмануть неопытный глаз. Обычно их делают из свинцовых стекол, имеющих показатель преломления от 1,60 до 1,66 и удельный вес от 3,40 до 4,00. Наличие «жидких включений» придает таким имитациям более « правдоподобный» вид, однако под микроскопом видно, что включения представляют собой лишь скопления или цепочки пузырьков. Изредка встречаются имитации из бериллового стекла, окрашенного хромом. Они необычно тверды для стекла, однако их удельный вес и показатель преломления значительно ниже, чем у кристаллического берилла.
Синтетические изумруды
Синтез кристаллов изумруда, пригодных по размерам для огранки, впервые осуществил в 30-х годах нашего столетия доктор Г.Эспиг с коллегами. Они работали в исследовательских лабораториях гигантского немецкого концерна «И.Г. Фарбениндустри».
Все существующие методы получения синтетических изумрудов постоянно совершенствуются, что обеспечивает изготовление синтетических камней с улучшенными характеристикам. Изумруды выращивают искусственно в США, Швейцарии, России и Японии.
Синтетические изумруды имеют весьма характерный насыщенный голубовато-зеленый цвет, который отчасти выдает их происхождение, хотя почти такой же оттенок имеют некоторые колумбийские изумруды. Через фильтр Челси они выглядят интенсивно-красными - гораздо более красными, чем большинство природных изумрудов.
В расплавных синтетических изумрудах преобладают включения в виде "вуалей" или "кружев", обычно изогнутых, значительно отличающиеся от образований, наблюдаемых в природных изумрудах. Такие "вуали", похожие на отпечатки пальцев, обычно заполнены остаточным расплавом, но могут также содержать и газ.
Синтетические изумруды гидротермального происхождения обычно содержат жидкие или газообразные включения в виде остроконечных шипов или шляпок от гвоздя, на широких концах которых часто видны кристаллики фенакита. Одиночные кристаллы фенакита отмечаются в обоих типах изумрудов.
Дублеты
Изобретательные деятели теперь собирают камни из двух отдельных изумрудов, не говоря уже о классических дублетах, составленных из двух бериллов, склеенных изумрудно-зеленым клеем, придающим камню необходимый цвет. Чтобы сделать камень более похожим на настоящий изумруд, ограненный бледный изумруд распиливают по рундисту, а затем вновь соединяют в том же положении, но уже с тонким слоем зеленого клея между верхней и нижней частями камня. Это позволяет наблюдать в микроскоп включения, как бы продолжающиеся на всю глубину камня без явного нарушения, что создает впечатление однородности. В закрепленном камне с закрытым рундистом такие дублеты выявить очень трудно.[1]
Способы переработки
Изумруд - эта драгоценный камень высокого класса, темно-зеленые его образцы красивого цвета ценятся дороже алмаза. Известен и ценится с древности. Используется для вставок а самые дорогие украшения, обычно гранятся ступенчатой огранкой (которая также называется изумрудной), но камни с включениями, замутненные, с трещинками обрабатываются к в виде кабошонов. Строго говоря, их нельзя называть изумрудами, так как они не обладают прозрачностью. Изумрудные вставки украшают многие ювелирные изде-лия, хранящиеся в музеях или государственных сокровищницах.
Синтетические изумруды используют в квантовой электронике.[7]
Заключение
Старая персидская легенда рассказывает, что благородные камни – творения сатаны, который, заметив что Ева любуется пёстрыми цветами, растущими в райских садах, дал им великолепные краски, дабы возбуждать в людских сердцах алчность, соблазн. Более прозаично их геологическое происхождение – благородные минералы образовались в результате химических процессов, происходивших в период формирования земной коры. Но, какого бы ни было их происхождение, красота и редкость драгоценных камней издревле влекла к себе людей. Изумруд – один из красивейших самоцветов, известный людям с древних времен. Его история окружена легендами. Изумруд самый дорогой из всех известных драгоценных камней, и доступен далеко не всем. Но многие могут полюбоваться на творения мастеров ювелирного дела, выставленные в музеях. Каждое украшение является предметом искусства! В Алмазном фонде экспонируется знаменитая "Изумрудная таблица" - бриллиантовая брошь с квадратным колумбийским изумрудом темно-зеленого цвета массой 136,25 карата. Прекрасные образцы изумрудов (некоторые из них весьма крупных размеров) украшают скипетр, державу, шапку Большого наряда, оклад иконы Владимирской Божьей Матери, хранящиеся в Оружейной палате Московского Кремля, и оклады икон в Патриаршей ризнице Троице-Сергиевой лавры. Самой большой считается коллекция изумрудов, хранящаяся во дворце турецких султанов в Стамбуле. В Британском музее естественной истории находится известный «Девонширский изумруд» массой 1383,95 каратов.
В древности добывали в рудниках близ современного Асуана, известных как "изумрудные копи царицы Клеопатры", хотя разработка их велась уже за 1 500 лет до н. э. Плиний в I в. и. э. писал о "скифских смарагдах", возможно, имеющих происхождение с Урала. В XVI в. испанцы доставили в Европу прекрасные изумруды современной Колумбии, и до XIX в. колумбийские месторождения были практически единственными поставщиками этого камня на мировой рынок. В середине XIX в. были открыты месторождения изумруда на Среднем Урале, в США и Австралии. В 1927 г. начали разрабатываться крупные месторождения в Трансваале (Южная Африка), в 1943 г. в Индии и в 1956 т. в Южной Родезии (ныне Зимбабве). Бледно окрашенные изумруды поставляет Бразилия. В настоящее время особенно высоко ценятся колумбийские камни.
Список литературы
Андерсон Б. Определение драгоценных камней: Пер. с англ. –М.: мир, 1983. –458с.
Годовиков А.А. Минералогия -: М., «Недра»,1975.-520с.
Естественная история ископаемых тел. Пер. в. Северягина. СПб., 1819г
География и астрономия:универ.Энцикл.шк. соста. А.А. Воротников. Мн.:ТОО «Харвест», 1995.-512с.
Сайт «уральские самоцветы», раздел «изумрудный переод»
http://heritage.eunnet.net/lithica/ural/1982/chapter3/chap3_4.htm
Сайт «географический портал планета Земля» раздел «Словарь понятий и терминов по геологии», подраздел «Изумруд»
http://www.rgo.ru/sitetabs.htm?lit=I&raz=slovar/geolog
Сайт «Энциклопедия кругосвет», раздел «Науки о земле», подраздел «Геология», подраздел «Изумруд»
http://www.krugosvet.ru/articles/19/1001985/1001985a1.htm
Сайт ювелирной фирмы «Феникс», раздел «Камни», подраздел «изумруд»
http://www.jewelry.kiev.ua/kamny/izumrud.htm