Хризоберилл

Хризоберилл
Формула	BeAl2O4
Молекулярная масса	126.97
Примесь	Fe,Cr,Ti
Год открытия	1789
Статус IMA	Действителен
Систематика по IMA (Mills et al., 2009)
Класс	Окислы и гидроокислы
Подкласс	Cложные окислы
Физические свойства
Цвет	Голубовато-зелёный, коричневый, коричневато-зелёный, зелёный, серый
Цвет черты	Белый
Блеск	Стеклянный
Прозрачность	Прозрачный, полупрозрачный
Твёрдость	8,5
Хрупкость	Хрупок
Спайность	Ясная по {110}
Излом	Неровный, раковистый
Плотность	3,5—3,84 г/см³
Температура плавления	1812—1880 °C
Кристаллографические свойства
Точечная группа	mmm (2/m 2/m 2/m) - ромбо-дипирамидальный
Пространственная группа	Pnma
Сингония	Ромбическая
Параметры ячейки	a0 = 4,429 Å; b0 = 9,409 Å; c0 = 5,481 Å
Отношение осей	a0:b0:c0 — 0,4707 : 1 : 0,5825
Число формульных единиц (Z)	4
Оптические свойства
Оптический тип	двуосный(+)
Медиафайлы на Викискладе

Хризобери́лл — минерал, алюминат бериллия BeAl₂O₄.Название минерала произошло от греческого χρυσος (хризос) — золотой — по цвету и бериллий — по содержанию бериллия. Описан у Плиния как разновидность берилла. Позднее название стало применяться для самостоятельного минерального вида. Синонимы: хризопал, призматический корунд, алюмоберилл, заберзат — древнее русское название[1].

Свойства минерала

Структура и морфология кристаллов

Ромбическая сингония. Пространственная группа — ${\displaystyle Pnma}$. Параметры ячейки: a₀ = 4,429 Å; b₀ = 9,409 Å; c₀ = 5,481 Å; a₀:b₀:c₀ — 0,4707 : 1 : 0,5825; Z = 4. Структура создаваемая атомами кислорода, представляет собой близкую к гексагональной плотнейшую упаковку^[что?]. Половина несколько искаженных октаэдрических пустот занята атомами алюминия, одна восьмая, также несколько искаженных тетраэдрических пустот — атомами бериллия. Имеются два сорта кристаллографически не эквивалентных атомов алюминия: половина их находится в центрах инверсии, остальные — в плоскостях симметрии. Структура близка к структуре шпинели. Расположение атомов в элементарной ячейке аналогично расположению их в оливине. Точечная группа — ${\displaystyle mmm}$ (${\displaystyle 3L_{2}3PC}$). Кристаллы толстотаблитчатые по оси ${\displaystyle a}$ (100), иногда коротко- или длиннопризматические по оси ${\displaystyle c}$ и реже по оси ${\displaystyle a}$. Сдвойникованные кристаллы уплощены в большей или меньшей степени по оси ${\displaystyle a}$. Собственно двойники редки, чаще встречаются тройники, образующие псевдогексагональные кристаллы с входящими углами или без них, и шестилучевые колесообразные сростки. Характерна вертикальная штриховка на ${\displaystyle a}$ (100) реже по ${\displaystyle b}$ (010)[2].

Физические свойства и физико-химические константы

Спайность совершенная по ${\displaystyle i}$ (011), несовершенная по ${\displaystyle b}$ (010) и слабая по ${\displaystyle a}$ (100), иногда спайность по ${\displaystyle b}$ (010) совершенная, по ${\displaystyle i}$ (011) не наблюдается. Излом раковистый или неровный. Хрупок. Твердость 8,5. Удельный вес 3,5—3,96. Цвет обычно жёлтый, винно-жёлтый или зеленовато-жёлтый, также спаржево-зелёный, травяно-зелёный, голубовато-зелёный, иногда бесцветный; александрит — изумрудно-зелёный, цимофан — золотисто-жёлтый. Блеск стеклянный, иногда алмазный, в изломе жирный. Прозрачен или просвечивает.

В катодных лучах хризоберилл светится светло-вишнёвым цветом, александрит — ярко красным светом, в ультрафиолетовых лучах — александрит светло-вишневый.

Даёт один максимум поглощения в ультрафиолетовой области спектра, который вызван присутствием Fe^+3. Теплота образования = (—) 546 ккал/моль; изобарные потенциалы образования при 300 °K (—) 515,52 ккал/моль, при 500 °K (—) 495,2, при 900 °K (—) 454,56.

Температура плавления 1812—1880 °С. При кислородном дутьё легко сплавляется в тёмно-зелёный перл, состоящий из иголочек и листочков. При 1285 °С обладает высоким электросопротивлением, равным 1 МОм[3].

Микроскопическая характеристика

В шлифах в проходящем свете бесцветный, иногда со слабым желтоватым или зеленоватым оттенками. Плеохроичен: по N_g изумрудно-зелёный до светло-бутылочно-зелёного, по N_m светло-жёлтый, зеленовато-жёлтый до бесцветного, по N_p светло-жёлтый, светлый зеленовато-жёлтый, фиолетово-красный (александрит). Одноосный (+). n_g = 1,753—1,758; n_m = 1,747—1,749; n_p = 1,744—1,747[4].

Химический состав и свойства

Теоретический состав: BeO — 19,71%; Al₂O₃ — 80,29%. В александритах содержится небольшое количество хрома, замещающего алюминий. Алюминий также замещается Fe3+ (до 6% Fe₂O₃). Спектроскопически установлены Si, Mn, Zn, Co, K, Pb, V. В хризоберилле из Изумрудный копей отмечалось значительное (до 0,1 %) содержание Sn. В кислотах не растворяется. Разлагается при сплавлении с пиросульфитом калия. Перед паяльной трубкой не изменяется.  С бурой или фосфорной солью плавиться с большим трудом. С бурой образует стекло светло-изумрудного цвета.

Под действием карбонатных растворов замещается доломитом и слюдой типа жильбертита. В гипергенных условиях довольно устойчив, но может замещаться каолинитом[5].

Нахождения в природе

Сравнительно редок. Встречается главным образом в гранитных пегматитах как чистой линии^[источник не указан 577 дней], так и линии скрещения^[источник не указан 577 дней]. В пегматитах чистой линии ассоциируется с кварцем, мусковитом, альбитом, бериллом, колумбитом, турмалином.

В пегматитовом поле Средней Азии хризоберилл обнаружен в ассоциации с мусковитом в кварце. В Изумрудных копях (Свердловская область) выделения хризоберилла приурочены к реакционным зонам десилицированных пегматитов, реже хризоберилл встречается в центральных плагиоклазовых частях жил; он ассоциируется с изумрудом, фенакитом, флюоритом, апатитом, молибденитом, турмалином[6].

Месторождения

Хризоберилл обнаружен во многих пегматитах зарубежных стран. Месторождения обычного хризоберилла нередки и известны в Бразилии, на острове Цейлон, Мадагаскаре. Там же встречается и александрит. В России ювелирная его разновидность (александрит) была известна на Малышевском месторождении («Изумрудные копи» на Урале). Простой хризоберилл также встречен в ряде других мест — Кольский полуостров, Южная Карелия (Люпикко), Сибирь. На Американском континенте он встречен в штате Колорадо (США)[7]. В Иттерби (Швеция) — в виде неправильных выделений среди полевого шпата в ассоциации с хлоритизированным биотитом и фергусонитом. В пегматитах Уэкфилда (шт. Миннесота, США) с бериллом, синим турмалином, гранитом, образовался позднее берилла; в Гринфилде (шт. Миннесота, США) — в пегматитах, секущих гнейс, в ассоциации с турмалином, гранитом, апатитом, полевым шпатом и мусковитом; в Хартфорде (шт. Миннесота, США) представлен двойниками, редко тройниками и одиночными кристаллами; в Хадаме (шт. Коннектикут) — с колумбитом, турмалином, ганитом, бериллом и самарскитом. В Крейгмонте (Онтарио, Канада) сопровождается корундом, скаполитом, шпинелью, молибденитом; в пегматитах Сондало (Италия) встречен вместе с брукитом, анатазом, турмалином и дюмортьеритом; отмечен в пегматитах Ривер-дю-Пост (Квебек, Канада); в Минас-Жернас (Бразилия) — с топазом, эвклазом, бериллом, гематитом, рутилом. Отмечен в своеобразных десилицированных грейзенах слюдисто-флюоритового состава на Дальнем Востоке.

Во флюоритизированных скарнах и карбонатитах находиться в ассоциации с флюоритом, гранатом, везувианом, магнетитом (Казахстан). В Нигерии установлен в кварцево-силлиманитовых жилах с кварцем, гранатом, андалузитом, касситеритом, ганитом, в Сен-Готард (Швейцария) — в доломитовых мраморах с корундом, в гнейсе близ Немчи (Польша) — вместе с красным андалузитом. Встречается в россыпях р. Санарки (Челябинская область), в Сибири, в алмазоносных песках Южной Родезии, Бершае-Су в Гане, в галечниках на Цейлоне, в Мьянме, Японии[8].

Применение

Прозрачные кристаллы хризоберилла — редкие, но не самые дорогие (в отличие от александрита) драгоценные камни, красивые и долговечные в огранке. Ценятся также хризобериллы с хорошо проявленным эффектом внутренней переливчатой световой игры (астеризма), обрабатываемые в форме кабошонов («Кошачий глаз»).

Хорошо выраженные кристаллы — предмет коллекционирования, коллекционная ценность некоторых кристаллов может многократно превышать их стоимость в ювелирном изделии. Возможно применение в качестве мазера. При наличии достаточно значительных скоплений, в теории, может добываться для получения бериллия.

Искусственное получение

Синтетический хризоберилл получен сплавлением Al₂О₃, ВеО, Н₃ВО₃ и СаСО₃ с различными примесями, а также при реакции AlF₃, BeF₃ и В₂O₃ при белом калении.

Разновидности

• Александрит (из России)— изумрудно-зелёный, при искусственном освещении приобретает фиолетово-красную окраску; причиной этого является избирательное пропускание сине-зелёных (460—530 ${\displaystyle m\mu }$) и красных (620 ${\displaystyle m\mu }$ до границы видимого спектра) лучей. В дневном свете, богатом сине-зелёными лучами, минерал кажется зелёным; в искусственном свете, бедном этими лучами, минерал становится фиолетово-красным. Окраска александрита обусловливается ионами Cr^3+. При исследовании спектра поглощения александрита из Изумрудных копей, содержащего 0,36% Cr₂O₃, установлены максимум поглощения около 560—580 ${\displaystyle m\mu }$ и минимум поглощения около 480—500 ${\displaystyle m\mu }$. Редок. Помимо Изумрудных копей, где впервые был обнаружен, встречается вместе с изумрудом в районе форта Виктории в Южной Родезии; в кварцевых жилах среди серпентинитов и в биотито - флогопитовой породе; александрит содержит 1% железа, 1% хрома и 0,1- 0,2% лития. Известны также редкие находки александрита в Бразилии и других странах, преимущественно в россыпях[9]. Важное отличие александритов из других стран - другое сочетание цветов.
• Цимофан — золотисто-жёлтый с синеватым отливом, особенно на грани ${\displaystyle b}$ (010). Некоторые разности обнаруживают мерцание или астеризм. Отлив связан с наличием ориентированных включений и полых каналов. Имеет значение как драгоценный и поделочный камень. Известен в Мьянме, на Цейлоне и в других местах[8].

Примечания

1. Чухров Ф. В., 1967, с. 118.
2. Чухров Ф. В., 1967, с. 118—120.
3. Чухров Ф. В., 1967, с. 120—121.
4. Чухров Ф. В., 1967, с. 122.
5. Чухров Ф. В., 1967, с. 121—122.
6. Чухров Ф. В., 1967, с. 123.
7. Свойства, описание, месторождения хризоберилла  (неопр.). Дата обращения: 29 декабря 2010. Архивировано 13 мая 2011 года.
8. Чухров Ф. В., 1967, с. 124—125.
9. Чухров Ф. В., 1967, с. 124.

Литература

• Чухров Ф. В.. Бонштедт-Куплетская. Э. М. Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы.. — Москва: Наука, 1967. — С. 118—125. — 676 с.
• Здорик Т. Б. Хризобери́лл // Горная энциклопедия : в 5 т. / гл. ред. Е. А. Козловский. — М. : «Советская энциклопедия», 1991. — Т. 5. СССР — Яшма. — С. 362. — 541 с. — 44 126 экз. — ISBN 5-85270-007-X.
• Хризоберилл // Геологический словарь : [в 2 т.] / под. общ. ред. А. Н. Криштофовича. — 1-е изд. — М. : Госгеолтехиздат, 1955. — Т. 2. М — Я. — С. 389.

• Хризобери́лл / Гинзбург А. И. // Франкфурт — Чага. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — С. 381—382. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 28).

Ссылки

• Хризоберилл в базе webmineral.com (англ.)
• Хризоберилл на mindraw.web.ru
• Хризоберилл в базе «Каталога Минералов» — описания, фотографии (рус.)