Кристаллохимические особенности ювелирного кордиерита
Цель магистерской диссертации – Изучение особенностей химического состава, кристаллической структуры и свойств ювелирных кордиеритов из различных месторождений. По своей структуре магистерская диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка используемых источников. Работа изложена на 56 страницах, включает 7 таблиц и 36 рисунков. В первой главе работы описываются генетические типы месторождений ювелирного кордиерита. Вторая и третья главы работы содержат информацию по химическому составу и структурным особенностям исследуемого кордиерита. В четвертой главе рассматривается оптические свойства кордиерита. Пятая глава посвящена включениям в исследуемых кордиеритах. В шестой главе дается оценка условий образования ювелирного кордиерита на Восточном Памире. Теоретической и информационной базой для работы послужили научно-методические материалы в области геологии, минералогии, собственные данные, полученные в ходе написания работы. Результатом работы является достижение поставленной цели, а именно изучение особенностей химического состава, кристаллической структуры и свойств ювелирных кордиеритов из различных месторождений.
Кордиерит впервые описал французский геолог Пьер Луи Антуан Кордьер, по имени которого минерал был назван. Широко используются названия: «иолит» (употребляется, возможно, чаще, чем «кордиерит» для обозначения ювелирных разновидностей), «дихроит». Название «иолит» происходит от греческого слова ion- фиолетовый, что указывает на окраску минерала, а «дихроит» – от греческого слова dixpoos (двуцветный), что подчеркивает замечательное свойство этого минерала изменять цвет в зависимости от направления.
В химическом отношении это магнезиальный (магнезиально-железистый) алюмосиликат. Формула кордиерита – (Mg,Fe)2Al3(AlSi5O18). Внутри каркаса кордиерита кольца кремне- алюмокислородных тетраэдров вдоль оси «с» формируют каналы, которые заполняются щелочными катионами (Na, К, Cs). В позициях Mg (Fe) могут размещаться атомы Mn, Li, Со. Позиции Al могут занимать атомы Fe3+, Be, Ti. Вдобавок к щелочным катионам, адсорбируются специальные молекулы, такие как Н2О и СO2, обычно находящиеся в каналах природных кордиеритов, а также другие летучие, такие как: He, Аг, СО, N2, O2, Ne, H2S и гидрокарбонат (рис. 1).
Этот минерал кристаллизуется в ромбической сингонии, ромбо-бипирамидальном классе симметрии. Встречается в виде псевдогексагональных или призматических кристаллов, но чаще в виде зерен неправильной формы, вкрапленных в породу, или сплошных масс.
Кордиерит — отчетливо плеохроичный минерал. Направлениям наименьшего, среднего и наибольшего показателей преломления соответствуют желтоватый, светло – синий и темно – синие цвета. В направлении, параллельном ребрам призмы, цвет темно – синий, а в поперечных направлениях он желтоватый или светло – синий.
Прозрачные участки кристаллов кордиерита редко бывают крупного размера, поэтому ограненные камни обычно имеют массу 1-10 карат. При огранке для получения наибольшей густоты цвета необходимо ориентировать площадку камня под прямым углом к ребрам призмы.
Значительный интерес представляет ювелирный кордиерит, месторождения которого известны в Финляндии, Гренландии, Шри-Ланке, Мьянме, Индии, на Мадагаскаре. Несколько проявлений и месторождений ювелирного кордиерита хорошего качества известно на Восточном Памире.
В нашей стране прозрачные кордиериты были открыты в 1856 году
Н.И. Кокшаровым на Среднем Урале. Позже они были найдены в Забайкалье и ряде других мест.
В Вашингтоне экспонируются ограненные кордиериты из Шри-Ланка массой 15,6 и 10,2 карат и до 9 мм диаметром из месторождения Хаддам в США, штат Коннектикут. Из кордиерита месторождений Финляндии были изготовлены наборы украшений, подаренные датской королеве Маргарет и английской принцессе Диане. Наибольший из обработанных кордиеритов – уникальный кусок кристалла ювелирного качества массой 177 г (885 карат) экспонируется в Британском музее Лондона. Кордиерит использовали также для имитации сапфира, его светло-синие камни называли водяным сапфиром, темно-синие – рысим сапфиром.
Целью данной работы является изучение особенностей химического состава, кристаллической структуры и свойств ювелирных кордиеритов. В качестве рабочего материала были взяты ювелирные кордиериты из различных месторождений.
Главными объектами исследования стали ювелирные кордиериты из месторождений Восточного Памира, а также в коллекции представлены кордиериты из Танзании и Финляндии. В целом рабочая коллекция составила 15 ограненных камней различной формы и массы:
2 образца из Танзании Т-1, Т-2;
10 образцов из Восточного Памира П-1, П-2, П-3, П-4, П-5;
3 образца из Финляндии Ф-1, Ф-2, Ф-3
Задачи исследования:
Установить корреляционные зависимости между составом, параметрами решетки и показателями преломления;
Показать взаимосвязь геммологических характеристик ювелирных кордиеритов с особенностями их химического состава и кристаллической структуры.
Для решения поставленных задач в ходе работы использовались геммологические и минералогические методы исследования.
Геммологичекие (неразрушающие) методы:
На геммологическом рефрактометре были измерены показатели преломления кордиеритов;
С использованием геммологического микроскопа и бинокуляра были изучены включения.
Минералогичекие методы:
С помощью микрозондового анализа определили химический состав образцов, на основе результатов анализа были рассчитаны коэффициенты в формулах кордиеритов;
С помощью рентгенофазового анализа измерили параметры элементарной решетки и индекс искажения Δ;
С помощью инфракрасной и рамановской спектроскопии были оценены содержания СО2 и Н2О в каналах структуры кордиерита.
Автор выражает благодарность научному руководителю Анатолию Александровичу Золотареву за помощь в написании этой работы и предоставлении материала, Владимиру Владимировичу Шиловских за помощь при проведении микрозондового анализа, Марие Михайловне Мачевариани за помощь при проведении и интерпретации результатов рамановской спектроскопии, Ольге Геннадьевне Бубновой за помощь при проведении ИК-спектроскопии и обработке результатов, Андрею Анатольевичу Золотареву за помощь при проведении и интерпретации результатов РФА.
Андерсон В. Определение драгоценных камней // М.,1983
Буканов В. Цветные камни. Геммологический словарь // СПб, 2001
Бульбак Т.А., Шведенков Г.Ю., Лепезин Г.Г. Замещение молекул H2O на D2O и СО; в каналах структуры кордиерита // Геохимия, 1999
Геверньян С.В., Курении В.А. СO2 в структуре кордиерита (по данным ИК- спектроскопии) // Минералогический журнал, т.9 №2, 1987
Гилев А.В. Некоторые особенности размещения и формирования проявлений ювелирного и коллекционного кордиерита в метаморфических толщах Музкол–Рангульскогоантиклинория (Восточный Памир) // Геология, поиски и разведка месторождений цветных камней Таджикистана, Душанбе,1987
Горохов И.М., Дюфур М.С., Неймарк Д.А., Амелин Ю.В., Овчинникова Г.В., Гороховский Б.М. Раниепалеозойские фрагменты Гопдваиы в покровах Центрального Памира и Низких Гималаев: геохимические и изотопные характеристики // Стратиграфия, геологическая корреляция, т.8, №3, 1993
Дюфур М.С., Попова В.А. Процессы регионального метаморфизма в Музкольском метаморфическом комплексе на Центральном Памире // Вест. ЛГУ, №12, 1975
Дюфур М.С., Попова В.А., Кривец Т.Н. Альпийский метаморфический комплекс восточной части Центрального Памира // Изд. ЛГУ,1970
Золотарев А.А. Состав, кристаллоструктурные особенности и генезис ювелирного кордиерита с В. Памира // Записки Минералогического общества, 1995
Корнилов Н.И., Солодова Ю.П. Ювелирные камни // М., 1986
Лотова Э.В., Павлюченко В.С., Лепезин Г.Г. Корреляция параметров элементарной ячейки кордиеритов с их химическим составом и показателями искажения // Геология и геофизика № 1,2, Наука, 1988
Смит Г. Драгоценные камни // М..2002
Сукнев В.С., Кинул В.И., Лазебник Ю.Д., Бровкин А.А. О присутствии и количественной оценке СO2 в кордиеритах по данным инфракрасной спектроскопии и химического анализа // Доклады Академии наук СССР, том 200 №4,1971
Aines R.D., Rossman G.R. The hight temperature behavior of water and carbon dioxide in cordierite and beryl // Am.Mineralogist, Vol.69,1984
Armbruster Th., Schreyer W., Hoefs J. Very hight C02 cordierite from Norwegian Lapland : mineralogy, petrology and carbon isotopes // Contrib. Mineral, №1,1982
Farmer V.C. The infrared spectra of minerals // London: Mineralogical Society,1974
Farrel F., Newnham R.E. Electronic and vibrational adsorption spectra in cordierite // Am.Mineralogist, Vol.52, 1967
Geiger C A., Armhruster T., Knomcnko V., and Ouarlieri S. Cordierite I: The coordination of Fe2+ // Am.Mineralogist, Vol.85,2000
Gubelin E.J., Koivula J.I. Photoalias of inclusions in gemstones, Zurich,1997
Johannes B., Schreyer W., Experimental introduction of CO2 and H2O into Mg- cordierite // Airier. J.Sci – 281,1981
Kolesov E.A. and Geiger Cordierite II: The role of CO2 and H2O // Am. Mineralogist, Vol.85,2000
KAINDL R., TROPPER P. and DEIBLA I.A semi-quantitative technique for determination of CO2 in cordierite by Raman spectroscopy in thin sections // Eur. J. Mineral, 2006
Majumdar A.S. and Mathew G. Raman-Infrared (IR) Spectroscopy Study of Natural Cordierites from Kalahandi, Odisha // Journal Geological Society of India, Vol. 86, 2015
Nicole Le Breton Infrared investigation of CO2 – bearing cordierites // Contrib Mineral Petrol,1989
Peck H.W. and Valley J.W. Genesis of cordierite – getrite gneisses, central metasedimentary Belt, boundary thrust zone, Grenville province, Ontario, Canada // The Canad. Mineralogist, Vol.38,2000
Sally R. Elliott – Meadows, Froese E., Appleyard E.C. Cordierite – anthophyllite — cummingtonite rocks from the lar deposit, Laurie Lake, Manitoba // The Canad. Mineralogist, Vol. 38,2000
Simandl G.J., Marshall D. and Laird J. Gem-quality Deposits, Slocan Valley, British Columbia // Geological Fieldwork, 1999
Vry J.K., Brown P.E., Valley J.W. Cordierite volatile content and the role of CO2 in hight – grade metamorphism // Am.Mineralogist, Vol.75,1990
Wallace J.H. and Wenk H. Structure variation in low cordierites // Am.Mineralogist, Vol.68,1980
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.6 (30 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
0 (13 отзывов)
5 (154 отзыва)
4.6 (71 отзыв)
4.7 (96 отзывов)
5 (20 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
