Поделочные и драгоценные камни как полезное ископаемое
План.
Введение
Драгоценные камни их классификация
Алмаз и его структура.
Заключение
Приложение
Список
литературы.
Введение.
Красота, долговечность, редкость — таковы три главных достоинства настоящего драгоценного камня. Камни, которым недостает какого-либо из этих свойств, не могут претендовать на то, чтобы считаться драгоценными, хотя это совсем не означает, что они не могут быть использованы для украшения. Жемчуг, который относят к числу драгоценных камней неправильно, так как он создается живыми организмами, но который занимает почетное место в ювелирном деле, представляет собой в некотором смысле исключение, поскольку бесспорная красота возмещает его сравнительно малую долговечность.
Сказать, что драгоценный камень должен радовать глаз,— значит сказать банальную вещь, так как именно в этом и заключается весь смысл драгоценности. Представителей царства минералов, которые находят применение в ювелирном деле, можно разделить на три группы в зависимости от того, прозрачные ли они, просвечивающие или непрозрачные. Первая из этих групп, безусловно самая крупная и самая важная, делится в свою очередь на два отдела: камни бесцветные и камни окрашенные (цветные). В первом из них главенствующую роль играет алмаз, поскольку только он обладает способностью излучать чудесный огонь и посылать при каждом повороте лучи света — от небесно-голубого до пламенно-красного, что особенно в нем ценится и заставляет усиленно искать его. Из небольшой группы просвечивающих камней, через которые свет хотя и проходит, но его недостаточно для того, чтобы через камни можно было что-то увидеть, наиболее важную роль играет опал. Он и еще некоторые минералы из этой группы ценятся благодаря тому же оптическому эффекту, который создается на поверхности мыльных пузырей, потускневшей стали и т. д., а не благодаря собственной окраске. Другой вид камней — лунные и звездчатые камни — отражают свет от своих внутренних граней, но не настолько хорошо, чтобы возникала игра света. В последней группе, объединяющей непрозрачные камни, типичных драгоценных камней мало; главные из них — бирюза, лазурит и нефрит. В этом случае свет рассеивается, отражаясь от слоев, находящихся непосредственно у поверхности камня, а цвет определяется возникающим поглощением. Темный тон сильно окрашенных камней обусловлен другой причиной: свет, попадая в камень, полностью в нем поглощается и, поскольку из камня свет не выходит, камень кажется черным.
Драгоценные камни. Их классификация.
Именно красоту всегда замечают первой, и, разумеется, ее можно считать главным из трех качеств, так как красота, обусловленная цветом или прозрачностью камня или сочетанием этих свойств, притягивает взгляд человека к камню. Эти качества тесно связаны со структурой камня; следовательно, драгоценные камни (за исключением таких, как опал и бирюза, которые ценятся как поделочные камни) представляют собой самые прекрасные образцы кристаллов, на какие только способна природа. Наиболее крупный источник больших кристаллов — это различные изверженные горные породы, слагающие земную кору. Эти породы образовались в результате кристаллизации расплавленной магмы, которая поднималась с больших глубин и застывала на поверхности земли или близ нее; при этом интервал температур колебался от 950 до 450°С. Примером такой кристаллизации может служить кристаллизация лавы, изливающейся из жерл вулканов в настоящее время. Но поскольку лава у поверхности застывает быстро, породы в основном оказываются тонкозернистыми и поэтому едва ли могут быть источником желанного драгоценного материала. Действительно, в отдельных случаях лава остывает настолько быстро, что затвердевает без кристаллизации, образуя природное вулканическое стекло — обсидиан. Более вероятны находки драгоценных камней в изверженных породах, сформировавшихся на больших глубинах в земной коре либо в виде крупных глубинных масс, либо в виде ветвящихся и прямолинейных жил (даек), отходящих от этих масс по трещинам во вмещающих породах. В этих условиях магма застывает медленнее, так что кристалл успевает вырасти до крупных размеров.
Большая часть магмы, застывающей в коре, близка по составу к самой распространенной вулканической породе — базальтy. В ее химическом составе присутствуют (в порядке значимости кремнезем SiOg — около 50%, глинозем Al2O3, окислы кальций СаО, магния MgO и железа (FeO и Fe2O3). Породы с таким низким содержанием кремнезема (по сравнению с другими типами горных пород) называются основными. Когда начинается кристаллизация такой магмы, первым в значительном количестве выделяется магнезиальный оливин. Содержание кремнезема в нем понижено по сравнению с содержанием кремнезема в магме в целом; если кристаллы оливина (перидота) составляют большую часть образовавшейся породы, которая называется соответственно перидотитом то эта порода будет по составу ультраосновной. Породы такого типа заполняют алмазоносные трубки Южной Африки; вместе с оливином возможна и кристаллизация пиропа — магнезиального граната, также бедного кремнеземом.
Кристаллизация из магмы ультраосновных пород приводит к тому, что остальная часть расплава обогащается кремнием образующиеся на более поздних стадиях такого процесса магматические породы имеют более кислый состав (т. е. характеризуются более высоким содержанием кремнезема). Содержание кремнезема в расплаве повышенной кислотности (70% или более) таково, что большая его часть кристаллизуется с выделением свободного кремнезема в виде кварца, как, например, в граните[1]. Наряду с повышением содержания кремнезема будет также возрастать концентрация редких компонентов — лития, бериллия, бора и т. д., не принимавших участия в начальных стадиях кристаллизации. Увеличивается также концентрация легколетучих компонентов — фтора, хлора, водорода; они играют существенную роль в понижении вязкости расплава на более поздних стадиях, обеспечивая большую свободу роста крупных кристаллов. Поэтому на заключительной стадии магматической деятельности происходит образование крупнокристаллических пегматитовых тел, характеризующихся крупными кристаллами кварца, полевого шпата, слюды. Пегматитовая стадия особенно благоприятна для образования таких драгоценных камней, как турмалин, берилл, топаз и сподумен. Зонально окрашенные кристаллы турмалина, характерные для этого драгоценного камня, показывают, как могут меняться условия во время кристаллизации, оставаясь, однако, все время благоприятными для роста кристаллов.
Добыча драгоценных камней из твердых невыветреных пород редко выгодна (исключение составляют знаменитые разработки алмазоносных трубок в Южной Африке, которые будут описаны в одной из следующих глав). Именно здесь мы можем убедиться еще в одном преимуществе совершенного драгоценного камня — его стойкости. Драгоценный материал, находясь в породе, испытывает вместе с ней влияние выветривания и поэтому может быть легко уделен из выветрелой мягкой основной массы горной породы. К тому же, когда порода совершенно разрушается и ее составные части уносятся водой, драгоценный материал вследствие более высокой твердости и большей плотности остается практически неповрежденным и накапливается в руслах древних или современных ручьев и рек. На камнях можно обнаружить скатанные края, шероховатость граней, что связано с продолжительным трением о соседние частички во время переноса водным потоком.
Важным источником драгоценного материала являются такие вторичные отложения, как песок и гравий. В них можно обнаружить не только минералы, отложившиеся в результате размыва первичных изверженных пород, о чем только что рассказывалось, во также и минералы, например сапфир, рубин, шпинель, принесенные из метаморфических пород, описываемых ниже. Из аллювия добывают значительное количество алмазов, но и, кроме этого драгоценного минерала, на продуктивный гравий, вероятно, приходится около половины общего объема добычи драгоценных камней.
Песок и гравий представляют собой разновидности так называемых осадочных горных пород. Этим термином называют все породы, образовавшиеся в результате выветривания первичных пород, их переноса и переотложения водными потоками. (Другим примером осадочных пород являются глины и глинистые сланцы, но для нас они не представляют большого интереса.) Кроме нерастворимого материала, который переносится во взвешенном состоянии и откладывается механически, в растворе находятся и растворимые продукты разрушения пород, которые в итоге, кристаллизуясь, осаждаются, образуя химический осадок, например гипс и некоторые виды известняка. Какая-то часть нерастворимого материала может быть переотложена в результате жизнедеятельности живых организмов: при росте кораллов и образовании жемчуга.
С магматической деятельностью связан еще один важный способ образования драгоценного материала. Когда большая масса расплавленной магмы перемещается во вмещающих осадочных иородах земной коры, последние разогреваются и претерпевают контактовый метаморфизм, при котором большая их часть или все они испытывают перекристаллизацию. Особенно подвержены этому процессу известняки. Драгоценные камни, образующиеся в процессе метаморфизма, такие, как рубин и шпинель, могут полостью состоять из материала, присутствовавшего в первичной городе; рубин представляет собой корунд, образовавшийся из глинистых примесей в известняке; окись магния, входящая в состав шпинели, образуется из первичного доломита, кальций магниевого карбоната. Нередко из интрузивного тела во вмещающие породы проникают летучие компоненты, участвующие в образовании новых минералов, например при образовании ляпис-лазури. Летучие компоненты могут взаимодействовать и с самими изверженными породами; при этом оливин переходит в серпентин, а в трещинах и пустотах могут отлагаться такие материалы, как том-сонит, опал и агат. Контактовый метаморфизм обычно бывает локальным и приурочен к небольшому пространству вдоль контакта интрузивного тела с окружающими породами, но при некоторых условиях в результате регионального метаморфизма перекристаллизация окружающих пород происходит на гораздо больших площадях. Процесс регионального метаморфизма для нас не столь существен, как контактовый метаморфизм, однако и он может способствовать образованию таких минералов, как нефрит,; кианит, ставролит и силлиманит. Многие драгоценные минералы метаморфического происхождения, так же как драгоценные камни первично изверженного происхождения, добывают главным образом из вторичных гравелитов, в которых они сконцентрированы.
Драгоценные камни пользуются достаточно широким распространением, однако только в немногих районах возможна их систематическая добыча. О добыче в различных странах опубликованы очень неполные данные, поэтому я могу привести здесь только самые общие сведения. При систематизации данных с учетом общего объема добычи драгоценных камней господствующее положение займет основной поставщик алмазов в связи с огромной важностью этого камня как в ювелирном деле, так и в промышленности. Поскольку алмазы добывают во многих африканских странах — Конго, Анголе, Гане, ЮАР, Танзании, Сьерра-Леоне,— на долю Африки приходится, вероятно, более 90% мировой добычи драгоценных камней. На втором месте, по-видимому, стоит Южная Америка, поставляющая алмазы из Бразилии и Гайаны, а также изумруды из Колумбии, но возможно, что вклад Азии в мировую добычу практически равен вкладу южноамериканских стран.
