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(+)

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.

Свойства минерала

Структура и морфология кристаллов

Ромбическая сингония. Пространственная группа — [math]\displaystyle{ Pnma }[/math]. 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. 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 олинивине. Точечная группа — [math]\displaystyle{ mmm }[/math] ([math]\displaystyle{ 3L_2 3PC }[/math]). Кристаллы толстотаблитчатые по оси [math]\displaystyle{ a }[/math] (100), иногда коротко- или длинноприэматические по оси [math]\displaystyle{ c }[/math] и реже по оси [math]\displaystyle{ a }[/math]. Сдвойникованные кристаллы уплощены в большей или меньшей степени по оси [math]\displaystyle{ a }[/math]. Собственно двойники редки, чаще встречаются тройники, образующие псевдогексагональные кристаллы с входящими углами или без них, и шестилучевые колесообразные сростки. Характерна вертикальная штриховка на [math]\displaystyle{ a }[/math] (100) реже по [math]\displaystyle{ b }[/math] (010).

Физические свойства и физико-химические константы

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

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

Дает 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 дутье легко сплавляется в темно-зеленый перл, состоящий из иголочек и листочков. При 1285 °С обладает высоким электросопротивлением, равным 1 МОм.

Микроскопическая характеристика

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

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 бисульфатом 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.

Нахождения в природе

Сравнительно редок. Встречается главным образом в гранитных пегматитах как чистой линии, так и линии скрещения. В пегматитах чистой лини 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.

Месторождения

Хризоберилл обнаружен во многих пегматитов зарубежных стран. Месторождения обычного хризоберилла не редки и известны в Бразилии, на острове Цейлон, Мадагаскаре. Там же встречается и александрит. В России ювелирная его разновидность (александрит) 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). 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.

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 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 — изумрудно-зеленый, при искусственном освещении приобретает фиолетово-красную окраску; причиной этого является избирательное пропускание сине-зеленых (460—530 [math]\displaystyle{ m\mu }[/math]) и красных (620 [math]\displaystyle{ m\mu }[/math] до границы видимого спектра) лучей. В дневном свете, богатом сине-зелеными лучами, минерал кажется зеленым; в искусственном свете, бедном этими лучами, минерал становиться фиолетово-красным. Окраска александрита обусловливается ионами Cr³⁺. При исследовании спектра поглощения александрита из Изумрудных копей, содержащего 0,36% Cr₂O₃, установлены максимум поглощения около 560—580 [math]\displaystyle{ m\mu }[/math] и минимум поглощения около 480—500 [math]\displaystyle{ m\mu }[/math]. 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 других странах, преимущественно в россыпях.
• Цимофан — золотисто-желтый с синеватым отливом, особенно на грани [math]\displaystyle{ b }[/math] (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.

Литература и источники

1. 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.

Ссылки

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