15.4. Благородный опал SiO4.nH2O, ювелирный и поделочный кварц SiO2
К благородным опалам принадлежат бесцветные или окрашенные разновидности минерала, обладающие опалесценцией - особой радужной внутренней игрой отраженного света. В зависимости от окраски и характера опалесценции выделяют: белый опал - бесцветный, белый или светлоокрашенный со светло-голубыми тонами опалесценции; черный опал - темный с различными оттенками вплоть до черного и яркими синими, красными и зелеными тонами опалесценции; арлекин - с разнообразной пятнистой опалесценцией на огненном фоне; <кошачий глаз> - с концентрически-зональной опалесценцией в ярких зеленых тонах; царский опал - с темно-красным или бронзовым ядром, окруженным изумрудно-зеленой каймой и неокрашенной внешней зоной и др. В число ювелирных включают и некоторые разновидности обыкновенного опала с красивой окраской: кахолонг - фарфоровидный опал, опал-оникс (или опал-агат) - с чередующимися окрашенными слоями и др.
Великолепными декоративно-поделочными свойствами обладает окаменелое дерево, имеющее в большинстве случаев опаловый состав. Оно принимает зеркальную полировку, имеет неравномерную, преимущественно темную окраску и обнаруживает великолепно сохранившийся структурный рисунок - узор древесины.
Особенность химического состава минерала - переменное количество (6-10%) в нем воды. Обычные примеси: оксиды алюминия, железа, кальция, магния, титана, марганца, хрома и др. Под электронным микроскопом в благородном опале устанавливается наличие сферических частиц кремнезема диаметром 150-450 мкм, образующих плотнейшую упаковку и сложенных беспорядочно расположенными мелкими глобулями 10-50 мкм в поперечнике. В пустотах между сферическими частями - аморфный кремнезем, вода, кристаллики тридимита и кристобалита. Считается, что эффект опалесценции обусловлен закономерным расположением сферических частиц. Твнрдость минерала 5-6,5; плотность 1,9-2,3 г/см3. Его отличают стеклянный блеск и хрупкость. В результате дегидратации на воздухе может трескаться.
В природе благородные опалы исключительно редки. Они встречены в приповерхностных гидротермальных образованиях (выполняют полости в вулканических породах) и в древних корах выветривания. Главным геолого-промышленным типом месторождений благородного опала являются опалоносные пласты каолинизированных осадочных пород в нижней части площадных кор выветривания. К этому типу относятся месторождения Австралии.
Наиболее широко распространенный в природе минерал кремнезема - кварц, как в виде хорошо образованных кристаллов и их агрегатов, так и скрытокристаллических образований (халцедон) и существенно кварцевых горных пород широко используется в ювелирном и камнерезном деле.
Бесцветный и прозрачный кварц (горный хрусталь) после полировки приобретает яркий блеск, эффектный в ювелирных изделиях. Окрашенные разновидности кристаллов привлекают внимание своим цветом: фиолетовым различной интенсивности, иногда с розовым или красноватым оттенком (аметист), лимонно-желтым с золотистым и буроватым оттенками (цитрин), смолисто-черным (морион), серо-коричневым и бурым (дымчатый кварц или раухтопаз).
Полупрозрачные кристаллические агрегаты кварца замечательны своими окрасками и различными оптическими эффектами; это розовый кварц с различными оттенками, опалесцирующий и обладающий астеризмом; коричневатый, серо-желтый, красноватый и зеленоватый авантюрин с золотистым искристым отливом или мерцающим блеском; луково-зеленый празем; кошачий глаз, соколиный глаз, тигровый глаз и др.
Скрытокристаллические агрегаты кварца - халцедоны, также полупрозрачные, со слабым восковым блеском, под электронным микроскопом обнаруживают микроволокнистое строение; они обладают значительной пористостью с порами размером около 0,1 мкм. Помимо воды в минерале могут присутствовать оксиды железа, алюминия, магния, кальция, никеля, марганца и др. Наличие пор и их заполнение обусловливают изменчивый состав кремнезема (90-99% SiO2), а также пониженную, чем у кристаллического кварца, твердость (6,5-7), плотность (2,57-2,64 г/см3), показатели преломления и другие параметры.
Разнообразие окраски халцедона привело к выделению его многочисленных разновидностей: изумрудно-, травяно - и яблочно-зеленого хризопраза, красно-оранжевого сердолика, красного карнеола, коричневого сардера, голубого и синего сапфирина, луково-зеленого празема, темно-зеленого с красными крапинками гелиотропа, желтых и бурых рисунчатых кремней, полосчатых агатов и ониксов.
Существенно кварцевые горные породы представлены главным образом яшмами и яшмоидами, тесно связанными с ними кварцитами; близки к ним также иризирующий обсидиан и некоторые другие образования. Яшмы имеют преимущественно кварцевый или халцедоновый состав с подчиненным количеством алюмосиликатов, оксидов и гидроксидов железа и марганца; обычно объединяемые с ними яшмоиды сложены кварцем и полевым шпатом. Количество кремнезема в обсидиане составляет 66-75%, а воды - не превышает 1%; нередко в нем устанавливаются микролиты полевых шпатов и амфиболов, иногда оксидов железа. Все эти породы обладают высокой твердостью и прочностью, прекрасно полируются, отличаются красивыми рисунчатыми текстурами и яркими окрасками (яшмы), своеобразным блеском и иризацией (обсидианы), реликтовыми узорами древесины (окаменелое дерево халцедонового и кварцевого состава).
Основные геолого-промышленные типы месторождений кристаллокварцевого сырья рассмотрены в главе 13 (пьезооптическое сырье). Следует подчеркнуть, однако, что для аметиста главнейшим источником высококачественных ювелирных кристаллов являются протяженные (сотни метров) зоны минерализованных трещин и кварцевых хрусталеносных жил в массивных гранитоидах. К этому типу относятся широко известные месторождения Урала (Ватиха, Тальян и др.) и Зимбабве (Мвакамбико).
Крупные коренные месторождения благородного халцедона (главным образом ювелирно-поделочные агаты) связаны с основными и средними вулканогенными породами. Миндалины, гнезда и прожилки минерала проявляются либо в определенных горизонтах лавовых потоков, либо в рассекающих их тектонических зонах и трещинах. Такие месторождения известны в Индии, Бразилии, Уругвае. Это Ахалцихское месторождение в Грузии, Иджеванское в Армении, месторождения Северо-Востока России и др.
Основным геолого-промышленным типом месторождений яшм являются протяженные (сотни метров) линзовидные и пластообразные залежи мощностью в несколько метров в составе измененных вулканогенно-осадочных толщ (туфы, туффиты, кремнистые сланцы, диабазы, иногда серпентиниты); ювелирно-поделочные разновидности, характеризующиеся высокой декоративностью, составляют лишь меньшую часть этих залежей, представленных в основном декоративно-облицовочными сортами. Месторождения этого типа широко проявлены на Урале (гора Полковник в Оренбургской области, Калканское в Башкортостане и др.).
Месторождения обсидиана связаны с проявлениями молодого (мезо-кайнозойского) вулканизма. Главным промышленным источником получения его ювелирно-поделочных разновидностей являются пластообразные тела в контурах лавовых потоков кислых эффузивов протяженностью в десятки-сотни метров и мощностью в метры-десятки метров. С ними также могут быть связаны промышленные элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи. Такие месторождения известны во многих странах (CШA, Мексика, Италия и др.). В нашей стране это месторождения Северо-Востока и некоторых других регионов.
Большое количество аметиста, других окрашенных кристаллов кварца, а также халцедона добывается из различных россыпей.
|
Рис. 85. Вверху: местоположение месторождений опала в Австралии. 1 - Лайтнинг-Ридж, 2 - Уайт-Клифс, 3 - Ироманга, 4 - Куннамулла, 5 - Тинтенбар, 6 - Роки-Бридж, 7 - Кубер-Педи, 8 - Андамука. Штриховкой показана территория Большого Артезианского бассейна. Внизу: схематический разрез на месторождениях опала Австралии. 1 - кремнистый панцирь, мощность 4-5 м; 2 - каолины и глинистые песчаники, мощность 25-30 м; 3 - силицифицированный и ожелезненный прослой песчаника ("стальной слой"), мощность до 5 см; 4 - опалоносная порода, глины с желваками опала, мощность от 1,3 до 2 м; 5 - современные аллювиальные отложения. |
Месторождения благородного опала Австралии
Практически весь (более 95%) благородный опал в мире получают из месторождений древних кор выветривания, причем подавляющее большинство из них находится на территории Австралии.
Геологически эта территория принадлежит к так называемому Большому Артезианскому бассейну (рис. 85), сложенному меловыми и третичными отложениями, по которым развита латеритная кора выветривания миоценового возраста остаточного (элювиального) типа, свойственного пенепленизированным платформам. Породы мела и палеогена смяты в пологие складки с максимальными углами падения крыльев не более 20?.
В районах месторождений образования коры выветривания подразделяются австралийскими геологами на три зоны: нижнюю, среднюю и верхнюю. Нижняя зона мощностью до 30 м сложена белыми и светло-серыми каолинитовыми глинами, постепенно замещающими исходные осадочные породы мела и палеогена. В ее основании (1-7 м) находятся слабо выветрелые материнские породы - серые и буроватые монтмориллонитовые глины, а также глинистые и известковистые песчаники, иногда содержащие слойки гипса и линзы кварцевых конгломератов.
Средняя зона представлена пестро окрашенным каолинитовым материалом красных и желтых цветов, обусловленных появлением оксидов железа; ее мощность колеблется от 5 до 25-30 м.
Верхняя зона крепких силицифицированных пород мощностью до 15-20 м образует бронирующий панцирь на вершинах холмов; в основании - это фарфоровидные породы, переходящие вверх в грубозернистые неоднородные образования с нодулярной сферолитовой текстурой и признаками растворения и переотложения кремнезема в ходе климатической силицификации.
Суммарная мощность коры выветривания колеблется от 6-15 до 50-60 м.
Скопления желваков, прожилков и псевдоморфоз опала по раковинам, костям рептилий, кальциту и гипсу приурочены к монтмориллонитовому основанию коры выветривания (Лайтинг-Ридж, Андамука и др.), реже они находятся и выше - среди белых и светло-серых каолинитовых глин (Уайт-Клифс).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 |
Основные порталы (построено редакторами)