Основы геммологии (стр. 6 )

Большой интерес для геммологии представляют биогенные минеральные месторождения, образующие на земной поверхности и в водной среде. Они формируются либо путем накопления и окаменения органических остатков или продуктов жизнедеятельности, либо в результате биохимических процессов. К биогенным минералам, образующимся в водных условиях, относятся жемчуг, коралл, перламутр, аммонит.

По характеру проявления минерализации все месторождения могут быть подразделены на коренные и россыпные.

Коренными (первичными) называются месторождения, в которых ювелирные камни обнаруживаются на месте своего возникновения в парагенезисе с минералами, образовавшимися одновременно с ними. Коренные месторождения камнесамоцветов представляют большой интерес для геологов и минералогов, поскольку являются непосредственными объектами изучения условий локализации и вещественного состава ювелирных камней и сопутствующих им образований. Первичные месторождения отличаются, как правило, хорошей сохранностью отдельных кристаллов и являются объектом добычи коллекционного сырья. Промышленное значение имеют месторождения моно - и/или полиминеральных ювелирно-поделочных и поделочных камней, таких как жадеит, нефрит, чароит, лазурит, родонит, яшма и др., образующих удобные для добычи и обогащения залежи, запасы сортового камня в таких месторождениях исчисляются тоннами.

Россыпные (вторичные) месторождения формируются на дневной поверхности и в подводных условиях вследствие концентрации ценных минералов среди обломочных отложений, возникающих в процессе разрушения и переотложения вещества горных пород коренных месторождений. Такое тип месторождений характерен для многих цветных камней, устойчивых к процессам выветривания и в благоприятных условиях концентрирующихся во вторичном залегании. Россыпи образуются на всем пути миграции таких камней от места высвобождения из коренных пород до конечного водного бассейна. Среди россыпных месторождений различаются: 1) элювиальные (остаточные) и элювиально-делювиальные; 2) делювиально-аллювиальные (ложковые) и аллювиальные; 3) морские (прибрежно-морские).

Россыпи могут быть древними – погребенными и  молодыми до современных, лишенных перекрывающих пород. Россыпные месторождения цветных камней имеют важное промышленное значение. Их отработка значительно проще, чем из коренных источников в крепких породах. Из россыпей разного генетического типа добывается большая часть алмазов, практически весь рубин, сапфир, циркон, благородная шпинель и янтарь. Россыпи играют значительную роль в добыче топаза, горного хрусталя, агата, нефрита и ряда других камней.

2.2. МАГМАТИЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ЮВЕЛИРНОГО СЫРЬЯ

Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации магмы при высоких температурах (порядка 1500-8000), высоком давлении (сотни атмосфер) и на значительных глубинах (3-5 км).

Такие месторождения представлены:

Кимберлитами с алмазом, пиропом и хризолитом; Основными интрузивами – габбро-анортозиты – с иризирующим лабрадором; Основными эффузивами – базальты – с цирконом, сапфиром и хризолитом; Кислыми эффузивами с обсидианом.

В кислых интрузивных породах месторождения ювелирного сырья практически не встречается. Это объясняется тем, что основная магма, содержащая относительно небольшое количество кремнезема (SiO2), обладает меньшей вязкостью, лучшей подвижностью и значит она более способна к процессам дифференциации.

1. Алмазоносная кимберлитовая формация

Практическое значение кимберлитов определяется тем, что с этими породами связаны первичные (коренные) месторождения алмаза. За счет их разрушения и размыва (выветривания) образуются вторичные (россыпные) месторождения.

До 1960 года основная добыча алмазов приходилась на россыпные месторождения. Их гораздо легче искать. Блестящие кристаллы в речной гальке привлекают внимание не только специалистов-геологов, многие россыпные месторождения были найдены детьми. Так, первый уральский алмаз нашел в 1829 году 14-летний мальчик, а дети фермеров обнаружили первые кристаллики на берегах рек Оранжевой и Вааль в Южной Африке.  Но россыпные месторождения небольшие по объему и быстро вырабатываются. Поэтому к 1990 году более 75% мировой добычи алмазов приходится уже на долю коренных месторождений. Разрабатываются трубки, в которых содержание алмазов составляет от 0,5 до 6 карат на 1 т породы.

В настоящее время уже найдено более 1000 кимберлитовых тел на всех континентах. Наиболее известные кимберлиты находятся в Африке. На этом континенте разведано несколько крупных кимберлитовых провинции: Южно-Африканская, Западно-Африканская, Танзанийская, Намибийская, Ангольская. Три кимберлитовых провинции известны в Азии: Якутская, северо-восточная Китайская и Индийская. Кимберлиты установлены также в европейской части – Архангельская и Приазовская провинции; в Северо-западной Австралии, США, Канаде, Бразилии.

Большинство кимберлитовых тел приурочено к особым геологических структурам – древним платформам или кратонам. В строении всех древних кратонов выделяют два этажа: нижний – складчатый фундамент, сложенный древними (архейскими) породами, и верхний – осадочный чехол, сложенный более молодыми породами. Кимберлитовые тела прорывают оба типа пород и выносят их обломки на поверхность.

Большинство кимберлитовых тел имеет сложное строение. За свою форму они получили название трубок. Верхняя часть напоминает бокал – это вулканический кратер, который заполнен мелкообломочными породами – кимберлитовыми туфами. Сужаясь кратер переходит в воронкообразную (диатремовую) часть, сложенную крупнообломочными породами – кимберлитовыми брекчиями. Самая нижняя корневая часть трубки (подводящий канал) сложена массивным кимберлитом. Поводящий канал часто разделяется на несколько частей, каждый из которых переходит в дайку – вертикально стоящую плитообразную структуру.

Алмазы присутствуют не во всех кимберлитах. На сегодняшний день алмазы найдены только в 200 трубках, а эксплуатируемых месторождений среди них только 23 (фото разрабатываемой трубки).

Ученые установили, что алмазы кристаллизуются на больших глубинах в мантии Земли, а кимберлиты являются своеобразными транспортерами, доставляющими их на поверхность. Скорость подъема кимберлитовой магмы с глубины 200 км могла достигать 10 км/ч. Кимберлиты состоят в основном из силикатов железа (оливина и флогопита), а алмазы в них являются чужими минералами. Кристаллы алмазов растут в мантии, в среде, насыщенной летучими компонентами, в течении нескольких миллионов лет, а потом выносятся на поверхность кимберлитами.

Кроме алмазов, среди других минералов, вмещающих пород встречаются оливин, диопсид, гранаты, хромит, ильменит. Кимберлитовые брекчии характеризуются порфировой структурой, где присутствуют крупные округлые выделения минералов среди неравномерной зернистой цементирующей массы тех минералов. И среди более крупных обломков можно встретить и ювелирные выделения гранатов (пиропа) и оливина (хризолита). Эти минералы вместе с алмазами часто встречаются и в россыпных месторождениях. 

2. Месторождения лабрадора в основных породах

Месторождения этого типа представляют собой участки массивом габбро-анортозитов и сиенитов с крупно-гигантозернистым и порфировым сложением. Они являются единственным источником ювелирно-поделочного лабрадора.

Породообразующим минералом данных пород является плагиоклаз андезин-лабрадорового состава; кроме того в состав анортозитов входят пироксены (до 10-15%) и оливин (до 25-30%). Сами лабрадориты представляют собой крупнокристаллические и неравномерно-зернистые породы темно-серого и черного цвета с обильными таблицами лабрадора. Великолепные кристаллы черного, и темно-синего лабрадора до 30 см, иризируют в синих, зеленых, желтых и оранжевых тонах.

Габбро-анортозитовые массивы залегают в пределах кристаллических щитов древних платформ, образуя протяженные прерывистые пояса вдоль их складчатого обрамления.

Главные месторождения этих камней находятся на территории Украины (Волынский массив), в Канаде (провинция Ньюфаундленд), в Прибалтике (Рижский плутон), в Киргизии (вблизи озера Иссык-Куль), в Мьянме.

3. Месторождения ювелирного сырья в основных эффузивах

Эффузивные породы по-разному проявляют себя как источники цветных камней. Во-первых, некоторые ювелирные камни являются акцессорными минералами – порфировыми вкрапленниками в эффузивах (например, сапфир, циркон, хризолит, лунный камень). Во-вторых, сами эффузивные породы могут служить поделочными камнями (вулканические стекла – обсидианы, яшмовидные фельзиты и трассы). В-третьих, эффузивы, активно взаимодействуя с поствулканическими растворами, нередко вмещают гидротермальные минералы кремнезема – агат, опал, аметист.  И, наконец, в корах выветривания окварцованных кислых эффузивов с медным оруденением образуется бирюза. 

Вкрапленники сапфира, циркона и хризолита встречаются в эффузивах щелочного базальтового типа. Эти породы характеризуются низким содержанием кремнезема (менее 50%) и нефелином.

Ювелирные кристаллы нередко рассматриваются в качестве чужеродных включений – ксенокристаллов, захваченных магмой из боковых пород при ее внедрении или продвижении в верхние горизонты земной коры. Поэтому кристаллы встречаются сильно оплавленные мелких размеров, иногда сохраняя следы первоначального бочонкообразного облика. Следует различать сапфиро-цирконовые базальты богатые глиноземом и хризолитовые низко глиноземистые оливиновые базальты.

Щелочные базальты широко развиты в пределах океанических дуг, а также в областях тектонической активизации на континентах (в рифтовых зонах). Скопления сапфира, циркона или хризолита тяготеют к зонам излияния лав.  Они концентрируются в нижних, быстро застывающих частях лавовых покровов, что необходимо для сохранения минералов, образовавшихся еще в магматическом очаге или в выводном канале. В этих же местах формируются элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи, промышленная ценность которых гораздо больше, чем у коренных месторождений.

Хризолит легко разрушается при поствулканических процессах, замещаясь хлоритами и серпентином и неустойчив при химическом выветривании. Поэтому практический интерес представляют только молодые хризолитоносные базальты, не затронутые изменениями.