Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО
«Уральский государственный горный университет»
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Геология»
на тему:
«Берилл. Изумруд.»
Преподаватель:
Дворник Г.П.
Студент гр. ЦЭМП-08-2
Кутикова Наталья Николаевна
Екатеринбург
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ………………………………………………………………………………………..3
Глава 1. Основные свойства и применение берилла и изумруда
1.1 Основные свойства и применение берилла
1.2 Основные свойства и применение изумруда
Глава 2. Основные минералы элемента берилл
Глава 3. Геолого-промышленные типы месторождения берилла и изумруда
Заключение
Библиографический список
Введение
Берилл помимо изумруда имеет целый ряд разновидностей. Название свое он получил через латинское beryllus от греческого Beryloz, первоначальное значение которого теряется в веках. Неповторимая разнообразная окраска - отличительная черта благородного берилла, в первую очередь травяно-зеленого изумруда и голубого, иногда с зеленоватым оттенком аквамарина. Встречаются также розовые (воробьевит), золотисто-желтые (гелиодор), землянично-красные (биксбит), сапфирово-синие (аквамарин-максис) и другие цвета минерала.
В древности из бесцветных бериллов делали оптические стекла, отсюда немецкое Brille — очки.
Изумруд - изумрудно-зеленая разновидность берилла, хром-содержащий берилл. Изумруд - прекраснейший и излюбленный во все времена ювелирный камень. Изумруд является важнейшим цветным ювелирным камнем России. Цвет изумруда обусловлен незначительной примесью хрома. Долгое время этим «термином» обозначали все камни зеленого цвета. Название изумруда происходит от греческого «смарагдос» или «смарагдус». Испанцы дали ему название «Эсмеральда». В иранских рукописях средних веков об изумруде сказано: «Много есть сортов изумруда: силки, зеленый цвет которого похож на ботву свеклы; зенгари, зелень которого похожа на медяка; зубаби, похожий по цвету на крыло мухи, в котором просвечивает зелень; сайкали – похожий на цвет полированного железа, способного, как зеркало, отражать все предмет; рейхани, зелень которого по оттенку подобна цвету базилики; аси, цвет похожий на листву миртового дерева, и наконец, курасси, цветом похожий на зелень лука-порея».
Изумруд встречается прозрачный, полупрозрачный и непрозрачный.
Ценность изумруда возрастает от интенсивности его тавянисто-зеленой окраски. Живость и игру изумруду придает свойство менять оттенок при повороте камня.
В отличие от других зеленых минералов камень сохраняет окраску и при искусственном освещении. Плиний писал «Ни яркий, солнечный, ни рассеянный дневной, ни искусственный цвет не влияют на его внешний вид», Он же говорил: «В сравнении с ними (изумрудами) никакая вещь зеленее не зеленеет... блеск свой распространяют далеко и как бы окрашивают вокруг себя воздух».
Глава 1.Основные свойства и применение берилла и изумруда
1.1 Основные свойства и применение берилла
Берилл относится к гексагональной сингонии. Класс минерала: Силикаты.
Берилл, если иметь в виду название, под которым этот минерал известен науке, является алюмосиликатом бериллия и имеет формулу Be3Al2Si6O18L. Его кристаллы отличаются правильной вытянутой, изометричной и сплюснутой формами, призматическим габитусом, стеклянным, чуть жирноватым блеском, прозрачностью, высокой твердостью (7,5-8), отсутствием спайности и неровным раковистым изломом. Плотность берилла варьирует от 2,67 до 2,90. Температура плавления 1420 °С.
| В качестве примесей в нем могут быть ионы железа, хрома, марганца, магния, натрия, лития, цезия, рубидия кальция, бария и других элементов, а также цеолитная вода (1-2%), которая вместе с щелочами заполняет которые заполняют трубчатые каналы в структуре минерала. Зеленая окраска изумруда обусловлена наличием в нем хрома (Cr+3), голубая и синяя аквамарина присутствием железа (Fe+3) и отсутствием щелочей. При нагревании кристаллы могут обесцвечиваться или менять свою окраску (зеленоватые бериллы приобретают аквамариновую окраску). Размеры бывают примечательны: нередки экземпляры высотой более 1 м и диаметром 20-30 см. Берилл без примесей обычно бесцветен, но чаще всего имеет лазурно-зеленую или, реже, желтую и розовую окраску. Общими свойствами всех бериллов являются устойчивость по отношению к различным реагентам, кроме плавиковой кислоты, а также поперечная отдельность и хрупкость (при сдавливании бериллы легко растрескиваются) и яркий стеклянный блеск. Кристаллизуются бериллы в пустотах гранитных пегматитов, грейзенах и кварцевых жилах. Их добывают также из кор выветривания на пегматитах и аллювиальных россыпей. Цвет прозрачный густо-зеленый хромсодержащий - изумруд, голубой (зеленовато-голубой) - аквамарин, золотисто-желтый - гелиодор, розовый цезий содержащий - воробьевит (морганит), очень редко встречающиеся землянично-красный - биксбит, бесцветный - ростерит (гошенит), темно-синий максис-берилл, яблочно-зеленый — гешенит; синий, содержащий примесь скандия,— бандит. Применение. Минерал берилл – основная руда для извлечения бериллия, который входит в состав многих сплавов, главным образом, медных, а также с железом и никелем, применяющихся в самолетостроении и электротехнике. Добавка бериллия значительно повышает твердость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей изготовленных из этих сплавов изделий и обладает одновременно легкостью. Большая теплопроводность (в 4 раза выше, чем у стали), большая теплоемкость и жаропрочность позволяют использовать бериллий и его соединения в теплозащитных конструкциях космических кораблей. При старении их прочность возрастает! Они немагнитные. Кроме того, они не искрят при ударе. Утверждают, что в современном тяжелом самолете насчитывается больше тысячи деталей из бериллиевой бронзы.Из них делают пружины, рессоры, амортизаторы, подшипники, шестерни и многие другие изделия. Бериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубок (через которые излучение выходит наружу). В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов. В смесях с некоторыми a-радиоактивными нуклидами бериллий используют в ампульных нейтронных источниках, так как при взаимодействии ядер бериллия-9 и a-частиц возникают нейтроны: 9Ве(a, n)12C, соли берилла применяются в различных отраслях промышленности. |
В частности, благодаря способности сохранять высокую точность и стабильность размеров бериллиевые детали используют в гироскопах – приборах, входящих в систему ориентации и стабилизации ракет, космических кораблей и искусственных спутников Земли.
Прозрачные разновидности берилла используются в качестве ювелирных камней. Их гранят, используя, однако, только те экземпляры, которые не имеют коллекционной ценности. Для коллекционирования интересны непрозрачные длиннопризматические кристаллы берилла желтого, зеленовато-желтого, болотно-зеленого цвета. Кристаллы полупрозрачного бесцветного и голубоватого берилла и их сростки. Минералогическую ценность представляют кристаллы с хорошо образованными сложными головками. Такой материал типичен для мусковит-микроклиновых пегматитов (Средняя Азия, Урал), кварц- и флюорит-мусковитовых грейзенов (Забайкалье, Восточная Сибирь).
1.2 Основные свойства и применение изумруда
Изумруд занимает особое место в группе берилла. Это обусловлено его неповторимой окраской, редкой встречаемостью (особенно ювелирного качества) и высокой стоимостью. Отличается отсутствием люминесценции, абсорбцией, формой кристалла (обычно шестигранная призма, усеченная гранью пинакоида, перпендикулярного к ребрам призмы); нередко встречаются сростки кристаллов. Имеет формулу Al2[Be3(Si6O18)], твердость 8, плотность 2,7. Спайность отсутствует и неровный раковистый излом.
Распределение цвета часто неоднородное, полосчатое. Прозрачны только изумруды наивысшего качества. Чаще они замутнены включениями пузырьков жидкости или газа, других минералов, а также залеченными трещинками. Мелкие включения не считаются существенными дефектами, свидетельствуя о природном происхождении камня
Изумруд - один из самых дорогих самоцветов, он используется в ювелирной промышленности в особо ценных украшениях (вставки в кольца, кулоны, броши, браслеты), обычно в обрамлении бриллиантов. Изумруды, как и алмазы, являются эквивалентом государственной денежной стоимости. Особенно ценятся высококачественные кристаллы массой 5-6 кар и более. Бледные или малопрозрачные изумруды (изумрудная зелень) применяются для изготовления кабошонов и считаются прекрасным коллекционным материалом, особенно если они в штуфе находятся во вмещающей породе - слюдитах.
Основная форма огранки изумрудов-"изумрудная" (прямоугольная ступенчатая).
Больше всего ценятся камни глубокого зеленого тона; даже при наличии включений их предпочитают бледноокрашенным, хотя бы и почти прозрачным. Блеск изумруда обычно стеклянный. Физические свойства, особенно плотность, свето- и двупре-ломление, а также плеохроизм у изумрудов из разных месторождений несколько различаются. Характерная особенность камня - повышенная хрупкость; в сочетании с часто встречающимися в изумрудах тонкими трещинками поперечной отдельности она делает этот камень весьма чувствительным к сдавливанию и нагреванию. Но по отношению к кислотам и другим реагентам он устойчив.
Изумруды образуются при взаимодействии кислой магмы с вмещающими ультраосновными породами, поэтому их месторождения бывают представлены зонами грейзенизации ультраосновных пород (флогопитовые слюдиты), иногда они встречаются в пегматитах или вблизи них. Но лучшие по качеству изумруды приурочены к гидротермальным жилам, залегающим в углисто-карбонатных сланцах. Аллювиальные россыпи изумруда обычно не образуются, так как по плотности он близок к кварцу. Поэтому вторичные месторождения представлены только корами выветривания.
Глава 2. Основные минералы элемента берилл
Берилл - характерный минерал разного типа пегматитов. Иногда попадается в гранитах и кристаллических сланцах. Благодаря высокой сопротивляемости атмосферным воздействиям накапливается также в аллювиальных отложениях, образовавшихся при механическом разрушении первичных пород, содержавших берилл.
Бериллий относится к редким элементам, его содержание в земной коре 2,6·10–4 % по массе. В морской воде содержится до 6·10–7 мг/л бериллия. На тонну земного вещества в среднем приходится лишь 4,2 г бериллия. Обычно бериллий встречается как незначительная примесь в различных минералах земной коры. Основные природные минералы, содержащие бериллий: берилл Be3Al2(SiO3)6, фенакит Be2SiO4, бертрандит Be4Si2O8·H2O и гельвин (Mn,Fe,Zn)4[BeSiO4]3S, даналит, хризоберилл. Окрашенные примесями катионов других металлов прозрачные разновидности берилла — драгоценные камни, например, зеленый изумруд, голубой аквамарин, гелиодер, воробьевит и другие. За аквамарином сохранилось название, данное ему Плинием Старшим, который, описывая бериллы, отметил, что наиболее ценные из них - бериллы, своим цветом напоминающие чистую зелень морских вод (от лат. akva - вода, mare - море).
Воробьевит - разновидность берилла розового цвета (содержит цезий, как следствие этого, имеет заметно более высокую плотность, чем другие бериллы, и более высокий показатель преломления., имеет бледную окраску, отличается исключительной прозрачностью и чистотой); назван в честь советского минералога В. И. Воробьева. За рубежом его называют морганитом название получил по имени американского коллекционера Дж. Моргана. Довольно часто такие бериллы отмечались на Малханском и Водораздельном (Жила Игнатьевская) месторождениях Южного Забайкалья. Плотность морганита 2,8-2,9. Интенсивность окраски увеличивается после прокаливания при 400-450oС.
Все коренные месторождения берилла, аквамарина, воробьевита связаны с двумя типами образований: пегматитами и грейзенами.
Биксбит — крыжовенно-розовый берилл. Название это употребляется редко, в научной литературе биксбит не относят к самостоятельным разновидностям.
Гошенит — бесцветный берилл. Свое название получил по месту находки — Гошен в штате Коннектикут (США). Его используют для имитации бриллиантов и изумрудов (при этом под камень подкладывают серебристую или зеленую фольгу). Таблитчатую разновидность бесцветного берилла называют ростеритом.
Гелиодор — светлый зеленовато-желтый берилл. Ценится за свой алмазный блеск и окраску, которая изменяется от золотисто-желтой до зеленовато-желтой. Будучи в основном бесцветным и прозрачным, может иметь газово-жидкие включения. Был найден в 1910 г. на территории нынешней Намибии, где и получил свое название в переводе с греческого — дар солнца. Гелиодоры Намибии слаборадиоактивны. Ранее подобные бериллы уже находили в Бразилии и на Мадагаскаре. Прекрасные чайно-желтые гелиодоры (под названием ширлов) известны уже с XVIII века в одноименной копи Шерловогорского месторождения в Восточном Забайкалье. В бериллах Сибири наблюдается концентрическая зональность с более желтым ядром и синеватой каймой. В золотистых бериллах Забайкалья отмечается чередование окраски разных типов по длине кристалла. Такие бериллы напоминают полихромные турмалины. Желтая окраска гелиодора исчезает при нагревании до 400o С. Кристаллы при этом становятся бесцветными или голубоватыми.
Аквамарин вместе с изумрудом и ярким разновидностям благородного берилла относится к наиболее ценным минералам группы берилла. Этот камень издавна считался амулетом моряков. Наиболее ценятся камни глубокого небесно-голубого цвета. Интенсивность окраски возрастает после нагревания кристалла выше температуры 400°С. Аквамарин хрупок, его легко раздавить. Окраска обычно распределена равномерно: аквамарины гораздо чаще, чем изумруды, бывают прозрачными. Хромофором здесь служит железо. Характерны тончайшие полые каналы вызывающие серебристо-белые световые эффекты. Если таких канальцев много в камне, отшлифованном кабошоном, можно наблюдать эффект «кошачьего глаза» или астеризм в виде шести лучевой звезды.
Бериллиевая минерализация размещается, как правило, за пределами массивов субщелочных гранитоидов, которые всегда в той или иной степени подвергаются метасоматическому замещению (микроклинизации, альбитиза-ции, грейзенизации) и несколько обогащены бериллием (в 1,5—5 раз выше кларковых), фтором, иногда торием.
Глава 3. Геолого-промышленные типы месторождения берилла и изумруда
Бериллы встречаются в гранитных пегматитах, имеющихся почти во всех странах земного шара. Это красивые зеленоватые кристаллы, достигающие иногда очень больших размеров; известны бериллы-гиганты весом до тонны и длиной до 9 м.
К сожалению, пегматитовые месторождения очень малы, и добывать там берилл в широких промышленных масштабах не удается. Однако есть и другие источники бериллия, в которых его концентрация гораздо выше. Это так называемые пневмато-гидротермальные месторождения (т.е. месторождения, образовавшиеся в результате взаимодействия высокотемпературных паров и растворов с определенными типами горных пород).
Флогопит- маргарит-берилловый тип месторождений
В тех случаях, когда грейзеновый процесс, сопровождающий формирование бериллиевого оруденения, развивался среди вмещающих пород ультраосновного состава (дунитов, серпентинитов, тальковых пород), возникли условия для образования месторождений изумруда. Ультраосновные породы служили при этом источником хрома темно-зеленых разностей берилла. Благоприятной предпосылкой для образования крупных ювелирных кристаллов изумруда, александрита, фенакита является относительно большая глубина формирования изумрудоносных месторождений по сравнению с другими бериллиевыми месторождениями грейзеновой формации.
Примером сочетания подобных условий является одно из месторождений, находящееся в рудном поле, в пределах которого наблюдаются как танталонос-ные пегматиты, так и грейзеновые образования. Эта особенность послужила причиной того, что первоначально месторождения изумрудов рассматривались как образовавшиеся в процессе десилификации пегматитового расплава, и слюдиты считались пегматитами линии скрещения. Дальнейшие исследования привели к изменению этой генетической концепции.
Месторождение располагается в экзоконтактовой полосе крупного гранитного массива, который прорывает сложную по составу метаморфическую толщу, включающую первичноосадочные, вулканогенные, а также интрузивные породы (углисто-кремнистые сланцы, амфиболиты, порфириты, метаморфизован-ные дуниты и перидотиты). Среди вмещающих пород месторождения преобладают тальковые сланцы и серпентиниты с мощными дайками диоритовых пор-фиритов, прослоями амфиболитов и углистых сланцев. Вмещающая толща подверглась интенсивной складчатости. Месторождение залегает в западном крыле синклинальной складки, которая осложнена более мелкими изоклинальными складками и дизъюнктивными нарушениями. Тектонические нарушения представляют собой зоны рассланцевания пород. Наиболее крупная тектоническая зона проходит вдоль всего месторождения, мощность ее 120—150 м.
Рудная зона месторождения имеет субмеридиональное простирание с восточным падением под углами 65—80°. Длина рудоносной зоны многие сотни метров, ширина первые сотни метров, по падению она прослежена на сотни метров.
Рудные тела представлены сложной системой ветвящихся прожилково-метасоматических зон (слюдитов) и плагиоклазовых жил. Морфология и пространственное распределение рудных тел зависят в первую очередь от расположения тектонических зон и трещинных структур. Локализация рудных тел определяется также дайками диоритовых порфиритов, играющих роль жесткого каркаса среди пластичных сланцев, и вследствие своей относительно малой проницаемости экранирующих просачивающиеся растворы. Рудные тела распределены неравномерно. Сближенные между собой жилы и зоны образуют несколько свит, которые кулисообразно заходят друг за друга в горизонтальном и вертикальном сечении. Наиболее мощные тела находятся в северной части месторождения, где они образуют рудный столб.
Тектонические зоны трещиноватости и дробления не только контролировали первоначальное распределение бериллиеносных гидротермальных образований, но также в результате интенсивных пострудных движений определили ныне существующую морфологию рудных тел, по-видимому, в значительной степени отличную от первоначальной. Морфология микроскладчатости и текстур тектонического разлинзования свидетельствует о том, что тектоническая зона формировалась в условиях сжатия.
Слюдитовые рудные тела представляют собой прожилково-метасоматиче-ские зоны, подвергшиеся дроблению и рассланцеванию. Они имеют линзовидно-блоковое внутреннее строение и сложены серией линзовидных блоков, промежутки между которыми выполнены рыхлым слюдистым материалом. Наиболее часто рудные зоны бывают приурочены к контактовым участкам между тальковыми сланцами и диоритами, поэтому зоны обычно включают обломки метасоматических флогопитовых пород, образованных как по ультраосновным, так и по основным породам. Среди слюдитовых блоков наблюдаются разобщенные фрагменты берилл-плагиоклазовых, берилл-мусковитовых и других жил, с которыми и связана главная масса бериллиевого оруденения в составе этих зон.
Кварц-плагиоклазовые жилы меньших размеров, но богаче (содержат ВеО десятые доли процента в жилах среди диоритовых порфиритов и
29-04-2015, 01:06