Содержание:
- 1. Геохимическое поведение хрома
- Почему Cr2+ встречается не во всех драгоценных камнях?
- 2. Образование рубина (корунда, Al₂O₃)
- Основные геологические условия для рубинов
- 3. Образование изумруда (берилла, Be₃Al₂Si₆O₁₈)
- Основные геологические условия для изумрудов
- 4. Почему некоторые изумруды голубовато-зеленые (ванадий, а не хром)?
- 5. Последствия разведки
- Пример: Колумбийские изумруды
- Заключение
1. Геохимическое поведение хрома
Chromium (Кр) — это литофильный элемент, то есть он концентрируется в силикате полезные ископаемые а не металлические фазы. На его распределение сильно влияют:
- Ультраосновные и основные Rocks: Хром обогащен в мантии Земли, особенно в перидотиты и хромититы.
- Метасоматоз: Гидротермальные жидкости может транспортировать Cr, особенно в зоны субдукции где происходит серпентинизация.
- Степень окисления: Cr³⁺ стабилен в большинстве геологических условий, тогда как Cr⁶⁺ (токсичный, водорастворимый) образуется в окислительных средах.
Почему Cr2+ встречается не во всех драгоценных камнях?
- Ионный радиус: Cr³⁺ (0.615 Å) близко соответствует Al³⁺ (0.535 Å), что позволяет производить замещение в корунд (рубин) и берилл (изумруд).
- Несовместимый элемент: Cr не очень хорошо вписывается в кварц or полевой шпат структуры, что объясняет его редкость в этих минералах.
2. Образование рубина (корунда, Al₂O₃)
Для рубинов требуется:
- Среды, богатые алюминием и бедные кремнием (например, содержащиеся в мраморе или базальтовые депозиты).
- Источник хрома (обычно из близлежащих ультраосновных пород).
Основные геологические условия для рубинов
А. Метаморфические (вкрапленные в мрамор) рубины
- Пример: Могок, Мьянма; Вьетнам (Люк Йен).
- Процесс формирования:
- Известняки (CaCO₃) превращаются в мрамор под высокими температурами.
- Жидкости из близлежащих мест мафические-ультрамафические породы ввести Cr в богатый Al корунд.
- Ключевая реакция:Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2O3(ruby)Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2O3(ruby)
B. Рубины, связанные с базальтом
- Пример: Таиланд, Камбоджа, Австралия.
- Процесс формирования:
- Щелочные базальты переносят ксенокристаллы рубина из мантии.
- Хром получают из мантийные перидотиты or эклогиты.
C. Гидротермальные рубины
- Пример: Некоторые африканские месторождения (например, Малави).
- Процесс формирования:
- Богатые хромом жидкости циркулируют по трещинам, откладывая рубины в зонах сдвига.
3. Образование изумруда (берилла, Be₃Al₂Si₆O₁₈)
Для изумрудов требуется:
- Бериллий (Be) + Хром (Cr) в той же среде (редкий!).
- Конкретные тектонические условия (Как правило, пегматиты вблизи ультраосновных пород or месторождения, содержащие черный сланец).
Основные геологические условия для изумрудов
A. Изумруды, залегающие в черных сланцах
- Пример: Колумбия (Мусо, Чивор).
- Процесс формирования:
- Богатые органикой сланцы выделяют Cr во время метаморфизма.
- Be привносится гидротермальными жидкостями из близлежащих гранитов.
- Ключевая реакция:Be2++Al3++Cr3++SiO44−→Be3Al2Si6O18:Cr3+(emerald)Be2++Al3++Cr3++SiO44−→Be3Al2Si6O18:Cr3+(emerald)
B. Изумруды, связанные с пегматитами
- Пример: Замбия, Бразилия.
- Процесс формирования:
- Cr из близлежащих серпентинитов реагирует с богатыми бериллием пегматитовыми флюидами.
C. Изумруды тектонической зоны сдвига
- Пример: Мадагаскар, Афганистан.
- Процесс формирования:
- Сдвиг создает пути для жидкостей, содержащих Cr и Be.
4. Почему некоторые изумруды голубовато-зеленые (ванадий, а не хром)?
- Колумбийские изумруды: Чистый Cr³⁺ → насыщенный зеленый.
- Бразильские/замбийские изумруды: Часто содержат Fe²⁺/Fe³⁺, изменяя цвет на голубовато-зеленый.
- Ванадийские изумруды (например, Бразилия): V³⁺ может заменить Cr³⁺, создавая немного другие зеленые оттенки.
5. Последствия разведки
- Рубины: Посмотрите рядом мраморные/ультрамафические контакты or щелочные базальты.
- Изумруды: Сосредоточиться на Пегматиты, богатые бериллием, вблизи пород, содержащих хром or черный цвет сланец зоны.
Пример: Колумбийские изумруды
- Геологическая странность: Тектоническое сжатие Анд привело к столкновению бе-гранитов с хромистыми сланцами, что создало идеальные условия для образования изумрудов.
Заключение
Присутствие Cr в рубинах и изумрудах является свидетельством редкие геологические совпадения— где системы, богатые Al/Be, пересекаются с источниками Cr. Понимание этих процессов помогает геммологам отслеживать происхождение и помогает горнякам в разведке.
