Турмалин ( / ˈ t ʊər m ə l ɪ n , - ˌ l iː n / TOOR -mə-lin, -leen ) — это группа кристаллических силикатных минералов, в которых бор соединен с такими элементами, как алюминий , железо , магний , натрий , литий или калий . Этот драгоценный камень имеет широкую гамму цветов.
Название происходит от сингальского слова tōramalli ( ටෝරමල්ලි ), которое относится к драгоценным камням сердолика . [4]
Яркие цейлонские драгоценные турмалины в больших количествах привозила в Европу Голландская Ост-Индская компания, чтобы удовлетворить спрос на редкости и драгоценные камни. Турмалин иногда называли «цейлонским магнитом», потому что он мог притягивать, а затем отталкивать горячий пепел из-за своих пироэлектрических свойств. [5]
Турмалины использовались химиками в 19 веке для поляризации света путем направления лучей на ограненную и отполированную поверхность драгоценного камня. [6]
Наиболее часто встречающиеся виды и разновидности турмалина включают в себя следующие:
Наиболее распространенным видом турмалина является шерл , натрий-железо (двухвалентный) конечный член группы. Он может составлять 95% или более всего турмалина в природе. Ранняя история минерала шерл показывает, что название «шерл» использовалось до 1400 года, потому что деревня, известная сегодня как Цхорлау (в Саксонии , Германия), тогда называлась «Шорл» (или второстепенные варианты этого названия), и у деревни был близлежащий оловянный рудник, где, в дополнение к касситериту , был найден черный турмалин. Первое описание шерла с названием «шурл» и его местонахождение (различные оловянные рудники в Рудных горах ) было написано Иоганном Матезиусом (1504–1565) в 1562 году под названием «Сарепта одер Бергпостилл». [7] Примерно до 1600 года в немецком языке использовались дополнительные названия : «Schurel», «Schörle» и «Schurl». Начиная с 18 века, название Schörl в основном использовалось в немецкоязычной области. В английском языке в 18 веке использовались названия shorl и shirl . В 19 веке для этого минерала использовались названия common schorl , schörl , schorl и iron tourmaline . [7]
Дравит , также называемый коричневым турмалином , является богатым натрием и магнием турмалиновым конечным элементом. Ювит, в сравнении с ним, является кальцием и магниевым турмалином. Дравит образует несколько серий с другими членами турмалина, включая шерл и эльбаит. [8]
Название дравит впервые использовал Густав Чермак (1836–1927), профессор минералогии и петрографии Венского университета , в своей книге Lehrbuch der Mineralogie (опубликованной в 1884 году) для богатого магнием (и натрием ) турмалина из деревни Доброва около Унтердраубурга в районе реки Драва , Каринтия , Австро-Венгерская империя . Сегодня это месторождение турмалина (типовое месторождение дравита) в Доброве (около Дравограда ) является частью Республики Словении . [9] Чермак дал этому турмалину название дравит по названию района реки Драва, который является районом вдоль реки Драва (на немецком языке: Drau , на латыни : Drave ) в Австрии и Словении. Химический состав, который был дан Чермаком в 1884 году для этого дравита, приблизительно соответствует формуле NaMg 3 (Al,Mg) 6 B 3 Si 6 O 27 (OH) , которая хорошо согласуется (за исключением содержания OH ) с конечной формулой дравита, известной сегодня. [9]
Разновидности дравита включают темно-зеленый хромовый дравит и ванадиевый дравит. [10]
Литий-турмалиновый эльбаит был одним из трех пегматитовых минералов из Утё , Швеция , в котором в 1818 году Йохан Август Арфведсон впервые определил новый щелочной элемент литий (Li). [11] Остров Эльба , Италия , был одним из первых мест, где цветные и бесцветные Li-турмалины были тщательно проанализированы химически. В 1850 году Карл Фридрих Август Раммельсберг впервые описал фтор (F) в турмалине. В 1870 году он доказал, что все разновидности турмалина содержат химически связанную воду. В 1889 году Шаритцер предложил замену (OH) на F в красном Li-турмалине из Сушице , Чешская Республика . В 1914 году Владимир Вернадский предложил название Эльбаит для турмалина с острова Эльба, Италия, богатого литием, натрием и алюминием, с упрощенной формулой (Li,Na)HAl 6 B 2 Si 4 O 21 . [11] Вероятнее всего, типовой материал для эльбаита был найден в Фонте-дель-Прете, Сан-Пьеро-ин-Кампо, Кампо-нель-Эльба , остров Эльба , провинция Ливорно , Тоскана , Италия . [11] В 1933 году Уинчелл опубликовал обновленную формулу для эльбаита, H 8 Na 2 Li 3 Al 3 B 6 Al 12 Si 12 O 62 , которая до сих пор обычно используется в записи Na(Li 1,5 Al 1,5 )Al 6 (BO 3 ) 3 [Si 6 O 18 ](OH) 3 (OH) . [11] Первое определение кристаллической структуры турмалина, богатого литием, было опубликовано в 1972 году Доннеем и Бартоном, оно было выполнено на розовом эльбаите из округа Сан-Диего , Калифорния , США. [ необходима ссылка ]
Группа минералов турмалина является химически одной из самых сложных групп силикатных минералов . Ее состав сильно варьируется из-за изоморфного замещения (твердый раствор), и ее общая формула может быть записана как XY 3 Z 6 (T 6 O 18 )(BO 3 ) 3 V 3 W , где: [12]
Минеральные виды, получившие названия до основания IMA в 1958 году, не имеют номера IMA.
Комиссия IMA по новым названиям минералов опубликовала список утвержденных символов для каждого вида минералов в 2021 году. [13]
Пересмотренная номенклатура для группы турмалинов была опубликована в 2011 году. [14] [15] [16]
Турмалин — это шестичленный кольцевой циклосиликат с тригональной кристаллической системой. Он встречается в виде длинных, тонких или толстых призматических и столбчатых кристаллов , которые обычно имеют треугольное поперечное сечение, часто с изогнутыми бороздчатыми гранями. Стиль окончания на концах кристаллов иногда асимметричный, называемый гемиморфизмом. Небольшие тонкие призматические кристаллы обычны в мелкозернистом граните, называемом аплитом , часто образуя радиальные узоры, похожие на маргаритку. Турмалин отличается своими трехсторонними призмами; ни один другой распространенный минерал не имеет трех сторон. Грани призм часто имеют тяжелую вертикальную бороздку, которая создает округлый треугольный эффект. Турмалин редко бывает идеально идиоморфным . Исключением были мелкие дравитовые турмалины Йинниетарры в Западной Австралии. Месторождение было обнаружено в 1970-х годах, но в настоящее время истощено. Все гемиморфные кристаллы являются пьезоэлектриками , а часто также и пироэлектриками . [ необходима цитата ]
Кристалл турмалина состоит из единиц, состоящих из шестичленного кремниевого кольца, которое связывается сверху с большим катионом, таким как натрий. Кольцо связывается снизу со слоем ионов металлов и гидроксилов или галогенов, который структурно напоминает фрагмент каолина . Он, в свою очередь, связывается с тремя треугольными ионами бората. Единицы, соединенные конец к концу, образуют столбцы, проходящие по всей длине кристалла. Каждый столбец связывается с двумя другими столбцами, смещенными на одну треть и две трети вертикальной длины одного блока, образуя пучки из трех столбцов. Пучки упакованы вместе, образуя окончательную кристаллическую структуру. Поскольку соседние столбцы смещены, основная структурная единица не является элементарной ячейкой : фактическая элементарная ячейка этой структуры включает части нескольких единиц, принадлежащих соседним столбцам. [17] [18]
Турмалин имеет множество цветов. Богатые железом турмалины обычно имеют цвет от черного до синевато-черного или темно-коричневого, в то время как богатые магнием разновидности имеют цвет от коричневого до желтого, а богатые литием турмалины имеют практически любой цвет: синий, зеленый, красный, желтый, розовый и т. д. Редко он бесцветен. Распространены двухцветные и многоцветные кристаллы, отражающие изменения химии жидкости во время кристаллизации. Кристаллы могут быть зелеными с одного конца и розовыми с другого, или зелеными снаружи и розовыми внутри; этот тип называется арбузным турмалином и ценится в ювелирных изделиях. Прекрасным примером ювелирных изделий из арбузного турмалина является брошь (1969, золото, арбузный турмалин, бриллианты) Эндрю Гримы (британец, род. Италия, 1921–2007), находящаяся в коллекции Кимберли Клостерман и выставленная в Художественном музее Цинциннати . [19] Некоторые формы турмалина являются дихроичными ; они меняют цвет, если смотреть с разных сторон. [20]
Розовый цвет турмалинов из многих местностей является результатом длительного естественного облучения. Во время своего роста эти кристаллы турмалина включали Mn 2+ и изначально были очень бледными. Из-за естественного гамма- облучения от радиоактивного распада 40 K в их гранитной среде происходит постепенное образование ионов Mn 3+ , что отвечает за углубление розового до красного цвета. [21]
Непрозрачный черный шерл и желтый цилайзит являются идиохроматическими видами турмалина, которые имеют высокую магнитную восприимчивость из-за высокой концентрации железа и марганца соответственно. Большинство турмалинов ювелирного качества относятся к виду эльбаита. Турмалины эльбаита являются аллохроматическими, получая большую часть своего цвета и магнитной восприимчивости от шерла (который придает железо) и цилайзита (который придает марганец). [ необходима цитата ]
Красные и розовые турмалины имеют самую низкую магнитную восприимчивость среди эльбаитов, в то время как турмалины с яркими желтыми, зелеными и синими цветами являются наиболее магнитными эльбаитами. Виды дравита, такие как зеленый хромдравит и коричневый дравит, являются диамагнитными. Ручной неодимовый магнит может быть использован для идентификации или отделения некоторых видов турмалиновых драгоценных камней от других. Например, синий индиголитовый турмалин является единственным синим драгоценным камнем любого вида, который будет показывать реакцию сопротивления при применении неодимового магнита. Любой синий турмалин, который является диамагнитным, может быть идентифицирован как турмалин параиба, окрашенный медью, в отличие от магнитного синего турмалина, окрашенного железом. [22]
Некоторые турмалиновые драгоценные камни, особенно камни розового или красного цвета, изменяются путем термической обработки для улучшения их цвета. Слишком темно-красные камни можно осветлить путем осторожной термической обработки. Розовый цвет в марганцевых почти бесцветных или бледно-розовых камнях можно значительно усилить путем облучения гамма-лучами или электронными пучками. Облучение практически невозможно обнаружить в турмалинах, и в настоящее время оно не влияет на стоимость. Сильно включенные турмалины, такие как рубеллит и бразильская параиба, иногда подвергаются улучшенной чистоте. Турмалин с улучшенной чистотой (особенно разновидность параиба) стоит гораздо меньше, чем необработанный драгоценный камень такой же чистоты. [23]
Турмалин встречается в граните и гранитных пегматитах , а также в метаморфических породах, таких как сланец и мрамор . Шерл и богатые литием турмалины обычно встречаются в граните и гранитных пегматитах. Богатые магнием турмалины, дравиты, обычно ограничиваются сланцами и мрамором. Турмалин является прочным минералом и может быть найден в небольших количествах в виде зерен в песчанике и конгломерате , и является частью индекса ZTR для сильно выветренных осадков. [24]
Драгоценный камень и образец турмалина добывают в основном в Бразилии и многих частях Африки , включая Танзанию , Нигерию , Кению , Мадагаскар , Мозамбик , Малави и Намибию . Он также добывается в Азии , в частности в Пакистане , Афганистане и Индонезии , а также в Шри-Ланке и Индии , [25] где найдены некоторые россыпные материалы, пригодные для использования в качестве драгоценных камней.
Некоторые прекрасные драгоценные камни и образцы материала были добыты в Соединенных Штатах, с первыми открытиями в 1822 году в штате Мэн . Калифорния стала крупным производителем турмалина в начале 1900-х годов. Месторождения Мэна, как правило, производят кристаллы малиново-розово-красного, а также мятно-зеленого цвета. Калифорнийские месторождения известны яркими розовыми, а также двухцветными. В начале 1900-х годов Мэн и Калифорния были крупнейшими в мире производителями драгоценных турмалинов. Вдовствующая императрица Китая Цыси любила розовый турмалин и покупала большие количества для драгоценных камней и резьбы на тогда еще новом руднике Гималаи, расположенном в округе Сан-Диего , Калифорния. [26] Неясно, когда первый турмалин был найден в Калифорнии. Коренные американцы использовали розовый и зеленый турмалин в качестве похоронных подарков на протяжении веков. Первый задокументированный случай произошел в 1890 году, когда Чарльз Рассел Оркатт нашел розовый турмалин на месте, которое позже стало шахтой Стюарта в Пала, Калифорния, округ Сан-Диего . [27]
Почти все цвета турмалина можно найти в Бразилии, особенно в Минас-Жерайс и Баия . Новый тип турмалина, который вскоре стал известен как турмалин параиба, был синего и зеленого цвета. Бразильский турмалин параиба обычно содержит обильные включения. Большая часть турмалина параиба из Бразилии на самом деле не поступает из Параибы , а из соседнего штата Риу-Гранди-ду-Норти . Материал из Риу-Гранди-ду-Норти часто имеет несколько менее интенсивный цвет, но там находят много прекрасных драгоценных камней. Было установлено, что элемент медь играет важную роль в окраске камня. [28]
Большой голубовато-зеленый турмалин из Параибы, размерами 36,44 мм × 33,75 мм × 21,85 мм (1,43 дюйма × 1,33 дюйма × 0,86 дюйма) и весом 191,87 карата (1,3536 унции; 38,374 г), является крупнейшим в мире ограненным турмалином. [29] [30] Принадлежащий Billionaire Business Enterprises, [29] он был представлен в Монреале , Квебек , Канада , 14 октября 2009 года. [30]
В конце 1990-х годов в Нигерии был найден медьсодержащий турмалин . Материал был в целом бледнее и менее насыщенным, чем бразильские материалы, хотя материал в целом был гораздо менее включенным. Более недавнее африканское открытие в Мозамбике также дало турмалин, окрашенный медью, похожий на бразильскую параибу. Мозамбикский материал параиба обычно более интенсивно окрашен, чем нигерийский, а мозамбикский турмалин параиба имеет похожие цвета с бразильской параибой, но цены относительно ниже, лучшей чистоты и большего размера. В последние годы цены на эти красивые драгоценные камни значительно выросли. [31]
Другой высокоценной разновидностью является хромовый турмалин, редкий тип дравитового турмалина из Танзании . Хромовый турмалин имеет насыщенный зеленый цвет из-за присутствия атомов хрома в кристалле. Из стандартных цветов эльбаита, синие индиголиты, как правило, являются наиболее ценными, [32] за ними следуют зеленый верделит и розово-красный рубеллит. [33]
{{cite web}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
