«Сорокина Елена Серафимовна ОНТОГЕНИЯ И КАЧЕСТВО ЮВЕЛИРНОГО РУБИНА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ЮГО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ ...»

11-4

На правах рукописи

Сорокина Елена Серафимовна

ОНТОГЕНИЯ И КАЧЕСТВО ЮВЕЛИРНОГО РУБИНА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И

ЮГО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ

Специальность 25.00.05 - минералогия, кристаллография

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2011 г .

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского (ФГУП «ВИМС»)

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук Ожогина Елена Германовна

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук Минеева Инесса Георгиевна доктор геолого-минералогических наук, профессор Литвиненко Андрей Кимович

Ведущая организация: Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН

Защита состоится 14 октября 2011 г. в 11:00 на заседании диссертационного совета Д 216.005.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М.

Федоровского (ФГУП «ВИМС») по адресу:

119017, г. Москва, Старомонетный пер., д.31

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ВИМС»

Автореферат разослан / 1 ) сентября, 2011 г .

Ученый секретарь диссертационного совета Луговская И.Г .

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ювелирный рубин является вторым после алмаза наиболее важным с коммерческой точки зрения драгоценным камнем. Его высокая стоимость обусловлена редкостью нахождения кристаллов хорошего качества. Примерно в десяти из его известных месторождений присутствуют благородные корунды, пригодные для использования в ювелирной промышленности [Hughes, 1990; Walton, 2004]. На территории Российской Федерации промышленно значимые месторождения рубина пока не обнаружены .

Важной проблемой в настоящее время становится как поиск новых объектов, в том числе на территории Российской Федерации, так и расширение поисковых площадей в районах с разведанными месторождениями рубина. Для решения этой задачи необходимо расширить имеющиеся минералогические критерии на основе детального изучения влияния условий и среды минералообразования на онтогению корунда и формирование, в конечном счете, его ювелирных разновидностей на подобных объектах .

Примеры использования онтогении и парагенезиса минералов приведены во множестве работ отечественных ученых на объектах по генетическим [Юшкин, 1977; Дымков, 1966; Дымкова, 1966; Жабин, 1979; Лазько, 1957 и др.] и минерапого-технологическим [Пирогов, 1985 и др.] исследованиям различных пород и руд. Однако количество работ по парагенезису рубина весьма ограничено [Okrush & Bank, 1976; Silva & Siriwardena, 1988; Кисин, 1991; Россовский, 1987;

Литвиненко, 1990 и др.], а по его онтогении такие исследования никогда не проводились. Поэтому изучение как онтогении корунда и минералов корундсодержащих пород, так и парагенетических ассоциаций корунда, в связи с изменчивостью условий и среды минералообразования вызывает особый интерес, поскольку позволяет, в частности, выявлять генетические факторы, влияющие на появление его драгоценных разновидностей .

В последние годы вновь возник интерес к месторождению Снежное в Таджикистане - одному из уникальных объектов добычи рубина в Центральной Азии. Открытое еще в конце 1970-х гг., в последующие 20 лет месторождение частично отрабатывалось и изучалось его первооткрывателями: Россовским Л.Н., Дмитриевым Э.А. и др. Однако после распада СССР его отработка была остановлена более чем на 15 лет. В настоящее время работы на месторождении возобновлены [Литвиненко, 2010; Барнов, 2010 и др.] в связи с его недостаточной геолого-минералогической изученностью [Giuliani, Ohnenstetter et al., 2007] .

Другой актуальной задачей как научного, так и сугубо практического значения, является оценка качества и идентификация месторождений природного рубина в россыпях и в ювелирных изделиях с использованием его кристаллофизических и кристаллохимических особенностей. Особый интерес в этом вопросе представляет кристаллосырье из месторождений Юго-Восточной Азии (Мьянма, Шри-Ланка, Таиланд и др.), откуда этот драгоценный камень поставляется последние два тысячелетия на ювелирные рынки мира. Так, традиционно наибольшим спросом пользуются и, соответственно, имеют высшую стоимость, рубины карминово-красного цвета со слегка лиловым оттенком (так называемый цвет «голубиной крови») из Могокского горнорудного района в Мьянме [Hughes, 1997; Смит, 2002 и др.]. В связи с вышесказанным необходимо дополнительно определить оптимальный комплекс недеструктивных методов отличия природных рубинов от его синтетических аналогов [Сорокина, Балицкая и др., 2007] .

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить онтогению и качество рубина месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии .

Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить влияние среды и условий минералообразования на онтогению корунда месторождения Снежное (Таджикистан, Восточный Памир) и эволюцию его парагенезисов; оценить факторы, определяющие появление рубина;

2. Выявить особенности влияния среды и условий минералообразования на месторождениях в Таджикистане, Мьянме, Шри-Ланке и Таиланде известных генетических типов на качество рубинового сырья;

3. Установить кристаллофизические и кристаллохимические свойства природного рубинового сырья, совокупность которых позволит выявить генетический тип (или само месторождение) и отличить минерал от синтетических аналогов .

Фактический материал и методы исследования. В диссертации приведены результаты исследований пяти лет работы с 2007 по 2011 г., к которым автор приступил будучи студентом Российского государственного геологоразведочного университета им. Серго Орджоникидзе (РГГРУ) .

Диссертантом исследованы образцы рубина из коллекций кафедры Геммологии (более 100 камней) и Минералогического музея РГГРУ (порядка 5 образцов), фондовый и экспозиционный материал Минералогического музея им .

А.Е.Ферсмана РАН (около 300 образцов рубина), Государственного Геологического Музея им .

В.И. Вернадского РАН (более 450 образцов рубина), материал из частных коллекций, любезно предоставленный коллегами из ФГУП «ВИМС» (более 50 образцов каменного материала месторождений Снежное на Восточном Памире и Кучинское на Южном Урале) и собранный автором в ходе экспедиционных поездок на месторождения рубинового сырья Люк Ен в Северном Вьетнаме (около 10 кристаллов) - в совокупности около 900 природных и синтетических кристаллов, галек и образцов ограненного материала .

В работе приведены результаты изучения образцов рубина с использованием комплекса минералогических методов исследования: физических анализов (колориметрия, рефрактометрия, измерение массы и плотности), онтогенического (по методике, описанной в работах Б.В. Чеснокова (1974), В.И .

Павлишина, Н.П. Юшкина и др. (1988)), оптико-минералогического, петрографического, рентгенографического фазового (Иоспа A.B., ФГУП «ВИМС»), микрорентгеноспектрального и рентгенофлуоресцентного методов (к. г.-м. н. Л.А. Паутов и к. г.-м. н. A.A. Агаханов, лаборатория аналитических методов исследования Музея им. А.Е. Ферсмана РАН), фото- и рентгенолюминесценцни (Рассулов В.А. и к. г.-м. н. Морошкин В В., ФГУП «ВИМС»; Dr. M. Gaft, Израиль), рентгеновской томографии (к.г.-м. н. Якушина O B., ФГУП «ВИМС»), ЛА-ИСП-МС и оптической спектроскопии (Dr. D .

E.Jakob и Dr. T.Hger, Институт reo- и геммологических материалов Гутенбергского университета г. Майнц и Институт геммологии г. ИдерОберштайн, Германия) .

Научная новизна работы

1. Впервые изучены онтогения корунда и минералов корундсодержащих пород месторождения Снежное, на основании которой построена эволюционная модель кристаллизации минералов; выделены генерации корунда месторождения Снежное, исследована эволюция их кристаллохимии и кристалломорфологии на различных уровнях минеральной организации; получены спектры поглощения и фотолюминесценции корунда; определена зависимость изменения окраски различных генераций корунда от эволюции его кристаллохимии;

2. Изучены условия минералообразования рубина месторождения Снежное; выявлена их взаимосвязь с эволюцией парагенетических ассоциаций корунда; расширена ассоциация корунда с учетом Маргарита, не описанного предыдущими исследователями;

3. Для каждого генетического типа месторождений определены типоморфные признаки рубина; диагностированы твердофазные включения ортита и ильменита в рубинах из Таджикистана (Снежное) и Мьянмы (Могок) соответственно;

4. Впервые проведено изучение синтетических раствор-расплавных рубинов методом рентгеновской томографии. На основании полученных данных идентифицированы включения в них;

5. Впервые наблюдалась зеленая фотолюминесценция рубинов, синтезированных методом из раствора в расплаве .

Практическая значимость работы

1. Разработаны принципы оценки рубинового сырья (на примере контактово-метасоматического и вулканогенного типов месторождений Мьянмы, Шри-Ланки, Таиланда и Таджикистана), позволяющие прогнозировать его качество в зависимости от генетического типа месторождения;

2. Полученные данные кристаллофизических и кристаллохимических свойств рубина использованы для идентификации генетического типа (в отдельных случаях непосредственно самого месторождения), они также позволяют отличать самоцвет от синтетических аналогов .

Личный вклад. Автор участвовал в экспедиционных поездках на месторождения рубина в Северном Вьетнаме, в результате чего был собран каменный материал, описанный в первой главе диссертации. Практически все анализы и интерпретация их результатов выполнены автором самостоятельно или при участии специалистов. Автором проведена диагностика и сортировка некоторых образцов рубина коллекции Музея им. В.И. Вернадского РАН методами оптической микроскопии, проведены предварительные исследования по привязке образцов рубина из фондового материала Музея им. А.Е. Ферсмана РАН к определенным месторождениям .

Апробация работы проведена на 10 конференциях и совещаниях:

Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (2008 г., г. Москва), Годичном собрании Российского минералогического общества «Онтогения минералов и ее значение для решения геологических прикладных и научных задач» (2009 г., г. Санкт-Петербург), Международной конференции, посвященной 250-летию Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского «Современная геология: история, теория, практика» (2009 г., г. Москва), 6-й Международной научной школе молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (2009 г., г. Москва), 2-ой и 3-ей Научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых» (2009 и 2011 гг., г. Москва), 21-й Международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика В.И .

Смирнова «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных ископаемых» (2010 г., г. Москва), Международном совещании «Плаксинские чтения - 2010» (2010 г., г. Казань), 20-м собрании Международной минералогической ассоциации ІМА 2010 (2010 г., г.Будапешт, Венгрия), 5-м Международном симпозиуме Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010» (2010 г., г. Ханой, Вьетнам). По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 2 - в реферируемых журналах .

Структура, объем и содержание работы. Диссертационная работа изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 77 иллюстраций и список использованной литературы из 118 наименований. Она состоит из трех глав, введения и заключения. Во введении сформулированы актуальность темы, цель и задачи исследования, описана научная новизна и практическая значимость работы, приведены методы и фактический материал исследования .

В главе 1 охарактеризованы литературные данные и проведенные автором исследования по минералогии благородного корунда, описаны его основные месторождения, кристалломорфология, кристаллофизические и кристаллохимические свойства. В главе 2 приведены результаты изучения онтогении корунда месторождения Снежное, кристаплохимическая и кристалломорфологическая изменчивость его различных генераций. Определена природа окраски корунда и установлены его твердофазные включения. Описаны результаты исследования онтогении минералов корундсодержащих пород месторождения Снежное, на основании которых построена эволюционная модель их кристаллизации. В главе 3 представлены данные изучения кристаллохимических и кристаллофизических свойств рубина месторождений Центральной (Таджикистан) и Юго-Восточной Азии (Мьянма, Шри-Ланка и Таиланд) различных генетических типов и их синтетических аналогов, полученных различными методами (плавление в пламени, раствор-расплавный) .

Систематизированы результаты исследования, позволяющие их использовать для диагностики типа месторождения рубина у камней без привязки, а также отбраковки их от синтетических аналогов. В заключении обобщены основные научные и практические результаты работы .

Автор глубоко признателен своему первому научному руководителю к.г.-м.н .

Бапицкой О.В., чьи поддержка и консультации помогали процессу становления исследовательского мировоззрения. Особую благодарность хотелось бы выразить научному руководителю д.г.-м.н. Ожог иной Е.Г. за создание благоприятной атмосферы для научных исследований, помощь в проведении подавляющего количества анализов, советы и содействие, которое оказывалось в течение всего времени учебы в аспирантуре, проф. д. г.-м. н. Пирогову Б. И. - за бесценные консультации и методические указания, которые помогли автору в изложении части диссертационного материала. Автор благодарен коллегам за любезно предоставленный каменный материал: нынешним и бывшим сотрудникам ФГУП «ВИМС», заведующей Кафедрой геммологии проф.Солодовой Ю.П. и руководителю Минералогического Музея к.г.-м.н Должанской Т.Ю. (РГГРУ), главному хранителю к. г.-м.н. Ггнералову М.Е. (Музей им. Ферсмана РАН) .

Автор благодарен всем коллегам, принимавшим участие в аналитических исследованиях образцов рубина и корундсодержащих пород. За финансовую помощь в осуществлении экспедиционной поездки в Северный Вьетнам, научноисследовательский визит в Ггрманию с возможностью проведения аналитических исследований, и подробные консультации по теме работы диссертант выражает признательность декану Института гео- и геммологических материалов Гутенбергского университета г. Майнц и Геммологического института г. Идер-Оберштайн (Ггрмания) prof. W.Hofmeister .

Диссертант искренне благодарен за поддержку, обсуждение, полезные замечания по теме работы и теплое отношение в процессе ее написания своим российским и зарубежным коллегам: руководству и сотрудникам ФГУП «ВИМС»

(к. ф.-м. н. Рогожину A.A., д. г.-м. н. Кузьмину В.И., к. геогр.н. Орловой Н.И., к.г.-м .

н. Соколову C.B., Астаховой Ю.М., Мартыновой Т.А., Кривощекову H.H. и другим); сотрудникам кафедры геммологии РГГРУ (Хомрач М.В. и др.); коллегам из Гюбелинской лаборатории (Швейцария) и Академии наук и технологий г. Ханой (Вьетнам), Университета г. Бангкок (Таиланд) и другим специалистам, принимавшим участие в обсуждении данной работы .

Первое защищаемое положение На основе кристаллохимических исследований корунда установлена эволюция среды минералообразования месторождения Снежное, выраженная в особенностях онтогении минерала. Она отразилась на изменении содержания элементов-примесей хрома, титана, ванадия, железа и галлия в химическом составе и морфологии кристаллов от удлиненно-призматического до уплощенно-призматического облика в трех зарождениях первой генерации (приуроченных к кристаллическим сланцам) и второй генерации корунда (ювелирный рубин, локализованный в скарнированных мраморах) .

Месторождение Снежное (Восточный Памир, Таджикистан) расположено в Мургабском районе Горного Бадахшана в 25 км южнее поселка Рангкуль (Киевленко, 2007). Оно находится в области развития самоцветоностного Кукурстского пегматитового узла. Минерализованные корундовые зоны месторождения локализуются на контакте с кианит - гранат - биотитовыми сланцами и желтыми мраморами сарыджилгинской свиты. Зоны состоят из линзообразных тел (максимальная мощность - до 1 м), сложенных кристаллическими сланцами на контакте с крупнозернистыми кальцитовыми мраморами .

Генерации корунда месторождения Снежное ранее изучалась Г.И .

Крыловой и соавторами (1989 г.). Обобщенные результаты их исследований приведены в работе [Киевленко, 2001]. Однако критерии выделения генераций корунда ранее не рассматривались .

Корунд на месторождении Снежное представлен двумя генерациями, которые характерны для кристаллических сланцев (три зарождения первой генерации) и скарнированных мраморов (вторая генерация - ювелирный рубин) .

Они разделены локальными тектоническими процессами, выраженными в микрообломочном строении зерен плагиоклаза и скаполита на контакте двух пород. Генерации выделены на основании критериев, предложенных в работе Н И. Красновой и Т.Г. Петрова (1997) .

Корунд I первого зарождения - это зональные удлиненно-призматические кристаллы фиолетового цвета. Средний размер кристаллов от 20 до 30 мм. В них развита отдельность параллельно граням пинакоида и положительного ромбоэдра .

В их составе присутствуют (масс.%) около 0,053 Cr, 0,0085 Ті, 0,0056 Ga и 0,003 V (см. табл. 1). Корунд I второго зарождения представлен бледно-розовыми уплощенно-призматическими кристаллами. Уплощенно-призматический облик кристаллов, по-видимому, связан с изменением симметрии среды и воздействием локальных физических процессов - силы тяжести, приложенной перпендикулярно грани гексагональной призмы кристалла корунда. Средний размер кристаллов составляет 20 - 30 мм. В них наблюдаются полисинтетическое двойникование и послойный рост. В составе корунда I второго зарождения присутствует (масс.%) около 0,15 - 0,25 Сг, 0,01 Ті, 0,004 V, 0,005 Ga (см. табл. 1). Корунд I первого и второго зарождения связан с существенно кристаллическими сланцами. Корунд I третьего зарождения - пинакоидального габитуса темно-красного цвета. В нем определено (масс.%) до 0,2 - 0,3 Gr, 0,1 - 0,2 Fe, 0,01 V, 0,008 Ga и 0,005 Ті (см .

табл. 1). Он локализуется в кристаллических сланцах вблизи контакта со скарнированными мраморами .

Таблица 1 Содержание элементов-примесей Ті, V, Cr, Ga и Fe в точках на поверхности различных генераций корунда месторождения Снежное по данным ЛА-ИСП-МС* (верхнее значение, исследуемая область - 80 мкм) и микрорентгеноспектрального анализа** (нижнее значение, исследуемая область - 3 мкм; для Fe только по данным микрорентгеноспектрального анализа)

–  –  –

Корунд II (ювелирный рубин) наиболее поздняя генерация. Представлен уплощенно-призматическими прозрачными кристаллами карминово-красного цвета со слегка лиловым оттенком - цвета «голубиной крови». Видимые анатомические и механические дефекты рубинового кристаллосырья отсутствуют. В нем определено до 0,5 масс.% Сг203. Другие элементы-примеси, диагностированные в составе рубина представлены (масс.%) Ті (0,005), V (0,01) и Ga (0,008). Ювелирный рубин локализуется в межзерновом пространстве порфиробластов кальцита скарнированных мраморов вблизи контакта с кристаллическими сланцами .

Образование пинакоидальных форм связано, вероятно, окислительными процессами и формированием граней пинакоида корунда I третьего зарождения сетками катионов или анионов AI и О по формуле:

+ 2 =2 1 +З " А О 1967] А2 З ІО [Горошников, Образование призматических форм корунда I первого и второго зарождений и корунда И, напротив, связано, по-видимому, с обратным процессом и формированием кристаллов гранями призм, плоские сетки которых сложены разноименными анионами по формуле:

2Ю А А120З + О 2 ' = 2 [Горошников, 1967] Исходя из вышеописанного можно проследить эволюцию «макроуровня»

минеральной организации корунда различных генераций и зарождений, связанную с изменчивостью среды минералообразования на месторождении Снежное. Процесс эволюции минералообразующей среды обусловил различный характер накопления элементов-примесей в нем. Для хрома - постепенный, для железа - осцилляционный .

Изменение условий минералообразования (pH среды и силы тяжести) отразилось на эволюции кристалломорфологии корунда (рис. I) .

Эволюция кристаллохимии корунда различных генераций месторождения Снежное на «микроуровне» его минеральной организации имеет возвратнопоступательный характер. Аналогично изменению содержания железа, наблюдалось скачкообразное увеличение элементов-микропримесей ванадия, титана и галлия в корунде I третьего зарождения по сравнению с его предыдущими превращениями (рис. 2) .

«

–  –  –

(о/0 -ээииі я) Еог®Д + О э Д эинежйэ^оэ Рис. 2. Изменение содержаний (показано стрелками) элсментов-микропримесей Ті. V и Ga в корунде из месторождения Снежное по данным ЛА-ИСП-МС (в ппм) .

–  –  –

і 12 циркон и ортит [Sorokina & Ozhogina, 2010; Сорокина, Иоспа и др., 2010] .

Предыдущими исследователями обнаружены и другие минералы кристаллических сланцев: сфен и диаспор [Барнов, Литвиненко, 2010], пирит [Киевленко, 2007] и амфибол [Россовский, 1987] .

Главные минералы скарнированных мраморов представлены кальцитом, в числе второстепенных минералов присутствуют корунд (рубин), слюда (флогопит и фуксит), рудные минералы, скаполит (около 60% мейонитовой молекулы), плагиоклаз (альбит - олигоклаз), графит. Е Я .

Киевленко (2007) в скарнированных мраморах идентифицировал также увитдравит, присутствующий в виде индивидуализированных кристаллов .

По данным онтогенических исследований минералов кристаллических сланцев и скарнированных мраморов построена эволюционная модель кристаллизации минералов корунднесущих пород месторождения Снежное .

С учетом вероятной протогенетической природы образования циркона, ортита и доломита, они были отнесены к протогенетической стадии .

Сингенетическая стадия, с которой сопряжено формирование корунда различных генераций и зарождений, разбита на подстадии с его характерными парагенетическими минеральными ассоциациями: корундплагиоклаз - флогопитовую (I), корунд - кальцит - маргаритовую (П), корунд-плагиоклаз-скаполитовую (ПІ) и рубин - кальцит - фукситовую (IV) .

Причем подстадии (I) и (II) характерны для существенно кристаллических сланцев, (ІП) - наблюдается на контакте кристаллических сланцев и скарнированных мраморов и (IV) - в скарнированных мраморах .

Последовательность кристаллизации минералов в прото- и эпигенетической стадиях выделена условно с целью наглядного изображения динамики общего процесса .

Кристаллизация корунда проходила в четырех парагенетических ассоциациях (I, П, ІП и IV) (рис. 4). Важно отметить, что после начала кристаллизации плагиоклаза II (кислого состава) в третьей парагенетической ассоциации наблюдается некоторый перерыв в отложении корунда. Перерыв может быть обусловлен увеличением содержания кремнезема и, как следствие, кислотности плагиоклазов, что, по мнению Е.К. Лазаренко (1963), приводит к уменьшению содержания корунда в породе .

Образование бездефектного рубина ювелирного качества проходило при его совместном формировании с кальцитом II и фукситом в более «мягкой» кальцитовой матрице скарнированных мраморов и связано с природными процессами (перекристаллизацией) .

С целью исследования влияния геохимической эволюции среды на формирование парагенетической ассоциации с ювелирным рубином построена четырехкомпонентная диаграмма. На диаграмме в проекции плоскости Si0 2 - СаО - AI2O3 нанесены химические составы минералов, входящие в парагенезисы с корундом. Точки подняты по оси X на величину их массового процентного содержания в породе. Исходя из данных диаграммы (рис. 5), кристаллизация корунда проходила в процессе эволюции его четырех минеральных парагенезисов .

О и «fi эя H u с « с. я ее о Ч м 5л «о Я а в .

О о

–  –  –

3S S ПU я гЧ X is I Локальное образование корунда ювелирного качества (отдельные бездефектные рубиновые блоки в индивидуализированных кристаллах корунда I первого зарождения) наблюдалось еще в кристаллических сланцах .

Тогда как повсеместное образование бездефектного кристаллосырья происходит в наиболее позднем корунде II (ювелирный рубин), локализованном в скарнированных мраморах вблизи контакта с кристаллическими сланцами. В обоих случаях процесс формирования рубина в системе Si0 2 - А1203 - СаО связан со сменой геохимии среды увеличением содержания кальция и уменьшением кремнезема (см. рис. 5) .

В результате проведенного исследования можно сделать вывод, что рубин среднего и высокого качества кристаллизовался в скарнированных мраморах в четвертой рубин - кальцит - фукситовой парагенетической ассоциации. Парагенетическая ассоциация с рубином на месторождении Снежное образовалась в системе SiC2 - А120з - СаО при инертном алюминии с увеличением содержания кальция и уменьшении количества кремнезема Третье защищаемое положение Типоморфными особенностями рубинов месторождений ЮгоВосточной (Мьянма и Шри-Ланка) и Центральной (Таджикистан) Азии контактово-метасоматического генезиса является незначительное содержание железа, красная фотолюминесценция, наличие определенных твердофазных включений, среднее и высокое качество кристаллосырья. Для рубинов месторождений Юго-Восточной Азии (Таиланд) вулканогенного генезиса характерно присутствие значительного количества железа, отсутствие фотолюминесценции и твердофазных включений, низкое качество сырья. Природные рубины отличаются от синтетических аналогов отсутствием галлия. Рубины, полученные различными методами, можно распознавать по химическому составу, особенностям внутреннего строения и фотолюминесценции .

Состав и свойства корундового сырья из скарнированных (Могок в Мьянме, Бакамуна в Шри-Ланке, Снежное в Таджикистане) и базальтовых пород (Чантхабури в Таиланде) были изучены многими исследователями .

Методы идентификации месторождений хром-окрашенного ювелирного корунда на основе данных его химического состава были опубликованы в работе [Muhlmeister, Fritsch, et. al., 1998]. Типоморфизм включений в рубинах из различных месторождений мира описан в работах [Gubelin & Koivula, 1992; Hughes, 1997; Schmetzer, 1986; Андреенко, Солодова и др., 1986] .

Типохимические основы идентификации месторождений благородных корундов различного генезиса приведены в работах [Tang, Tay, et. al., 1988;

Okrusch, Bunch, et al, 1976; Hauzenberger, 2010; Balmer, 2010 и др.] .

Типоморфным признаком природных рубинов, позволяющих их отличать от синтетических аналогов, является присутствие в них элементамикропримеси галлия [Muhlmeister, Fritsch, et. al., 1998]. Наиболее дорогие рубины из месторождений Мьянмы, Шри-Ланки и Таджикистана контактовометасоматического типа [Киевленко, 2001] обладают цветом «голубиной крови». П р и ч е м в камнях из м е с т о р о ж д е н и я Ш р и - Л а н к и присутствуют цвета более бледные, часто розовые. Д л я рубинов вулканогенного типа (магматического типа по Е.Я. К и е в л е н к о (2007)) т и п и ч н о присутствие в их х и м и ч е с к о м составе п о м и м о хрома д о 0.35 масс.% Р е 2 0 з. Это обуславливает их т е м н о - к р а с н у ю н е п о п у л я р н у ю окраску. Ф о т о л ю м и н е с ц е н ц и я рубинов к о н т а к т о в о - м е т а с о м а т и ч е с к о г о генезиса ярко-красная со слегка оранжевым оттенком в д л и н н о в о л н о в о м (LW) излучении (для рубинов из Ш р и - Л а н к и часто тусклая), красная и менее интенсивная при коротковолновом (SW) излучении. В отличие от них, рубины из Таиланда при У Ф - в о з б у ж д е н и и практически не светятся, л и б о очень слабо, что связано с присутствием в их кристаллической структуре ионов Fe" (гасителей люминесценции). В спектрах фото- и рентгенолюминесценции рубинов из четырех м е с т о р о ж д е н и й н а б л ю д а ю т с я отчетливые линии С г (рис. 6) .

–  –  –

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

И с с л е д о в а н и е рубина м е с т о р о ж д е н и й Центральной и Ю г о - В о с т о ч н о й Азии позволили выяснить ряд в а ж н ы х особенностей его онтогении и качества:

1. Э в о л ю ц и я условий и среды минералообразования на м е с т о р о ж д е н и и С н е ж н о е обусловила особенности онтогении корунда в трех з а р о ж д е н и я х первой генерации и второй генерации. Они в ы р а ж е н ы в изменении г а б и т у с н ы х форм и облика; постепенном и возвратноп о с т у п а т е л ь н о м накоплении элементов-примесей хрома, железа, титана, ванадия и галлия на р а з н ы х уровнях минеральной организации, что обуславливает различия окраски самоцвета .

2. Э в о л ю ц и я м и н е р а л о о б р а з у ю щ е й среды на м е с т о р о ж д е н и и С н е ж н о е повлияла на ф о р м и р о в а н и е ю в е л и р н о г о рубина среднего и высокого качества в системе S i 0 2 - А1 2 0 3 - СаО: его кристаллизация проходила при и н е р т н о м а л ю м и н и и с у в е л и ч е н и е м содержания кальция и у м е н ь ш е н и и количества к р е м н е з е м а в парагенетической ассоциации с кальцитом II и фукситом;

3. Генезис определяет качество ювелирного рубина; в месторождениях контактово-метасоматического типа (Мьянма, Шри-Ланка, Таджикистане) встречается кристаллосырье среднего и высокого качества, рубины вулканогенного типа (Таиланд) часто низкокачественные; рубины обоих типов отличаются как друг от друга, так и от синтетических аналогов химическим составом, фотолюминесценцией, особенностями внутреннего строения .

4. Предложены недеструктивные методы диагностики синтетического рубина, полученного методом из раствора в расплаве;

рентгенотомографический анализ позволяет определить состав флюса и металлических фаз; с помощью фотолюминесценции идентифицировано зеленое свечение раствор-расплавных рубинов;

5. Все исследованные кристаллофизические и кристаллохимические свойства рубина из месторождений Центральной и Юго-Восточной Азии были систематизированы в табличную форму для возможности их прикладного использования при идентификации генетической природы или, в отдельных случаях, самого месторождения рубина и отбраковки синтетического материала .

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сорокина Е.С. Диагностические особенности рубинов различных Месторождений мира // Тезисы конференции Межвузовская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле». М.: РГГРУ. 2008. С. 211 .

2. Сорокина Е.С. Палеотектоническая позиция месторождений корунда и геохимические особенности формирования рубиновой минерализации в щелочных базальтах и мраморах // 6-я Международная научная школа молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. С. 67-70 .

3. Сорокина Е.С., Каздым A.A., Иоспа A.B. Техногенный рубин в шлаках Сг- производства// 6-я Международная научная школа молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. С. 326-327 .

4. Сорокина Е.С., Хомрач М.В., Бапицкая О.В. Использование особенностей включений для определения типов месторождений рубина // Международная конференция, посвященная 250-летию Государственного геологического музея имени В.И. Вернадского «Геология: история, теория, практика». М.: ГГМ РАН, 2009. С. 238-239 .

5. Сорокина Е.С., Хомрач М.В., Балицкая О.В. Использование особенностей включений для определения типов месторождений рубина // Годичное собрание Российского минералогического общества «Онтогения минералов и ее значение для решения геологических прикладных и научных задач». С-Пб.: 2009. С. 125-127 .

6. Сорокина Е.С. Палеогеографическая связь месторождений рубина новый поисковый признак рубиновой минерализации // Вторая научнопрактическая конференция молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых». М.: ВИМС,

2009. С.118-120 .

7. Каздым A.A., Сорокина Е.С., Иоспа A.B. Техногенный рубин в шлаках Сг- производства // Десятые всероссийские научные чтения памяти Ильменского минералога В.О. Полякова. Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. С .

101-102 .

8. Сорокина Е.С., Балицкая О.В. Некоторые особенности минерагении месторождений ювелирного корунда // XXI Международная научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения академика Владимира Ивановича Смирнова «Фундаментальные проблемы геологии месторождений полезных ископаемых». М.: МГУ, 2010. С. 206-207 .

9. Сорокина Е.С., Иоспа A.B., Морошкин В.В. Некоторые особенности онтогении кристаллов корунда Кукуртского месторождения (Восточный Памир) // XI Съезд РМО «Современная минералогия: от теории к практике»

и Федоровская сессия 2010. С-Пб.: СПбГТУ, 2010. С. 146-148 .

10. Сорокина Е.С. Оценка качества рубинового сырья из месторождений различного генезиса // Международное совещание 11-06584 «Плаксинские чтения - 2010». Казань: УРАН ИПКОН РАН, 2010. С. 116;

11. Sorokina E.S., Ozhogina E.G. Influence of geological formation on the quality of ruby from Myanmar, Sri-Lanka, and Thailand // 20th General Meeting

of the International Mineralogical Association IMA 2010. Budapest, Hungary:

Department of Mineralogy, Geochemistry and Petrology, University of Szeged,

2010. P. 32 .

12. Sorokina E.S., Yakushina O.A., Moroshkin V.V., Rassulov V.A. Using of X-Ray Computer Tomography, X-Ray- and UV-Spectroscopy for identification of flux-synthetic ruby material // The 5th International Symposium of Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010». Hanoi, Vietnam: 2010. P. 84-86 .

13. Sorokina E.S., Ozhogina E.G. The crystal ontogeny, some physical properties and genetic features of ruby mineralization, Snejnoe deposit (Eastern Pamir) // The 5th International Symposium of Provenance and Properties of Gems and Geo-Materials «Pro-Gem-Geo-Mat 2010». Hanoi, Vietnam: 2010. P. 171-172 .

14. Сорокина E.C., Каздым A.A., Иоспа A.B., Кривощеков H.H., Рассулов В.А. К вопросу о техногенном рубине в шлаках Сг- производства // Маркшейдерия и недропользование, 2010, № 2. С. 33-35 .

15. Сорокина Е.С., Морошкин В.В., Рассулов В.А. Зависимость качества ювелирных корундов от их генетической природы (на примере месторождений Мьянмы, Шри-Ланки и Таиланда) // Разведка и охрана недр, 2011, №2. С. 42-46 .

16. Сорокина Е.С. Минералогические особенности рубинов из месторождений различных генетических типов (на примере месторождений Мьянмы, Шри-Ланки и Таиланда) // Третья научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых». М.: ВИМС, 2011. С .

101-102 .