История изучения самоцветов и основные черты их минералогии
Природные самоцветы - это крупная и важная для различных видов народного хозяйства группа полезных ископаемых. Самоцветы представлены минералами и горными породами.
До настоящего времени все еще нет единых общепринятых для всего мира названий как всей рассматриваемой группы полезных ископаемых, так и ее составляющих. До революции в России выделяли драгоценные камни (самоцветы)- прозрачные минералы, которые шли преимущественно в огранку, и цветные камни - красиво окрашенные непрозрачные минералы или породы, хорошо принимающие полировку и используемые в декоративных и ювелирных целях. Четкого различия между этими группами не было. А. Е. Ферсман сохранил эти понятия, назвав прозрачные (драгоценные) камни самоцветами, а непрозрачные (в основном поделочные)- цветными камнями.
Окраска камней в большинстве случаев естественная, нередко наблюдаются переходы от непрозрачной части к прозрачной, иногда зональная окраска, а также различный цвет одинаковых по химическому составу разновидностей минералов. Ценность самоцветов резко изменяется в зависимости от многих факторов. Поэтому, как отмечает Е. Я. Киевленко, приведенные названия можно считать синонимами.
А. Е. Ферсман не был согласен с термином "драгоценные камни" и писал: "Мы должны говорить о самоцветах, о камнях, "самый цвет" которых определяет их ценность". Под этим термином понималась окраска камня, внутренний свет, игра, прозрачность, чистота. Таким образом, самоцвет - это камень, используемый в ювелирных изделиях, сувенирах и произведениях декоративно-прикладного искусства.
Еще в далекой древности ценность самоцветов определялась по их свойствам. Так, в книге "Ратна-парикша" (Индия, около VI в. н. э.) перечислены их важнейшие свойства: "Природа, окраска, блеск, форма, объем, качество, месторождение, недостатки, оттенки, цена - таковы десять свойств драгоценного камня, которые надо научиться различать...". Эти признаки не потеряли своего значения и в настоящее время. Ценность камня, помимо моды, определяется тремя основными свойствами: красотой, стойкостью и, главное, редкой встречаемостью. Красота камня - это его цвет, прозрачность, рисунок, блеск, оптические эффекты, степень полируемости. Стойкость - его твердость, устойчивость против влаги и различных химических веществ, механическая прочность, сохраняемость (стойкость) окраски и прозрачности (от стойкости камня, не менее, чем от его облика, зависит область его применения). Редкость камня - это ограниченность его распространения в природе.
Так, некоторые самоцветы встречаются только на нескольких месторождениях, но и там найти крупные, красиво окрашенные кристаллы без дефектов и повреждений (пятна, трещины, неравномерность окраски и др.) довольно трудно. Кроме того, на поиски и добычу самоцветов затрачивается огромный труд, что также повышает их стоимость. Следует сказать, что "эффект редкости" снижают искусственно создаваемые самоцветы. Однако подлинные любители и знатоки камня предпочитают натуральный самоцвет. Синтетические камни по физическим и химическим характеристикам часто являются аналогами природных. Это затрудняет распознавание подлинных природных камней в изделиях, особенно если размеры их небольшие. В связи с этим может снижаться стоимость ряда самоцветов (аметист и др.). Цена на некоторые виды самоцветов может изменяться и в связи с открытием новых крупных месторождений, а также зависит от капризов моды.
В работе термин "самоцветы" используется в широком аспекте. С некоторой условностью он применяется по отношению к непрозрачным окрашенным камням, которые описываются как цветные камни. Следует отметить, что последний термин для прозрачных цветных минералов весьма условен. "Драгоценные камни" - понятие также условное, так как подразумевается выделяемая из общей массы камней ее наиболее ценная часть. На протяжении всей истории человечества их список довольно стабилен. Учитывая, что все добытые самоцветы, перед тем как попасть к потребителю, подвергаются обогащению и часто проходят сложную многоступенчатую обработку, в СНГ официально пользуются термином "камнесамоцветное сырье", определяющим весь исходный материал для последующей обработки.
В отечественной и зарубежной литературе кроме понятия "драгоценные камни", иногда употребляется термин "благородные камни", объединяющий драгоценные и декоративные (поделочные) камни. Первым пытался классифицировать неорганические природные тела греческий ученый Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.). Его ученик Теофраст (Тиртам, 372 - 287 гг. до н. э.) в трактате "О камнях" описал 16 минеральных видов, главным образом драгоценных камней. Римский натуралист Плиний Старший (23-79 гг.) в составленной им энциклопедии "Естественная история" пять томов посвятил описанию минералов, их происхождению и применению. В средние века в Западной Европе были написаны "Лапида-рии" - сборники о свойствах минералов (от лат. lapis - камень), где минералы описывались в основном с точки зрения их "магических" свойств.
К основоположникам научной минералогии драгоценных камней можно отнести одного из выдающихся ученых древности Аль-Бируни (942-1048 гг.). В его труде о драгоценных камнях приводятся замечательные для того времени описания минералов и впервые при определении минеральных видов применяются такие точные физические константы, как твердость и плотность.
В книге ученого XVIII в. доктора медицины Ф. Б. Бринкмана (в России переведена В. Беспаловым в конце века) критически рассматриваются "лечебные" свойства камней. В России интенсивное развитие минералогии связано с созданием горнозаводской промышленности. В конце XVIII в. появились первые описания природных богатств страны, в том числе и драгоценных камней. Большой вклад в развитие русской описательной минералогии внес академик В. М. Севергин (1765-1826 гг.), осуществлявший идею М. В. Ломоносова о создании "общей системы минералогии Российской". Его многочисленные работы, в том числе монографические описания ряда самоцветов (агаты и др.), методы систематики, описание внешних физических свойств и химических признаков минералов, сыграли большую роль в дальнейшем изучении минеральных ресурсов. Им были переведены также книги Плиния Старшего о драгоценных камнях и других минералах.
В 1896 г. вышла интересная книга большого любителя камня журналиста М. И. Пыляева, в которой описаны многие минералы-самоцветы, методы и формы их обработки и применения, помещены рассказы по истории камня и связанные с ними легенды.
Исключительная роль в изучении самоцветов принадлежит академику А. Е. Ферсману, значение разносторонних работ которого не уменьшается до настоящего времени. Многие его прогнозы подтвердились. Не потеряли актуальности данные по изучению кристаллов алмаза, изумрудным копям и пегматитам Урала, представления о природе геохимического процесса образования изумруда, александрита, фенакита, а также разработанная теория формирования пегматитов и образования самоцветов, связанных с ними. На основе классификации М. Бауэра А. Е. Ферсман разработал первую в нашей стране классификацию драгоценных и цветных камней (1925 г), в дальнейшем (1954 г.) им несколько уточненную. Он выделил две группы камней: А - ограночный материал (самоцветы) и Б - поделочный материал (цветные камни). Часть камней первой группы используется как поделочный материал, а поэтому они одновременно отнесены и ко второй группе. В классификации учтена твердость камней, от которой зависит их обработка.
Первая группа подразделена на три порядка:
I - алмаз, сапфир, рубин, хризоберилл, александрит, изумруд, благородная шпинель, эвклаз;
II - топаз, аквамарин, берилл, турмалин красный, демантоид, фенакит, аметист (кровяной), альмандин, уваровит, гиацинт, гессонит, благородный опал, циркон, сподумен (гидденит, кунцит);
III - гранат, кордиерит, кианит, эпидот, диоптаз, бирюза, турмалин зеленый и полихромный; горный хрусталь, дымчатый кварц, аметист (светлый), халцедон, агат, сердолик, плазма, гелиотроп, хризопраз, празем, полуопал; солнечный камень, лунный камень, лабрадор, элеолит, содалит, обсидиан, титанит, пренит, андалузит, диопсид, скаполит, томсонит, ставролит, бентонит; янтарь, гагат, гематит, пирит, рутил, кобальтин, золото в кварце.
Вторая группа имеет четыре порядка:
I - нефрит, лазурит, амазонит, Лабрадор, содалит, орлец (родонит), малахит, авантюрин, кварцит, горный хрусталь, дымчатый кварц, агат и его разновидности, яшма, везувиан, розовый кварц, письменный гранит, эвдиалит;
II - лепидолит, фукситовый сланец, серпентин, агальматолит, стеатит, селенит, обсидиан, морская пенка, мраморный оникс, флюорит, каменная соль, графит, янтарь;
III - гипс (селенит), ангидрит, мрамор, порфиры, лабрадорит, брекчии, сливные кварциты и др.;
IV - жемчуг, коралл, янтарь, гагат.
В работе С. Болла, вышедшей в 1923 г., приведено количественное соотношение месторождений и самоцветов, приуроченных к различным геологическим образованиям: перидотитам и базальтам (алмаз, пироп, агат), метаморфическим породам (лазурит, жадеит, нефрит), гранитным пегматитам и их контактам (изумруд, берилл, турмалин), органогенным образованиям (гагат, янтарь), горячим восходящим (опал, кварц) и холодным нисходящим (бирюза и др.) водам, пескам и кластическим породам (алмаз и др.).
Б. Я. Меренковым в 1936 г. на основе генетической классификации полезных ископаемых В. А Обручева и главнейших минералообразующих процессов, приводящих к возникновению драгоценных и цветных камней по А. Е. Ферсману, разработана условная классификация основных месторождений драгоценных, технических и поделочных камней по генетическим процессам: магматическим, эманационным, гидротермальным, метаморфическим, осадочным и выветривания. Магматические месторождения подразделены на сегрегационные (алмаз, пироп, оливин), связанные с десилицированными жильными породами (сапфир, жадеит), пегматитовые и пегматоидные (берилл, изумруд, топаз, аквамарин, фенакит, циркон, турмалин, письменный гранит, амазонит, дымчатый и розовый кварц, корунд, андалузит, александрит, содалит, эвдиалит, гиацинт, кунцит, рубеллит).
Среди эманационных выделены контактовые (гроссуляр, везувиан, нефрит), контактово-пневматолитовые (рубин, шпинель, ляпислазурь), пневматолитовые (аквамарин, топаз, флюорит, турмалин, лепидолит). К гидротермальным отнесены: гипотермальные (горный хрусталь - альпийские жилы, дымчатый кварц, лунный камень - адуляр), мезо- и эпитермальные (аметист, змеевик-моховик, калифорнит; в серпентинитах - опал, малахит, диоптаз, азурит, агат, аметист, халцедон). С осадочными и диагенетическими процессами связывались месторождения хемогенные (ангидрит, галит, селенит), кластогенные (шокшинский песчаник), органического происхождения (окремнелые мшанки, кораллы, стволы деревьев) и диагенетические - из холодных растворов (бирюза, окаменелое дерево, малахит, кремень, диоптаз и др.), механического выветривания - россыпи (алмаз, рубин, сапфир, горный хрусталь, циркон, гранат, топаз) метаморфогенные (авантюрин, кианит, яшма) и органогенные образования (янтарь, гагат, жемчуг, кораллы). Наибольшая часть самоцветов связывалась с пегматитовыми процессами гранитных магм.
В СССР (СНГ) с 60-х годов XX века начался новый этап в изучении, поиске и использовании самоцветов. Усилиями больших коллективов геологов территориальных производственных объединений и специализированных экспедиций Всесоюзного промышленного объединения "Союзкварцсамоцветы" открыто и освоено много месторождений, создана новая отрасль народного хозяйства - камнесамоцветная. Большой вклад в развитие науки о самоцветах - геммологии внесли советские ученые: А. Е. Ферсман, A. Г. Бетехтин, А. В. Шубников, B. И. Крыжановский, А. А. Мамуровский, А. И. Гинзбург, Г. Г. Лемллейн, Г. П. Барсанов, Д. П. Григорьев, Ю. А. Орлов, Е. Я. Киевленко, В. П. Петров и др.
Результаты всех этих исследований отражены в многочисленных публикациях. Отметим основные из них, в которых освещены главным образом вопросы систематики. А. И. Гинзбург и Г. Г. Родионов в 1960 г. опубликовали работу, в которой доказывается зависимость структурных и минералого-геохимических особенностей пегматитов с самоцветами от глубины их образования.
Возможности практического использования ювелирных, ювелирно-поделочных и поделочных камней приведены в подробной классификации А. И. Цюрупы, разработанной на основе изучения декоративных и технических свойств минералов и горных пород ряда месторождений. Особое внимание уделено технологии обработки сырья и изготовлению поделок. Типы камней подразделены на подтипы и группы по твердости и видам обработки. Систематика магматогенных и экзогенных месторождений некоторых видов драгоценных и поделочных камней предложена в 1973 г. М. Д. Капитоновым. В ней магматогенные месторождения драгоценных и поделочных камней разделены по связи их с щелочной (нефелинсиенитовой), кислой, основной и ультраосновной магмами, при этом выделены вулканогенные и плутоногенные месторождения, а среди них - магматические, пегматитовые и постмагматические. Экзогенные месторождения подразделены на месторождения выветривания (россыпи водоразделов и коры химического выветривания), инфильтрационные, осадочные и диагенетические.
Я. П. Самсонов в 1974-1976 гг. при составлении всесоюзного классификатора геолого-экономической информации по пьезоопгическому и камнесамоцветному сырью выделил среди камнесамоцветного сырья ювелирные, по делочные и декоративно-облицовочные. В каждой из групп рассмотрены основные добыва емые и используемые в стране минералы и горные породы. Предложен формационный принцип систематики цветных камней.
В трудах Е. Я. Киевленко, Н. Н. Сенкевича, А. П. Гаврилова освещена геология месторождений драгоценных и поделочных камней на генетической основе, предложена модернизированная общая классификация известных в мире камней, которые подразделены на три группы: ювелирные (драгоценные), ювелирно-поделочные и поделочные, среди которых по ценности выделены порядки.
К группе ювелирных камней отнесены : I порядок - рубин, изумруд, алмаз, сапфир синий; II порядок - александрит, сапфир оранжевый, зеленый и фиолетовый, благородный черный опал, благородный жадеит; III порядок - демантоид, шпинель, благородный белый и огненный опалы, аквамарин, топаз, родолит, турмалин; IV порядок - хризолит, циркон, кунцит, лунный камень (адуляр), солнечный камень (ферриортоклаз), берилл желтый, зеленый и розовый, пироп, альмандин, бирюза, аметист, хризопраз, цитрин.
К группе ювелирно-поделочных камней отнесены: I порядок - лазурит, жадеит, нефрит, малахит, янтарь, горный хрусталь бесцветный и дымчатый; II порядок - агат, амазонит, гематит-кровавик, родонит, непрозрачные иризирующие полевые шпаты, иризирующий обсидиан, эпидот-гранатовые породы (жады).
К группе поделочных камней относятся: яшма, мраморный оникс, обсидиан, гагат, окаменелое дерево, лиственит, рисунчатый камень, графический пегматит, авантюриновый кварцит, флюорит, селенит, агальматолит, цветной мрамор. Охарактеризованы методические основы поисков и оценки самоцветов на современной основе. В конце 20 века был опубликован ряд сборников геологов-производственников и научных работников по геологии и оценке месторождений драгоценных и цветных камней, а также популярных очерков по минералогии, истории, обработке камня.
Была издана переведенная с английского языка классическая монография Г. Смита, написанная в 1912 г., но представляющая значительный интерес и в настоящее время. В ней рассмотрены вопросы геологии, минералогии, кристаллографии драгоценных и поделочных камней, методы их добычи и обработки. В 1979 г. переведена на русский язык книга Г. Банка, в которой описаны условия образования основных типов месторождений драгоценных камней, их поиск, обогащение, добыча и обработка, приведена систематика драгоценных камней по химическому составу и минеральным видам. Им выделено девять классов, в которые включены и минералы с низкой твердостью, разновидности чрезвычайно редких и радиоактивных минералов, вряд ли интересные в коммерческом или художественном отношении. Следует сказать, что в работах Г. Смита и Г. Банка совершенно не затронуты данные о самоцветах на территории бывшего СССР.
Монография В. Шуманна представляет собой справочник по самоцветам с многочисленными физико-химическими константами минералов и прекрасно выполненными цветными иллюстрациями. Некоторые образцы минералов взяты из месторождений бывшего СССР (СНГ). Г. Шубнелем приведена классификация, в которой отмечаются включения в магматических породах и вулканических жерлах (алмаз, пироп, сапфир и др.), месторождения пегматитовые, жильные гидротермальные, метаморфические (гранат, рубин), биметасоматические (нефрит, лазурит), в измененных вулканических породах (агат, аметист), химического выветривания (бирюза, малахит) и неразделенные (осадочные, вулканогенно-осадочные).
Большинство приведенных классификаций устарели, в других освещены отдельные вопросы, но отсутствует системный анализ и не охвачены многие типы месторождений, их генетические и структурные связи. Поэтому вполне целесообразен всесторонний анализ этих вопросов на современной геологической основе. Камнесамоцветная минерализация характеризуется большим диапазоном физико-химических и температурных процессов минералообразования; а также связью с различными стадиями развития глобальных и локальных геологических структур.
