WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Рис. 8. Бактерии (Б), кристаллики апатита (А) и микродифракционная картина апатита (а), плёночное выделение вернадита (В) и его микродифракционная картина (б) в аммоните Ульяновской области.

Совместно с аммонитами в мергелистых конкрециях-септариях содержатся прожилки кальцита различной окраски, мощности и текстуры.

Кабошоны из септарий и аммонитов внешне близки и получили общую торговую марку симбирцит. По данным рентгенографического анализа карбонатные прожилки септарий состоят из кальцита, в отдельных образцах отмечается пирит, а также присутствуют следы углеродистого вещества и доломита. Вмещающей породой служит мергель.

Для кальцита септарий характерно однородное строение и небольшое количество фаз микропримесей, что существенно отличает его от кальцита в аммонитах. Из микровключений были выявлены пластинчатые выделения золота, слоистые алюмосиликаты, тонкодисперсный графит, вернадит и магнетит.

Арагонит образует сохранившуюся исходную раковину аммонитов и представлен преимущественно пластинчатыми, а в отдельных образцах и призматическими слоями (рис. 9 а). Пластинчатый арагонитовый слой состоит из характерных тонких (0,5 мкм) параллельно ориентированных пластин, образующих жгутовидные образования. Призматический слой образован строго ориентированными перпендикулярно стенке раковины аммонита - 15 сильноудлинёнными призматическими плотносросшимися кристаллами. Размер кристаллов колеблется в пределах 10-15 мкм по длине и 1-1,5 мкм по ширине (рис. 9 а).

Рис. 9. Внешняя стенка раковины аммонита (а) и структура переходного слоя на контакте с крупнопризматическим пиритом (б). К – кальцит; П – пирит; Гп – глобулярный пирит; По – поры, Ап – пластинчатый и Апр – призматический арагонитовые прожилки; Пс – переходный слой.

Пирит выполняет внутреннее пространство раковин аммонитов Рязанской области и прожилки аммонитов Ульяновской области. Если камеры заполнены пиритом не полностью, образуются различной формы жеоды (рис.

10). Обычно жеоды выполнены сростками и агрегатами мелких (0,1-1 мм) кристаллов пирита различного габитуса. В прожилках пирит представлен удлинёнными субпараллельными кристаллами, ориентированными перпендикулярно внешней стенке раковины аммонита. Размер кристаллов по длинной оси составляет 200-300 мкм, в поперечнике 20-30 мкм.

Рис. 10. Продольные (а, в) и поперечная (б) поверхности аммонитов Рязанской (а, б) и Ульяновской (в) областей. П – пирит, К – кальцит, М - мергель.

- 16 В аммонитах Рязанской области часто наблюдается переходная зона между арагонитовыми слоями и крупнопризматическим пиритом шириной от до 60 мкм. Переходная зона (рис. 9 б) представлена тонкокристаллическим (2-мкм) пиритом, кальцитом и участками пирита глобулярной формы.

Глобулярный пирит состоит из сферических образований, представляющих начало морфологической индивидуализации кристаллизирующегося вещества.

Размер отдельных глобул составляет 0,5-1 мкм.

На гранях кристаллов пирита с отчётливой цветовой побежалостью выявлены полиминеральные плёночные образования, состоящие из магнетита, слоистых алюмосиликатов, ферроксигита и ярозита, с которыми связана интерференционная окраска.

Кальцит, выполняющий камеры раковин аммонитов и прожилки септарий Ульяновской области, коричневого, оранжевого, жёлтого, белого и серого цветов различных оттенков и насыщенности. Текстура блочномозаичная, сферическая, массивная, волнистая, брекчиевая. Цвет кальцита и текстурные особенности могут существенно меняться в соседних камерах аммонитов.

Непрозрачные и слабо просвечивающие слои кальцита аммонитов и септарий состоят из мелких (0,05-0,1 мм) игольчатых, длиннопризматических кристаллов, образующих радиально-лучистые, сноповидные агрегаты (рис. 11).

Полупрозрачные слои кальцита характеризуются срастанием более крупных кристаллов с близкой ориентировкой и значительно меньшим количеством пор.

Рис. 11. Шлифы фрагментов раковины аммонита (а) и септарии (б). Николи Х.

А – арагонит, К – кальцит, П – пирит.

Определены геммологические характеристики включающие плотность, микротвёрдость, показатели преломления и люминесценцию основных минералов, выполняющих раковины аммонитов и септарий.

- 17 Элементный состав кальцитовых прожилков в аммонитах и септариях может значительно меняться в различных точках, но по средним значениям можно отметить следующие тенденции. Для темно-коричневых непрозрачных и слабо просвечивающих слоёв кальцита характерны относительно более низкие содержания Fe, Mn, чем для светлоокрашенного кальцита (табл. 2).

Таблица Результаты локального рентгеноспектрального анализа кальцита аммонитов и септарий.

Содержание элемента, % Характеристика кальцита Ca Mg Mn Fe P Тёмно-коричневый, коричневый непрозрачный и 26,8-39,3 0,5-1,6 0,2-1,6 0,0-0,3 0,1-0,слабо просвечивающий в 35,3 1,2 0,5 0,2 0,аммонитах Светло-жёлтый 31,1-38,7 0,6-1,8 0,5-2,1 0,2-2,полупрозрачный в 0,34,8 1,1 1,1 1,аммонитах Тёмно-коричневый, коричневый непрозрачный и 32,6-37,3 1,1-2,4 0,0-1,1 0,0-0,3 0,0-0,слабо просвечивающий в 35,5 1,5 0,3 0,1 0,септариях Светло-жёлтый 33,6-37,6 0,8-1,6 0,4-1,7 0,4-3,6 0,0-0,полупрозрачный, белый 35,0 1,3 0,9 1,7 0,непрозрачный в септариях * - в числителе – крайние значения, в знаменателе – средние Третье защищаемое положение Ископаемый перламутр ювелирного качества (аммолит) состоит преимущественно из тонких пластинчатых слоёв арагонита, имеющих сложное микроблочное строение. Иризация аммолита связана с размером и структурной упорядоченностью отдельных монокристальных микроблоков арагонитовых слоёв. Содержание вредных элементов и уровень радиационного фона в ювелирно-поделочном сырье из аммонитов и септарий не превышает предельно допустимые концентрации.

Особый интерес для ювелиров представляет ископаемый перламутр, сохраняющийся на внешней стороне раковин некоторых видов аммонитов. На мировом рынке ювелирных камней наиболее известен канадский ископаемый перламутр под торговой маркой аммолит с иризацией в контрастных зелёных и красных тонах. Подобный материал, но с тёмно-красной иризацией, был найден в Ульяновской области – аммолит огненный, который является в настоящее время единственным источником для изготовления кабошонов в РФ.

- 18 По данным рентгенографического анализа ископаемый перламутровый слой состоит из кальцита и арагонита. Арагонит наблюдается в виде тонких (менее 1 мм) чешуек или пластинок с характерной тёмно-красной, иногда красной, оранжевой и зелёной иризацией. В перламутровом слое установлены также доломит, пирит, гематит, шабазит и следы органического вещества.

Арагонитовый слой, по данным исследования на растровом электронном микроскопе, образован относительно крупными (2,5х1,5 мм) пластинками (рис.

12 а), которые в свою очередь состоят из более мелких пластин шириной 10-мкм с неровными зубчатыми краями (рис. 12 б). Слоистая структура арагонитового слоя хорошо просматривается при небольшом наклоне к плоскости напластования.

Рис. 12. Фрагмент перламутрового слоя раковины аммонита (а). Пластины арагонита, образующие слой ископаемого перламутра (б).

Слои арагонита состоят из микроблоков и представляют собой монокристальные образования, шириной 2-3 мкм и толщиной 0,1-0,3 мкм – микроблоки второго порядка. Каждый отдельный микроблок построен из мельчайших (доли микрона) плотно сросшихся глобул арагонита с очень слабой разориентировкой индивидов – микрообразония первого порядка (рис. 13).

Сами микроблоки устойчивы к разрушению, в них не наблюдаются структуры распада и микрофазы других минералов. Размер микроблоков сопоставим с длинами волн видимого светового спектра. Это позволяет предположить, что иризация аммолита определяется размером и степенью структурной упорядоченности отдельных монокристальных микроблоков второго порядка.

Ювелирные изделия постоянно находятся в соприкосновении с человеком, что обуславливает повышенные требования к их экологическим характеристикам. Для определения содержаний вредных примесей и радиационного фона ювелирно-поделочного сырья проанализированы объединённые пробы из фрагментов аммонитов и септарий (симбирцит) Ульяновской и аммонитов Рязанской областей.

- 19 Рис. 13. Микроблочно-слоистое строение арагонитового слоя (а) и структура монокристальных микроблоков второго порядка (б).

Пробы проанализированы в Аналитическом сертификационном испытательном центре – АСИЦ ВИМСа на 73 элемента. Из проанализированных элементов выделены представляющие наибольшую опасность для человека, а их содержание сопоставлены с предельными нормами для питьевой воды (табл. 3). Отметим, что специальные нормативные документы для ювелирных изделий не утверждены.

Таблица Содержания наиболее опасных для человека элементов в аммонитах и их допустимые содержания Допустимые Содержание элемента, % Элемент содержания, % Сан.

Ульяновская Рязанская Пин. 2.1.4.1074-область область Бериллий Be 0,02 0,000037 0,Мышьяк As 0,05 0,00043 0,Сурьма Sb 0,01 < 0,00003 0,Ртуть Hg 0,0005 < 0,00001 < 0,Свинец Pb 0,03 0,0009 0,Кобальт Co 0,1 0,00011 0,Торий Th - 0,000021 0,Уран U - 0,00007 0,Содержание элементов, наиболее вредных для человека, не превышает допустимые нормы (табл. 3). При этом все элементы находятся в минеральной форме, что уменьшает их влияние. Содержание тория и урана связаны с, установленными электронно-микроскопическими исследованиями, микровключениями оксида урана и монацита.

Испытания проб, проведённые в лаборатории изотопных методов анализа ВИМСа, также не показали превышения радиационного фона (табл. 4).

- 20 Таблица Результаты испытаний радиационных характеристик аммонитов Удельная активность, Бк/кг (±, абсолютная Проба погрешность измерений, Р= 0,95) 232 40 А А 226Ra Th K Cs AЭфф Ульяновская область 120±50 50±20 10,5±3,5 1,0±0,6 15 < 1 12±Рязанская область 50±30 50±30 5±3 4±3 40 < 1 Проведена классификация ювелирно-поделочного сырья на текстурноминералогической основе, позволяющая провести стандартизацию изделий.

Основные выводы, отражающие научную новизну и практическую значимость работы, а также конкретизирующие защищаемые положения:

1. Касситерит по своим геммологическим характеристикам не уступает многим популярным ювелирным разновидностям минералов. Касситерит обычно встречается в виде мелких (< 1 мм) непрозрачных кристаллов черного цвета, что позволило отнести его к нетрадиционной группе ювелирных разновидностей минералов. Кристаллы касситерита размером более 10 мм, том числе и с прозрачными зонами различных цветов, автором установлены на месторождениях в РФ. Кристаллы коллекционного и ювелирного качества преимущественно связаны с кварцевым типом редкометалльно-вольфрамоловянной формации.

2. Все изученные кристаллы касситерита содержат включения, определяющие чистоту и прозрачность камня, основные из которых – жидкие и газово-жидкие. Касситериты содержат небольшое количество элементовпримесей (Ti и Fe), составляющие сотые и десятые доли процента.

3. По данным электронно-микроскопических исследований кристаллы касситерита имеют характерный концентрический ребристо-ступенчатый излом, в пределах которого наблюдаются зоны поперечной пластинчатости. Такие зоны широко распространены в матрице касситерита и являются морфо-структурным выражением зон роста кристалла. Толщина отдельных пластин составляет десятые доли микрона и сопоставима с длиной волны света, что может оказывать существенное влияние на его прохождение в кристалле.

Подавляющее большинство минеральных микровключений: поздние генерации касситерита, тапиолит, гематит, слоистые алюмосиликаты, аморфное углеродистое вещество, графит и графитизированное углеродистое вещество, ильменорутил, ваэсит приурочены к зонам роста кристалла.

4. Цвет касситерита определяется комплексом факторов. Чёрная и серая окраски касситерита связаны с дефицитом кислорода в кристаллической структуре, а жёлтая – с избытком. Жёлтая окраска проявлена только в периферийных частях кристаллов. Коричневый цвет обусловлен радиационными центрами окраски. Тёмная окраска зон роста может быть связана с микровключениями, и в первую очередь, аморфного и графитизированного углеродистого вещества. Красным цветом окрашены - 21 только узкие зоны роста периферийных частей кристаллов. Красный цвет может определяться как изоморфным замещением олова железом в структуре кристалла, так и тонкодисперсными выделениями оксидов железа.

Термообработка касситерита позволяет улучшить его декоративные качества.

На основе изучения геммологических характеристик касситерита рекомендованы технология его обработки и виды огранки.

5. Раковины аммонитов имеют сложное зональное строение и минеральный состав, характеризуются разнообразием форм, текстур и цветовых оттенков Основными минералами, выполняющими раковины аммонитов Рязанской области, является пирит с постоянным присутствием арагонита и кальцита. Из других минералов установлены в небольших количествах в отдельных образцах кальцит, бассанит, ссомольнокит, марказит, апатит, кварц и дисперсный графит. Основными минералами, выполняющими раковины аммонитов готеривских отложения Ульяновской области, являются кальцит, пирит и в небольшом количестве арагонит. Из других минералов присутствуют в отдельных образцах доломит, гематит, кварц и шабазит. С помощью электронно-микроскопического изучения образцов в аммонитах установлено большое количество микропримесей, а также бактерии, игравшие важную роль в разрушении пирита и кальцита и образовании новых минеральных фаз.

6. Аммолит (ископаемый перламутр) состоит из слоёв кальцита и тонких прослоев пластинчатого арагонита, содержит включения гематита, доломита, шабазита и органического вещества. Для арагонитовых прослоев характерно сложное микроблочно-слоистое строение. Иризация определяется размером и структурной упорядоченностью отдельных монокристальных микроблоков арагонита.

7. Наряду с аммонитами для изготовления кабошонов широко используются кальцитовые прожилки септарий. Электронно-микроскопическое изучение кальцита септарий показало в целом их однородное строение и небольшое количество фаз микропримесей. Определены геммологические характеристики основных минералов, выполняющих раковину аммонита.

Прозрачность и цвет кальцита определяется преимущественно размером, формой, ориентировкой кристаллов, количеством пор и содержаниями Fe и Mn.

На гранях кристаллов пирита с отчётливой цветовой побежалостью выявлены полиминеральные плёночные образования, с которыми связана их интерференционная окраска. Экологическая экспертиза не выявила превышения содержаний вредных примесей и радиационного фона. Проведена классификация ювелирно-поделочного сырья на текстурно-минералогической основе, позволяющая провести стандартизацию изделий.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»