Клиногумит: Свойства, месторождения и ювелиционное использование.

Введение

Незосиликатный минерал

Клиногумит – редкий представитель группы гумитов, магниевый силикат с химической формулой (Mg, Fe)9(SiO4)4(F,OH)2. Эту формулу можно рассматривать как четыре оливина (Mg2SiO4) плюс один бруцит (Mg(OH)2). Фактически, минерал представляет собой гидратированный оливин и встречается в измененных ультрамафических породах и карбонатитах. Чаще всего он встречается в виде крошечных, нечетко различимых зерен, но крупные, хорошо ограненные кристаллы клиногумита пользуются спросом у коллекционеров и иногда используются для изготовления ярких желто-оранжевых драгоценных камней. Известно лишь два месторождения материала, пригодного для изготовления драгоценных камней: Памирские горы Таджикистана и Таймырский регион северной Сибири. Клиногумит – один из двух минералов группы гумитов, которые обрабатываются в драгоценные камни; второй – гораздо более распространенный хондродит.

Свойства

Моноклинический минерал, клиногумит, обычно имеет темно-светло-коричневый или оранжево-желтый цвет, несколько напоминающий гессонитовую разновидность гроссулара. Кристаллическая форма клиногумита чаще всего зернистая, но может быть и призматической; кристаллы почти всегда небольшие. Однократное и многократное сближение кристаллов (на {001}) – обычное явление, приводящее к весьма изменчивой морфологии. Клиногумит хрупкий, с твердостью 6 и несовершенным базальным спайностью. Его удельный вес составляет 3,2–3,4, а тип излома – от раковистого до неровного; цвет черты – белый. Прозрачность клиногумита варьируется от прозрачного до полупрозрачного; блеск – от тусклого стеклянного до смолистого. Показатели преломления (измеренные с использованием натриевого света, 589,3 нм) следующие: α 1,631; β 1,638–1,647; γ 1,668, с максимальным двупреломлением 0,028 (двуосный положительный). Под воздействием ультрафиолетового излучения коротких волн некоторые образцы клиногумита могут флуоресцировать оранжево-желтым цветом; реакция на ультрафиолетовое излучение длинных волн незначительна или отсутствует. Материал с месторождения Таймыр описывается как темно-красновато-коричневый, а материал с Памира – как ярко-желтый, оранжевый или коричнево-оранжевый. Материал с Памира также характеризуется твердостью немного выше 6, меньшим удельным весом (3,18) и более высоким максимальным двупреломлением (0,036). Филипп Янгман, опытный огранщик из Лос-Ососа, Калифорния, отметил, что памирский материал не только тверже ожидаемого, но и менее хрупкий. Янгман заметил, что при обработке и полировке клиногумит ведет себя подобно бериллу и напоминает ему полировку диопсида. Как и другие представители группы гумитов, относительное содержание гидроксила и фтора в клиногумите варьируется, а железо часто замещает часть магния, что приводит к изменениям физических и оптических свойств. Замещение титана также вызывает заметные изменения оптических свойств, образуя разновидность – титанклиногумит. Следовательно, относительно легко установить, что камень принадлежит к группе гумитов, но сложно определить, к какому именно минералу. Другие распространенные примеси клиногумита включают алюминий, марганец и кальций.

A monoclinic mineral, clinohumite is typically a dark to light brownish or orangy yellow, somewhat resembling the hessonite variety of grossular. Clinohumite's crystal habit is usually granular, but may also be prismatic; crystals are almost always small. Simple and multiple crystal twinning (on {001}) is common, resulting in a highly variable habit. Clinohumite is brittle with a hardness of 6 and a poor basal cleavage. Its specific gravity is 3.2–3.4, and its fracture is conchoidal to uneven; its streak is white. Clinohumite's transparency ranges from transparent to translucent; its luster ranges from a dull vitreous to resinous. Its refractive index (as measured via sodium light, 589.3 nm) is as follows: α 1.631; β 1.638–1.647; γ 1.668;, with a maximum birefringence of 0.028 (biaxial positive). Under shortwave ultraviolet light, some clinohumite may fluoresce an orangy yellow; there is little to no response under longwave UV. The Taymyr material is reported to be a dark reddish brown while the Pamir material is a bright yellow to orange or brownish orange. The Pamir material also has a hardness slightly greater than 6, a lower specific gravity (3.18), and higher maximum birefringence (0.036). Phillip Youngman, master faceter of Los Osos, California, noticed not only that Pamir material is harder than expected, but also that it is less brittle than expected. Youngman observed that clinohumite reacted like beryl to cutting and polishing, and that it reminded him of polishing diopside. Like other members of the humite group, the relative amounts of hydroxyl and fluorine vary in clinohumite, and iron commonly substitutes for some of the magnesium, bringing about changes in physical and optical properties. Titanium substitution also causes pronounced changes in optical properties, producing the variety titanclinohumite. Consequently, it is relatively easy to determine that a stone is a humite group mineral, but difficult to determine exactly which member. Other common impurities of clinohumite include aluminium, manganese, and calcium.

Формирование и возникновение

Клиногумит является продуктом контактного метаморфизма и обычно встречается в виде нечетких зерен, включенных в известняк. Его типовое местонахождение – в известняковых эжектах вулканического комплекса Везувий недалеко от Неаполя, Италия, где клиногумит был впервые обнаружен в 1876 году. Упомянутые выше месторождения ювелирного качества в Памире и Таймыре были открыты относительно недавно: первое – в начале 1980-х годов, а второе – в 2000 году. Эти месторождения редки и добываются лишь эпизодически, поэтому клиногумит остается одним из самых редких драгоценных камней, известно лишь о нескольких тысячах карат, находящихся в частных коллекциях. Другие (не ювелирного качества) находки клиногумита включают: горы Сёр-Рондан и Бальхен в Антарктиде; гора Бишофф, Уаратах, Тасмания; горы Зауальпе в Каринтии, горы Коральпе в Штирии и долины Вальс, Вирген и Зиллер в Тироле, Австрия; шахта Жакупиранга в Кажати, штат Сан-Паулу, Юго-Восточный регион, Бразилия; горы Пирин в Болгарии; Банкрофт, Онтарио, Нотр-Дам-дю-Лаус, Уэйкфилд и Вильдьё, Квебек, Канада; Южная и Западная Финляндия; Бавария и Саксония, Германия; Восточная Гренландия; Амбасамудрам в Тамил-Наду, Индия; Хонсю, Япония; Суан, Северная Корея; Нордланд, Норвегия; Квазулу-Натал и Северная Капская провинция, Южная Африка; Андалусия, Испания; Вермланд и Вестманланд, Швеция; остров Скай, Шотландия; а также штаты Калифорния, Колорадо, Массачусетс, Нью-Джерси, Нью-Мексико, Нью-Йорк, Оклахома, Юта и Вашингтон, США. Клиногумит также встречается как минорный компонент некоторых масс перидотита из мантии Земли, внедренных в земную кору, и как очень редкий компонент ксенолитов перидотита. Эти находки и их значение были обобщены Лутом (2003) в обсуждении возможной роли минерала как значительного резервуара воды в мантии Земли. Титан является минорным компонентом клиногумита в большинстве таких случаев. Клиногумит стабилен во всей верхней мантии на глубинах не менее и является потенциальной фазой-носителем H (воды) в этой области недр Земли. Минералы, ассоциирующие с гумитом, включают гроссуляр, волластонит, форстерит, монтичеллит, куспидин, флюоборит, людвигит, доломит, кальцит, талк, биотит, шпинель, везувианит, сандинин, мейонит и нефелин. Необычная установка пространственной группы P21/c выбрана для сохранения осей a и b оливина. Структура тесно связана со структурой оливина, а также других минералов гумитовой группы. Mg и Fe находятся в октаэдрической координации с кислородом, а кремний (Si) – в тетраэдрической координации. Существует пять различных октаэдрических позиций и две различные тетраэдрические позиции. Одна из октаэдрических позиций связана с двумя атомами OH,F и является местом, где происходит распределение Ti. Клиногумит является незосиликатом, не имеющим атомов кислорода, разделяемых между двумя кремниями.

Clinohumite is a product of contact metamorphism and is commonly found as indistinct grains embedded in limestone. Its type occurrence is within the limestone ejecta of the Mount Vesuvius volcano complex near Naples, Italy, where clinohumite was discovered in 1876. The aforementioned gem quality occurrences of Pamir and Taymyr were discovered only recently: the former in the early 1980s, and the latter in 2000. These deposits are scarce and only sporadically mined, so clinohumite remains one of the rarest gemstones with only a few thousand carats known to exist in private collections. Other (non gem quality) occurrences of clinohumite include: the Sør Rondane and Balchen Mountains of Antarctica; Mount Bischoff, Waratah, Tasmania; the Saualpe Mountains of Carinthia, the Koralpe mountains of Styria, and the Vals, Virgen, and Ziller valleys of the Tyrol, Austria; the Jacupiranga mine of Cajati, São Paulo State, Southeast Region, Brazil; the Pirin Mountains of Bulgaria; Bancroft, Ontario, Notre Dame du Laus, Wakefield, and Villedieu Township, Quebec, Canada; Southern and Western Finland; Bavaria and Saxony, Germany; eastern Greenland; Ambasamudram in Tamil Nadu, India; Honshū, Japan; Suan, North Korea; Nordland, Norway; KwaZulu Natal and Northern Cape Province, South Africa; Andalusia, Spain; Värmland and Västmanland, Sweden; Isle of Skye, Scotland; and the states of California, Colorado, Massachusetts, New Jersey, New Mexico, New York, Oklahoma, Utah, and Washington, US. Clinohumite also occurs as a minor component of some masses of peridotite from the Earth's mantle emplaced into the Earth's crust and as a very rare component of peridotite xenoliths. These occurrences and implications have been summarized by Luth (2003) in a discussion of the possible importance of the mineral as a significant reservoir of water in the Earth's mantle. Titanium is a minor constituent of clinohumite in most such occurrences. Clinohumite is stable throughout the upper mantle to depths of at least and is a potential host phase for H (water) in this region of the Earth's interior. Minerals associated with humite include grossular, wollastonite, forsterite, monticellite, cuspidine, fluoborite, ludwigite, dolomite, calcite, talc, biotite, spinel, vesuvianite, sanidine, meionite and nepheline. The odd setting of space group P21/c is chosen to preserve the a and b axes of olivine. The structure is closely related to that of olivine as well as the other humite minerals. Mg and Fe are in octahedral coordination with oxygen and silicon (Si) is in tetrahedral coordination. There are five distinct octahedral sites and two different tetrahedral sites. One of the octahedral sites is bonded to two OH,F atoms and is the site where Ti is partitioned. Clinohumite is a nesosilicate with no oxygen atoms shared between two silicons.