№ 4 (22) / 2025
Александр Салин, учащийся Геологического кружка Горного музея при Санкт-Петербургском горном университете императрицы Екатерины II
Ю.С. Сайко, руководитель Геологического кружка Горного музея при СанктПетербургском горном университете императрицы Екатерины II
Кварц – один из самых распространенных минералов на планете Земля. Его цветовые разновидности потрясают своей красотой. Во время экскурсии по Горному музею удалось познакомиться с множеством цветовых вариаций данного минерального вида. В коллекции музея есть как крупные кристаллы весом до 800 кг, так и более мелкие, но не менее красивые.
Но больше всего внимания привлекли две аметистовые жеоды – дар Примо Ровиса Горному музею Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II. Рассказ экскурсовода заставил задуматься о происхождении этих крупных геологических образований и пробудил интерес к исследовательской деятельности.
Цель работы: изучить минералого-генетические особенности аметистовой жеоды из коллекции Примо Ровиса в Горном музее и подтвердить информацию о месте добычи музейного экспоната.
Задачи:
1. Анализ литературы по изучаемой теме исследования.
2. Изучение парагенетической ассоциации исследуемого образца.
3. Сопоставление полученных данных с имеющимися литературными сведениями.
Из истории появления жеоды в коллекции Горного музея
В 2007 г. итальянский бизнесмен, коллекционер, меценат, общественный деятель, владелец галереи в Триесте, где собраны более 40 тыс. образцов минералов, окаменелостей и горных пород со всего мира, Примо Ровис (Primo Rovis) (1922–2014) подарил Санкт-Петербургскому горному университету императрицы Екатерины II для Горного музея, находящегося при университете, коллекцию из 86 образцов различных минералов: аметистов, агатов, кварца, гипса, турмалина, лабрадора, кальцита. Самой большой «жемчужиной» этой коллекции стала аметистовая жеода. Это разделенная на две половины секреция, высотой около двух метров и примерно 40 см в поперечнике (рис. 1).
Рис. 1. Аметистовые жеоды в собрании Горного музея, фотограф Павел Долганов
В архивных документах Горного музея имеется информация о том, что данные аметистовые жеоды были добыты на одном из месторождений Бразилии.
Обзор научной литературы
Аметист как разновидность кварца
Аметист – фиолетовая разновидность кварца, имеющая цветовые оттенки от голубоватого до пурпурного. Название от древнегреческого αμέθυστος от α- «не» + μέθυστος «быть пьяным» – безалкогольный.
Благодаря ее свойствам фиолетовую разновидность кварца использовали с самых древних времен, как в эллинскую эпоху, так и в первые века Римского царства. В Древнем Китае аметист применяли для изготовления флаконов и шкатулок. В средние века аметистом украшали предметы церковного обихода. Во второй половине XVIII в. начал использоваться для светских украшений, после открытия Дрезденского месторождения (Германия). В настоящее время аметист используется в ювелирной промышленности, в том числе в комбинации с более дорогими драгоценными камнями [6].
Аметист представляет собой двуокись кремния (SiO2) с постоянной примесью Fe2O3. Интенсивность окраски аметиста зависит от содержания Fe3+. Из других примесей встречаются алюминий, литий, калий, кальций, магний, хром, марганец, медь и титан (рис. 2) [1].
Рис. 2. Аметист уральского типа на кварце из коллекции Горного музея (Мурзинка, Урал). Фотограф Павел Долганов
Кварцы, в том числе и аметисты, относятся к тригонально-трапецоэдрическому виду симметрии тригональной сингонии. Чаще всего кристаллы кварца представляют собой шестигранные призмы с крутыми пирамидальными окончаниями. Эти окончания принято называть «головой кристалла». Для кварцев характерны короткопризматические и скипетровидные кристаллы. Размеры кристаллов обычно не превышают 10–12 см. Но, встречаются и более крупные индивиды, так, например, в коллекции Горного музея представлены хорошо сформированные кристаллы высотой до 90 см.
Диагностические признаки аметиста [1]:
1. Цвет: фиолетовый с синеватым и красным оттенком различной интенсивности. 2. Твердость: 7 (по шкале Мооса). 3. Плотность: 2,651 г/см3. 4. Спайность: весьма несовершенная. 5. Блеск: стеклянный. 6. Прозрачность: просвечивающий.
Несмотря на наличие строго определенных диагностических признаков, у аметистов также можно отметить типоморфные особенности, трактуемые В.И. Павлишиным (1983, с. 9) как «признаки (или ассоциации) минералов, возникающие в определенных условиях кристаллизации или преобразования и позволяющие судить об этих условиях» [10].
Типоморфные особенности аметистовых жеод из разных месторождений
Жеоды по своей сути являются геологическими телами – секрециями, сформировавшимися в результате послойного выполнения полостей минеральными веществами из коллоидальных или истинных растворов. Ключевым фактором, определяющим типоморфизм аметистовых жеод (морфологию, размер, цвет кристаллов, состав минералов-спутников), является геологический тип материнских пород и связанный с ним генезис. Для наиболее наглядного материала информация о типоморфных особенностях аметистовых жеод из разных месторождений была собрана в сводную диагностическую таблицу (таблица 1) [5; 8; 10; 11; 13].
Одно из самых известных месторождений Бразилии, где добывают аметистовые жеоды – Рио-Гранде-ду-Сул. Типоморфными особенностями жеод на данном месторождение является то, что кристаллы формировались в полостях (жеодах) базальтовых пород палеогенового периода. Сама форма жеод обычно сфероидальная или эллипсоидальная. Концентрические зоны состоят из внешней корки матового агата, центральная полость – кварц или аметист, завершение – кристаллы аметиста. Цвет аметиста от насыщенного фиолетового до почти черного (очень темный оттенок), часто с красноватыми или синеватыми вспышками. Характерна зональность окраски. Часто встречаемая форма кристаллов – короткопризматическая, с хорошо выраженными ромбоэдрами.
На основе изученной и проанализированной информации планируется подтвердить происхождение аметистовых жеод из коллекции Примо Ровиса в Горном музее.
Процесс образования аметистовых жеод
Аметистовые жеоды образуются в результате сочетания вулканических и гидротермальных процессов. Первоначально вулканическая активность создает полости или пустоты в магматической породе, как правило, в базальте. Эти пустоты часто образуются пузырьками газа, захваченными во время охлаждения расплавленной лавы. На протяжении миллионов лет богатые минералами водные растворы просачиваются в эти полости, откладывая кремний и другие соединения. При определенных условиях температуры, давления и химического состава кремний кристаллизуется, образуя кварц. Растворы проникают в полости и начинают медленно откладывать минералы на стенках изнутри наружу по порядку [12]:
1. В изученной литературе описываются процессы, подтверждающие, что в первую очередь образуется халцедон – тонковолокнистая, скрытокристаллическая разновидность кварца. Он образует прочный внешний слой жеоды, часто серого или белого цвета [7].
2. После этого условия меняются, и начинается рост более крупных, совершенных кристаллов. Изначально из растворов откладывается прозрачный или бесцветный кварц [9].
3. Атомы железа замещают некоторые атомы кремния в структуре кварца, а последующее воздействие гамма-лучей от радиоактивных элементов в окружающей породе изменяет степень окисления железа, создавая характерный фиолетовый оттенок. На этом этапе формируются кристаллы аметиста [9].
В.И. Казаченко в своих работах выделяет следующие структурные особенности аметистовых жеод [4]:
• Особенности роста. Кристаллы растут радиально внутрь от стенок полости, создавая плотный массив заостренных концов. Форма и размер каждого кристалла зависят от размера полости, наличия богатых минералами растворов и скорости роста кристаллов. • Зоны роста. Цветовая зональность является обычной, причем более глубокие оттенки часто концентрируются около основания кристаллов. Эта зональность может дать представление об изменениях условий окружающей среды во время формирования кристалла [14]. • Изменчивость размера. Размеры жеод могут варьироваться от нескольких сантиметров до нескольких метров в диаметре. Некоторые из крупнейших аметистовых жеод, такие как «Императрица Уругвая», могут весить несколько тонн и содержать тысячи идеально сформированных кристаллов.
Описание процесса образования аметистовых жеод из коллекции Примо Ровиса в Горном музее на основе изученных литературных данных
В ходе изучения литературных данных появилось представление о процессах формирования аметистовых жеод из коллекции Горного музея, переданных Примо Ровисом. Используя аналогию описания из предыдущего раздела, были выделены следующие этапы формирования:
1. Зона контакта между вмещающей породой и жеодовым образованием представлена серым матовым халцедоном. Толщина данного слоя не превышает 1 см.
2. В исследуемом образце на халцедоновой корке наблюдается нарастание слоя крупных кристаллов кварца (размером до 5 см) в плотно сросшемся агрегате.
3. На последней стадии в изучаемой жеоде образовался аметист. Размер кристаллов варьируется от 0,5 до 2 см. Окраска равномерная, насыщенно окрашенная, от умеренно- до насыщенно-фиолетовой (рис. 3). Кристаллы кальцита, наблюдаемые в срастании с аметистом, вероятнее всего, образовались в этой же стадии.
Рис. 3. Крупный план срастания кристаллов кварца и кальцита в аметистовой жеоде из коллекции Примо Ровиса в Горном музее. Фотограф Павел Долганов
Основываясь на научной информации, можно сделать вывод о том, что типоморфизм аметистовых жеод связан с внешними цветовыми и структурными особенностями. При анализе жеод из коллекции Примо Ровиса были отмечены следующие данные:
1. Аметистовые жеоды из коллекции Примо Ровиса имеют идиоморфные (хорошо ограненные) и гипидиоморфные (зерна имеют неполно развитые формы) кристаллы аметиста короткопризматического габитуса.
2. Зональность изучаемого образца ярко выражена. Отмечены конкретные зоны роста: халцедон, кварц, аметист в парагенезисе с кальцитом.
3. Изучаемые жеоды имеют крупный размер до 200 см в высоту и 40 см в ширину.
Вывод
В процессе изучения литературных источников было выявлено, что процесс образования жеоды в месторождении Рио-Гранде-ду-Сул в Бразилии происходит под давлением в несколько десятков атмосфер и при температуре не выше 200 °C. Жеоды имеют трубчатую форму, их размеры варьируются от 1 до 3 метров, а диаметр может достигать 1 метра. Они обычно ориентированы вертикально внутри вмещающих пород. Кристаллы аметиста в этих жеодах имеют призматический габитус и умеренно-фиолетовую окраску.
При описании жеоды были установлены минералого-генетические признаки, соответствующие данным о подобных месторождениях. Это подтверждает, что минералы из бразильского месторождения Рио-Гранде-ду-Сул имеют схожие характеристики. Следовательно, образец, подаренный Примо Ровисом Горному университету, действительно привезен из Бразилии и, возможно, связан с этим месторождением.
Список литературы
1. Бетехтин А.Г. Курс минералогии : учебное пособие / А.Г. Бетехтин. – М. : КДУ, 2007. – 721 с.
2. Жабин А.Г. Онтогения минералов. Агрегаты / А.Г. Жабин. – М. : Наука, 1979. – 264 с.
3. Иванова Т.К. Бразильские жеоды в минералогической галерее МГУ «Искусство природы в камне» / Т.К. Иванова, Л.В. Шванская, Е.А. Власов // Жизнь Земли. – 2021. – № 4. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/brazilskie-zheody-v-mineralogicheskoy-galeree-mgu-iskusstvo-prirody-v-kamne (дата обращения: 21.03.2025).
4. Казаченко В.И. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород / В.И. Казаченко. – М. : Наука, 1990. – 196 с.
5. Киевленко Е.Я. Геология месторождений драгоценных камней / Е.Я. Киевленко, Н.Н. Сенкевич, А.П. Гаврилов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1982. – 279 с.
6. Корнилов Н.И. Ювелирные камни / Н.И. Корнилов, Ю.П. Солодова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1987. – 282 с.
7. Кочетков О.С. Генетическая минералогия : учебное пособие / О.С. Кочетков, О.В. Соловьева ; Ухтинский государственный технический университет. – Ухта : УГТУ, 2009. – 18 с.
8. Матвиенко П.Н., Киевленко Е.Я. Аметист. – М. : Недра, 1983. – 128 с.
9. Новиков М.И. Гидротермальные образования жеодового типа / М.И. Новиков. – Ленинград : Недра, 1979. – 168 с.
10. Павлишин В.И. Типоморфизм кварца, слюд и полевых шпатов в эндогенных образованиях / В.И. Павлишин. – Киев : Наукова думка, 1983. – 232 с.
11. Попова В.И., Пущаровский Д.Ю. Минералогия жильных образований Мурзинско-Адуйского гранитного массива (Средний Урал) // Записки РМО.
12. Соболев Н.Д. Минералогия Урала / Н.Д. Соболев. – М. : Изд-во АН СССР, 1990. – 390 с.
13. Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород / А.П. Хомяков. – М. : Наука, 1990. – 196 с.
14. Цветков А.И. Центры окраски в природном кварце / А.И. Цветков, Л.Г. Чесноков // Кристаллография. – 1983. – Т. 28, № 4. – С. 768-773.
