Среди очень близких к описанному месторождений наиболее известно месторождение сапфира Иого в штате Монтана (США), расположенное по реке Джудит. Сапфирсодержащая почти вертикальная дайка протягивается по меньшей мере на 6,4 км с востока на запад. Вмещающими породами являются известняки палеозоя. Петрографически породу дайки правильнее назвать анальцимовым базальтом; пироксен в породе составляет до 50 %, остальное: биотит— 20 %, анальцим и стекло —25, прочие—5 %. В породе встречаются включения известняка с реакционными зонами вокруг. Сапфир, встречающийся в жиле, мелкий; наибольший из добытых кристаллов весил 19 карат. Разбор довольно большого количества кристаллов показал, что бесцветные кристаллы составляют 16 %, ясно-голубые — 60, фиолетовые и светло-аметистовые—22 и аметистовые — 2 %. Дайка сильно разрушена (превращена в глину) до глубины 90 м.
В 1878 г. в районе была открыта небольшая золотая россыпь; в которой был встречен сапфир. Потом была найдена россыпь сапфира, прослеживая которую нашли дайку. Особенно интенсивная добыча сапфира была в 1924–1926 гг. В 1927 г. было добыто немного камня, и далее добыча, видимо, прекратилась. Можно думать, что причиной прекращения добычи сапфира является трудность извлечения камня из твердой породы.
Среди советских месторождений близкий характер имеют корундовые месторождения в окрестности городов Касли и Кыштыма на Урале, а также некоторые корунд-содержащие пегматиты Ильменских гор. К сожалению, в этих месторождениях нигде не было встречено ювелирных разностей.
Исключительно интересны описания рубиновых месторождений Таиланда и прилегающих частей Кампучии. Рубин здесь добывался еще с доисторических времен. Геологи, попав в начале нынешнего столетия на месторождения рубина, были поражены. Рубин, как оказалось, встречается здесь в молодых базальтах в виде разъеденных крупных зерен. На поверхности базальтов развита мощная глинистая кора выветривания, и это очень облегчает извлечение рубина; все обычные минералы базальта — полевой шпат, пироксен и стекло — целиком переходят в очень мелкие частицы глины, легко смываемые водой, тогда как практически не изменяющиеся кристаллы-зерна рубина остаются крупными и легко вымываются из этой своеобразной элювиальной россыпи.
Причина появления рубина в базальтах Таиланда и Кампучии была совершенно непонятна. В отличие от состава сапфироносных лампрофиров и слюдитов, где имеет место избыточный глинозем, состав рубиноносных базальтов совершенно нормален. Не ясно, почему же в них вдруг начал кристаллизоваться рубин?
Экспериментальные данные, полученные в последние годы, кажется, могут помочь понять этот феномен. Оказалось, что богатый глиноземом и кальцием полевой шпат, а только такой и присутствует в настоящих базальтах, может кристаллизоваться только при относительно низких температурах и давлениях. Если же давления превышают 10 кбар, а температура 1500 °C, то из расплава кристаллизуется вместо полевого шпата корунд (рис. 11). Давление 10 кбар достигается в земной коре на глубинах порядка 30 км и более. На этих глубинах, вероятнее всего, господствуют температуры выше 1500 °C. По современным представлениям, это как раз та глубина, где образуется базальтовая магма и откуда она поднимается к кратеру вулкана. Таким образом, ничего неожиданного нет в предположении, что в базальтовой магме, начинающей кристаллизоваться на глубинах, выпадет корунд. При этом совершенно очевидно, что кристаллизация на этих глубинах будет идти очень медленно и кристаллы получатся весьма совершенные, т. е. это будут явные драгоценные камни.
Но для сохранения драгоценного камня в базальте его излияние должно происходить в особых, совершенно своеобразных условиях. При современных вулканических извержениях лава почти всегда вытекает из промежуточных очагов, находящихся под вулканами на относительно небольшой глубине. Жидкая магма в таких очагах существует довольно долго. Естественно, что здесь при низких давлениях и температурах, корунд в нормальном базальте будет неустойчив, он будет растворяться в расплаве, а вместо него будет кристаллизоваться полевой шпат. Видимо, история всех обычных базальтов была именно такой, и никаких следов корунда в них нет. Своеобразие кампучийских и таиландских базальтов заключается в том, что здесь лава изливалась на дневную поверхность не из промежуточных очагов, а прямо с больших глубин. Подъем лавы был настолько быстр, что ранее выделившийся корунд не успел раствориться. Однако растворение рубина, безусловно, уже началось; в описаниях указывается, что рубиновые зерна не образуют правильных кристаллов.
Рис. 11. Диаграмма состояния кальциевого полевого шпата (анортита)
При давлении выше 10 кбар анортит плавится о выделением корунда в расплаве, что может объяснить присутствие корунда в базальте. Заштрихована область температур и давлений, из которой, наиболее вероятно, происходит излияние корундоносных базальтов
Очень крупным поставщиком ювелирных сапфиров на мировом рынке является Австралия. Сапфиры здесь добываются из четвертичных россыпей. В 1975 г. было добыто сапфиров более чем на 12 млн. австралийских долларов. Наиболее крупной областью добычи является район Анаки в Квинсленде, где, кроме голубых, встречаются желтые, оранжевые и зеленые камни. Гравийные отложения, содержащие сапфир, занимают более 910 км2 к северу от Центральной железной дороги, между Анаки и Уилоу. Сапфир впервые был найден здесь в 1870 г., но добыча началась в 1900 г. Месторождение представляет собой горизонт четвертичных отложений, перекрывающий различные горизонты осадков палеозоя. Отложения эти различаются по своему характеру, частично это угловатый делювий с глинистым цементом мощностью до 2 м. В других случаях материал явно подвергся водному переносу и местами концентрации. В таких случаях материал россыпи хорошо окатан, а мощность ее может достигать 10 м. Коренным источником сапфира явились в Квинсленде, как и в Таиланде, третичные базальты, образующие в районе многочисленные купола (до 60 куполов на площади 32 км2). Включения корунда отмечены и в коренных базальтах.
Вторым районом добычи сапфира в Австралии является Новый Южный Уэльс, особенно его северная часть, где во всех речках, стекающих с базальтового плато Инверел-Глен-Инн, образуются современные россыпи сапфира. Сапфир явно вымывается из базальтов и продуктов их разрушения («базальтовой почвы»). Плато образовано базальтами двух серий: древними олигоцен-миоценовыми и молодыми плиоценовыми. Между ними развит горизонт богатых глиноземом латеритов. Россыпи сапфира обычно находятся в нижних частях современных речек; сапфир концентрируется в неправильных карманах и отдельных горизонтах россыпи. Совместно с сапфиром встречаются шпинель, галька базальта, оолиты железняка и боксита, окатанные зерна циркона. Из всего собранного сапфира 20 %—бурые непрозрачные, не имеющие никакой цены, 60 % — низкокачественные, мелкие, темные или частично окрашенные и только оставшиеся 20 % могут считаться ювелирными камнями. В других частях Нового Южного Уэльса отмечались в подобных же условиях россыпи сапфира, но количество добываемого камня здесь много меньше.
В конце 50-х годов, когда я находился в горах Центрального Китая, мне принесли для определения образец гнейса, в который было включено несколько красных кристаллов корунда. Такие породы издавна называли корундовым гнейсом. Рассматривая этот гнейс, я обратил внимание на то, что каждый кристалл корунда был окружен кристалликами полевого шпата. Не будет ли это глубинное образование типа глубинных корундсодержащих базальтов? Тогда корундовые месторождения этих пород осмотреть мне не удалось.
У нас в стране подобных образований не описано. К сожалению, в СССР пока не найдено крупных рубиновых и сапфировых месторождений. Их стоит поискать, они интересны и экономически, и геологически.
Гранат
Группа минералов общей формулы 3R2+O·R23+O3·3SiO2. В зависимости от химического состава, цвета и свойств различают: пироп (3MgO·Al2O3·3SiO2); альмандин (3Fe·O·Al2O3·3SiO2); спессартин (3MnO·Al2O3·3SiO2); уваровит (3CaO·Cr2O3·3SiO2); гроссуляр (3CaO·Al2O3·3SiO2); андрадит (3CaO·Fe2O3·3SiO2); шорломит [3CaO(Fe, Al)2O3·3(Ti, Si)O2], гидрогранат [3CaO·Al2O3·3(SiO2, 2H2O)]. Чистыми по составу эти гранаты почти никогда не бывают. В каждом одна из разностей граната преобладает, другие присутствуют в виде примесей. Общим для всех гранатов является кристаллизация в кубической системе. Обычно образует кристаллы в форме ромбического додекаэдра в комбинации с другими, менее развитыми формами.
Из современного учебника минералогии
Вениса (Silex Granatus Wern.). Только кровяноцветная и иногда иссиня-красная вениса бывает прозрачная, прочие же просвечивают либо на краях просияивают, а черная и бурая вениса совсем непрозрачна.
Наилучшая вениса находится около Билины в Богемии.
Лучшую венису обрабатывают подобно драгоценным камням. Худшую и мелкую венису гранят, сверлят и нанизывают в виде бус.
Севергин В. Первые основания минералогии. СПб., 1798, кн. I, с. 354
Как драгоценный камень в Европе в XVII–XIX вв. особенной популярностью пользовался гранат, добывавшийся в центральной Чехии. А. И. Куприн в своей поэтической повести «Гранатовый браслет» так описал этот гранат. Браслет был «весь сплошь покрытый небольшими старинными плохо отшлифованными гранатами. Но зато посредине браслета возвышались, окружая какой-то странный зеленый камень, пять прекрасных гранатов — кабошонов, каждый величиной с горошину. Когда Вера случайным движением удачно повернула браслет перед огнем электрической лампочки, то в них глубоко под гладкой яйцевидной поверхностью вдруг загорелись прелестные густо-красные живые огни»