Хімічний склад
різновиди
Наждак - суцільна зерниста корундова порода сірувато-чорного кольору, яка містить тонку домішка гематиту. магнетиту і інших мінералів.
Рубін - ruby і сапфір - sapphire - прозорі: рубін - червоний, сапфір - синій різних відтінків.
Назва рубін від латинського ruber - червоний (Валеріус, тисячі сімсот сорок сім), походження назви сапфіра твердо не встановлено, можливо, воно запозичене з перської або староєврейської мови; в давнину сапфіром позначався лазурит. для прозорого синього корунду назву введено Валеріус (1747). Якут, яхонт, Богус - старі позначення рубіна, сапфіра і інших дорогоцінних каменів, Телезіо telesie (Аюі, 1801) від грецького "телеіос" - досконалий - дорогоцінний корунд (рубін і сапфір). Смирні - smiris (Боетіус де Бодт, 1609), заламштейн - Salamstein (Вернер-Хофман, 1811) і саппаріт - sapparite - синоніми сапфіра.
Залежно від забарвлення, прозорості та будови виділені численні різновиди рубіна і особливо сапфіра: карбункул (carbunculus), лихнис (lychnis, Пліній), східний рубін (oriental ruby) - красивий червоний (Валеріус, 1747), східний аквамарин (oriental aquamarine) - зеленувато-блакитний, індігосапфір (in- digosapphire) - темно-синій, зірчастий сапфір (asteriated sapphire, Sternsapphir) і зірчастий рубін (asteriated ruby, Sternrubin), acтepіт (asterite) -з променистою будовою, Барклая (barklyite, Мілнер і Стефан, 1854) - червоний малопрозорий з шт. Вікторія і Новий Південний Уельс в Австралії, сапфір - котяче око, котячий сапфір або східний або сапфіровий джіразоль (Sapphirgirasol) - опалесцентний сапфір, відповідно рубіновий котяче око, рубіновий джіразоль - опалесцентний рубін, пурпурний сапфір (Purpursapphir) - фіолетовий, східний смарагд (oriental emerald) - зелений, східний хризоліт (oriental chrysolite) - жовто-зелений, східний топаз (oriental topaz) - жовтий, королівський топаз - помаранчевий, східний гіацинт (oriental hyacinth) - жовтуватий, східний аметист (oriental amethyst) або аметист-сапфір - фіолетовий, білий й сапфір (white sapphire), східний алмаз і лейкосапфир (leucosapphire) - безбарвний, хлоросапфір (chlorosapphire, поліг, 1888) - темно-зелений, александрит -сапфір - алоксандрітоподобний, що змінює забарвлення залежно від джерела світла, балангус - давня назва блідо червоного рубіна (Ферсман), тауеннний камінь - давньоруське позначення сапфіра (також лабрадора) з відливом типу павичевого пера (Ферсман). Падпарадшах (padparadschah) і падмарагайя (padmara-, gaya) - торгові назви жовто-рожевих корундів ювелірної якості (з огляду Спенсера, Min. Mag. 1937 24, No 158, 620).
Корінні родовища рубіна відомі в Бірмі і Воcточном Афганістані, де рубін зустрічається в кристалічних вапняках; супроводжується шпинелью. флогопіту. доломитом. кальцитом. Основна маса рубіна видобувається з розсипів Бірми (вага кристалів досягає 700 г), Таїланду, Афганістану і Цейлону. У Росії в невеликій кількості зустрічався в розсипах в околицях дер. Косий Брод і Колташов (Свердловська обл.).
Корінні родовища сапфіра: Кашмір, Індія, де сапфір зустрічається в корундових сиенитах і корундових пегматитах; шт. Монтана, США - в андезитових жилах; Анак, Австралія - в базальтах. В основному видобувається з розсипів, зазвичай разом з рубіном, в Таїланді, на Цейлоні, в Кашмірі, в Монтані, в Анак і ін. В Росії зустрічався на Уралі в розсипах в околицях дер. Колташов і Косого Брода. Рубін і сапфір ювелірної якості виявлені в Танганьїка.
Алмазний шпат (адамантін) - adamantine spar (Блек, 1780), корунд з вельми добре вираженою отдельностью по базопінакоіду (ділиться на дуже тонкі пластинки). Зустрінутий в районі Киштима на Уралі і в Китаї.
кристалографічна характеристика
кристалічна структура
Атоми Аl розташовуються в октаедричних порожнечах гексагональної дуже ретельним упаковки атомів Про по «корундовому» мотиву
- атоми Al заповнюють 2/3 октаедричних пустот). Октаедричні шари накладені один на інший таким чином, що в витягнутих уздовж осі з колонках з октаедрів.
- чергуються два заповнених октаедра з незаповненими.
Є єдиною природною модифікацією глинозему. За структурою відповідає штучному α -Аl 2 O 3. Серед штучних з'єднань встановлено ряд нестійких модифікацій Аl 2 O 3. виходять в результаті нагрівання гіббсіта. байеріта і беміт і представляють проміжні продукти при переході тригідрату та беміт в корунд (α -Аl 2 O 3).
Головні форми. з (0001), r (1011), n (2243), а (1120) (відповідають плоским граням F, по Хартманн), також z (+2241).
Форма знаходження в природі
Зовнішність кристалів. Кристали дуже часті і типові по вигляду дипирамидальний, часто Боченко-образні, призматичні, рідше таблітчатиє, іноді ромбоедричної розвитку.
Двійники по (1011) зазвичай полисинтетические, які проявляються у вигляді штриховатость на базопінакоіде, рідше - двійники зрощення, рідко спостерігаються двійники по (0001). Двійники по (1011) і по (0001) можуть утворитися під дією тиску.
Часто містить включення рутилу. гематиту, ільменіту. іноді граната, шпінелі та ін. Ільменіт, що має структуру типу корунду і близькі параметри кристалічної решітки, виявляється в деяких кристалах корунду в окремих ділянках у вигляді найдрібніших вростков і надає їм синє забарвлення. Орієнтовані мікроскопічні вростки рутила викликають астеризм на площині базопінакоіда в формі шестипроменевої або двенадцатілучевой зірки (зірчасті сапфіри і зірчасті рубіни). Астеризм може бути також викликаний колоїдального речовиною в орієнтованих капілярах. Гематит в корунді спостерігається у вигляді зерен і голочок, зазвичай орієнтованих віссю з паралельно осі з корунду. Зазначалося орієнтоване наростання діаспора на кристали корунду. Відомі закономірні зрощення корунду з гранатом. Також відзначені зрощення корунду з сілліманітом. слюдою, польовим шпатом, шпинелью.
Агрегати. Кристали різного вигляду, дрібнозернисті агрегати.
Фізичні властивості корунду
Оптичні
Колір різноманітний; найбільш звичайний синювато або жовтувато-сірий (для непрозорих і напівпрозорих різниць); також білий до безбарвного, жовтий, фіолетовий, червоний, зелений, індигово-синій, коричневий, чорний. Іноді при денному світлі синій або зелений стає червонуватим, фіолетовим при штучному освітленні; в деяких випадках сині корунди при штучному освітленні темніють. Колір - один з основних ознак, за якими виділяються різновиди корунду. Відомі кристали з зональної забарвленням з чергуються зонами червоного, синього або іншого кольору; відзначалися зони, паралельні призмі, піраміді. На підставі вивчення штучних кристалів встановлено, що при відсутності домішок корунд безбарвний. Домішку Cr надає корунду фіолетово-червоне забарвлення, Ni - жовту, V - зеленувато-сіру, Ti і Fe - фіолетово-синю, V і Cr - фіолетово-рожеву, схожу з кольором аметиста.
- Риса. Колір порошку білий.
- Блиск алмазний до скляного, на (0001) іноді перламутровий.
- Прозорість Зазвичай просвічує тільки в тонких осколках; дорогоцінні різновиди прозорі.
Nm = 1,767 і Np = 1,759.
механічні
- Твердість 9. Мікротвердість 2108 кг / мм 2; у булек штучного корунду мікротвердість найменша на базопінакоіде.
- Крихкий, в тонкозернистих масах дуже в'язок.
- Ступінь зносу корунду (сапфіра, рубіна) різна на різних гранях і істотно залежить від напрямку.
- Густина. 3,95-4,4
- Спайність відсутня; окремість по (0001) і по (1011) іноді хороша, зрідка - окремість по призмі.
- Злам нерівний до раковистого.
- Досить легко розколюється по площинах окремо.
Хімічні властивості
Не розчиняється в кислотах; в розчинний стан переводиться сплавом з бісульфатом калію. У алюмінатних розчинах розчиняється (в%) при 105 ° - 0,56; при 190 ° - 78,7; при 230 ° - 79,0.
Інші властивості
Прозорі і напівпрозорі корунд люминесцируют червоним кольором в ультрафіолетових променях. Штучні корунд з домішкою Cr і Mn люминесцируют яскраво-червоним кольором, з домішкою Ti - рожевим, V - жовтим. Опромінення рентгенівськими променями викликає зміна забарвлення природного корунду: безбарвні і блакитно-сірі зірчасті сапфіри Цейлону стають бурштиновими, сині - темно-зеленими; під впливом сонячного світла природна забарвлення корунду відновлюється. Під дією променів радію синій корунд жовтіє.
Поведінка при нагріванні.
Штучне отримання мінералу.
При плавленні бокситу в електричних печах виходить електрокорунд або алунд, застосовуваний як абразивний і вогнетривкий матеріал. Корунд отримано також у вигляді пластинчастих кристалів разом зі шпинелью з газової фази при 1200-1300 ° - на стінках тигля над прокаленной шихтою, що складається з еквімолекулярних кількостей Аl 2 O 3. SiO2. KF і MgF2. Встановлено як новоутворення в шамотних вогнетривах доменних печей. Є головною складовою частиною корундовою кераміки. Зустрічається в шлаках, одержуваних при алюмотерміческого виробництві спеціальних сплавів.
діагностичні ознаки
Від подібних мінералів відрізняється високою твердістю, формою кристалів, штрихуванням на гранях. Від кіаніту відрізняється відсутністю спайности і твердістю; рубін - від червоної шпінелі за формою кристалів або під мікроскопом.
Походження і знаходження
Іноді зустрічається в багатьох глиноземом і бідних кремнеземом глибинних магматичних породах - корундових сиенитах і анортозитах в асоціації з польовими штатами, зрідка в інших породах (андезиту, базальтах і ін.). Відомі також корундсодержащіе сіенітовие пегматити, що мають промислове значення.
Контактово-метасоматичні родовища корунду утворюються в перетворених на кальцифиров вапняках по сусідству з виверженням ми породами. Тут він часто буває представлений дорогоцінними різновидами (рубіном, сапфіром і ін.). У ряді випадків (вторинні кварцити) родовища його виникають в зв'язку з різким впливом кислих флюїдів на глиноземисті осадові і вивержені породи. Корунд в цих випадках асоціює з такими мінералами, як андалузит, силіманіт, а також рутил, діаспор і ін.
Корундові породи можуть утворитися також в результаті регіонального метаморфізму за рахунок багатих глиноземом опадів (бокситів), поза прямого зв'язку з виверженими породами. Породи при цьому перетворюються зазвичай в кристалічні сланці.
Будучи хімічно дуже стійким мінералом, він часто встановлюється в розсипах.
При гідротермальних процесах раніше утворився корунд іноді піддається гідратації, т. Е. Перетворення в діаспор (НАlО2). У поверхневих умовах це явище не спостерігається за рідкісними сумнівні ми винятками.
Зміна мінералу.
Під дією гідротермальних процесів корунд переходить в діаспор, цоизит, силіманіт, Кіану, мусковіт, гиббсит, андалузит, шпінель і ін.
Місце народження
Практичне застосування
Звичайні корунд і наждаки мають широке застосування як абразивний і частково як вогнетривкий матеріал. Прозорі пофарбовані різновиди застосовуються при виготовленні точних приладів (електролічильники, електровимірювальні та аеронавігаційні прилади, годинні камені і т. Д.), А також в ювелірній справі.
Фізичні методи дослідження
Старовинні методи. Під паяльної трубкою не змінюється. Чи не сплавляється з содою, повільно сплавляється з бурою і з фосфорною сіллю, утворюючи світле скло.
Крісталлооптічеськие властивості в тонких препаратах (шліфах)
У шліфах в світлі безбарвний або майже безбарвний (звичайний сірий корунд), рожевий, синій, зелений. Інтенсивно забарвлені кристали плеохроирует (особливо в потовщених шлифах): в залежності від забарвлення по No індигово-синій, синій, темно-пурпурний, по Ne - світло-синій, смарагдовий, до жовто-зеленого, світло-жовтого; Одноосьовий (-), але часто аномально двуосний з 2 Е = 10-12 ° (в одному випадку 58 °); аномальна двуосность проявляється у всьому кристалі або в окремих ділянках. Двозаломлення рубінів зростає зі збільшенням густоти забарвлення. У штучного корунду з підвищенням домішки Cr 2 O 3 показник заломлення підвищується. Спектр поглинання Аl 2 O 3 з домішкою Cr 2 O 3