Литвиненко Андрей Кимович — доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры минералогии и геммологии
23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997
тел.: +7 (916) 655-08-08
Andrei K. Litvinenko — Dr. Sci. (Geol.-Min.), Professor of the Department of Mineralogy and Gemmology
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Ванданова Дарима Баировна — ведущий экспертлаборатории исследования драгоценных камнейнаучно-исследовательского отдела Научно-технического управления
14, 1812 года ул., г. Москва 121170
+7 (999) 679-62-34
Darima B. Vandanova — Leading Expert of the Gemstone Research Laboratory of the Research Department of the Scientific and Technical Department .14, 1812 Goda str., Moscow 121170
Шилова Оксана Андреевна — главный экспертлаборатории исследования драгоценных камнейнаучно-исследовательского отдела
14, 1812 года ул., г. Москва 121170
+7 (903) 233-00-50
Oksana A. Shilova — Chief Expert of the GemstoneResearch Laboratory of the Research Department ofthe Scientific and Technical Department
14, 1812 Goda str., Moscow 121170
Пахомова Светлана Борисовна* — главный эксперт лаборатории исследования драгоценных камней научно-исследовательского отдела Научно-технического управления
14, 1812 года ул., г. Москва 121170
+7 (910) 407-65-97
Svetlana B. Pakhomova* — Chief Expert of Gemstone Research Laboratory of the Research Department of the Scientific and Technical Department
14, 1812 Goda str., Moscow 121170
Введение. Месторождение синего корунда Стаж-2 является представительным объектом на постсоветской территории с перспективами на добычу ювелирного кристаллосырья. По своему геологическому положению оно отнесено к контактово-реакционному (биметасоматическому), сформировавшемуся в контактах гранитных жил и магнезитов, и может быть сопоставлено со всемирно известным кашмирским месторождением Сумджам. На месторождении в ходе его изучения в конце прошлого века не были выполнены минералогические исследования синего корунда с использованием прецизионных методов: не были получены данные по ИК-, КР-спектрам и спектрам поглощения, КВ-люминесценции, закономерностям в распределении окраски, твердым и газово-жидким включениям, деформациям и химическом составе. Определение этих параметров могло бы послужить основой для вовлечения кристаллосырья данного месторождения в ювелирную сферу.
Целью является исследование ИК-, КР-спектров, спектров поглощения, КВ-люминесценции, распределения окраски внутри кристаллов, твердых и газово-жидких включений, деформаций и химического состава синего корунда месторождения Стаж-2.
Объектом исследования являются синие корунды с месторождения Стаж-2, расположенного в архейских магнезитовых мраморах горанской метаморфической серии Юго-Западного Памира.
Материалы и методы. Нами были изучены 4 полированные пластины массой от 0,48 до 0,76 карата, площадью около 1 см², толщиной 1,5—2 мм и две ограненные вставки: «Овал» 2,86 карата, 9,5×7,5 мм и «Круг» 1,35 карата, 9 мм. Пластины и вставки изготовлены из образцов коллекции кафедры минералогии и геммологии МГРИ.
Исследование проводилось шестью методами: 1) оптической микроскопией на стереомикроскопе «Leica S9D»; 2) инфракрасной спектроскопией в среднем ИК-диапазоне от 400 до 4500 см-1 с ИК-Фурье спектрометром «Nicolet iS50 FT-IR Thermo Scientific», детектор DTGS KBr, диафрагма 200, разрешение 4 см-1, приставка «PIKE DRIFTS»; 3) спектроскопией комбинационного рассеяния света с помощью конфокального КР-микроспектрометра «Renishaw InVia Qontor» с возбуждающим твердотельным лазером 532 нм, номинальной мощностью 100 мВт и дифракционной решеткой 1800 линий/мм; 4) УФ-Вид-БлИК спектроскопией, зарегистрированной спектрометром «PerkinElmer Lambda 1050WB» в диапазоне 270—1200 нм, со спектральным разрешением 0,5 нм, скорость сканирования 56,7 нм/мин; 5) микрорентгенофлуоресцентным анализом на микро-РФА-спектрометре «Bruker TORNADO М4» с мощностью рентгеновской трубки 20 Вт и режимом вакуума 20 мбар, диаметром рентгеновского пучка 50 мкм; 6) люминесцентной визуализацией в коротковолновом излучении 225 нм, зафиксированной на приборе Diamond View. Инструментальное изучение проводилось в лаборатории исследования драгоценных камней Гохрана России.
Результаты. 1. Впервые были получены спектрометрические данные синих корундов из месторождения Стаж-2 методами ИК-, КР- и УФ-Вид-БлИК-спектроскопии, а также микро-РФА. 2. В синем корунде было установлено локальное (очаговое) содержание хрома — элемента, чужеродного для гранитов, по которым образовались метасоматиты с корундом. Участки с хромом имеют резкие прямолинейные границы. 3. В составе синего корунда были определены циркон, диаспор, бемит, мусковит, кальцит и газово-жидкие включения с CO2. 4. Выявлены две генерации окрасок, обусловленные новообразованными трещинами и минералами. 5. Включения диаспора, бемита, мусковита и кальцита являются результатом реакции гидратации и карбонатизации, протекавшими между корундом и анортитом на позднем этапе развития месторождения. 6. В составе синего корунда были установлены Ti и Fe с преобладанием титана над железом, что является отличительной особенностью месторождения Стаж-2 от многих других месторождений синих корундов и сапфиров.
Заключение. Полученные материалы могут быть использованы Гохраном России для идентификации сапфиров контактово-реакционного (биметасоматического) генезиса, к которому также относятся самые качественные кашмирские сапфиры, и в учебном процессе кафедры минералогии и геммологии.
Background. The Stazh-2 deposit of blue corundum is a representative object in the post- Soviet territory with prospects for mining of jewelry crystal raw materials. In terms of its geological position, the deposit can be classified as a contact-reaction (bimetasomatic) deposit formed in the contacts of granite veins and magnesites, being comparable to the world-famous Kashmir Sumjam deposit. During its study at the end of the last century, no mineralogical studies of blue corundum were conducted using precision methods, such as IR, Raman and absorption spectra, DiamindView luminescence, in order to establish patterns in color distribution, solid and gas-liquid inclusions, deformations and chemical composition. Determination of these parameters could serve as a basis for the involvement of crystal from this deposit in the jewelry industry.
Aim. Examination of blue corundum from the Stazh-2 deposit located in Archean magnesite marbles of the Goran metamorphic series of the South-West Pamir using IR, Raman spectra, absorption spectra, and DiamondView luminescence to establish color distribution within crystals, solid and gas-liquid inclusions, deformations, and their chemical composition.
Materials and methods. Four polished plates weighing from 0.48 to 0.76 carats with an area of about 1 cm2 and a thickness of 1.5—2 mm, as well as two faceted inserts — “Oval” 2.86 carats, 9.5x7.5 mm, and “Circle” 1.35 carats, 9 mm. The inserts were prepared from samples from the collection of the Department of Mineralogy and Gemology, Russian State Geological Prospecting University (MGRI). The research methodology comprised (1) optical microscopy using a Leica S9D stereomicroscope; (2) infrared spectroscopy in the mid-IR range from 400 cm-1 to 4500 cm-1 with a Nicolet iS50 FT-IR Thermo Scientific FT-IR spectrometer, detector DTGS KBr, aperture 200, resolution 4 cm-1 , PIKE DRIFTS attachment; (3) Raman spectroscopy using a confocal Renishaw InVia Qontor Raman-microspectrometer with an excitation solid-state laser 532 nm, nominal power 100 mW and diffraction grating 1800 lines/mm; (4) UV-Vis-NIR absorption spectroscopy by a PerkinElmer Lambda 1050WB spectrometer in the range of 270—1200 nm, a spectral resolution of 0.5 nm, a scanning speed of 56.7 nm/min; (5) micro-X-ray fluorescence analysis using a Bruker TORNADO M4 micro-XRF spectrometer with an X-ray tube power 20 W and a vacuum mode of 20 mbar, an X-ray beam diameter of 50 μm; (6) luminescence imaging in short-wave radiation 225 nm, recorded using a Diamond View device. Instrumental studies were carried out at the Gemstone Research Laboratory of Gokhran of Russia.
Results. (1) For the first time, spectrometric data of blue corundum from the Stazh-2 deposit were obtained by IR-, Raman, and UV-Vis-NIR spectroscopy methods, as well as micro-XRF. (2) In blue corundum, a local (focal) content of chromium, an element alien to granites, was established. Here, metasomatites with corundum were formed. Areas with chromium exhibit sharp rectilinear boundaries. (3) Zircon, diaspore, boehmite, muscovite, calcite, as well as gas-liquid inclusions with CO2, were determined in the composition of blue corundum. (4) Two color generations due to newly formed fractures and minerals were identified. (5) The inclusions of diaspore, boehmite, muscovite, and calcite are the result of the hydration and carbonation reactions that occurred between corundum and anorthite at later development stages. (6) The blue corundum samples contained Ti and Fe with a predominance of Ti over Fe, which is a distinctive feature of the Stazh-2 deposit from other deposits of blue corundum and sapphires.
Conclusion. The obtained materials can be used by Gokhran of Russia for identifying sapphires of the contact-reaction (bimetasomatic) genesis, which include Kashmir sapphires of the highest quality, as well as for educational purposes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.