Рассказы о драгоценных камнях

Жадеит исключительно интересный минерал. Главное это то, что он является типичным минералом «высокого давления». Состав жадеита (Na₂O·Al₂O₃·4SiO₂) почти такой же, как состав одного из самых распространенных минералов — альбита (Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂). Альбит является минералом «низкого давления», и если порода благоприятного химического состава длительно существует или образуется при малых давлениях, то она будет сложена альбитом. Если та же порода попадет на большие глубины, то в ней вместо альбита будет кристаллизоваться жадеит, небольшое избыточное количество кремнезема выпадает в виде свободного окисла. При этом произойдет большой выигрыш объема. Альбит имеет довольно рыхлую каркасную структуру, свойственную всем полевым шпатам; отсюда его относительно небольшой удельный вес, всего 2,60, он почти такой же, как и удельный вес кварца — 2,65. Жадеит имеет значительно более плотную структуру, как и другие минералы группы пироксена, в основе его структуры лежит плотная кремнекислородная цепочка. Соответственно этому у него значительно больший удельный вес, даже в безжелезистых жадеитах он достигает 3,5. В результате, если подсчитать объемный эффект, что легко сделать на основе реакции перехода, то можно легко видеть, что объемный эффект составит 1/5 первоначального объема.

Общая более высокая плотность решетки жадеита ведет за собой очень большие физико-химические последствия. Оказывается, что при относительно малых давлениях, как те, которые господствуют на дневной поверхности, устойчив натриевый полевой шпат — альбит, а при больших давлениях, господствующих в недрах земных глубин, устойчив жадеит.

В прошлом веке об этом только догадывались, сопоставляя химические составы двух горных пород базальта — лавы многих вулканов — горной породы, очень широко распространенной на дневной поверхности и встречающейся иногда среди самых глубинных горных пород, и очень редкой горной породы — эклогита. Химический состав этих пород практически одинаков, но минеральный состав различен. Базальт слагается главным образом из известково-натриевого полевого шпата и пироксена, но не жадеитового, а нормального известково-магниевого, а эклогит полевого шпата не содержит совсем, его слагают только жадеитовый пироксен и гранат, иногда к ним присоединяется кварц. Предполагалось, что алюминий и натрий (и отчасти кальций) из разрушающегося при больших давлениях плагиоклаза входили в жадеит, а железо, магний и оставшийся кальций переходили в гранат; в оба минерала обязательно входит кремнезем, и только его остатки, если таковые сохраняются на месте, выпадают в виде кварца. Имея анализы эклогита и базальта, с помощью арифметики можно показать большую вероятность такого перехода. При этом из-за значительно большей плотности минералов эклогита происходит очень большой (в несколько процентов) выигрыш объема. Эклогит значительно компактнее, чем базальт с тем же количеством вещества.

Долгое время это было только догадкой, но в 60-х годах нынешнего столетия, когда техника позволила создать давления в первые десятки тысяч атмосфер и одновременно поднять температуру испытуемого образца до тех температур, когда уже может идти перестройка кристаллической решетки, а это обычно четыре-пять и более сотен градусов Цельсия, удалось показать полную реальность перехода альбит — жадеит.

Мне с моими друзьями геологами и физиками неоднократно приходилось проводить подобные эксперименты. Особенно запомнился мне один. Для эксперимента взяли мы образец полевого шпата из древних жил Карелии. Основу образца составлял калиевый полевой шпат с прекрасной двойниковой решеткой — типичный «микроклин», и в нем были многочисленные мелкие червеобразные вростки альбита. Это обычно в древних полевых шпатах, и такие вростки носят название пертитовых вростков, а весь полевошпатовый кристалл именуется пертитом. Название это было присвоено полевому шпату еще до того, как минералы начали изучать под микроскопом. Итак, кристалл пертита был подвергнут высокой температуре и высокому давлению. Когда удалось посмотреть на этот образец под микроскопом, то оказалось, что кристалл микроклина полностью сохранился, а вместо пертитовых вростков, которые были низкопреломляющими и казались совершенно ровными, видны были высокопреломляющие жадеитовые кристаллы, которые резко выступали на ровном фоне микроклина — под давлением альбит перешел в жадеит.