Распространенные минералы

МИНЕРАЛ РУТИЛ.

Рутил — распространенный минерал; важнейший компонент титановых руд. Включения рутила создают оптические эффекты во многих ювелирных камнях. Назван по окраске (лат. «rutilus» — красноватый). Термин ввел немецкий минералог А. Г. Вернер (Abraham Gottlob Werner) в 1803 году.

Впервые рутил был установлен в 1770 году на Среднем Урале немецким ученым П. С. Палласом (Peter Simon Pallas), который во второй половине XVIII века много путешествовал по России. Тогда новый минерал был описан им как лучистый шерл.

Другие синонимы: шерл красный — «shorl rouge» (Rome de Lisle; 1783), криспит — «crispite» (Delametherie; 1797), волосы венеры (англ. — venus’s hair stone), стрелы амура (франц. — fleches d’amour), волосы из бороды пророка, гранат шерловидный, руда титановая, шерл титановый.

Состав: оксид титана — ТіО2. В природе это вещество встречается в виде четырех полиморфных модификаций — минералов одинакового хим. состава, но различающихся строением кристаллов. Это рутил, анатаз, брукит и очень редкий акаогиит.

Сингония рутила: тетрагональная. Теоретическое содержание Ті — 59,95%. Обычно содержит примесь железа (отчасти за счет включений). Также отмечаются небольшие количества Sn, V, Nb, Ta, Cr. Разности с высоким содержанием железа (Fe2O3 до 11%) известны как нигрин (nigrine — D. Karsten; 1800).

Кристаллическая структура рутила представляет собой один из характерных типов простых структур. Атомы титана расположены в вершинах и центре элементарной ячейки. Каждый из них находится в окружении шести атомов кислорода, образующих несколько искаженный правильный октаэдр. Подобное строение имеет ряд минералов, химический состав которых отвечает формуле AO2, например — касситерит (SnO2) или пиролюзит (MnO2).

Кристаллы рутила преимущественно удлиненно-призматические до игольчатых. Обычны коленчатые и полисинтетические двойники, тройники и более сложные формы. Боковые грани призм часто покрыты вертикальной штриховкой, бороздками, бугорками. Также характерны тонкие волосовидные кристаллики («волосы венеры» или «стрелы амура»), образующие включения в кварце, корунде, гранате, полевых шпатах и других минералах. Встречаются ориентированные срастания кристаллов рутила с гематитом, ильменитом, магнетитом.

Эффектно смотрятся сетчатые двойниковые сростки игольчатого рутила, известные как сагенит (sagenit — de Saussure; 1796). Обычно они развиваются на гематите, ильмените или кварце, реже наблюдаются в слюдах, хлоритах.

Рутил; сагенитовая решетка в кварце; Светлинское м-ние, Южный Урал. Фото: Г. Черныш.

Окраска: бурая, красновато-бурая до красной, темно-желтая; реже синеватая, фиолетовая. Разности с высоким содержанием железа (нигрин) — почти черные; хром-содержащие — зеленоватые. Блеск: алмазный, металловидный. Обычно прозрачен только в тонких сколах. Анизотропен. Черта: желтая до бледно-коричневой. Отличается очень высокими показателями преломления: 2,605 — 2,899 (макс двупреломление — 0,294).

Хрупкий. Излом: неровный до раковистого. Отчетливая спайность в направлении, параллельном главной оси призмы кристалла. Твердость: 6 — 6,5. Удельный вес: от 4,2 до 4,4 г/см3 — возрастает с увеличением содержания примесей железа, а также ниобия и тантала. Под паяльной трубкой не плавится (t плавления — около 1850°C). В кислотах не растворяется.

Распространен широко. Образуется в различных условиях. Встречается в магматических, метаморфических и осадочных горных породах, пегматитах, жилах альпийского типа, а также в рудах практически любого происхождения и состава.

В промышленных количествах содержится в кварцитах некоторых древних метаморфических толщ, в серицитовых, графитовых и хлоритовых сланцах, апатитовых жилах и др. Устойчив к выветриванию и накапливается в россыпях, в результате чего образуются особо ценные титановые руды.

Рутил; кристаллы из россыпи; Андрее-Юльевский прииск, Южный Урал. Фото: Д. Соловьев.

Часто рутил наблюдается в виде включений в других минералах, в первую очередь — в кварце и корунде.

Богат рутилом Средний и Южный Урал. Здесь находят кроваво-красные и черные кристаллы размером до 35 см. На Приполярном Урале широко распространен горный хрусталь с включениями рутила (кварц-волосатик). Наиболее значимые месторождения расположены в Казахстане, Азербайджане, США (Джорджия, Сев. Каролина), Канаде (Квебек), на юге Австралии. Рутиловый кварц высокого качества добывают в Бразилии (Баия, Минас-Жерайс).

За оригинальную форму кристаллов и разнообразную цветовую гамму рутил высоко ценится коллекционерами. После обработки он приобретает алмазный блеск и шелковистость. Пригодные для огранки кристаллы встречаются нечасто, но из них получаются довольно красивые ювелирные камни.

Благодаря высоким показателям преломления и дисперсии (которая у рутила сильнее, чем у самого алмаза), они обладают яркой цветовой игрой. Но к сожалению, густой красный цвет обычно проявляется только в камнях менее 1 карата; более крупные самоцветы выглядят черными (хотя на самом деле они темно-красные). Красивый ограненный рутил массой 3,7 карата хранится в одном из музеев Калгари (Канада).

Очень эффектно смотрятся сростки тонких игольчатых кристаллов рутила, а также его включения в других минералах, особенно в горном хрустале.

Рутил в горном хрустале («кварц-волосатик»); Андрее-Юльевский прииск, Южный Урал; огранка 95 карат. Мастер А. Сысоев.

Это так называемый кварц-волосатик, известный также как «волосы венеры», «стрелы амура» или рутиловый кварц.

Включения рутила встречаются в апатите, адуляре (лунном камне), агате, гранатах. Его тончайшие параллельно ориентированные волокна придают шелковистый блеск рубинам и сапфирам — так называемый «эффект шелка».

Включения рутила в бирманскам рубине, создающие "эффект шелка"; 15-кратное увеличение. © А. А. Ханни.

Редчайшие звездчатые разновидности этих драгоценных камней также обязаны своим астеризмом именно рутилу.

Волокна рутила в сапфире из Шри-Ланка, создающие эффект звезды (астеризм); 20-кратное увеличение. © А. А. Ханни.

В середине прошлого века в США научились выращивать кристаллы рутила в лабораторных условиях. Такой синтезированный рутил известен на ювелирном рынке как «титания бриллианте». Он был одной из первых, относительно удачных, имитаций алмазов. Прошедшие термическую обработку кристаллы искусственного рутила сверкают не хуже бриллиантов.

Однако такие камни легко отличить от алмазов по характерным включениям в виде пузырьков газа и желтоватому оттенку. К тому же твердость рутила составляет всего 6 единиц, а это значит что его можно оцарапать даже кварцем. В наше время синтезированный рутил в качестве имитации бриллиантов практически не применяется, уступив более качественным материалам, в первую очередь — фианиту, который в странах Запада известен как кубик циркония («cubic zirconia» или просто «CZ»).

Рутил является одним из важнейших компонентов титановых руд, а стало быть служит сырьем для производства металла, имеющего огромное значение. В последние десятилетия титан стал незаменим в металлургии, аэрокосмической индустрии, во многих других отраслях промышленности. Помимо прочего, титан оказался едва ли не единственным металлом, не отторгаемым человеческим организмом. Поэтому его используют в медицине, как материал для протезирования.

Визуально рутил можно определить по тетрагональной форме призматических кристаллов и характерным для него коленчатым двойникам. От схожих по облику кристаллов касситерита и циркона он отличается физическими свойствами: от первого — значительно более низким удельным весом (4,3 против 6,9); от второго — меньшей твердостью (6 против 7,5).

Игольчатые и волосовидные кристаллы рутила отличаются от схожих выделений турмалина формой поперечного сечения — у турмалина она имеет вид сферического треугольника, что является одним из его надежных диагностических признаков.