Рентгеновское, микрозондовое и оптическое исследование природного и синтетического малахита

X-ray diffraction, electron microprobe and optic investigations of natural and synthetic malachite

Струженкова Е.А., Гойло Э.А.

Struzhenkova E.A., Goilo E.A.

СПбГУ, Россия, [email protected]
Малахит, Cu₂(CO₃)(OH)₂ обычно встречается в зонах окисления медных руд, развитых в корах выветривания Африки (Заир), России (Урал) и др. месторождений. Он имеет ярко-зеленую окраску с уникальным декоративным узором и широко используется как поделочный камень в ювелирных изделиях. Цель работы заключается в изучении особенностей состава и строения природного и искусственного малахита, а также разработка методов их диагностики. Проведено рентгеновское дифрактометрическое изучение 3 природных (Заир) и 5 синтетических образцов малахита. Все образцы в монолите (в изделии) и в порошке были сняты в специальной кювете в СоКα излучении от 10⁰ до 50⁰ (2⁰). Также было проведено микрозондовое исследование 1 синтетического и 3 природных малахитов (м-е Н.Тагила, Джезказгана, Турьинское); и оптическое исследование шлифов 2 природных (м-е Н.Тагила) и 2 синтетических малахитов.

Оптическое исследование показало, что размерность волокон в шлифах варьирует от 0,004мм до 0,030мм (см.табл.1).

Табл.1.Оптические характеристики малахита

	Н.Тагил(17\6438)	Н.Тагил(12\6433)	Синтетический №16	Синтетический №15
ширина волокон в мм*	0,020-0,030	0,020-0,023	0,004-0,012	0,004-0,008
Структура Знак удл. Плеохро- изм Опт. знак	Почковидная Отрицательный Слабый темно-зеленый по Ng´ бледно-зеленый по Np. Отрицательный	Волокнистая Отрицательный Слабый темно-зеленый по Ng´ бледно- зеленый по Np. Отрицательный	Волнисто-полосчатая Отрицательный Сильный бледно-зеленый по Ng´ коричневый по Np Отрицательный	Почковидная, полосчатая Отрицательный Сильный бледно-зеленый по Ng´ коричневый по Np Отрицательный

* - (10-15 замеров для каждого образца)

Таким образом, у синтетических малахитов ширина волокон на порядок меньше и плеохроизм больше, чем у природных малахитов.

Табл.2. Химический состав и п.э.я. малахитов

М-е	CuO ox %	NiO ox %		FeO ox %	SiO2 ox %	П.э.я.
Синтетический(№17)	70,48	0,38				a=9.48, b=11.94,c=3.24
Казахстан	71,86			1,42		a=9.49,b=11.92, c=3.24
Н.Тагил(10\6434)	69.35				0,86	a=9.42,b=11.32, c=3.22
Турьинское(25\6446)	70,86					a=9.52,b=11.98, c=3.24

Синтетический малахит в составе содержит NiO, не характерный для природного малахита, что обуславливает его синеватый оттенок (табл.2).

Анализ положений и интенсивностей рефлексов на рентгенограммах светло-зеленых и темно-зеленых малахитов выявил в них резко различное поведение интенсивностей рефлексов hk0 и hkl. В светло-зеленых зонах рефлексы hk0 (120, 220, 310, 240, 150), как правило, были усилены по отношению к ослабленным рефлексам hkl, а в темно-зеленых зонах наблюдалась обратная картина. Такое соотношение интенсивностей рефлексов в малахитах, учитывая их близкий состав и п.э.я., указывает на изменение ориентации волокон.

В темных и светлых зонах малахитов измерены интегральные полуширины (В) рефлексов hk0 (120 и 240) и h00 (200 и 400). У синтетических образцов они, как правило, на 0.1-0.2^о2Θ, больше, чем у природных малахитов. При этом темно-зеленая зона синтетического малахита имеет более узкие пики по сравнению со светло-зеленой зоной (см. табл.3). Полуширины рефлексов малахитов выращенных с большей скоростью роста являются более узкими, чем полуширины малахитов, выращенных с меньшей скоростью роста.

Табл.3. Интегральная полуширина рефлексов природного и синтетического малахита.

	Полуширина (В˚2Θ)
	Синтетический(№05.09)		Природный(№23(Заир))
hkl	(120), (240)	(200), (400)	(120), (240)	(200), (400)
Темно-зеленая зона	0,25 и 0,32	0,27 и 0,32	0,22 и 0,27	0,25и 0,22
Светло-зеленая зона	0,35 и 0,40	0,38 и 0,30	0,27 и 0,27	0,25 и 0,27

Анализ полуширин пиков синтетического и природного малахита снятых по точкам на монохроматическом излучении показал, что полуширина пика в основном зависит от размерности микроблоков и в меньшей степени от напряжений в структуре.

Авторы выражают глубокую благодарность Анастасенко Г.Ф. и Золотареву А.А за предоставленные природные образцы малахита, Петрову Т.Г. и Шуйскому А, за предоставленные синтетические образцы малахита.