Друзья, мы продолжаем проект совместно с Институтом Карпинского. В нашей рубрике мы смотрим на Эрмитаж и его экспонаты с точки зрения геологии.
Среди множества минералов циркон занимает особенное положение. Его значение трудно оценить по внешнему виду: кристаллы обычно малы и неприметны. Однако именно этот минерал помог определить возраст Земли, а в своих редких прозрачных разновидностях циркон ценится как драгоценный камень, соперничающий по красоте с самим алмазом.
В новом выпуске «Эрмитажной геологии» предлагаем вам познакомиться с минералом поближе.
Устойчивые кристаллы
По одной из версий, название камня восходит к персидскому слову заргун – «золотистый», что отражает характерные для циркона жёлто-оранжевые оттенки. Со временем термин трансформировался в слово «джаргун», а затем через немецкое zirkon закрепился в современных европейских языках. Красные и оранжевые прозрачные разновидности минерала также известны под названием «гиацинт», происходящим от древнегреческого названия цветка, выросшего, согласно мифу, из крови спартанского царевича Гиацинта, случайно убитого Аполлоном во время игры в метание диска.
С геологической точки зрения циркон – силикат циркония Zr(SiO4) – является широко распространённым минералом магматического происхождения. Он кристаллизуется из силикатных расплавов и присутствует во многих типах магматических пород, например, в гранитах и щелочных сиенитах. Кроме того, циркон встречается в метаморфических породах и в виде обломочных зёрен в осадочных толщах. Его характерная особенность – высокая устойчивость: твёрдость, химическая инертность и высокая температура плавления позволяют минералу сохраняться даже тогда, когда окружающая порода разрушается или претерпевает изменения – метаморфизуется.
Размеры кристаллов циркона, как правило, невелики: в гранитах они редко превышают несколько десятых долей миллиметра. Крупные кристаллы размером до нескольких сантиметров образуются редко и связаны со специфическими геологическими условиями – горными породами – пегматитами. Тем не менее, именно благодаря своей прочности циркон накапливается в песках и россыпях, где концентрируется за счёт сравнительно высокого удельного веса (4,6 – 4,7 г/см3). Подобные россыпи являются основным источником циркона как для ювелирных, так и для промышленных целей.
Сегодня природные цирконы ювелирного качества встречаются сравнительно редко. Основные месторождения находятся в речных россыпях Шри-Ланки, Таиланда, Бирмы, Австралии и Новой Зеландии. Прибрежно-морские россыпи служат главным источником промышленного циркона – руды для извлечения редкого металла – циркония. Обладая высокой температурой плавления и устойчивостью к коррозии, цирконий используется для производства прочной термостойкой керамики и других материалов, которые применяются в очень разных областях: от ядерной энергетики до стоматологии.
Время Земли
Благодаря своей высокой устойчивости и особенностям химического состава циркон стал одним из самых надёжных природных хронометров. В естественных условиях кристаллы минералов редко бывают химически идеальными. При их формировании атомы элементов, входящих в химическую формулу, в определённых пределах могут замещаться атомами других элементов, присутствующих в расплаве или растворе в виде примесей. Циркон при кристаллизации легко включает в свою структуру уран и торий, но практически не принимает свинец. В результате новообразованные кристаллы циркона изначально не содержат свинца, а весь свинец, обнаруживаемый в минерале, образуется позднее – в процессе радиоактивного распада атомов урана. Анализ количественного соотношения урана и свинца позволяет с высокой точностью определить возраст циркона, а вместе с ним и возраст горных пород, в которых он сформировался, в диапазоне от миллионов до миллиардов лет. Метод уран-свинцового датирования по цирконам считается золотым стандартом геохронологии. Именно он сыграл ключевую роль в установлении возраста Земли – около 4,6 миллиардов лет.
Хотя для геологов цирконы прежде всего служат инструментом определения датировки горных пород, задолго до появления методов точного изотопного анализа, на протяжении двух тысяч лет цирконы были известны человеку как драгоценные камни.
Их цветовая палитра разнообразна и не ограничивается золотисто-жёлтыми оттенками: встречаются камни красновато-коричневые (гиацинты), оранжевые, зелёные, голубые и совершенно бесцветные, прозрачные. Некоторые оттенки формируются естественным образом, другие могут быть получены термической обработкой – нагреванием камня до 800–1000 °C. Прозрачные цирконы отличаются высоким показателем преломления и значительной дисперсией (разницей показателей преломления для красного и фиолетового луча), что придаёт огранённым камням яркий блеск и игру света. По этим оптическим свойствам циркон наиболее близок к алмазу среди природных минералов. Прозрачный огранённый циркон – лучшая природная имитация бриллианта.
Характерной особенностью циркона является выраженное двупреломление, которое в огранённых камнях проявляется как удвоение рёбер при взгляде на камень со стороны его площадки. Опытные огранщики стараются минимизировать этот эффект, ориентируя камень в соответствии с положением оптической оси природного кристалла. Кроме того, циркон заметно тяжелее большинства драгоценных камней. Например, круглый бриллиант диаметром 6,5 мм весит около 1 карата, а циркон такого же размера – 1,3–1,4 карата.
Несмотря на эти качества, сегодня природный циркон редко используется в массовом ювелирном производстве. Как имитацию бриллианта его полностью вытеснили синтетические материалы, прежде всего – кубический оксид циркония ZrO2, известный как cubic zirconia (CZ) или фианит, который нередко ошибочно называют цирконом. Настоящий природный циркон можно встретить на ювелирных рынках Юго-Восточной Азии, а крупные и редкие камни – в эксклюзивных украшениях крупных ювелирных домов и дизайнерских ателье. Кроме того, увидеть природный циркон можно в музейных собраниях.
Ювелирное искусство высокой готики
Например, в коллекции Эрмитажа хранится Фрайбургский крест – выдающийся памятник ювелирного искусства высокой готики конца XIII века. Его история документально зафиксирована с конца XIII века, что делает экспонат редкостью среди сохранившихся предметов того времени. Процессионный крест был создан для монастыря Святого Трудперта в Мюнстертале и предназначался для хранения частиц Животворящего креста, привезённых в монастырь около 1280 года из Палестины.
Композиция Фрайбургского креста одновременно проста и всеобъемлюща: от медальона на обороте, рассказывающего о жизни Мадонны, до центрального Распятия, обрамлённого филигранной резьбой из дубовых листьев.
В нижней части с обратной стороны помещено изображение основателя монастыря. Главная реликвия – частицы Животворящего креста – находились под вставкой из горного хрусталя над золотой фигурой распятого Христа. Всё остальное убранство выполнено из серебра с позолотой, цирконов, сапфиров, изумрудов, альмандинов, яшмы и других драгоценных камней.
Выбор материалов, сложность и разнообразие техник, точность исполнения и цельность замысла делают Фрайбургский крест образцом мастерства средневековых ювелиров. Памятник воплощает в себе наиболее характерные черты прикладного искусства того времени. Общие стилистические связи можно найти и с французской готической костяной скульптурой, и с витиеватым фламандским орнаментом, и с монументальной скульптурой Страсбургского собора.
В 1875 году, уже без реликвий, крест приобрёл выдающийся русский собиратель Александр Петрович Базилевский, благодаря которому Эрмитаж получил многие шедевры средневекового искусства.
Увидеть Фрайбургский крест и другие шедевры ювелирного искусства можно в Бриллиантовой кладовой Эрмитажа, а узнать больше о цирконе как минерале, драгоценном камне и «хранителе времени » – в Геологоразведочном музее института Карпинского.