Турмалини
Linas JuozėnasСподели
Турмалин: супергрупа минерали, създадена за разнообразието от цветове
Турмалинът не е един тясно дефиниран минерал, а химически разнообразна супергрупа, чиято обща кристална структура може да съдържа натрий, калций, литий, магнезий, желязо, манган, алуминий, хром, ванадий, мед, флуор, хидроксилни групи и вакантни позиции. Тази структурна приспособимост създава черен шерл, кафяв дравит, зелени кристали, съдържащи хром, син индиголит, червен рубелит, синьо-зелен материал, съдържащ мед, и многоцветни кристали, чието зониране запазва следите от променящия се химичен състав на пегматита или метаморфната флуидна среда. Дългите призми, триъгълните напречни сечения, вертикалната набразденост, полярните краища, силният плеохроизъм и електрическият отклик превръщат турмалина в един от най-ясните примери в минералогията за това как химичният състав се проявява във формата.
Trumpi faktai
Турмалинът се определя от общата си тригонална структура, а не от една неизменна химична формула. Различни йони заемат няколко структурни позиции, образувайки голяма минерална супергрупа, чиито членове могат да имат сходен външен вид. Зелен, розов или черен кристал може визуално да се разпознае като турмалин, но за точното определяне на минералния вид често е необходим химичен анализ.
| Термин | Значение | Важно разграничение |
|---|---|---|
| Турмалин | Супергрупа от минерали, чиито членове имат обща структура на пръстеновидни силикати, съдържащи бор. | Тази дума не обозначава конкретен химичен вид минерал. |
| Елбаит | Алкален турмалин, богат на литий и алуминий; към този вид спадат много прозрачни розови, червени, зелени, сини и многоцветни скъпоценни камъни. | Само цветът не може да потвърди, че това е елбаит, тъй като други видове турмалин може да имат подобен вид. |
| Шерл | Богат на желязо алкален турмалин, обикновено черен и непрозрачен. | „Черен турмалин“ често е шерл, но докато видът на минерала не бъде потвърден, това е само описание на цвета. |
| Дравит | Богат на магнезий алкален турмалин, често кафяв, жълтеникавокафяв, тъмнозелен или черен. | Дравитът, съдържащ хром или ванадий, може да бъде яркозелен. |
| Увит | Турмалин, съдържащ калций и обикновено богат на магнезий, свързан с мрамори, скарнове и скали от калциеви силикати. | В съвременните наименования на минералните видове може да има представки, свързани с флуор или хидроксилна група. |
| Лиддикаатит | Серия от разновидности на турмалин, съдържащи калций и литий, известна със сложната си многоцветна зоналност. | Според съвременната номенклатура много класически образци се класифицират по-точно, включително като флуор-лиддикаатит. |
| Рубелит | Търговско наименование за турмалин с наситен розов, червен, пурпурночервен или розов цвят. | Това не е официален минерален вид, а търговските граници за цветовете се различават. |
| Индиголит | Търговско наименование за син или синьо-зелен турмалин. | Той описва външния вид, а не уникален химичен състав. |
| Параиба или турмалин, съдържащ мед | Яркосин, синьо-зелен, зелено-син или виолетов турмалин, чийто цвят се дължи предимно на мед, често в съчетание с манган. | Турмалин, съдържащ мед, се среща в Бразилия, Нигерия и Мозамбик; географският произход трябва да се посочва отделно. |
| Динено турмалин | Турмалин с концентрична зоналност, розова или червена сърцевина и зелена периферия, често разделени от бледа ивица. | Тази шарка е запис на растежа, а не отделен вид минерал. |
Идентичност: една структура, много видове минерали
Химичният състав на турмалина по природа е променлив. В кристалната му структура има няколко позиции, които могат да бъдат заети от йони с различни размери, заряд и разпространение. При елбаита или шорла една позиция може да бъде заета от натрий, при сродни видове в нея може да преобладава калцият, а същата позиция може да остане и частично незаета. Други позиции могат да съдържат литий, магнезий, желязо, манган, алуминий, хром, ванадий, мед, титан, флуор, хидроксил или кислород.
Тази гъвкавост позволява на турмалина да кристализира в гранитни стопилки, пегматитни флуиди, метаморфни скали, богати на карбонати скарнове, хидротермални жили и кластични седименти. Затова турмалинът е и чувствителен регистратор на промените в геоложките условия. Последователно образувалите се зони на растеж могат да запазят промените в състава на стопилката, активността на флуидите, окислителното състояние, температурата, налягането и взаимодействието със заобикалящите скали.
По външния вид обикновено първо се определя групата минерали. Дълга призма с надлъжни бразди, заоблено триъгълно напречно сечение, стъклен блясък, силен плеохроизъм и липса на лесно разцепване по равнини на цепителност позволяват надеждно разпознаване на турмалина. Точното наименование на вида минерал обаче зависи от това кои йони преобладават в конкретните структурни позиции, затова за определянето му често са нужни електронно-сондов анализ, спектроскопия или други лабораторни методи.
Обща структурна рамка
Всички турмалини съдържат шестчленни силикатни пръстени, боратни групи, полиедри с алуминий или магнезий в центъра и канали, заети от по-големи йони.
Променливо заемане на структурните позиции
Една и съща структурна позиция може да бъде заета от различни йони, което води до граници между видовете минерали и сложни редици на твърди разтвори.
Цветът преминава границите между видовете минерали
Розовият, зеленият, синият, кафявият и черният цвят могат да се срещат при повече от един вид, затова търговските наименования на цветовете трябва да се разграничават от наименованията на минералите.
Растежът записва химичния състав
В многоцветен кристал от сърцевината към периферията или от основата към върха може да са записани няколко отделни етапа от еволюцията на стопилката или флуида.
И непрозрачният материал предоставя информация
Черният шорл може да разкрие еволюцията на гранита, преноса на бор, деформацията, хидротермалното изменение и пътищата на движение на метаморфните флуиди.
Номенклатурата продължава да се променя
Официалните наименования на видовете минерали зависят от преобладаващите йони в няколко структурни позиции, затова след съвременен анализ може да се наложи уточняване на по-старите наименования.
Кристална структура: пръстени, позиции, полярност и хемиморфизъм
Общата формула на турмалина служи като карта на структурните позиции. Символите не означават един-единствен неизменен състав; те показват къде различни йони могат да се включат в кристала, като общата структура се запазва.
Обикновено се заема от натрий, калций или калий или остава вакантна. Преобладаващият компонент в позиция X помага за разграничаването на алкалните, калциевите и турмалините с вакантна позиция X.
В тях може да има литий, магнезий, двувалентно или тривалентно желязо, манган, алуминий, хром, ванадий и други катиони.
В тях обикновено преобладават алуминий, магнезий, тривалентно желязо, хром или ванадий; тези позиции са важни за официалната класификация на минералните видове.
Те най-често се заемат от силиций, който в някои състави на турмалин се замества в различна степен от алуминий или бор.
Борът е съществен структурен елемент, който отличава турмалина от силикатите с подобен външен вид.
Те се заемат от хидроксилни групи, кислород или флуор; съчетанията им влияят върху наименованията на минералните видове и физичните свойства.
Шестчленни силикатни пръстени
Групите T6O18 образуват структурна част, характерна за пръстеновидните силикати, но цялата структура на турмалина е много по-сложна от обикновена поредица от пръстени, разположени един над друг.
Полярна c-ос
Структурата се характеризира с полярност. Противоположните краища на кристала не са симетрично еквивалентни, затова могат да се образуват различни крайни форми и различни заряди.
Хемиморфни крайни форми
В единия край може да има различни пирамидални или базални стени от тези в другия, особено при кристали, чиито двата края са расли свободно.
Триъгълно напречно сечение
Тригоналната симетрия и съчетанията от призматични стени образуват триъгълник с прави, заоблени или леко изпъкнали страни.
Вертикална набразденост
Успоредни бразди се простират по дължината на кристала и може да останат видими дори върху непълни призми, засегнати от изветряне или частично враснали в скалата.
Свойства, зависещи от посоката
Поглъщането на цветове, пречупването на светлината, електричният отклик и морфологията на кристала отразяват една и съща анизотропна структура.
Образуване: еволюция на пегматитите, метаморфни флуиди и устойчиви зърна
Турмалинът се образува там, където борът достига достатъчна концентрация и има подходящи катиони. Елбаитът с качество на скъпоценен камък и материалът, свързан с лидикоатита, се асоциират тясно със силно диференцирани гранитни пегматити, докато дравитът, увитът и шерлът свидетелстват и за метаморфизъм, реакции при образуване на скарни, хидротермално изменение и гранитна интрузия.
- Борът се натрупва в късния етапБорът остава подвижен в диференцираната гранитна стопилка и флуид, след като повечето обичайни скалообразуващи минерали вече са кристализирали.
- Кухините в пегматитите осигуряват свободно пространствоВ големите кухини могат да се образуват дълги призми, сложни крайни форми и повтарящи се цветни зони.
- Литият и манганът благоприятстват образуването на скъпоценни цветовеВ силно диференцирани пегматити може да се образува богат на елбаит материал с розов, червен, син, зелен или многоцветен оттенък.
- В други геоложки среди преобладават желязото и магнезиятШерлът, дравитът и увитът са често срещани в гранити, шисти, мрамори, скарни и калциево-силикатни скали.
- Флуидите променят по-рано образувани кристалиКогато стопилката се превръща в хидротермален флуид, турмалинът може да обрасне други кристали, да ги замести, да се разцепи, да запълни пукнатини или да промени състава си.
- Устойчивостта запазва детритни зърнаТурмалинът издържа сравнително добре на изветряне и пренос, затова може да се натрупва в пясъци и речни наноси.
Магмената или скалната система се обогатява с бор
Борът може да е унаследен от магмата, да е внесен от флуид или да се освободи от съдържащи бор седименти по време на метаморфизма.
Ранните минерали изразходват обичайните елементи
Кристализират фелдшпат, кварц, слюда и други минерали, а борът, водата, литият, флуорът, манганът и редките елементи се концентрират.
Зародишът на турмалина се образува върху стена или по-ранен кристал
Първоначалният му състав отразява състава на местната стопилка или флуид; може да се образува тъмно ядро, блед зародиш на кристализация или основа с отличителен химичен състав.
Промените в химичния състав образуват зони
Когато елементите се изчерпват, постъпват отвън или се преразпределят, последователно нарастващите слоеве могат да станат зелени, сини, розови, безцветни, жълти или черни.
Късният флуид образува каналчета и запълва пукнатини
Каналите на растеж, флуидните включения, следите от разтваряне, обрастващите слоеве и запълванията на пукнатини съхраняват следи от превръщането на стопилката във флуид.
Изветряването отделя кристала от приемната скала
Фелдшпатът и слюдата се разлагат по-лесно, затова в почвата, колувия и алувиалния чакъл остават турмалинови призми и отломки.
| Геоложка среда | Характерен турмалин | Често срещани съпътстващи минерали | Какво разкрива находището |
|---|---|---|---|
| Гранитен пегматит | Елбаит, шерл, литиеви и многоцветни турмалини, минерални разновидности, сродни на лидикоатита. | Кварц, фелдшпат, лепидолит, мусковит, албит, сподумен, берил, полуцит и фосфати. | Напреднала магматична диференциация и късен растеж в среда, богата на летливи компоненти. |
| Гранит и грейзен | Шерл и сродни богати на желязо минерални разновидности, на места със зонална или радиална структура. | Кварц, фелдшпат, слюда, каситерит, топаз, флуорит и сулфиди. | Магматично-хидротермално изменение, предизвикано от богати на бор флуиди, и рудообразуващи флуиди. |
| Метапелит или шист | Дравит, турмалини със състав, близък до този на фоитита, шерл и химически зонални порфиробласти. | Слюда, гранат, ставролит, кианит, кварц, фелдшпат и графит. | Степен на метаморфизъм, флуиден поток, състав на седиментите и деформация. |
| Мрамор или калциево-силикатна скала | Турмалин с увитов или дравитов компонент или съдържащ хром. | Калцит, доломит, диопсид, тремолит, флогопит, шпинел и графит. | Реакция на флуид, съдържащ бор, със скала-домакин, богата на калций или магнезий. |
| Хидротермална жила или брекча | Дребнозърнест, радиален, влакнест или заместващ други минерали турмалин. | Кварц, сулфиди, слюда, хлорит, фелдшпат и рудни минерали. | Пътища на флуидния поток, повтарящо се напукване и променливи окислителни условия или соленост. |
| Алувиално находище | Заоблени призми, счупени кристали с ювелирно качество и устойчиви тъмни зърна. | Кварц, гранат, циркон, корунд, шпинел, берил и тежки минерали. | Ерозия на източник, разположен по-нагоре по течението; първичното находище може да не може да се установи само по външния вид. |
Химията на цвета: микроелементи, пренос на заряд и дефекти
Цветът на турмалина се определя от няколко взаимодействащи си механизма. Един и същ елемент в различни степени на окисление може да допринесе за образуването на различни цветове, а няколко елемента заедно могат да създадат нюанс, който не може да се припише само на една примес с просто око.
Зелено
Желязото често придава цветове от жълтеникаво зелено до синьо-зелено, а хромът и ванадият могат да придадат на сроден на дравита или увита турмалин ярък, наситен зелен цвят.
Синьо и синьо-зелено
Поглъщането на светлина, свързано с желязото, определя цвета на много индиколити; медта, често взаимодействайки с мангана, придава изключително ярки синьо-зелени цветове.
Лилаво и червено
Манганът е основният фактор за много розови и червени оттенъци. Наситеността на цвета се влияе от степента на окисление, предишното облъчване и взаимодействието с други йони.
Виолетови и пурпурни оттенъци
Комбинациите от поглъщане, свързано с манган, мед, желязо и дефекти, могат да придадат люлякови, виолетови и наситени пурпурни оттенъци.
Жълти и кафяви оттенъци
Тривалентното желязо, манганът, титанът, взаимодействията между йони с различна валентност и сложният химичен състав на смесените кристалографски позиции допринасят за образуването на жълти, медени, оранжеви и кафяви оттенъци.
Черен цвят
Високото съдържание на желязо и интензивното поглъщане в широк спектър обуславят черния цвят на шерлите и тъмните турмалини с различен химичен състав; те изглеждат непрозрачни дори в тънки срезове.
| Цветова гама | Често срещани фактори, определящи цвета | Важно уточнение |
|---|---|---|
| Безцветен | Ниска концентрация на преходни метали и дефекти, поглъщащи видима светлина. | Традиционно се нарича ахроит; точният минерален вид все пак зависи от химичния състав. |
| От светлорозово до червено | Манган с различна степен на окисление, естествени или изкуствено създадени цветови центрове и заемане на локални кристалографски позиции. | Нагряването и облъчването могат да променят цветовете в този диапазон, понякога без да оставят диагностичен признак, установим с обичайните изследвания. |
| Зелен | Двувалентно желязо, тривалентно желязо, хром, ванадий, титан и процеси на пренос на заряд. | Хромсъдържащият зелен турмалин се различава по химичен състав от повечето зелени елбаити, чиито цвят се дължи на желязото. |
| Син | Свързано с желязото поглъщане, мед, манган и взаимодействие между няколко преходни метала. | Естественият син цвят обхваща гама от тъмен индиголит до ярки медсъдържащи турмалини; произходът не може да се определи само по оттенъка. |
| Синьо-зелен „неонов“ | Мед, често заедно с манган и различни количества желязо. | Медсъдържащи турмалини се срещат в няколко държави и принадлежат към повече от един минерален вид турмалин. |
| От жълто до оранжево | Манган, тривалентно желязо, титан, пренос на заряд и свързани с облъчването центрове. | Нагряването може да изсветли кафявите цветови компоненти или да промени видимото съотношение между приноса на различните ивици на поглъщане. |
| Кафяв | Желязо, титан, манган, смесени степени на окисление и широка ивица на поглъщане при пренос на заряд. | Кафявият цвят е характерен за дравита, но се среща и при турмалини от няколко други минерални вида, образувани при различни условия. |
| Черен | Висока концентрация на желязо и широко поглъщане в целия видим спектър. | Повечето черни турмалини са шерли, но минералният вид не може да се определи само по външния вид. |
Цвят, придаван от медта
Медта предизвиква силно поглъщане, благодарение на което пропусканата светлина може да бъде изключително яркосиня или зелена дори при камъни със средно количество включения.
Манган и облъчване
Турмалините с бледен цвят и високо съдържание на манган могат да придобият по-интензивен розов или червен цвят, когато естественото или изкуственото облъчване промени електронните състояния.
Хром и ванадий
Тези елементи могат да придадат наситен зелен цвят, чиито характеристики на поглъщане се различават от тези на обикновените турмалини, чийто зелен цвят се дължи на желязото.
Няколко фактора могат да действат едновременно
Във виолетов или синьо-зелен кристал може да има мед, манган и желязо в такива пропорции, че за обясняването на въздействието им са необходими спектроскопски изследвания и анализ на химичния състав.
Растежна зоналност и плеохроизъм: два различни вида промяна на цвета
Цветът на турмалина може да се променя, защото химичният състав на различните растежни зони се различава, или да изглежда променлив, защото светлината се разпространява в различни кристалографски посоки. Тези явления често се наблюдават заедно, но не бива да се бъркат.
Аксиална зоналност
Цветът се променя по дължината на кристала: от основата към върха се образуват сегменти, в които цветът преминава от зелено към розово, от синьо към безцветно или от тъмно към светло.
Концентрична зоналност
Последователно образуваните обвивки обграждат по-рано оформено ядро. В напречен разрез може да се виждат зелени, безцветни, розови, червени или сини триъгълници, обграждащи се един друг.
Секторна зоналност
Различните стени на кристала включват микроелементи с различна скорост, при което се образуват области с триъгълна или клиновидна форма и различен цвят.
Петниста и върхова зоналност
Неправилните цветни петна и силно оцветените върхове може да свидетелстват за резки промени в химичния състав на флуида или за прекъсвания в растежа.
Плеохроизъм
Една и съща част от химически еднороден кристал може да пропуска светлина с по-светли и по-тъмни цветове в зависимост от посоката на наблюдение и поляризацията.
Затъмняване по оста c
Тъмнозелените и сините кристали могат да поглъщат толкова силно светлината по надлъжната ос, че иначе привлекателният камък изглежда почти черен, когато се гледа от една посока.
| Наблюдавано явление | Основна причина | Как да се изследва | Значение за шлифоването |
|---|---|---|---|
| Ясна цветова граница във вътрешността на кристала | Промяна в състава между етапите на растеж. | Огледайте от няколко посоки при разсеяна светлина и проверете дали границата е непрекъсната. | В готовото изделие границата може да се постави в центъра, да се разкрие или съзнателно да се пресече с избраната форма. |
| Розова сърцевина със зелена периферия | Концентрична химична зоналност, образувана по време на развитието на пегматита. | Огледайте напречна плочка или полиран край на кристала. | Най-добре се запазва в плочки, плоски шлифовани камъни или кабошони, изрязани напречно на оста c. |
| Синьо-зелен кристал, който потъмнява при въртене | Плеохроично поглъщане в различни оптични посоки. | Въртете при неутрално осветление или използвайте дихроскоп. | Ориентацията определя видимия отгоре тон и наситеност на цвета. |
| Различни триъгълни сектори в една плочка | Включване на микроелементи, зависещо от стената на кристала. | Сравнете разпределението на цвета със стените на кристала и геометрията на напречното сечение. | Границите между секторите могат да се превърнат в основен дизайнерски елемент. |
| Цвят, съсредоточен в единия край | Късен етап на растеж, образуване на крайна „шапка“ или обработка, чието въздействие е концентрирано близо до повърхността. | Сравнете изображенията отстрани, отзад и при потапяне в имерсионна течност. | При оформянето на заготовката трябва да се съчетаят добивът на материал и разпределението на цвета. |
| Привидна промяна на цвета без вътрешна граница | Плеохроизъм, спектър на осветлението или дължина на оптичния път. | Променяйте ориентацията, без да сменяте източника на светлина. | При неправилна ориентация дори отличен кристал може да изглежда прекалено тъмен или с блед цвят. |
Основни видове, серии и търговски названия
Видовете турмалин се определят според химичния състав в няколко позиции на кристалната структура. Търговските названия описват цвета, оптичния ефект, шарката или традиционно свързваното с тях място на произход. И двете системи за назоваване могат да бъдат полезни, ако не се смятат за равностойни и взаимозаменяеми.
| Название | Обща характеристика на химичния състав | Обичаен външен вид | Употреба на названието |
|---|---|---|---|
| Елбаит | Алкален турмалин, богат на литий и алуминий. | Безцветен, розов, червен, зелен, син, жълт, виолетов и многоцветен. | Официално признат минерален вид; към него принадлежат много прозрачни скъпоценни камъни с пегматитен произход. |
| Шерл | Богат на желязо алкален турмалин. | Черен, синкавочерен, кафеникавочерен, непрозрачен, често с ясно набраздена повърхност. | Официално признат минерален вид и най-разпространеният сред добре познатите турмалини. |
| Дравит | Богат на магнезий алкален турмалин. | Кафяв, жълтеникавокафяв, тъмнозелен, черен и наситен със зелен хром. | Официално признат вид, често срещан в метаморфна среда и геоложки условия, свързани с карбонатни скали. |
| Сродни на увита видове | Съдържащ калций турмалин, обикновено богат на магнезий. | Зелени, кафяви, черни и жълти кристали, понякога с прозрачност, подходяща за скъпоценни камъни. | Група официално признати видове, свързвана особено с мрамори и калциево-силикатни скали. |
| Сродни на лидикоатита видове | Състави, съдържащи калций и литий. | Сложно концентрично и аксиално зониране, особено в кристалите от Мадагаскар. | В официалната номенклатура могат да се обособят членове, в които преобладава флуорът, например флуорлидикоатит. |
| Фойтит и сродни видове с вакансии в позиция X | Турмалини, при които вакансиите съставляват значителна част от позиция X. | Тъмнокафяв, черен, синкавочерен или зонален материал с пегматитен и метаморфен произход. | Официално признати видове, за чието определяне е необходим химичен анализ. |
| Рубелит | Розов или червен турмалин, често съдържащ манган. | Розово, наситено червено, пурпурночервено, малиново или розово-виолетово. | Търговско наименование на цвят, а не на минерален вид. |
| Индиголит | Син турмалин, често съдържащ желязо. | Синьо, синьо-зелено, зеленикаво-синьо, наситено синьо-зелено или тъмносиньо като мастило. | Търговско наименование на цвят. |
| Верделит | Зелен турмалин, обикновено съдържащ желязо. | От жълтеникавозелено до горскозелено и синьо-зелено. | Традиционно търговско наименование, използвано днес по-непоследователно. |
| Хромов турмалин | Зелен материал, свързан с дравит или увит, съдържащ хром и често ванадий. | Наситени цветове от изумрудено до горскозелено. | Описание, използвано в търговията със скъпоценни камъни, което трябва да е подкрепено с химичния състав. |
| Турмалин, съдържащ мед | Оцветен с мед елбаит или материал, свързан с лидикоатит, често съдържащ манган. | Ярко електриково синьо, синьо-зелено, тюркоазено, зеленикаво-синьо, виолетово и зелено. | Описание, подкрепено с аналитични изследвания; произходът трябва да се посочва отделно. |
| Динено турмалин | Материал с концентрична зоналност, често елбаит или материал, свързан с лидикоатит. | Розов или червен център, светла преходна зона и зелена външна ивица. | Наименование на шарка, а не на минерален вид. |
| Котешкоок турмалин | Турмалин с гъсто разположени успоредни растежни каналчета или влакнести включения. | Движеща се ивица светлина по повърхността на зелени, сини, розови, червени, кафяви или многоцветни кабошони. | Наименование на оптичния ефект. |
Физични, оптични и практични свойства
Свойствата на турмалина зависят от състава. Богатият на литий елбаит обикновено е с по-ниска плътност и може да има по-ниски показатели на пречупване от богатите на желязо или магнезий представители на групата. Стойностите, измерени за един кристал, не бива автоматично да се прилагат към всички видове турмалин.
| Свойство | Типичен диапазон или поведение | Практическо значение |
|---|---|---|
| Обща химична формула | XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W. | В няколко структурни позиции са възможни широки изоморфни замествания, поради което се разграничават много официално признати минерални видове. |
| Кристална система | Тригонална, най-често полярна пространствена група R3m. | Определя триъгълните напречни сечения, хемиморфните краища, едноосните оптични свойства и електрическия поляритет. |
| Външна форма | От дълги до къси и дебели призматични кристали; също игловидни, лъчисти, стълбовидни, зърнести, масивни и влакнести. | Удължената форма на необработените кристали до голяма степен определя избора на обичайните форми на шлифоване. |
| Твърдост | 7–7,5 по скалата на Моос. | Добре устойчив на обичайно надраскване, но при постоянно носене ръбовете на фасетите могат да се износят. |
| Относителна плътност | Около 2,82–3,32. | Богатият на литий турмалин обикновено е по-лек от богатия на желязо шорл. |
| Цепителност | Слаба или неясна. | Турмалинът няма лесната цепителност на топаза, но все пак може да се счупи по протежение на пукнатини и каналчета на растежа. |
| Излом | Неравен или полусконхоидален; на места с цепковиден излом. | Тънките ръбове, удължените кристали и зоните с много инклузии трябва да се пазят. |
| Устойчивост на механично въздействие | Чуплив; устойчивостта на счупване обикновено се определя като средна. | Твърдостта не предпазва от счупване при удар или термичен шок. |
| Блясък | Стъклен, понякога смолист по повърхности, засегнати от изветряне или съдържащи много инклузии. | Добре полираните скъпоценни камъни блестят ярко, но канали, достигащи повърхността, могат да нарушат равномерния блясък. |
| Прозрачност | От прозрачен до непрозрачен. | При оценката на минералния вид и качеството трябва да се вземат предвид както суровините, подходящи за фасетно шлифоване, така и непрозрачните кристали. |
| Показатели на пречупване | Приблизителният общ диапазон е 1,61–1,68. | По-високите стойности често са характерни за състави, богати на желязо, магнезий или калций. |
| Двойно лъчепречупване | Около 0,014–0,040. | Обикновено по-висок от този на кварца или топаза и полезен за гемологична идентификация. |
| Оптичен характер | Едноосен отрицателен; поради вътрешни напрежения или сложно зониране понякога се проявява аномално двуосно поведение. | Позволява турмалинът да се разграничи от стъкло, шпинел и гранат, които нямат двойно лъчепречупване. |
| Плеохроизъм | От слабо до много силно; гледан напречно на призмата, цветът обикновено е по-светъл, а по оста c – по-тъмен. | Ориентацията на шлифоването може да определи дали камъкът ще изглежда сияен, с балансиран цвят или почти черен. |
| Дисперсия | Средна или ниска в сравнение със скъпоценните камъни с висока дисперсия. | Турмалинът се цени повече заради цвета и плеохроизма си, отколкото заради изразената игра на спектрални цветове, наричана „огън“. |
| Реакция на ултравиолетово лъчение | Обикновено не флуоресцира или флуоресцира слабо; някои розови или червени образци, богати на манган, може да флуоресцират. | Изследването с UV лъчи е допълнителен, а не самостоятелен метод за идентификация. |
| Електрически свойства | Пироелектричен и пиезоелектричен. | Промяна в температурата или насочено механично напрежение може да създаде противоположни повърхностни заряди в полярните краища. |
| Реакция при нагряване | Чувствителен към термичен шок, разширяване на инклузиите, промени в цвета и повреди вследствие на обработка. | Парата, работата с горелка и неконтролираното нагряване не са подходящи за готови бижута. |
Устойчивост на повърхността
При обичайно носене турмалинът запазва добре полираната си повърхност, ако се предпазва от по-твърди абразиви и повтарящ се контакт с грапави повърхности.
Затъмняване, зависещо от посоката
Прозрачният кристал може да изглежда почти непрозрачен, ако се гледа по оста, по която светлината се поглъща много силно.
Инклузиите влияят върху устойчивостта на счупване
Каналчетата, запълнени с течност, и зарасналите пукнатини може да са визуално приемливи, но повишават чувствителността към топлина, удари и ултразвукови вибрации.
Съставът влияе върху измерванията
Плътността и показателят на пречупване трябва да се разглеждат като диапазони, а не като една универсална стойност за турмалина.
Пироелектричество и пиезоелектричество
Електрическите свойства на турмалина се определят от неговата полярна кристална структура, която няма център на инверсия. Ефектът е реален, измерим и исторически важен, но това не означава, че кристалът произвежда неограничена енергия или запазва силен постоянен заряд при обичайни условия.
- Пироелектричният ефект се проявява при промяна на температуратаПри нагряване или охлаждане спонтанната поляризация се променя и в противоположните краища на кристала временно се образуват електрически заряди.
- Пиезоелектричният ефект се проявява при механични напреженияСгъстяването, разтягането или срязването променят разпределението на заряда в кристална решетка без център на симетрия.
- В противоположните краища се образуват заряди с противоположни знациПолярната ос c определя постоянната посока на разделяне на зарядите.
- Повърхностният заряд привлича леки частициОтдавна е забелязано, че нагретият турмалин привлича пепел, прах и малки късчета хартия.
- Ефектът може да се измери, но не е веченЗарядът се разсейва заради влажността на околната среда, проводимите повърхности и с течение на времето.
- Структурата свързва науката и форматаХемиморфните краища, електрическата полярност и зависещите от посоката оптични свойства произлизат от една и съща подредена кристална структура.
Исторически измервателни уреди
Пиезоелектричният отговор на турмалина е използван в ранни изследвания на налягането, физиката на кристалите и електрическите измервания.
Привличане на прах
Старото описание на турмалина като „привличащ пепел“ отразява временен повърхностен заряд, който възниква при нагряване на кристала.
Важна е посоката на температурната промяна
Нагряването и охлаждането предизвикват противоположни промени в поляризацията, затова знаците на зарядите в краищата на кристала се обръщат.
Не всеки ефект, възникващ при допир, е пироелектричен
При триене може да възникне и обикновен трибоелектричен заряд, затова простият опит с привличане на прах не позволява да се установи поотделно специфичният за минерала вътрешен отговор.
Увеличете: каналчета, течности, кристали и ефекти „котешко око“
Включките в турмалина отразяват бързия растеж в пегматит, променливия химичен състав на флуидите, заздравяването на пукнатините и прехода от стопилка към хидротермални условия. Видът им се различава според цвета и минералния вид, но особено характерни са издължените канали, успоредни на оста c.
Канали на растежа
Дългите кухи или изпълнени с течност канали обикновено минават по дължината на кристала и могат да достигнат полираната повърхност.
Нишковидни течни включки
Тънки неправилни канали, нишковидни и разклонени флуидни образувания са характерни за розовия и червения турмалин.
Заздравели пукнатини
Мрежите, наподобяващи отпечатъци от пръсти, свидетелстват за пукнатини, които са се затворили частично при продължаващия растеж на кристала или при последваща циркулация на флуиди.
Двуфазни и трифазни кухини
В отрицателните кристали или неправилните флуидни включки могат да присъстват едновременно течност, пара и дъщерни кристали.
Минерални включки
В зависимост от находището може да се срещнат слюда, кварц, фелдшпат, апатит, циркон, гранат, рутил, хематит, сулфиди и други минерали.
Канали от ецване и корозия
Флуидите в късните стадии могат да разтворят част от кристала и да образуват триъгълни ямки, неравни канали, скелетни форми на растеж и корозирали повърхности.
| Белег | Характерен вид | Интерпретативно значение | Въздействие върху издръжливостта |
|---|---|---|---|
| Паралелни канали на растежа | Прави канали по оста c, понякога изпълнени с течност или оцветени от железни съединения. | Характерен белег на растежа на турмалина и възможен източник на ефекта на котешко око. | В каналите, достигащи повърхността, може да се натрупа мръсотия; те също могат да отслабят тънките части на кристала. |
| Гъсто разположени еднопосочни канали | Копринена насочена текстура, създаваща една движеща се светлинна ивица в кабошона. | Създава ефект на котешко око в турмалина. | Необходимо е правилно да се избере ориентацията на шлифоване и да се пази от удари по зоните с много канали. |
| Заздравяла пукнатина | Образувание, наподобяващо отпечатък от пръст, воал или паяжина, или отразяваща светлината плоскост с малки кухини. | Свидетелства за пукнатина и последващ растеж на минерала. | Може да се отвори отново при нагряване, вибрации или концентриран натиск. |
| Многофазна флуидна включка | Течност и газово мехурче с един или повече дъщерни кристали. | Дава информация за състава на пегматитния или хидротермалния флуид. | При рязко нагряване флуидът може да се разшири и да причини нови пукнатини. |
| Минерална кристална включка | Ъгловата, призматична, плочковидна или игловидна твърда включка в основния кристал. | Може да помогне за потвърждаване на естествения произход и да разкрие геоложките особености на находището. | Различното термично разширение при нагряване може да предизвика напрежение. |
| Пукнатина, запълнена със смола | Сплескани мехурчета, ефекти на светлинни проблясъци, гладки мостчета в пукнатините или контрастна флуоресценция. | Показва подобряване на прозрачността или поправка на структурата. | Трябва да се почиства внимателно и да се пази от топлина и разтворители. |
Последователност на неразрушителното изследване
Изследвайте цвета, зонирането, плеохроизма, каналите, пукнатините, състоянието на повърхността и структурата, преди да правите изводи за минералния вид, обработката или произхода.
- Завъртайте при неутрално осветлениеОпределете посоките на плеохроизма и проверете дали тъмните зони се променят при смяна на ориентацията или остават на същото място.
- Огледайте краищата на кристалаТърсете триъгълни напречни сечения, асиметрични краища, зониране, следи от ецване и белези от историята на растежа.
- Проследете каналите през целия камъкЕстествените канали обикновено са непрекъснати в триизмерното пространство и са ориентирани по преобладаващата кристалографска посока.
- Сравнете короната, павилиона и рундистаПовърхностното оцветяване, покритията, запълващите материали и слепените слоеве често се открояват по границите.
- Използвайте имерсия за изследване на зониранетоИмерсията намалява повърхностните отражения и позволява по-ясно да се видят концентрацията на цвета, бледите ядра и дълбочината на проникване на обработката.
- Проверете за пукнатини преди нагряванеПоради течните включения и запълващите материали термичните процедури са особено рисковани.
- Разграничете установяването на произхода от идентифициранетоГемоложките изследвания могат да потвърдят, че материалът е турмалин, дори когато географският произход остава неясен.
- Потвърдете твърденията за минералния вид чрез анализРамановата, инфрачервената, ултравиолетовата и видимата спектроскопия, както и химичният анализ, помагат за по-надеждното идентифициране на сложни проби.
Идентифициране и материали, с които често се бърка
Турмалинът се разпознава по съчетанието от белези: силен плеохроизъм, сравнително силно двойно пречупване, тригонална кристална форма, вертикални ивици, триъгълно напречно сечение, плътност, показатели на пречупване, растежни канали и слаба цепителност. Сам по себе си никой цвят не е диагностичен белег.
| Вещество | С какво прилича на турмалина | Полезни отличителни белези |
|---|---|---|
| Берил | Зелени, сини, розови, жълти или безцветни прозрачни призми. | Берилът обикновено има по-ниска плътност, по-ниски показател на пречупване и двойно пречупване, а напречните сечения са шестоъгълни, а не със заоблена триъгълна форма. |
| Кварц | Среща се в почти всички цветове, характерни за турмалина, и може да има подобни флуидни включения. | Кварцът има по-ниски показатели на пречупване и плътност, значително по-слабо двойно пречупване, а плеохроизмът обикновено е по-слабо изразен. |
| Топаз | Синьо, розово, жълто, кафяво или безцветно прозрачно вещество с ярък блясък. | Топазът има по-висока плътност, ромбична сингония, по-слабо двойно пречупване и съвършена базална цепителност. |
| Корунд | Розови, червени, сини, зелени или жълти прозрачни скъпоценни камъни, проявяващи плеохроизъм. | Корундът е по-твърд, с по-висока плътност и показател на пречупване, а двойното му пречупване обикновено е по-слабо. |
| Иолит | Синьо-виолетов материал с изразен плеохроизъм. | Иолитът е оптично двуосен, с по-ниска плътност и показател на пречупване; плеохроичните му цветове често варират от синьо-виолетово до жълтеникаво-сиво. |
| Сподумен | Розовият кунцит и зеленият хидденит могат да наподобяват блед турмалин. | Сподуменът е оптично двуосен, има съвършена цепителност в две посоки, а кристалите му обикновено са с форма на плочки, а не на триъгълни призми. |
| Диопсид | Прозрачните скъпоценни камъни с хромово зелен цвят могат да наподобяват хромов турмалин. | Диопсидът има две отчетливи посоки на цепителност, по-ниска твърдост, двуосни оптични свойства и различен спектър на поглъщане. |
| Гранат | Червените, розовите, оранжевите, зелените или кафявите цветове съвпадат с цветовете на турмалина. | Гранатът има единично пречупване на светлината и няма плеохроизъм, макар че аномалните вътрешни напрежения могат да затруднят обикновените изследвания. |
| Стъкло | Може да имитира всеки цвят на турмалина и да се оформя в продълговати форми. | Стъклото има единично пречупване на светлината и обикновено е с по-ниска плътност; може да съдържа мехурчета, линии на течение или следи от формата. |
| Съставна двуцветна имитация | Два или повече цветни материала могат да имитират зоналност тип „диня“ или осева зоналност. | Плоскости на слепване, лепило, повтарящи се граници и несъвместими помежду си включения издават съставна структура. |
Допълнителни белези за разпознаване на кристала
Заоблено триъгълно напречно сечение, вертикални набраздявания, тригонални върхове и различни форми в противоположните краища.
Оптични белези, помагащи за разпознаването
Едноосни оптично отрицателни свойства, средно или силно двойно пречупване и отчетлив цвят, зависещ от посоката.
Микроскопски белези, помагащи за разпознаването
Растежни каналчета, разположени успоредно на оста c, течни включения, зараснали пукнатини и естествена цветова зоналност.
Най-надеждно потвърждение
Гемологични измервания, съчетани със спектроскопия и химичен анализ, когато е важно да се установят минералният вид, обработката или произходът.
Методи на обработка, синтетичен материал и имитации
Турмалинът се обработва основно с цел промяна на цвета или намаляване на видимостта на пукнатините. Чрез нагряване и облъчване могат да се постигнат привидно стабилни резултати без очевидни микроскопски белези, затова разкриването на информация за обработката и лабораторните данни често са по-важни от визуалната преценка.
| Метод на обработка или имитация | Цел | Възможен резултат | Разпознаване и грижа |
|---|---|---|---|
| Нагряване | Осветляване на прекалено тъмни зелени, сини, кафяви, виолетови или червени цветови компоненти и подобряване на видимия отгоре цвят на камъка. | По-светло зелено, по-ярко синьо-зелено, розово или по-малко тъмен тон. | Често е трудно за установяване; при нагряване течните включения могат да се спукат, затова нагряването никога не бива да се повтаря необмислено. |
| Нагряване на медсъдържащ материал | Отслабване на виолетовите, розовите, сивите или тъмните цветни компоненти при запазване на свързаното с медта синьо-зелено оцветяване. | По-ярко синьо, синьо-зелено или тюркоазено. | Честа търговска обработка, която често е невъзможно да се различи при обикновен оглед. |
| Облъчване | Получаване или засилване на розови, червени, виолетови или сродни цветове, свързани с мангана. | По-наситен основен цвят на камъка – от розов до червен. | Може да е трудно за установяване; някои получени по този начин цветове може да са чувствителни към топлина или продължителна интензивна светлина. |
| Запълване с масло или смола | Намаляване на видимостта на пукнатините, достигащи повърхността, и подобряване на привидната прозрачност. | Пукнатини, които изглеждат по-гладки, и визуално по-чист камък. | Търсете цветни проблясъци, мехурчета, мениски и контрастна флуоресценция; избягвайте топлина, пара, ултразвуково почистване и разтворители. |
| Повърхностно покритие | Промяна на нюанса или създаване на впечатление за по-наситен цвят. | Синьо, зелено, розово, металическо или преливащо повърхностно оцветяване. | Цветът може да се натрупва по съединенията на фасетите, а по откритите ръбове да се изтрива. |
| Съставен камък | Имитация на двуцветен, динен или рядък турмалин с наситен цвят. | Цветни граници по съединенията между слоевете или съставни кабошони. | По рундиста може да се виждат линии на съединяване, лепило, мехурчета и прекъснати включения. |
| Стъклена имитация | Евтино възпроизвеждане на ярък цвят. | Прозрачни едноцветни или многоцветни предмети. | Проявява единично пречупване на светлината, обикновено е с по-ниска плътност и може да има мехурчета или линии на течение. |
| Отгледан в лаборатория турмалин | Научни изследвания и експериментално отглеждане на кристали. | Малки синтетични кристали или такива за специални цели. | Синтетичният турмалин с ювелирно качество рядко се среща в обичайната търговия, но е възможно да бъде отгледан в лаборатория. |
Обработката може да не бъде установена с обичайни изследвания
Лабораторията може да потвърди, че камъкът е турмалин, и да документира цвета му, но невинаги може да докаже дали този цвят е получен чрез нагряване или облъчване.
Запълването променя изискванията за грижа
При внимателно носене запълнената пукнатина може да остане стабилна, но топлина, разтворители, пара, вибрации или повторно полиране могат да я повредят.
Естественото цветово зониране може да наподобява съставен камък
В природата могат да се образуват ясно изразени цветни граници, затова при предполагаемо място на съединяване трябва да се провери непрекъснатостта на структурата, наличието на лепило и прекъсването на включенията.
Идентичността и обработката са отделни въпроси
Истинският естествен турмалин все пак може да е нагряван, облъчван, запълван, с покритие или вграден като един слой от съставен камък.
Оценка на качеството: цвят, връщане на светлината, зоналност и структура
Няма универсална система за оценка на качеството на турмалина. Приоритетите при оценяването на прозрачен скъпоценен камък, съдържащ мед, се различават от тези при рубелит, турмалин с ефект на котешко око, плочка от динен турмалин, черен шерл или цял пегматитов кристал. Оценяването трябва да започне с определяне на типа обект и предназначението му.
Оттенък, тон и наситеност
Добрият цвят трябва да остава привлекателен при различно обичайно осветление и да не става прекалено тъмен или сив.
Баланс на плеохроизма
Избраната ориентация трябва да осигурява хармоничен цвят при гледане отгоре, а не почти черен вид по оста или избледнял вид отстрани.
Чистота, подходяща за типа
При много зелени и сини камъни се цени материал без видими с просто око включения, докато видимите течни включения се приемат по-често при наситено розовия и червения материал.
Зоналност и цялост на рисунъка
Центрираната, балансирана или геоложки информативна зоналност може да е желателна, дори когато не отговаря на обичайното изискване за еднородност при фасетирани скъпоценни камъни.
Качество на шлифовката
Важни са всички следни аспекти: светлота, зони на загасване, ефект на „прозорец“, симетрия, полиране, ориентация спрямо плеохроизма и запазване на ценните цветови зони.
Обработка и произход
Документираната обработка и находището са отделни фактори за качеството; за тях не бива да се съди по външния вид.
| Тип обект | Приоритетни характеристики | Какво да проверите |
|---|---|---|
| Шлифован зелен или син турмалин | Незатъмнен тон при гледане отгоре, привлекателен оттенък, малко зони на загасване, добър блясък и подходяща ориентация. | Потъмняване по оста c, ефект на „прозорец“, каналчета, достигащи повърхността, топлинни увреждания, запълване и прекалено тънки ъгли. |
| Рубелит | Наситен цвят от розово-червен до червен с пурпурен оттенък, привлекателен цвят при различно осветление, качествена шлифовка и структурна стабилност. | Кафяви или сиви нюанси, видими пукнатини, запълване, неяснота относно облъчването и зони на загасване. |
| Турмалин, съдържащ мед | Ярък син или зелен цвят, сияен вид, привлекателен тон, качество на шлифовката, потвърдено наличие на мед и документи за произход. | Термична обработка, прекалено тъмни области, пукнатини, достигащи повърхността, запълване и необосновани твърдения за страната на произход. |
| Плочка от диня турмалин | Пълен концентричен рисунък, пропорционална зелена рамка, отчетлива светла преходна зона, розово ядро и достатъчна дебелина. | Отворени пукнатини между зоните, смола, основен слой, оцветители, неравномерно полиране и конструкция от съединени части. |
| Кабошон с ефект на котешко око | Центрирана движеща се лента, достатъчен контраст, подходящ купол, еднаква посока на каналчетата и балансиран основен цвят на камъка. | Изместено от центъра „око“, повърхностни ямки, слабо движение на лентата, счупвания, успоредни на каналчетата, и запълващ материал. |
| Кристал за колекция | Непокътнат връх, естествен блясък, ясно набраздяване, зоналност, връзка с матрицата, находище и минимална реставрация. | Повторно прикрепен връх, скрита поправка, залепена матрица, покрита повърхност, изкуствена основа и недокументирана реконструкция. |
| Черен шерл | Формата на кристала, върховете, набраздяването, съпътстващите минерали, матрицата и геоложкият контекст. | Отчупени върхове, нестабилна матрица, поправени кристални агрегати, железни петна и прекалено полирани естествени повърхности. |
Класически находища и геоложки особености
Турмалинът се среща по целия свят, но някои райони са известни със специфичните си минерални видове, цветове, особености на зоналността, скали, в които се срещат, и история. Географският произход може да е от значение, особено при медсъдържащите скъпоценни камъни, но рядко може да се установи мината или страната само по външния вид.
Минас Жерайс, Бразилия
Един от най-важните пегматитни райони в света, където се срещат розови, червени, зелени, сини, жълти, безцветни и многоцветни кристали елбайт.
Параиба и Северен Рио Гранде, Бразилия
Първоначалният район за добив на ярък синьо-зелен медсъдържащ турмалин, придобил известност в края на XX век.
Мозамбик
Важен източник на медсъдържащи сини, зелени, виолетови и розови минерали, отличаващ се както с едри кристали, така и с широка гама от цветове.
Нигерия
От гранитните пегматити тук са добивани медсъдържащ турмалин и елбайт с други цветове.
Мадагаскар
Известен със забележителната зоналност, свързана с лидикоатита, както и с елбайт, рубелит, индиголит и многоцветни кристали.
Афганистан и Пакистан
В планинските пегматити се срещат великолепни розови, зелени, сини, безцветни, двуцветни и многоцветни кристали елбайт.
Мейн, Съединени американски щати
В исторически значимите пегматити, включително в Маунт Майка и Нюри, са добивани турмалини с ювелирно качество и са открити значими минералогични образци.
Калифорния, Съединени американски щати
Пегматитите в района на Палос стават известни с розовите, червените, зелените и многоцветните си турмалини в края на XIX и началото на XX век.
Танзания
Тук се срещат зелени минерали, съдържащи хром и ванадий, свързани с дравит или увит, както и други турмалини с метаморфен произход.
Шри Ланка
В алувиалния чакъл се срещат ювелирни турмалини с различни цветове, попаднали там вследствие на изветрянето на разнообразни метаморфни скали.
Намибия
В пегматитните райони са открити шерл, елбайт и синьо-зелени, розови и многоцветни кристали.
Елба, Италия
Елбайтът е наречен на името на този остров; той продължава да има историческо значение за минералогията на турмалина и изследването на пегматитни образци.
| Твърдение за произхода | Полезни подкрепящи данни | Ограничение |
|---|---|---|
| Документиран образец от мина | Оригинален етикет, история на колекционерите, скална матрица, съпътстващи минерали, данни за добива и документи за предаването от ръка на ръка. | С времето етикетите може да бъдат копирани, отделени от образците или опростени. |
| Произход на медсъдържащ скъпоценен камък | Химичен състав на микроелементите, спектроскопия, изследване на включванията, статистическо сравнение и документиран произход. | Характеристиките на материали от Бразилия, Нигерия и Мозамбик може да се припокриват; дори напредналите изследвания може да позволят само предпазливи заключения. |
| Видими особености на зоналността | Последователност на цветовете, триъгълни сектори, форма на кристала, скална матрица и особености на растежа, свързани с находището. | Подобна зоналност може да се образува независимо в няколко пегматитни провинции. |
| Химичен състав на минералния вид | Анализ с електронна микросонда, определяне на позициите на йоните в кристалната решетка, данни от инфрачервена спектроскопия и структурна информация. | Потвърждаването на минералния вид само по себе си не установява географския произход. |
| Търговско наименование | Може да запази полезна цветова или историческа категория. | Наименования като „бразилски“, „сибирски“ или „тип Параиба“ понякога се използват без потвърден произход. |
Наименование, история на науката и материална култура
Турмалинът навлиза в европейската минералогична литература чрез смесени пратки от скъпоценни камъни от Шри Ланка, но по-рано много червени, зелени и сини кристали били погрешно смятани за рубини, изумруди, сапфири или други по-познати камъни. Необичайните му електрични свойства помагат научно да бъде разграничен от минерали с подобен вид.
Разноцветните турмалини се търгуват под по-общи наименования за скъпоценни камъни
Преди съвременната класификация на минералите прозрачните червени, зелени и сини камъни обикновено се групирали по външния им вид, а не по химичния състав на кристалите.
Наименованието произлиза от синхалската терминология за скъпоценни камъни
Думата се свързва с tōramalli или сродни форми в синхалския език, с които са наричали разноцветни камъни, доставяни от Шри Ланка по морските търговски пътища.
Електрическото привличане се превръща в особен обект на интерес
Нагретият турмалин привлича пепел и прах, което насърчава изследванията на пироелектричния заряд и полярните кристали.
Кристалографията отличава турмалина от минералите с подобен цвят
Триъгълните напречни сечения, хемиморфните краища, набраздените призми и изследванията на физичните свойства позволяват турмалинът да бъде признат за отделно минерално семейство.
Пиезоелектричеството навлиза в съвременната физика на кристалите
Изследванията на Пиер и Жак Кюри помагат формално да се определи връзката между механичното напрежение и електричния заряд в кристали със съответните свойства, включително турмалина.
Мейн и Калифорния се превръщат във важни региони за добив на скъпоценни камъни
Откриването на находища в пегматити дава прекрасни розови, зелени и многоцветни кристали и подпомага развитието на зараждащата се американска индустрия за обработка на скъпоценни камъни.
Търсенето от императорския двор на Китай стимулира търговията с розов турмалин
По времето на вдовстващата императрица Цъси розовият турмалин от Калифорния започва да се свързва с износа за Китай.
Медьосъдържащият синьо-зелен турмалин променя съвременния речник на цветовете
След откритията в Бразилия медьосъдържащ турмалин е намерен в Нигерия и Мозамбик; това разширява научните и гемологичните изследвания на механизма на образуване на цвета.
Номенклатурата, основана на кристалографските позиции, уточнява идентичността на минералните видове
Съвременният анализ позволява турмалинът да се класифицира според преобладаващите йони в няколко структурни позиции, а не само по цвят.
Рубини, които се оказали турмалини
Няколко прочути исторически червени камъка са идентифицирани отново, след като кристалографията и аналитичните методи заменят назоваването по външен вид.
Турмалинът като геоложки архив
Съвременните изследователи проследяват кристализацията на пегматитите, потока на метаморфните флуиди и развитието на рудните системи по промените в химичния състав от ядрото до краищата.
Турмалинът за измерване на налягане
Електрическият му отклик е използван в ранни измервателни уреди и при изследвания на бързо променящо се механично налягане.
Историческите термини трябва да се разглеждат в контекст
Наименования като бразилски сапфир, бразилски изумруд или сибирски рубин може да означават турмалин или други скъпоценни камъни и не бива да заменят съвременната идентификация.
Турмалинът е научно забележителен по същата причина, поради която остава визуално привлекателен: кристалът реагира различно в различните посоки, химичният състав на отделните му зони се различава, а разнообразието му не може да се опише с един цвят.
Бижута, ориентация при фасетиране, кабошони и експониране на кристали
Продълговатата форма на суровия турмалин, силният плеохроизъм, честите тръбички и цветната зоналност определят почти всяко решение при обработката му. Най-привлекателната ориентация не винаги позволява да се запази най-голяма маса, а най-безопасният дизайн не винаги разкрива всички цветови граници.
Продълговат фасетиран скъпоценен камък
Правоъгълната форма, изумруденият шлиф, продълговатите възглавнички, крушовидните и овалните форми често следват естествената форма на призмата и позволяват ефективно запазване на масата.
Кръгъл или квадратен скъпоценен камък
Подходящ при равномерно разпределен цвят на суровината, макар че при обработката на дълъг кристал може да се загуби повече материал.
Плочка от диня турмалин
Напречният срез запазва концентричната зоналност, триъгълната геометрия и съотношението между сърцевината и периферията.
Кабошон с ефект на котешко око
Основата се ориентира успоредно на еднопосочните тръбички, така че отразената светлинна ивица да пресича изпъкналата повърхност под прав ъгъл.
Висулка
Чудесен избор за големи скъпоценни камъни, двуцветни кристали, пластинки и камъни с включения, тъй като те по-рядко са изложени на повтарящи се удари.
Пръстен
Подходящ за пръстен с предпазна обковка и внимателно носене, особено ако камъкът няма големи пукнатини, достигащи повърхността.
Кристал за колекция
Естествените върхове на кристала, матичната скала, зоналността, следите от ецване и съпътстващите минерали могат да дадат повече информация от шлифования скъпоценен камък.
Срез за научни изследвания
Полираните краища, ориентираните пластинки и тънките шлифове разкриват секторна зоналност, промени в химичния състав по време на растежа, вериги от включения и полярността на кристала.
Определете оста c
Преди рязането определете структурата и ориентацията на кристала по посоката на призмата, вертикалните ивици, върховете, зоналността и плеохроизма.
Оценете плеохроизма от различни посоки
Сравнете цвета, като гледате напречно и надлъжно на призмата, за да установите дали в някоя посока не е твърде тъмен или твърде блед.
Определете разположението на тръбичките, пукнатините и зоните
Открийте каналите, достигащи повърхността, течните включения, нестабилните граници и ценните цветови преходи.
Изберете желания визуален резултат
Решете на какво ще даде предимство дизайнът: равномерен цвят, контраст между два цвята, концентрична зоналност, ефект на котешко око, формата на кристала или геоложкият контекст.
Обработвайте постепенно, без да допускате нагряване
Мокрото шлифоване, чистите шлифовъчни дискове, лекия натиск и внимателното предварително полиране намаляват термичния шок и предотвратяват отчупването на стените на тръбичките.
Поставете камъка, без да концентрирате натиска в една точка
Крачетата на обкова и рамките не бива да опират в пукнатини, тънки граници между цветови зони, остри върхове и неподпрени издължени ъгли.
Грижа, съхранение, работа с камъка и безопасност в ателието
Турмалинът е достатъчно твърд за повечето бижута, но поради крехкостта си, вътрешните тръбички, течните включения, запълващите вещества и чувствителността към резки температурни промени трябва да се обработва внимателно.
Обичайно почистване
Използвайте топла вода, мек неутрален сапун и мека четка или кърпа. Изплакнете бързо и подсушете, без да притискате отворените ръбове.
Избягвайте парата и ултразвуковото почистване
Топлината и вибрациите могат да разширят течните включения, да отворят пукнатините и да повредят маслото или смолата, използвани за запълване.
Избягвайте силната топлина и резките температурни промени
Не пренасяйте турмалина директно от много гореща среда в студена или обратно и не го нагрявайте с горелка, докато е монтиран в бижуто.
Пазете цвета, който може да е получен чрез облъчване
При обичайно носене цветът на повечето турмалини е стабилен, но при някои изкуствено оцветени розови или червени турмалини цветът може да е чувствителен към топлина или продължително излагане на интензивна светлина.
Съхранявайте отделно
Сапфирът, диамантът и абразивните частици могат да надраскат турмалина, а самият турмалин може да надраска по-меките скъпоценни камъни.
Контролирайте праха, отделян при обработката
При рязане или шлифоване използвайте мокри методи и локална прахоуловителна система, носете предпазни очила и подходящи средства за защита на дихателните пътища, а работното място почиствайте по мокър начин.
| Риск | Възможен ефект | Начин за предотвратяване |
|---|---|---|
| Силен удар | Отчупен ъгъл, напукана призма, отворен канал за растеж или пълно разцепване по пукнатина. | Използвайте обков, който предпазва камъка, и подплатени работни повърхности; съхранявайте камъните отделно. |
| Пара | Топлинен шок, разширяване на включенията, повреда на пълнежа и промяна на цвета. | Вместо това почиствайте на ръка с топла сапунена вода. |
| Ултразвукови вибрации | Разрастване на пукнатини, разхлабване на пълнежа и повреди около течните включения. | Избягвайте ултразвуково почистване, особено когато не е известно дали камъкът съдържа включения или е бил обработван. |
| Ремонт с горелка | Напукване, предизвикано от топлина, промяна на цвета, повреда на смолата или пукнатини около включенията. | Когато е възможно, извадете скъпоценния камък преди запояване. |
| Силен разтворител | Повреда на масла, смоли, покрития, лепила или повърхностен обработващ слой. | Не използвайте ацетон, белина или силен разтвор за почистване на бижута и не накисвайте в алкохол материал с неустановен състав. |
| Повтарящо се износване | Заоблени ръбове, полирана повърхност със загубен прозрачен блясък и износени ръбове на кристала. | Сваляйте пръстените при работа с ръце и пазете бижутата от повърхности с абразивни частици. |
| Сухо шлифоване | Минерален прах, вдишван в белите дробове, и замърсяване на работилницата. | Използвайте мокро рязане, прахоуловителна система, подходящи предпазни средства и контролирано почистване. |
| Нестабилна материнска скала | Загуба на прилепнала слюда, фелдшпат, глина или струпвания от малки кристали. | Подпрете образците върху голяма площ, а материнската скала почиствайте внимателно, като въздействате върху нея възможно най-малко. |
Документиране и отговорно описание
В подробно описание на турмалина отделно се посочват принадлежността към група, минералният вид, наименованието на цвета, зоналността, обработката, географският произход, ориентацията на кристала, включенията, шлифовката и състоянието. Изразът „естествен турмалин Paraíba“ обхваща няколко заключения, всяко от които трябва да бъде обосновано отделно.
Група и минерален вид
Посочете първо турмалина, а елбаит, шорл, дравит, вид, свързан с увит или лидикоатит, или друг вид впишете само ако разполагате с подкрепящи данни.
Цвят и плеохроизъм
Опишете оттенъка, тона, наситеността, зоналността, цветовете в различни посоки, условията на осветление и дали наличието на мед е потвърдено с аналитични изследвания.
Обработка
Запишете нагряването, облъчването, употребата на масло или смола, покриването, съединяването на съставни части, поправката, заключението на лабораторията или неяснотата.
Ориентация на кристала
Отбележете c-оста, посоката на шлифоване, геометрията на зоналността, посоката на каналчетата, ориентацията на ефекта „котешко око“ и връзката с окончанията на кристала.
История на произхода
Запазвайте данни за мината, района, страната, вместващата скала, колекционера, датата на придобиване, предишни етикети и първични източници на аналитични изследвания.
Състояние
Заснемайте пукнатини, отчупвания, поправени участъци, износване на покритието, запълващ материал, разхлабена материнска скала, следи от повторно шлифоване, износване от полиране и промени с течение на времето.
| Елемент от описанието | Защо това е важно | Подходяща формулировка |
|---|---|---|
| Минерален вид | Формалният минерален вид се определя от атомите или йоните, заемащи кристалографските позиции, а не от цвета. | „Елбаит, потвърден с химичен анализ“ или „турмалин, минералният вид не е установен“. |
| Търговско наименование на цвета | Описва външния вид, без да се прави погрешно твърдение за минералния вид. | „Турмалин с цвят на рубелит“, „индиколит“ или „турмалин с динена зоналност“. |
| Мед | Позволява да се разграничи обикновеният синьо-зелен турмалин от медсъдържащия материал. | „Медсъдържащ турмалин, потвърден със спектроскопски изследвания“. |
| Произход | Географският произход може да повлияе на научното тълкуване и историческия контекст. | „Според лабораторния доклад произхожда от Мозамбик“ или „произходът не е документиран“. |
| Обработка | Влияе върху тълкуването на цвета, стабилността и грижата. | „Предполагаема термична обработка“, „установено е запълване на пукнатини“ или „обработката не е установена“. |
| Зоналност | Отразява историята на растежа и влияе върху избора на форма на шлифоване. | „Концентрична зоналност с розово ядро и зелен край, наблюдавана напречно на c-оста.“ |
| Състояние | Помага при планирането на консервацията, застраховането, закрепването и бъдещото сравнение. | „Каналче, достигащо повърхността в областта на павилиона“, „поправен връх на кристала“ или „стабилна пукнатина в матрицата“. |
Съвременна символика и значение за размисъл
Съвременното символично тълкуване на турмалина може да започне с наблюдаваните свойства на минерала, а не с твърдения за универсално древно значение. Една структура може да включва множество възможни състави; един кристал може да съдържа няколко цвята; едно и също тяло изглежда различно, когато се гледа по различни оси; а една полярна решетка реагира измеримо на топлина и натиск.
Единство без еднообразие
Турмалинът запазва същата структурна идентичност, въпреки че химичният му състав може да се различава значително, и така се превръща в образ на хармония без наложено еднообразие.
Гледна точка и плеохроизъм
Погледът от различни посоки разкрива различен интензитет и нюанси на цвета. Това позволява символичното разсъждение, че цялостната оценка може да изисква повече от една обоснована гледна точка.
Видими етапи на промяната
Цветните зони остават отделни в един и същ кристал и служат като пример за свързване на предишните и следващите етапи, без никой от тях да бъде заличен.
Реагираща структура
Пироелектричните и пиезоелектричните свойства символично напомнят за чувствителност, която остава организирана, а не разпиляна.
Граници и посока
Вертикалната набразденост и полярната ос се превръщат в образ на движение, направлявано от ясна ориентация.
Възприемана сложност
Общата формула не заличава разнообразието; тя придава на разнообразието структура, която може да се изследва и назове.
| Наблюдавана характеристика | Тема за размисъл | Практически въпрос |
|---|---|---|
| Многоцветна зонираност | Интегриране на отделни етапи | Кой предишен етап трябва да остане видим, вместо да бъде пренаписан? |
| Плеохроизъм | Външен вид, зависещ от гледната точка | Какво става по-ясно, когато погледнете ситуацията от другата страна? |
| Полярни краища | Посока и различия | Кои два края на процеса изпълняват различни, но необходими функции? |
| Вертикална набразденост | Последователно движение | Кои повтарящи се действия вече водят към желания резултат? |
| Променливо заемане на кристалографските позиции | Гъвкава структура | Коя роля може да се промени, без да наруши стабилността на по-голямата система? |
| Електрическа реакция на натиск | Организирана чувствителност | Каква полезна информация разкрива напрежението, преди да е нанесло щети? |
Преглед на съчетаването на цветовете
В тази практика за размисъл зонираността на турмалина, плеохроизмът, структурните позиции и полярната посока служат като отправна точка за систематизиране на сложен проект или решение. Достатъчни са многоцветен турмалин, снимка или обикновена рисунка на зонирана призма.
Първа част: определете структурата
- Формулирайте основната цел в едно изречение.
- Избройте елементите, които трябва да останат стабилни, за да запази работата своята идентичност.
- Разграничете неизменните изисквания от ролите, които могат да се променят.
- Посочете принципа, който обединява цялата структура.
Втора част: начертайте карта на зоните
- Разделете проекта на предходни, настоящи и оформящи се етапи.
- Запишете с какво е допринесъл всеки етап.
- Посочете една граница, която трябва да остане видима.
- Посочете една граница, която в момента пречи на полезното развитие.
Трета част: сменете гледната точка
- Разгледайте ситуацията от сегашното си положение.
- Разгледайте я от гледната точка на най-засегнатия човек.
- Разгледайте я като наблюдател, като се опирате само на документирани факти.
- Отбележете какво се променя според гледната точка и какво остава структурно вярно.
Четвърта част: определете посоката
- Изберете едно крайно състояние, към което трябва да водят следващите действия.
- Посочете сигнал за натиск, за който трябва да внимавате.
- Изберете едно действие, съответстващо на основната цел.
- Определете дата или измерим резултат, когато ще преразгледате новата област на работа.
Прочетете още специализирани ръководства за турмалина
Турмалинът може да се изследва чрез физиката на кристалите, еволюцията на пегматитите, оценката на находищата, историята на материала, ясно разграничените традиции, съвременните символни практики и целенасочения размисъл.
Често задавани въпроси
Турмалинът един минерал ли е?
Не. Турмалинът е супергрупа минерали, която включва много видове с обща кристална структура, но с различен химичен състав на кристалографските позиции.
Защо турмалинът има толкова разнообразни цветове?
Много различни йони могат да заемат няколко структурни позиции. Желязото, манганът, хромът, ванадият, медта, титанът, дефектите, радиацията и процесите на пренос на заряд могат да влияят на цвета.
Каква е общата формула на турмалина?
Структурната формула се изписва XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W. Всяка буква обозначава кристалографска позиция, която могат да заемат определени йони.
Защо напречното сечение на кристала е триъгълно?
Турмалинът принадлежи към тригоналната сингония. Съчетанията от призматични стени образуват триъгълни или заоблени триъгълни напречни сечения, често с извити ръбове и ясно изразени вертикални бразди.
Защо турмалиновите кристали са набраздени?
Редуващите се или повтарящи се призматични стени и неравномерният растеж по оста c създават ясно изразени успоредни бразди, които се простират по цялата дължина на кристала.
Какво означава хемиморфен?
В двата края на полярната ос на хемиморфния кристал се образуват различни форми. Затова краищата на турмалиновия кристал може да се различават по строеж.
Какво е елбаит?
Елбаитът е минерален вид от групата на алкалните турмалини, богат на литий и алуминий. Към него спадат много от прозрачните розови, червени, зелени, сини, безцветни и многоцветни скъпоценни камъни.
Всички черни турмалини ли са шорли?
Най-често срещаният черен турмалин е шорлът, но няколко минерални вида турмалин могат да изглеждат много тъмни. За точно определяне на минералния вид е необходимо да се изследва химичният състав, а не да се разчита само на цвета.
Какво е рубелит?
Рубелитът е търговско наименование за наситенорозов или червен турмалин, с пурпурночервен или розов оттенък. Това не е официален минерален вид.
Какво е индиголит?
Индиголитът е търговско наименование за син или синьо-зелен турмалин. Цветът му обикновено се дължи на свързано с желязото поглъщане на светлина.
Какво е хромиев турмалин?
Хромиевият турмалин е наситенозелен турмалин, чийто цвят се дължи главно на хрома, често заедно с ванадий. Съставът на много от тези камъни е близък до този на дравита или увита.
Какво е турмалин Параиба?
Терминът се свързва с яркосин, синьо-зелен, зелено-син, виолетов или зелен медсъдържащ турмалин, открит за първи път в североизточна Бразилия. Медсъдържащ турмалин се среща и в Нигерия и Мозамбик, затова произходът трябва да се посочва отделно.
Може ли произходът на турмалина Параиба да се установи по цвета?
Не. Медсъдържащите турмалини от Бразилия, Нигерия и Мозамбик могат да изглеждат еднакво. За установяване на географския произход са необходими усъвършенствани изследвания, но дори тогава заключението може да бъде направено с уговорки.
Естествен ли е диненият турмалин?
Да. Този модел се образува при растежа на кристала и промяната на химичния му състав: оформят се розова или червена сърцевина, светла преходна зона и зелена външна обвивка.
Защо турмалинът изглежда по-тъмен, когато се завърти?
За турмалина е характерен плеохроизмът. Той поглъща светлината различно в различните кристалографски посоки, затова при гледане по оста c често изглежда значително по-тъмен.
Плеохроизмът същото ли е като цветовото зониране?
Не. Плеохроизмът се проявява при промяна на посоката на гледане. Цветовото зониране е неподвижен модел, причинен от химичния състав, който остава на едно и също място в кристала.
Какво причинява ефекта „котешко око“ в турмалина?
Гъсто разположени успоредни растежни каналчета или влакнести включения отразяват светлината заедно. При кабошон с подходяща ориентация това отражение се фокусира в подвижна ивица.
Турмалинът с ефект „котешко око“ същото ли е като хризоберила с ефект „котешко око“?
Не. И двата вида имат ефект „котешко око“, но хризоберилът е по-плътен и по-твърд, има по-висок показател на пречупване, а ивицата на „котешкото око“ често е по-ярка.
Какво е пироелектричество?
Пироелектричеството е временно разделяне на електрически заряди, което настъпва при промяна на температурата на полярен кристал. В противоположните краища на турмалина се образуват заряди с противоположни знаци.
Какво е пиезоелектричество?
Пиезоелектричеството е образуване на електрически заряд, когато насочено механично напрежение променя поляризацията в кристал без център на симетрия.
Защо нагретият турмалин привлича прах?
Промяната в температурата може да създаде временен повърхностен заряд. Леките частици се привличат, докато зарядът се разсее от влагата, контакта или с течение на времето.
Каква е твърдостта на турмалина?
Твърдостта на повечето турмалини по скалата на Моос е 7–7,5. Те са устойчиви на много от ежедневните драскотини, но остават крехки и могат да се отчупят или счупят при удар.
Характерна ли е цепителността за турмалина?
Цепителността е слаба или неясна. Турмалинът по-често се чупи по пукнатини, каналчета, включения, тънки ръбове или ъгли, подложени на напрежение.
Подходящ ли е турмалинът за пръстени?
Да, особено ако камъкът няма структурни повреди и е монтиран ниско или в защитена обковка. Камъните с многобройни включения и незащитени издължени ъгли трябва да се пазят повече.
Как трябва да се почиства турмалинът?
Използвайте топла вода, мек неутрален сапун и мека четка или кърпа. Изплакнете за кратко и подсушете внимателно.
Може ли турмалинът да се почиства в ултразвукова вана?
Почистването с ултразвук не се препоръчва. Вибрациите може да разширят пукнатините или да повредят камъни с включения, пълни с течност, омаслени камъни, камъни, запълнени със смола, или камъни с много включения.
Може ли турмалинът да се почиства с пара?
Не. Рязкото нагряване може да доведе до разширяване на включенията и термичен шок, да промени цвета и да повреди запълващия материал.
Избледнява ли турмалинът на слънце?
Повечето естествени цветове остават стабилни при обичайно носене. Някои розови или червени турмалини, обработени с облъчване, може да са чувствителни към продължително излагане на интензивна светлина или топлина.
Обработват ли се с топлина сините или зелените турмалини?
Някои камъни се нагряват, за да се изсветлят прекалено тъмните цветови компоненти или да се променят виолетовите, кафявите или сивите оттенъци към по-ярки синьо-зелени. Такава обработка може да е трудна за установяване.
Облъчва ли се розовият турмалин?
Някои розови и червени турмалини се облъчват, за да се засили цветът, свързан с мангана. Естествените и обработените камъни могат да изглеждат еднакво, затова обработката може да е трудна за доказване.
Безопасно ли е да се носи турмалин, обработен с облъчване?
Скъпоценните камъни, обработени с облъчване, се подлагат на съответен контрол за безопасност, преди да бъдат пуснати в търговската мрежа. При обичайните грижи за такъв камък е важно да се има предвид възможната му чувствителност на цвета към топлина или силна светлина, а не обичайното носене.
Разпространени ли са синтетичните турмалини?
Не. Турмалинът е отгледан експериментално, но синтетичният турмалин с качество на скъпоценен камък се среща рядко в сравнение с обработените естествени камъни и имитациите.
Как да различим турмалина от стъклото?
Турмалинът се характеризира с двойно пречупване на светлината и плеохроизъм. Плътността му е по-висока от тази на много видове стъкло, а във вътрешността му често има тръбички, разположени в определена посока, или естествено зониране. Стъклото се характеризира с единично пречупване на светлината и може да съдържа мехурчета или линии от течението.
Как да различим зеления турмалин от изумруда?
Изумрудът е берил с по-ниска плътност, показатели на пречупване и двойно пречупване. Турмалинът обикновено се характеризира с по-силен плеохроизъм и различен вид включения.
Как да различим турмалина от топаза?
Топазът е по-плътен, принадлежи към ромбичната сингония, има по-слабо двойно пречупване и съвършено базално цепене. Турмалинът принадлежи към тригоналната сингония, характеризира се с плеохроизъм и вертикална ивица.
Какво представлява кварцът с включения от турмалин?
Това е кварц, в който има видими кристали на турмалин, най-често черни иглички или призми от шорл. Минералът, в който се намират, остава кварц, а не турмалин.
Може ли видът турмалин да се определи по външния вид?
Понякога външният вид може да подскаже вероятния вид, но поради сходствата в цвета и състава на различните видове за надеждна официална идентификация е необходим лабораторен химичен анализ.
Защо турмалините често се шлифоват в продълговата форма?
Естествените кристали обикновено са дълги призми. Удължената форма позволява запазването на теглото и може да помогне за ефективния избор на ориентация, като се вземат предвид плеохроизмът и цветното зониране.
Флуоресцира ли турмалинът?
Повечето турмалини не флуоресцират или флуоресцират слабо. Някои богати на манган розови или червени турмалини могат да проявяват слаба червена, оранжева или близка по цвят луминесценция.
Може ли турмалинът да надраска стъкло?
Турмалинът е достатъчно твърд, за да надраска много видове обикновено стъкло, но не е необходимо шлифован скъпоценен камък или документиран образец да се подлага на увреждащи тестове.
Може ли цветът да разкрие страната на произход?
Не. Турмалини с подобни цветове се срещат в няколко региона, а обработката може допълнително да намали видимите различия. За определяне на произхода са необходими документи и сравнение на аналитични данни.
Какво трябва да бъде посочено на етикета на турмалина?
Посочете, че това е турмалин, вида му, ако е потвърден, цвета или търговското наименование, зонирането, обработката, находището, източника на идентификацията, ориентацията на кристала или шлифовката, размерите, включенията и състоянието.
Заключителни размисли
В основата на разнообразието на турмалина стои структура, способна да побере различията. Силикатните му пръстени, боратните групи, октаедричните позиции, позициите в каналите, хидроксилът, флуорът, кислородът и вакансиите образуват достатъчно гъвкав скелет, в който могат да се образуват богатият на литий елбаит, богатият на желязо шерл, богатият на магнезий дравит, съдържащите калций видове, свързани с увита, и много други ясно определени членове на групата.
Този химичен състав се проявява чрез цвета. Желязото придава зелени, сини, кафяви и черни нюанси; манганът допринася за розови, червени, жълти и виолетови оттенъци; хромът и ванадият подсилват зеленото; медта придава необичайно ярък синьо-зелен цвят. Последователно образувалите се зони съхраняват промените в състава на пегматита или флуида, а плеохроизмът разкрива как една и съща химически еднородна област може да изглежда различно, когато се гледа от различни посоки.
Същата насочена структура определя както формата на кристала, така и електрическите му свойства. Турмалинът расте като набраздена тригонална призма с асиметрични краища. Поради полярната си ос температурните промени и механичните напрежения могат да създадат временен електрически заряд. Хемиморфизмът, пироелектричеството, пиезоелектричеството и зависещият от посоката цвят не са несвързани любопитни особености – те са различни проявления на една и съща подредена кристална решетка.
Затова всеобхватното разбиране на турмалина съчетава кристалография, химия на кристалографските позиции, геология на пегматитите, метаморфизъм, оптична минералогия, електрофизика, наука за обработката, фасетно шлифоване, изследвания на произхода и историческо тълкуване. Разнообразието му не е хаос. То е вариация в рамките на структура, достатъчно устойчива, за да остане разпознаваема при изключително широк диапазон от състави и цветове.