Корунд как минеральный вид

В системе минералогии корунд относится к классу “Простые оксиды” и является единственной природной модификацией глинозёма. Кристаллизуется в тригональной сингонии. Среди искусственных соединений известны: альфа-Al2O3 - тригональный (аналог корунда), гамма-Al2O3 - тетрагональный, эта-Al2O3 - кубический, хи-Al2O3 - гексагональный, тета-Al2O3 - моноклинный и другие.

Кристаллическая структура корунда имеет следующее строение: атомы кислорода образуют плотнейшую гексагональную упаковку, в октаэдрических пустотах её располагаются атомы алюминия, но не во всех, а только в 2/3 ( по так называемому “корундовому мотиву”), остальные пустоты (1/3) - вакантны (рис.). Изоструктурен с гематитом (Fe2O3).

Характерными формами нахождения корунда в природе являются кристаллы и мелкозернистые агрегаты. В огранении кристаллов, по разным источникам, установлено более 75 простых форм. Из них более 2/3 являются редкими либо недостоверными, а из оставшихся ~ 20-ти форм наиболее распространёнными являются 6 - 8 (рис.).

Основные физические характеристики

Удельный вес: 3,95 - 4,3 г/куб.см (теоретический удельный вес - 3,95 г/куб.см)
Твёрдость: по десятибальной шкале Мооса = 9, микротвёрдость усреднённая (для синтетических кристаллов) = 2108 кг/кв.мм - в зависимости от направления от 1940 до 2350 кг/кв.мм. Для сравнения: у алмаза твёрдость по Моосу - 10, микротвёрдость в 150 раз выше, чем у корунда; у топаза твёрдость по Моосу - 8, микротвёрдость 1920 кг/кв.мм.
Излом неровный до раковистого, спайность отсутствует, хрупок. Иногда хорошо развита отдельность по основному ромбоэдру r (рис.) и пинакоиду c , отмечалась отдельность по призме.
Показатели преломления: ne= 1,579 - 1,763; no= 1,767 - 1,771 (в некоторых справочниках no до 1,774). Двупреломление = 0,008.
Цвет природных корундов варьирует в широких пределах и является одним из основных признаков, по которым выделяются разновидности корунда (имеют значение главным образом в геммологии и торговле камнями ювелирного качества). Обычной является сравнительно бледная окраска голубых и серо-голубых тонов, распространены белые до бесцветного (прозрачный), желтоватые, розоватые цвета. На некоторых месторождениях цвет корунда бывает насыщенным (красным, синим, желтовато-розовым или оранжевым), но из-за повышенной трещиноватости или сильно развитой отдельности качественного материала для использования в ювелирном деле практически нет. Среди корундов ювелирного качества в зависимости от цвета, его насыщенности и оттенков, особых световых и цветовых эффектов выделяют довольно много разновидностей с ключевым названием рубин (бирманский, сиамский, звёздчатый и др.) или сапфир (австралийский, александритовый, благородный, звёздчатый и др.). Некоторые ювелирные разновидности имеют собственное название, например падпараджа - оранжевый корунд.

Особые оптические эффекты
(присутствуют в корундах из некоторых месторождений)

Дихроизм - различная окраска в зависимости от ориентировки кристалла относительно направления освещения. Александритовый эффект - различная окраска в зависимости от спектральной характеристики освещения. Астеризм (рис.) - дифференцированное световое пятно в виде шести-, редко двенадцатилучевой звезды (наблюдается на округлой поверхности кабошонов). Переливчатость - недифференцированное световое пятно (или слабо выраженная звезда).

Особенности химического состава. Природный корунд обладает относительно невысокой изоморфной ёмкостью. Обычно содержит примеси, но их количество редко превышает 1% для одной примеси и 2 - 2,5% для суммарной, хотя имеются исключения. Наиболее распространёнными примесями являются Fe и Ti (имеются сведения о содержании Fe2O3 в корундах до 2,86%). Менее распространены Mn, Ni, V и другие. Особое положение среди примесей занимает Cr. Он является основным хромофором, обеспечивающим красный цвет. В корундах большинства месторождений он не обнаруживается или присутствует в ничтожных количествах. Но в некоторых месторождениях содержание Cr2O3 достигает 1% и выше (например в корундах массива Рай-Из на Полярном Урале его содержание достигает 3,72%), и тогда корунд приобретает интенсивный красный, до тёмно-красного, цвет.