Ну и с присущей продуманному Творцу дотошностью расписал (чтобы у будущих разумных обитателей Земли не возникало недоумённых вопросов) всю цепочку возникновения этого чуда природы в недрах планеты. Задним числом.

И вот что получилось…Как видно на фото, в кристалле есть чередующиеся в определённом порядке слои, которые называют зональными. И они чередуются, отличаясь один от другого по физическим свойствам и химическому составу. Говоря о физических свойствах, в первую очередь нужно отметить два из них.

Это:

исключительная твёрдость (7-7,5 баллов по шкале Мооса);
наличие пьезоэлектрического эффекта (возникновение сильного электрического заряда с последующим разрядом при воздействии на кристалл вдоль его оси удлинения).

Если серьёзно, то возникновение такого причудливого минерала вплотную связано со свойствами таких металлов, как хром, железо, марганец, кобальт и даже уран. Их ещё называют элементами-хромофорами.

Помните понятие «валентность» в химии? Так вот в зависимости от неё, а также от положения атомов металла в узлах кристаллической решётки кристалл и приобретает тот или иной цвет.

В случае с турмалином происходит вот что:

В начале роста кристалла в кристаллообразующей среде превалируют ионы марганца Mn3+. Это от них зависит окрашивание минерала в пурпурно-розовый, «арбузный» цвет.
Однако по мере истощения в составе расплава ионов условия меняются на восстановительные, отчего происходит переход Mn3+ - Mn2+. А это даёт бесцветную (условно белую) зону.
После того, как ионы марганца заканчиваются, в дело вступает следующий элемент хромофор – железо. С реакцией Fe2+ - Fe3+, что даёт обратный переход от нейтрального цвета зоны к уже буро-зелёной – цвету арбузной корки.

Вообще турмалины представляют собой целую группу из 34 алюмосиликатов. К сведению – рубины и изумруды, стоимость которых иногда превышает стоимость бриллиантов, тоже алюмосиликаты.Только в кристаллической решётке турмалинов присутствует ещё и бор (В).

То есть алюмосиликат этот ещё и боросодержащий, а общая для всех формула будет выглядеть так:

XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W, где

Вакансия, то есть дефицит атомов щелочных металлов обозначает позицию Х. А Y – это

Fe2+, Mg2+, Mn2+, Al3+, Li1+, Fe3+, Cr3+.

Что касается индекса Z в формуле, то он представлен Al3+, Fe3+, Mg2+.

Остаётся Т. На место Т, в зависимости от вида турмалина, в кристаллическую решётку будут втиснуты Si4+, Al3+, B3+. Остаются V и W, с замещением в первом случае гидроксидом и молекулярным кислородом OH— и O2-, а во втором – железом и молекулярным кислородом F1+ и О2-.

Зато посмотрите, какой получился красавец, со своим чередованием SiO4-тетраэдров, YO4(OH)2-октаэдров и искажённых ZO3OH-октаэдров!

Не будем рассматривать всё разнообразие турмалинов, это не задача нашего материала. У нас речь об арбузном его варианте. А в нём пурпурно-розовый насыщенный цвет появился из-за обилия ионов Mn3+ в позиции Y. Хотя бывает, очень редко, в результате переноса заряда в паре Fe2+ → Ti4+, как это бывает в турмалинах из Кении, называемых красными дравитами.

Ну а цвет зелёной арбузной корки обусловлен переносами зарядов Fe2+ → Ti4+, Fe2+ → Fe3+ и O2− → Fe3+/Fe2+. Которые, как видно из соотношения их валентностей, располагаются в разных структурных позициях. Хотя иногда зелёный цвет может дать и трёхвалентный хром. В руинах он, например, даёт противоположный, розово-красный цвет, но в кристаллических решётках рубинов отсутствует корректирующий атом бора.

Заключение

Посмотрите на галерею красавцев-турмалинов, и можете убедиться, что наш арбузный герой занимает в их ряду вполне достойное место. Вон он, второй слева вверху, фото выше..

Минерал настолько красив и необычен, что «естественным образом» появились попытки подделок. Из стекла, иногда высококачественного. Но никакое стекло по твёрдости сравниться с этими полудрагоценными камнями не может. Что и демонстрирует любой турмалин, процарапывая стекло буквально в крошево .

И к слову, о стоимости турмалинов — иногда 1 карат этого кристалла стоит до 1200 долларов!

Видео — Арбузный турмалин нарезают ломтиками