Изумрудные копи Урала расположены несколько севернее г. Асбеста, на протяжении той же полосы ультрабазитов, с которыми связаны Баженовскис асбестовые месторождения. Наиболее подробное изучение этих месторождений предпринято было в 20-х годах нынешнего века академиком А. Е. Ферсманом, который дал очень содержательное описание этих копей, впоследствии уточненное и дополненное К. А. Власовым. Ко времени начала работы А. Е. Ферсмана минералогическая природа изумруда была уже вполне изучена и уверенно доказано, что зеленый цвет изумруда связан с растворением хрома в минерале берилле. Правда, хрома здесь немного, но все-таки он есть. Именно это сочетание бериллия и хрома в одном минерале представляло тогда главную трудность в понимании происхождения этого минерала.
Как раз в начале 20-х годов в нашей стране академиком В. И. Вернадским и А. Е. Ферсманом, который был другом и учеником В. И. Вернадского, были заложены начала новой дисциплины — геохимии, рассматривающей распространенность различных элементов в разных геологических условиях. Одним из первых твердо установленных геохимических законов было то, что в природе некоторые элементы распространены строго закономерно. Так, с гранитами связаны такие элементы, как фтор, вольфрам, олово, редкие щелочи и особенно бериллий. Собственно в самих гранитных породах этих элементов очень мало, но при остывании гранитной магмы и ее кристаллизации эти элементы накапливаются в последних порциях расплава и выделяются или в пегматитовых жилах, если эти летучие вещества не могут уйти из области кристаллизации, или в измененных породах — апогранитах или грейзенах, замещая по пути своего движения ранее существовавшие минералы.
Второй группой строго специализированных элементов являются такие элементы, как никель, кобальт, платина, палладий и хром, которые теснейшим образом связаны с бедными кремнекислотой ультрабазитовыми породами.
Своеобразие изумруда заключается в этом смысле в его полной «противозаконности»: в нем сочетается бериллий — типичный элемент грапитоидов — с хромом — типичным элементом ультрабазитов.
Исследования А. Е. Ферсмана на Изумрудных копях Урала позволили показать причину такого сочетания. Он установил, что минерализация этих копей образовалась в результате внедрения относительно более молодой гранитной магмы в ранее существовавшие ультрабазитовые массивы. Гранит, который внедрялся сюда, является, видимо, ответвлением от развитого к северу массива, с которым связаны многочисленные пегматитовые жилы Мурзинско-Адуйской полосы. Это может свидетельствовать о том, что гранитная магма, внедрившаяся в районе Изумрудных копей, была довольно богата летучими веществами вообще и бериллием в частности.
Предположив внедрение гранитной магмы в ультрабазиты, А. Е. Ферсман должен был здесь впервые выяснить контактную зональность, возникшую в таких контактах. Тщательное исследование ряда разрезов позволило ему определить, что в результате внедрения гранита вокруг него в ультрабазите возникает следующий реакционный ряд:
1) пегматит или гранит;
2) биотитовый слюдит (мощность до 1,5 м);
3) хлоритово-актинолитовая зона (до 1,0 м);
4) тальковый сланец (до 3 м);
5) неизмененный ультрабазит.