Геммология – раздел минералогии

| Категория реферата: Рефераты по геологии
| Теги реферата: реферат модель, доклад на тему
| Добавил(а) на сайт: Собаков.

Объектом непосредственного наблюдения в геммологии часто бывают лишь определенные разновидности минералов, которые отличаются каким-либо внешним признаком, чаще всего окраской, формой кристаллов, внешним видом и морфологическими признаками.

$5 Современные знания в геммологии

I. Классификация цветных камней.
В процессе развития геммологии было предложено множество классификаций ювелирных, поделочных и облицовочных камней, как в России, так и в других странах. Рассмотрим одну из них – классификацию цветных камней
Е.Я.Киевленко, на которую ссылаются большинство российских геммологов и основой которой является критерий стоимости самоцвета. Согласно этой классификации, цветные камни делятся на 3 группы:

- Ювелирные (драгоценные) камни;

- Ювелирно – поделочные камни;

- Поделочные камни.
В свою очередь, эти группы делятся на порядки:

[pic] Первая группа

1-ый порядок: алмаз, изумруд, рубин, сапфир синий.
2-ой порядок: александрит, оранжевый, зелёный и фиолетовый сапфир, благородный черный опал, благородный жадеит.
3-ий порядок: демантоид, шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, родолит, турмалин.
4-ый порядок: хризолит, циркон, жёлтый, зелёный и розовый берилл, кунцит, бирюза, аметист, пироп, альмандин, лунный и солнечный камень, хризопраз, цитрин.

[pic] Вторая группа
1-ый порядок: лазурит, жадеит, нефрит, малахит, чароит, янтарь, горный хрусталь (дымчатый и бесцветный).
2-ой порядок: агат, амазонит, гематит – кровавик, родонит, непрозрачные иризирующие полевые шпаты (беломорит и т.п.), «иризирующий» обсидиан, эпидот – гранатовые и везувиановые родингиты (жады).

[pic] Третья группа яшма, мраморный оникс, обсидиан, гагат, окаменелое дерево, лиственит, рисунчатый кремень, графический пегматит, флюорит, авантюриновый кварцит, селенит, агальматолит, цветной мрамор и т.п.
В группу ювелирно – поделочных камней объединены твердые и самые красивые непрозрачные камни, лучшие из которых используются наряду с драгоценными камнями в ювелирных изделиях, а рядовое сырьё – в массовом ювелирно – галантерейном и сувенирно-камнерезном производстве. Кроме того, к этой группе относятся довольно распространённые прозрачные камни – янтарь и горный хрусталь (дымчатый и бесцветный), стоящие значительно ниже, чем камни IV порядка.
Следует помнить, что данная классификация (впрочем, как и любая другая) не может считаться универсальной. Стоимость цветного камня определяется множеством изменяющихся факторов, например модой. В связи с этим возможно перемещение отдельных самоцветов как вниз, так и вверх по порядкам классификации Е.Я. Киевленко. Весьма показателен в этом отношении александрит - очень редкая разновидность минерала хризоберилла (BeAl2O4), изменяющая свою окраску в зависимости от природы источника освещения. В последние годы многие геммологи относят александрит к первому порядку первой группы, оценивая его стоимость зачастую выше алмаза, рубина, сапфира и изумруда. Я немного хочу рассказать об этом замечательном камне.

Александрит

|[pic] |
|Рис.1 Типичный сросток кристаллов александрита, размер|
|50 мм, |
|р.Токовая, Урал, Россия |

Александрит - наиболее ценная разновидность минерала хризоберилла. Впервые был обнаружен 1834 году на Урале. На сегодняшний день александрит добывают в Бразилии, Зимбабве, на Мадагаскаре. Встречается он также в Индии и Южной
Африке. В нашей стране александрит сейчас промышленно не разрабатывается. В ювелирных изделиях этот минерал встречается исключительно редко. Связано это с высокой стоимостью и редкостью качественного александрита. В советские времена за александрит частенько выдавался синтетический корунд с эффектом смены цвета. Сегодня по-прежнему за натуральный александрит выдают его синтетический аналог, природные гранаты, шпинели и корунды с эффектом смены цвета. От других похожих минералов александрит довольно легко отличить по оптическим свойствам при помощи несложных приборов. А вот александрит синтетического происхождения можно распознать только в лабораторных условиях.
На стоимостную оценку александрита влияют следующие критерии: способность изменять свой цвет в зависимости от условий освещения, цвет камня, чистота, огранка и вес.
Способность изменять цвет называется "реверс". Оценивается в процентном соотношении (на сколько сильно изменяется цвет). Чем больше реверс, тем дороже камень.
|[pic] |
|Рис.2. Ограненный александрит при искусственном |
|освещении, |
|р. Токовая, Урал, Россия |
|[pic] |
|Рис.3. Те же ограненные камни при дневном свете |

Цвет оценивается в двух видах освещения: при дневном и электрическом свете.
Александрит меняет цвет в диапазоне: при дневном освещении от слегка голубовато-зеленого до желтовато-зеленого, при электрическом - от оранжево- красного до сиренево-красного. Наиболее ценными цветами александрита являются: при дневном освещении зеленый, при электрическом – красный и слегка сиренево-красный. Чистота также влияет на стоимость - чем меньше включений, тем дороже камень. Идеально чистый александрит очень редок, в большинстве случаев он забит многочисленными минеральными включениями и трещинами. По этому признаку легко отличить синтетический корунд с эффектом смены цвета, в котором включений обычно нет. При оценке огранки учитываются геометрические пропорции камня, качество полировки, наличие сколов и трещин, выходящих на поверхность камня.

Вес оценивается в каратах - чем больше вес, тем дороже камень.

Встречаются александриты с эффектом "кошачьего глаза". Такая разновидность называется - цимофан. Цимофан обрабатывается в виде кабошона. Александрит с эффектом кошачьего глаза ценится значительно ниже, его цена не превышает
4500 долларов США за лучшие образцы.

II. Огранка драгоценных камней.

Многое самоцветы природа одарила прекрасными сверкающими гранями, изумительной игрой света. Но все-таки форма драгоценного камня не способна полностью раскрыть его очарование. Из-за воздействия атмосферных осадков, подземных вод и различных газов грани кристаллов покрываются бороздками, штрихами, ямками. Они не только скрывают очарование самоцветов, но и создают кажущееся впечатление об их ординарности. В природе трудно обнаружить кристалл без каких-либо дефектов, и чем больше камень, тем многочисленнее скрытые дефекты - микротрещины, посторонние включения в виде кристалликов или пузырьков воздуха.
Яркие, сверкающие на солнце всеми оттенками цветовой гаммы самоцветы с глубокой древности привлекали внимание человека. И чтобы сделать их красивыми, мастера пытались различными способами очистить и отполировать грани камней. Тогда они сверкали в лучах солнца, как самые чистые самоцветы.
Искусство резьбы по камню, или глиптика (от греческого слова glihtike - вырезать), - это изготовление гемм. Выгравированные на поверхности камней выпуклые изображения называются камеей, а углубленные изображения - инталией.
Древнейшими камнерезными изделиями были полые цилиндры из халцедона или агата, на которых изображали символические знаки и религиозные фигуры.
Такие цилиндры служили печатями или амулетами. Самые древние подобные предметы родом из государств Двуречья - Шумеры, Вавилона и Ассирии, процветавших задолго до наступления нашего летоисчисления. Первые резные фигурки из камня, представлявшие пластинчатоусых жуков или скарабеев, появились несколько тысячелетий назад. Их особо почитали в Древнем Египте.
Глиптика была широко распространена в Античной Греции. Очень высокого уровня это искусство достигло во времена Древнего Рима. Но в средние века это искусство было забыто. Только в эпоху Возрождения художники Италии вновь обратились к резьбе по камню. В настоящее время глиптика очень популярна во всем мире. Центром камнерезного искусства в Европе считается г. Идар-Оберштейн в Германии, откуда поступает на рынок Западной Европы около 90% резных камней.
Если раньше для изготовления гемм использовали различные по окраске агаты, яшмы, реже - аметисты, то постепенно в орбиту глиптики стали вовлекаться и другие камни. И не только поделочные, но и драгоценные. И сейчас даже на гранях алмаза можно увидеть различные выгравированные фигурки.
В древности, придавая форму камням, обычно лишь шлифовали и полировали природные грани. Таким образом, достигались блеск и сверкание камня.
Отполированные камни нанизывали на нитку и носили на шее в виде ожерелья или кулона. В особо важных случаях, как, например, при изготовлении наперстника для Первосвященника, ювелир должен был подобрать камень, удовлетворяющий по цвету и размерам, определенным требованиям, и даже к нему оправу. Кстати, в отличие от наших дней оправу подбирали долго и очень тщательно.
Самый популярный способ придания формы камню называется «кабошон», что означает «голова». Еще в Древнем Риме считалось, что такие камни помогают людям, страдающим близорукостью. Связано, это с тем, что прозрачные камни в виде полного кабошона представляют собой вогнутую линзу. Император Нерон наблюдал бои гладиаторов через кабошон изумруда, о чем пишет в своих сочинениях Плиний Старший.
Способом кабошона обрабатывали изумруды, рубины, сапфиры и гранаты. В наши дни все эти камни гранят, а форму кабошона придают лишь имеющим какие-либо дефекты. Кабошоном обрабатывается «кошачий глаз», звездчатые камни или астерии и, главным образом, полупрозрачные и непрозрачные камни. Астерия - это синие (звездчатый сапфир) или красные (звездчатый рубин) корунды. При огранке в этих камнях при соответствующем освещении возникает шестилучевая звезда. Темно-красному гранату, который раньше называли карбункулом, настолько часто придавали форму кабошона, что это название стало его синонимом. В середине прошлого века это был самый популярный камень для брошей. Сейчас он вновь входит в моду.
Кабошоны бывают трех типов с постепенным переходом от одного к другому.
Первый тип: правильной формы выпуклый кабошон без граней. Обе поверхности камня, верхняя и нижняя, изогнуты, причем обе кривизны имеют одинаковый знак. При огранке лунных и звездчатых камней верхняя поверхность обычно более выпуклая, что способствует лучшему оптическому эффекту. Рубину или сапфиру глубоких розовых или голубых оттенков придают очертания, усиливающие свечение камня.
Опалы всегда делают более выпуклыми на открытой стороне. Хризоберилловый
«кошачий глаз» обрабатывают с искривлением основания. Все это усиливает, цвет и сохраняет первичную массу камня.
Выпуклый кабошон при уплощении противоположной стороны переходит во второй тип простой кабошон (наподобие застывшей капли свиного сала). У него нижняя поверхность всегда плоская. Эта наиболее древняя форма обычно используется для кварцевого «кошачьего глаза», а иногда и для красных гранатов.
При смене кривизны нижней поверхности возникает кабошон третьего типа - выпукло-вогнутый. На нижней поверхности при этом образуется выемка. Такой способ предпочтительнее при обработке темных камней, например, густо окрашенных карбункулов.
При фасетной огранке весь камень покрывают плоскими гранями. Прежде эта форма определяла светский характер и подчеркивала магическую силу камня.
Существует четыре разновидности фасетной огранки: а) алмазной таблицей: в виде тонкой пластины с большой плоской гранью сверху; б) розой: множество треугольных и ромбических граней образуют выпуклость в форме летящей капли на плоском основании (так, например, роза Антверпена содержала 12 граней, роза с красной вставкой - от 12 до 24 граней); в) алмазная, или бриллиантовая, огранка осуществляется в виде двух составленных основаниями усеченных пирамид, из которых одна смотрела вершиной вверх, другая - вершиной вниз и вся эта конструкция вставляется в оправу; г) огранка «лесенкой» близка по форме к усеченной пирамиде, но вершина и боковая грань выполняются в форме трапеции.
Долгое время считалось, что алмаз нельзя обработать из-за его чрезвычайно большой твердости. Поэтому вплоть до XX века алмазные октаэдры просто вставляли в оправы. Впервые шлифовать грани алмазов металлическими дисками с алмазными порошками начал в XIX веке Луи де Беркан из города Брюгге в
Бельгии, хотя вполне возможно, что этот способ зародился еще в Индии.
Первые гранильщики настолько увлекались своим могуществом над алмазами, что стали придавать камням фантастические формы. Однако при этом они не осознавали, каковы уникальные возможности самого камня.
Вплоть до второй половины XVI века камням в Европе придавали только правильные формы алмазного наконечника и алмазной таблицы. Обе эти формы основаны на использовании правильного октаэдра. Примитивные инструменты и отсутствие алмазной пилы, которая появилась только 100 лет назад, делали труд гранильщика тяжелым и долгим. Ведь стачивали 1/16 часть всей массы камня.
В середине XVI века на основе алмазной таблицы был получен после огранки фасетный камень с многоугольной площадкой. Четыре боковых ребра в верхней и нижней частях камня ошлифовываются таким образом, что на их местах возникают плоские фасеты. Эта так называемая простая, или ординарная, огранка вместе с двумя концевыми плоскостями насчитывает 16 фасет.
При дальнейшем наложении фасет на боковые ребра возникает «двойная» огранка с 34 фасетами и округлыми очертаниями в плане. Эта огранка розой, изобретение которой приписывают французскому кардиналу Мазарини, носит его имя. Жюль Мазарини сам увлекался обработкой алмазов и собрал великолепную коллекцию драгоценных камней, которую завещал французской короне. В настоящее время розой гранятся только мелкие алмазы.
В конце XVII века венецианский гранильщик Винченцо Перуцци разработал новый вид огранки алмазов, насчитывающий 58 фасет. Хотя контур камня при этом становится круглым, но огранка уже приближается к бриллиантовой. В Индии бриллиант имел 10 граней, в Старой Англии- 37, в Португалии - до 74. А огранка XX века уже содержит от 80 до 88 граней.
Полная бриллиантовая огранка, которая была разработана в 1910 году, включает не менее 32 фасет в верхней части и не менее 24 фасет в нижней.
Существуют и специальные виды огранки с большим числом фасет: королевская -
86 фасет, величественная - 102, профильная, или принцесс, 144- 146 фасет.
При одном и том же типе шлифовки камням могут быть приданы весьма разнообразные формы: сердце, герб, бочонок.

III. Облагораживание и улучшение качества ювелирных и поделочных камней.
Редкость – качество, присущее природному камнесамоцветному сырью.
Человечество издавна стремилось получить самоцветы искусственным путём, а также улучшить качество природных самоцветных камней. Однако только в наше время стало возможно искусственно выращивать аналоги алмаза, рубина, сапфира, изумруда и других драгоценных минералов. Некоторые вещества, выращенные в технических целях, также с успехом стали использовать в ювелирном деле, например иттрий – алюминиевые и галлий – гадолиниевые гранаты.
Синтез минералов – интересная область минералогии. Каким образом улучшают качество самоцветного сырья? Под облагораживанием ювелирно – поделочного материала понимают искусственное улучшение его свойств с целью повышения ювелирных и художественно – декоративных качеств самоцветов. Чаще всего облагораживание связано с изменением окраски минерала. Люди занимались этим ещё в глубокой древности. При облагораживании использовали мёд, различные охры и сурик, медный купорос, примитивные кислоты. С развитием химии пропитка минералов различными химическими реагентами стала обычным делом. В наше время после открытия радиоактивности и рентгеновских лучей было обнаружено, что многие самоцветы обладают способностью изменять цвет при ионизирующем облучении. Сейчас в геммологии накоплен большой опыт облагораживания минерального камнесамоцветного сырья. В практических целях для изменения окраски минералов используют три типа воздействия:

[pic] Пропитывание химически активными веществами;

[pic] Термическое воздействие;

[pic] Ионизирующее облучение.
Рассмотрим каждый тип воздействия. Весьма удачный пример всем известный самоцвет бирюза. Этот сложный фосфат меди (Cu(Al,Fe)6[PO4]4(OH)8 * 4H2O), теряя воду, бледнеет. Ювелиры
|[pic] |
|Рис. 4. Цветные разновидности кварца: |
|слева - морион (черный), на переднем плане|
|- цитрин (желтый), на заднем плане - |
|раухтопаз (серый), справа - аметист |
|(фиолетовый) и изделия из него. |

называют этот процесс старением бирюзы. Чтобы избежать старения, в давние времена бирюзу пропитывали воском, парафином, жиром, а в наше время - коллоидальным кремнеземом, жидким стеклом, различными органическими смолами. Агат, скрытокристаллическая, полосчатая разновидность кварца
(SiO2), чаще всего в природе встречается в виде натечных агрегатов серого цвета. Для окраски агатов используют неорганические соли хрома (зеленый цвет), железа (желтый цвет), кобальта (синий цвет), никеля, меди и других металлов. Часто химическую пропитку агатов сочетают с температурным обжигом: в старину невзрачные серые агаты выдерживали в сахарном сиропе, а затем обжигали в печах, получая при этом замечательные ониксы, с контрастным цветным рисунком. Окрашенные старыми мастерами агаты практически невозможно отличить от лучших природных образцов.

Качество природных цветных камней можно улучшить термообработкой.
Горщики Урала, извлекая из недр кристаллы мориона (черная разновидность кварца) (рис.1), запекали их в тесто и в результате обжига получали прекрасные желтые кристаллы цитрина - несомненно, более ценную разновидность.

Поступающие на мировой рынок из стран Индокитая природные сапфиры зачастую характеризуются слишком густым черно-синим цветом, что существенно снижает их стоимость. Прогрев в течение нескольких суток при температуре более
1000о C, как правило, позволяет сделать природные сапфиры существенно более светлыми.