3. ВЛАСТИВОСТІ КОМІНІЙ

Вивчення конкретних фізичних та оптичних характеристик кожного матеріалу дозволяє нам ідентифікувати дорогоцінні камені та диференціювати їх.

основний

3.1. Фізичні властивості самоцвітів

Фізичні властивості, які ми розглядаємо:

  • Твердість. Протидія, яке представляє тіло, щоб його подряпали.
  • Завзятість. Протидія, що тіло представляє роздвоєне.
  • Відшарування. Властивість руйнування за певними структурними площинами.
  • Перелом. Поверхня, яка залишається в мінералі при руйнуванні без відшарування.
  • Питома вага. Кількість разів, коли матеріал важчий за об’єм води.
  • Теплопровідність. Теплообмінна здатність матеріалу.

Твердість

Твердість мінералу визначається за шкалою Мооса, порівнюючи його з матеріалами відомої твердості. Необхідно довести, який мінерал він дряпає, а який - дряпаючи, залишаючи твердість фіксованою між твердістю обох. Якщо їх твердість збігається з твердістю однієї шкали, вони подряпають один одного.

У дорогоцінних каменях перевірка твердості є руйнівним випробуванням, яке не застосовується на обрізаних каменях. Однак важливо знати твердість самоцвітів, оскільки саме головна характеристика визначає їх довговічність після того, як їх встановлять на ювелірні вироби.

Однак твердий самоцвіт може бути крихким через відшарування або внутрішні нерівності.

Шкала твердості по Моосу 1 два 3 4 5 6 7 9
ПОРОШОК ТАЛКУМОВИЙ Подряпини цвяхом
АКЦІОНЕРИ Подряпини цвяхом
КАЛЬЦІТ Подряпини бритвою
ФЛУОРИТ Подряпини бритвою
АПАТИТ Подряпини бритвою
ОРТОЗА Подряпина до звичайного скла
КВАРЦ Подряпина до звичайного скла
КОРИНДОН Подряпина до звичайного скла
Твердість найважливіших самоцвітів Діамант Рубін Сапфір Хризоберил Шпінель Топаз Аквамарин Геліодор Морганіт Смарагдовий Гранант Турмалін Кварц Танзаніт Перідот Опал Бірюзовий Коралові
10
9
9
8.5
8
8
7,5 - 8
7,5 - 8
7,5 - 8
7,5 - 8
7.5
7 - 7,5
7
6,5 - 7
6,5 - 7
5 - 6
5 - 6
3,5 - 4

Відшарування

Фізичні властивості, що походять від структури мінералу, руйнуватися за певними слабшими структурними площинами. Це дуже важлива властивість у процесі каміння камінням. У вирізаних самоцвітах це видно за орієнтацією внутрішніх тріщин.

Питома вага

Це визначально для ідентифікації багатьох самоцвітів. Для його розрахунку можна використовувати прецизійні ваги із застосуванням гідростатичного методу або використовувати важкі рідини з відомою питомою вагою.

Теплопровідність

Перевірка цієї властивості використовується в основному для розділення алмазу та його імітацій за допомогою загальновизнаних «алмазотестерів». Майте на увазі, що в даний час існує імітація алмазу (муасаніту), який не відрізняється звичайними тестерами провідності.

3.2. Оптичні властивості самоцвітів

Колір

Підсвічуючи тіло білим світлом, частина випромінювання видимого спектру поглинається, а решта передається. Відчуття кольору зумовлене випромінюванням або сукупністю переданих випромінювань.

Колір самоцвіту залежить від природи світла, яке він пропускає шляхом відбиття та прозорості.

Колір залежить від наявності певних елементів у його хімічному складі та внутрішньої структури самоцвіту.

В даний час існують системи, які об’єктивно описують колір самоцвітів, наприклад система GemeWizard.

Яскравість

Світло, що відбивається зсередини дорогоцінного каміння. Яскравість буде залежати від прозорості самоцвіту і, перш за все, від якості вирізу, який він має.

Не слід плутати з блиском, тобто світлом, що відбивається від поверхні вирізаного самоцвіту.

Прозорість

Прозорість - це більша чи менша можливість проходження світла через тіло. У самоцвітах прозорість залежить головним чином від кількості включень, які вони мають. Впливає і товщина каменю. Самоцвіти зазвичай класифікуються як прозорі, напівпрозорі та непрозорі.

Заломлення

Заломлення - це явище, коли промінь світла, який перетинає межу між двома середовищами (наприклад, потрапляючи в самоцвіт з повітря), відхиляється від початкового напрямку. Значення показників заломлення самоцвітів отримують за допомогою рефрактометра і є важливими для гемологічного аналізу.

Двопроменезаломлення

Дволучезаломлення - це явище, при якому падаючий промінь світла породжує два заломлених промені всередині самоцвіту. Двопроменезаломлюючі камені мають два показники заломлення, і різниця між ними забезпечує значення двозаломлення, характерне для кожного дорогоцінного каміння.

Оптичний характер

Це поведінка світла при проходженні крізь камінь. Самоцвітами можуть бути:

  • Ізотропний. У них немає двозаломлення. Вони поводяться на світлі однаково у всіх напрямках. До цієї групи належать аморфні речовини та мінерали, які кристалізуються в кубічній системі.
  • Анізотропний. Вони мають двозаломлення. Вони мають різну поведінку залежно від напрямку проходження світла. Так само, як і всі інші дорогоцінні камені. Анізотропні речовини можуть бути однотонні або біаксичний і мають оптичний знак позитивні або негативний.

Для визначення подвійного заломлення та оптичної природи використовуються полярископ та рефрактометр.

Дуже сильне двозаломлення спостерігається в кальцитовій брилі.

Дисперсія

Розсіяння - це властивість розбивати біле світло на кольори веселки, проходячи крізь речовину і заломлюючись. Це можна побачити неозброєним оком. Самоцвіти з високою дисперсією, такі як діамант, мають спалахи кольорів веселки, які називаються "вогнем".

Плеохроїзм

Властивість анізотропних мінералів поглинати світло різної довжини хвилі залежно від напрямку, отже, кольори дещо відрізняються залежно від напрямку. Для спостереження плеохроїзму використовується дискоскоп або полярископ.

Оптичний спектр

Характерні поглинання в електромагнітному спектрі видимого діапазону. Для спостереження за оптичним спектром використовується ручний спектроскоп. Для спеціальних показань доводиться вдаватися до лабораторних спектрофотометрів, які забезпечують набагато точніші показники.

УФ-люмінесценція

Поведінка впливу ультрафіолетового світла. Для його спостереження використовуються ультрафіолетові лампи (довгі та короткі хвилі).

Загальна характеристика найважливіших самоцвітів

Кристалічна система Оптичний характер Індекс
рефракція		 Двопроменезаломлення Твердість Питома вага
ДІАМАНТ Кубічний ізотропний 2417 - 10 3,52
КОРИНДОН
(Рубін, сапфір) Тригональний однотонні (-) 1762-1,770 0,008 9 4.00
БЕРИЛЬ
(Смарагд) Шестикутна однотонні (-) 1,570-1,579 0,005-0,009 7,5-8 2,67-2,78
(Аквамарин) Шестикутна однотонні (-) 1,575-1,582 0,005-0,009 7,5-8 2.71
Шпінель Кубічний ізотропний 1718 - 8 3.60
ХРІЗОБЕРИЛ
(Александрит, Кімофано) Ромбічний біаксичний (+) 1746-1,755 0,009 8.5 3.73
КВАРЦ
(Аметист, цитрин, агат)		 Тригональний одноманітний (+) 1,544-1,553 0,009 7 2,65-2,70
БІРКУЗА Триклініка біаксичний (+) 1,610-1,650 0,040 5-6 2,40-2,85
JADEÍTA Моноклініка біаксичний (+) 1660-1,680 0,020 6.7-7 3.33
ТОПАЗ
(синій, безбарвний) Ромбічний біаксичний (+) 1,609-1,617 0,008 8 3.56
(Жовто-рожевий) Ромбічний біаксичний (+) 1629-1,637 0,008 8 3,53
ТУРМАЛІН Тригональний однотонні (-) 1,624-1,644 0,020 7-7,5 3.05
ПЕРИДОТ Ромбічний біаксичний (+) 1654-1,690 0,036 6,5-7 3.34
ГРАНЕТ
(Альмандин) Кубічний ізотропний 1760-1,820 - 7.5 4.05
(Хамство) Кубічний ізотропний 1735 - 7 3,34-3,73
(Демантоїд) Кубічний ізотропний 1875 - 6,5-7 3.84
ОПАЛ Аморфний ізотропний 1450 - 5-6 2.15-2.20

3.3. Спеціальні оптичні ефекти

Явища, спричинені включеннями, дефектами або структурними характеристиками. Їх називають відповідно до ефекту, який вони виробляють.

Котяче око (Chatoyancy)

Ефект виникає завдяки включенням у вигляді голок або тонких трубочок (капілярів), орієнтованих лише в одному напрямку. Відбиваючи світло від них, утворюється рухома вузька світлова лінія або область. Камені з таким ефектом вирізані в кабошон, і можуть бути представлені в хризоберилі, кварці, турмаліні, апатиті, скаполіті, берилі, діопсиді тощо.

Вплив котячого ока на апатит.

Астеризм (зірка)

Включення у вигляді голок, орієнтованих у двох-трьох напрямках. Коли світло відбивається в них, виникає зіркоподібна світність. Іноді на одному камені може з’явитися кілька зірок. Зірка може мати чотири-шість очок. Потрібно, щоб камені були вирізані в кабошон.
Він може бути представлений в рубіні, сапфірі, кварці, гранаті, діопсиді, енстатиті тощо.

Авантюрний ефект (Adventurescence)

Включення слюдяних або олігістових (гематитових) пластин, які створюють невеликі світіння при переміщенні каменю.
Може траплятися в польових шпатах (сонячний камінь), авантюриновому кварці, золотому або срібному обсидіані.

Сонячний камінь польовий шпат.

Адуларесценція

Пластинчаста структура або дисперсні частинки, що спричиняє синювате або білувате світіння, яке, здається, плаває всередині каменю. Присутні в польових шпатах (місячний камінь або адулярія).

Адуларесценція на місячному камені.

Опалесценція

Розсіяні частинки, що викликають похмурий або молочний вигляд. Опал, кварц тощо.

Вплив опалесценції на жовтий опал.

Райдужність (ефект веселки)

Інтерференційні явища, що виникають у тріщинах, переломах або відшаруваннях.
Може траплятися в будь-якому камені, часто кварцовому (ірисовий кварц).

Райдужність у тріщині зеленого берилу. Фото: Ентоні де Гутьєр.

Кольорова гра

Дифракція світла виробляється у благородному опалі завдяки розташуванню кульок аморфного кремнезему у вигляді шарів. Видно різні кольорові ділянки, які світяться або вимикаються, і змінюють колір під час переміщення каменю. Присутні в опалі.

Гра кольорів у благородному опалі.

Лабрадорсценція

Пластинчаста структура за допомогою полісинтетичного здвоєння. Викликає різнокольорове відображення на вигляд металу, інколи відображаючи всі кольори в спектрі. Польові шпати (лабрадорит), коріт тощо.

Схід

Відображення світла в шарах арагоніту. Типове світіння перлів.

Орієнтуються в культивованих перлах.

3.4. Включення в дорогоцінні камені

Вивчення включень має важливе значення для гемологічного аналізу. Дослідження проводиться за допомогою 10-кратної лупи або за допомогою бінокулярної лупи.

Важливість дослідження включень

Інклюзія - це будь-який тип нерівностей, матеріалу, оптичної неоднорідності або дефекту, що виникає всередині самоцвіту. У геології включення дозволяють нам краще зрозуміти походження та процес утворення мінералів. Вивчення включень в гемології має надзвичайне значення, оскільки дозволяє:

  • Визначте дорогоцінний камінь, оскільки для деяких дорогоцінних каменів є деякі характерні включення (демантоїдний гранат, перидот, місячний камінь, аметист тощо).
  • Іноді визначають країну або депозит Росії джерело конкретного дорогоцінного каміння, оскільки деякі включення є унікальними для шахти або місцевості (смазочний паризький музо, целійський рубіновий галоциркон тощо).
  • Розрізняють походження природні або синтетичні самоцвіту. У цьому випадку спостереження за включеннями є вирішальним, оскільки решта властивостей та ідентифікаційних характеристик подібні або однакові. Однак середовище, в якому утворюються природні дорогоцінні камені або синтетичні камені, дуже різне, і різні включення залишають свій слід всередині кристалів.
  • Визначте наявність лікування наноситься на самоцвіт для поліпшення його кольору або/і чистоти. Лікування змінює включення всередині дорогоцінних каменів або додає внутрішні характеристики, що дозволяють виявляти оброблені камені за допомогою мікроскопічного дослідження.

Види включень

Класифікація за фізичним станом:

Включення поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Включення, що містять більше однієї фази, також дуже поширені, наприклад рідина з газовим міхуром. Багатофазні включення утворюються, коли однорідна рідина, з якої утворюється кристал, затримується в порожнині кристала і згодом, у міру падіння температури та тиску, вона поділяється на кілька фаз. Ці включення також називають включеннями рідини.

Генетична класифікація:

  • Протогенетичний: Вони завжди тверді. Сформований до генерування кристала і включений до його внутрішньої частини під час росту. Приклади: актиноліт у смарагді, алмаз у алмазі, піротин у шпінелі тощо.
  • Сингенетичний: Ці включення утворилися в процесі кристалізації кристала, що їх містить, охоплюючись ним. Вони можуть бути твердими або рідкими. Приклад: олівін у алмазі, кальцит у корунді, доломіт у смарагді, трифазні включення у колумбійських смарагдах тощо.
  • Епігенетика: Вони являють собою включення, які утворюються після закінчення формування кристала-господаря. Зазвичай це переломи, ореоли, вторинні мінерали, заповнення тріщин або порожнеч тощо.