 |
|
Характерные признаки природных и синтетических драгоценных камней
Различия между синтетическими и природными драгоценными камнями
Идентификация имитаций драгоценных камней основана на различии физических констант самой имитации и драгоценного камня, который она имитирует. В этом смысле синтетическую шпинель (за исключением красной) также можно отнести к имитациям, так как ее используют в качестве имитации других драгоценных камней, но не природной шпинели.
Однако определение синтетических аналогов таких ювелирных камней как алмаз, изумруд, кварц, рубин, сапфир и александрит, затруднено, поскольку их константы и константы природных камней очень близки. Идентификация таких камней основана на признаках, обусловленных различиями в условиях и времени роста между природными и синтетическими кристаллами. К ним относятся линии роста, цветовая зональность и включения. Все эти признаки помогают отличать природные камни от синтетических.
Линии роста и цветовая зональность
Изогнутые линии роста и криволинейную цветовую зональность обычно можно видеть только в окрашенных корундах, выращенных методом Вернейля.
Двойникование
Двойники являются особенностью природных камней
Типы включений
Включения в природных драгоценных камнях можно разделить на три основные группы.
1. Протогенетические включения (уже существовавшие раньше, чем образовался кристалл). Они состоят из минералов (иногда в виде хорошо ограненных мельчайших кристаллов), которые образовались до того, как начал расти кристалл-хозяин. Апатит в корунде и гранате гессоните, слюда в корунде, кварце и изумруде, рутил в кварце, алмаз в алмазе и пирит в корунде и изумруде — обычные включения этого типа.
2. Сингенетические включения (образовавшиеся одновременно с кристаллом). Они состоят из материала, который существовал одновременно с кристаллом-хозяином (они могли расти из того же раствора, что и кристалл-хозяин, или иметь похожую атомную структуру). Они могут присутствовать в виде кристаллов, в виде захваченных жидких включений или в виде жидкости, попавшей в трещины, которые затем закрылись растущим кристаллом-хозяином (так называемые «залеченные трещины»). Если захваченное жидкое включение содержит газовый пузырек или миниатюрный кристаллик, или и то и другое, оно называется соответственно двухфазным или трехфазным. Двухфазные и трехфазные включения встречаются в изумрудах и топазах. Двухфазные включения можно увидеть в аквамарине. Обычные кристаллические включения этого типа — иглы рутила в корунде и кварце, оливин в алмазе, шпинель и циркон в корунде, а также апатит в корунде, гранате и шпинели. Мельчайшие октаэдры шпинели могут приводить к образованию перьевид-ных структур в некоторых видах красной шпинели.
3. Эпигенетические включения (возникшие после кристаллизации минерала-хозяина). Эти включения обрачукнся после формирования кристалла-хозяина. Они возникают в результате перекристаллизации в трещинах инородных материалов. В корундах из Шри-Ланки включения кристаллов циркона (содержащего радиоактивные элементы уран и торий) несколько увеличиваются в размерах в результате внутреннего облучения альфа-частицами, и при этом разуются трещины, связанные с наличием напряжений и начинаем! «цирконовые гало».
Характерные признаки природных и синтетических драгоценных камней
Характерные и признаки синтетических камней во многом связаны с наличием газовых пузырей, остатков шихты или водных растворов либо металлических пластинок от производственного оборудования.
Александрит
Природный камень часто содержит «перья» и двухфазные включения. В поляризованном свете можно выявить ступенчатые двойниковые плоскости.
Синтетический александрит выращивают раствор-расплавным методом, методом вытягивания Чохральского и методом зонной плавки («Сейко»). Камни, выращенные первыми двумя методами, характеризуются наличием скоплений пылевидных включений (возможно, параллельных поверхности затравки). Встречаются также беспорядочно ориентированные иглы, параллельные удлиненные кристаллы и тонкие треугольные платиновые пластинки. Ранее синтезированные раствор-расплавным методом камни содержат заполненные жидкостью трещины.
Алмаз
Природный алмаз содержит большое количество включений, в том числе кристаллы граната, оливина, хромдиопсида, хромэнстатита и пирита.
На поверхности кристаллов алмаза (или «найфах», т. е. участках природных граней на рундисте ограненного камня) могут встречаться треугольные структуры роста или «тригоны» травления. В то время как все природные алмазы практически инертны при облучении коротковолновым УФ, около 20% их проявляют флюоресценцию в длинноволновом УФ (и природные и синтетические-
алмазы люминесцируют при облучении рентгеновскими лучами). Природные алмазы, флюоресцирующие голубым при освещении их длинноволноним УФ, дают слабую желтую фосфоресценцию (это является диагностическим признаком для алмазов, так как никакой другой минерал, флюоресцирующий голубым при освещении длинноволновым УФ, не имеет желтой фосфоресценции).
Синтетические алмазы ювелирного качества, имеют определенные диагностические признаки. Камни, синтезированные «Дженерал электрик», обладают магнитными свойствами (что связано с присутствием в ни металлического катализатора, используемого при синтезе), но это можно обнаружить только с помощью сильного магнита, который сможет притянуть и незакрепленный камень, подвешенный на нитке.
Хотя идентифицировать большинство синтетических алмазов можно по их сильной флюоресценции в коротковолновом УФ и магнитным свойствам.
Изумруд
Диагностические признаки природных изумрудов сильно меняются в зависимости от источника их нахождения.
Бразилия Слюда биотит и тонкие жидкие пленки, напоминающие булыжную мостовую.
Колумбия Трехфазные включения с зазубренными концами, содержащие жидкость, газ и кристаллы соли (галита) во всех рудниках.
Индия Гексагональные кристаллы, содержащие двухфазные включения, по виду напоминающие запятые, и слюду.
Пакистан Чешуйки слюды, кристаллы фенакита и тонкие жидкие пленки, напоминающие вуаль.
ЮАР Чешуйки фуксита — зеленой хромсодержащей слюды.
Россия Чешуйки слюды и зеленые кристаллы актинолита напоминающие по форме бамбуковые палочки.
Замбия Кристаллы турмалина, чешуйки слюды, удлиненные двухфазные включения, волокнистые и игольчатые кристаллы тремолита.
Зимбабве Волосовидные волокна тремолита, слюда.
Синтетические изумруды, выращенные раствор-расплавным методом обычно имеют более низкие показатель преломления, двупреломление и удельный вес, чем природные изумруды. Различить природные и синтетические раствор-расплавные изумруд можно также с помощью рефрактометра. Более низкие значения показателя преломления, двупреломления, удельного веса синтетических изумрудов обычно связаны с отсутствием оксидов железа. Отсутствие железа приводит к более интенсивной люминесценции в длинно- и коротковолновом УФ, чем большинство природных изумрудов. По этой же причине синтетический продукт более прозрачен в коротковолновом УФ.
Имеется также существенная разница между теплопроводностью синтетического и природного изумруда, и это свойство можно использовать для идентификации, применяя соответствующие тестеры, которые были разработаны для идентификации цветных камней (см. «Тестеры теплопроводности» в гл. 12).
В синтетических изумрудах могут присутствовать следующие включения:
| Изумруды, синтезированные раствор -расплавным методом |
Скрученные вуали, напоминающие кружево трещины (похожие на тонко рассеянный сигаретный дым) и прозрачные бесцветные кристаллы фенакита (обычно присутствующие в большинстве синтетических изумрудов). Изумруды «Сейко» содержат пылевидные частицы вблизи поверхности, а также двухфазные включения в скрученных перьях и окрашенные линии роста, параллельные площадке. Жидкие капли в изумрудах Lennix могут также состоять из двухфазных включений.
| Изумруды, синтезированные гидротермальным методом |
Изумрудное покрытие на камнях имеет сеть тонких трещин на поверхности. Грани павильона могут быть частично оставлены неполированными, для того чтобы максимально сохранить цвет. Если камень погрузить в бромоформ, у него будет виден темный ободок покрытия из окрашенного в цвет изумруда синтетического берилла, а также пылевидные кристаллические включения на границе «покрытия».
Во всех гидротермальных изумрудах можно увидеть затравочные пластины, цвет которых часто светлее.
Российские камни содержат кристаллы фенакита характерной формы «кинжала», частично залеченные трещины, а также похожие на латунные металлические иглы.
Морганит
Фирма «Бирон» начала производство синтетического розового берилла (т.е. морганита — розовой разновидности берилла) гидротермальным методом в1990 г. Этот материал окрашен добавкой титана (природные камни окраин ны примесью марганца). Если вы встретите этот камень в ограненном виде вы легко определите, что это синтетический материал по его более низким значениям физических констант (показатели преломления , удельный вес).
Кварц
Синтетический кварц выращивается гидротермальным методом и многие годы он производился для оптической и электронной промышленности.
При идентификации надежнее основываться на присутствии характерных включений В природных аметистах можно наблюдать отчетливые включения, называемые отпечатками пальцев или «тигровыми полосами». Синтетический аметист иногда содержит включения, напоминающие хлебные крошки, и в синтетическом кварце всегда видны следы бесцветной затравочной пластины, сопровождаемые интенсивными цветными зонами, параллельными этой пластине.
Рубин
Синтетический рубин имеет те же физические свойства и константы, что природный, и главными идентификационными признаками у него являются линии роста, цветовая зональность и наличие характерных включений. Большинство этих камней синтезируется методом плавления в пламени Вернейля, хотя сейчас синтетические рубины производятся также методом зонной плавки, раствор-расплавным методом и гидротермальным методом. Некоторые включения и особенности, характерны для из различных месторождений.
Бирма- Циркон, шпинель и округлые бесцветные кристаллы кальцита и желтоватые кристаллы сфена. Иглы рутила, образующие шелк и звездчатость.
Шри-Ланка - Длинные рассеянные иглы рутила (образующие шелк и звезду), кристаллы циркона, пирит и слюда.
Танзания - Иглы рутила, кристаллы апатита, циркона и кальцита.
Тайланд - Меньше включений, чем в камнях из Бирмы. Красновато-коричневые непрозрачные кристаллы альмандина. Частично залеченные трещины или перья», желтоватые пластинки апатита. Очень не • шелка» (иглы рутила).
Идентификационные признаки синтетических рубинов следующие (за метим, что рутил в виде «шелка» в синтетических камнях практически отсутствует):
Рубины, выращенные методом Вернейля
Изогнутые линии роста (лучше всего видны при погружении камня в жидкость, облака мелких газовых пузырей. Вблизи ребер этих синтетических камней иногда видны «огненные знаки». Эти параллельные трещиноподобные отметины появляются в результате перегрева камня. Рубины Вернейля прозрачны в коротковолновом УФ, так как не содержат оксидов железа .
Звездчатые камни
Эффект астеризма обычно выражен более резко сконцентрирован ближе к поверхности, чем у природных.
Зонная плавка
Изогнутые линии роста и облака пузырьков.
Раствор-расплавныи метод
Разные включения удлиненной формы похожие на брызги краски. Камни имеют сильную флюоресценцию при облучении ультрафиолетом.
Гидротермальный метод
В этих камнях присутствуют включения упомянутые выше для камней, синтезированных методом Вернейля, и трещиноватая поверхность наращенного слоя. Могут присутствовать белесые остатки флюса и скрученные вуали.
Сапфир
Как и синтетический рубин, синтетический сапфир имеет такие же физические свойства и константы как природные камни. Определяющими признаками поэтому являются особенности eго внутреннего строения, такие, как цветовая зональность и включения.
В природных камнях обычно присутствует четкая гексагональная цветовая зональность, особенно в синих сапфирах. Особенности различных месторождений:
Австралия
Сильная цветовая зональность, кристаллы циркона (как в сапфирах Шри-Ланки), кристаллы плагиоклаза.
Камбоджа
Плагиоклаз и красный пирохлор.
Индия
Молочно-белые зоны или облачность, вызываемая слоями жидких включений; «перья» и кристаллы циркона с гало (последние две особенности такие же, как в сапфирах из Шри-Ланки).
Бирма
Изогнутые залеченные трещины (выглядят как скрученные флаги), короткие толстые иглы рутила,
кристаллы апатита.
Шри-Ланка
Иглы рутила создают «шелк» (иногда астеризм), встречаются трехфазные включения, кристаллы
циркона с гало и «перьями», цепочки октаэдром шпинели (рис. 16.20). Удлиненные кристаллы.
В синтетических сапфирах встречаются следующие включения:
Цветовая зональность в виде изогнутых линий и мелкие -газовые пузырьки, перья, вуали, трещины.
Шпинель
В большинстве случаев шпинель, производимая методом плавления Вернейля, используется как имитация других драгоценных камней цвет которых легко отличить от цвета природной шпинели. Синтетическую шпинель также легко отличить от природной по более высокому показателю преломления (1,727 по сравнению с 1,717). В синтетическом камне обычно видно аномальное двупреломление.
Природную шпинель напоминает лишь редко встречающаяся красная синтетическая шпинель Вернейля. Поскольку отношение оксидов магния и алюминия в красной синтетической шпинели 1:1, то удельный вес их такой же, как и природной шпинели, но из-за больше, количества хрома несколько повышен показатель преломления. Содержит много мелких газовых пузырей, цветовую зональность, трещины.