Классификационные признаки драгоценных камней

По характеру блеска различают  следующие его виды: стеклянный, жирный, смолистый, алмазный, металлический. При этом жирный и смолистый блеск  относятся к одному типу, но термин «жирный» применяют к светлоокрашенным минералам, а «смолистый» - к темноокрашенным.

Блеск образца определяют визуально  или по значениям измеренных показателей  преломления.

Спайность – признак, свойственный ряду драгоценных камней, у которых  проявляется способность раскалываться  по ровным плоскостям в определенных направлениях. Это свойство часто  помогает отличить природный алмаз  от его заменителей. У ограненного  алмаза (бриллианта) обычно на рундисте имеются уступчатые выбоины, образовавшиеся за счет хорошей спайности алмаза в четырех направлениях. Рундисты у заменителей либо полированные, либо имеются сколы с раковистым, как у стекла, изломом. Спайность оценивают визуально с помощью лупы 10^Х

Излом – форма поверхности сколов у камня. Излом у разных камней зависит в первую очередь от наличия  спайности и от текстуры камня. Он может быть ступенчатым (алмаз), раковистым (стекло, кварц, рубин), занозистым (чароит, нефрит), зернистым (лазурит). Раковистый излом напоминает раковину. Занозистый излом наблюдается у минералов с волокнистым строением. Он напоминает излом древесины поперек волокнистости. Оценивают излом визуально.

Цвет черты – цвет камня в  порошке. Данный показатель имеет диагностические значение для камней с твердостью ниже 5 по шкале Мооса. Черту камня легко получить  при проведении испытуемым минералом по матовой неглазурированной поверхности специальной фарфоровой пластинки или по осколку химической фарфоровой посуды с аналогичной поверхностью. В ряде случаев цвет черты совпадает с цветом самого камня, но иногда наблюдаются резкие отличия. Камни с высокой твердостью разрушают поверхность фарфоровой пластинки, оставляя на ней черту, соответствующую цвету фарфора в порошке.

Форма кристаллов – важный показатель для диагностики неограненных камней. Чаще всего драгоценные и полудрагоценные камни встречаются в природе в виде кристаллов различной формы:

• изометричных, имеющих близкие размеры во всех направлениях (кубы, тетраэдры, ромбододекаэдры и др.)
• вытянутых в одном направлении (призма, столб и др.)
• вытянутых в двух направлениях (таблитчатые, пластинчатые).

Форма кристаллов определяется внутренней структурой камня, его кристаллографической сингонией (системой), которая достаточно легко определяется по характерным  для нее элементам симметрии. Выделяют шесть классов внешней  симметрии кристаллов: кубическая, гексагональная, тригональная, тетрагональная, ромбическая, моноклинная, триклинная.

Другой основной задачей диагностики  камней является определение оптических свойств (см. рис. 1.2).

Рис. 1.2 Оптические свойства драгоценных камней

При исследовании оптических свойств  камней чаще всего определяют степень  прозрачности, показатель преломления (светопреломление), величину двупреломления, дисперсию, анизотропность (изотропность), плеохроизм.

Прозрачность – под прозрачностью  понимают способность твердого тела пропускать в той или иной степени  сквозь себя лучи света. Прозрачность зависит от структуры кристаллов, наличия в них трещин, твердых  газово-жидких включений.

Прозрачность ювелирных камней определяется визуально при просмотре  их на просвет. По степени прозрачности ювелирные камни разделяются  на:

• прозрачные – все бесцветные и слабоокрашенные вставки, сквозь пластинки которых (толщина 3-5 мм) ясно виден предмет;
• полупрозрачные – сквозь которые предметы видны неясно;
• просвечивающие – через которые нельзя разобрать предмет;
• непрозрачные.

Светопреломление. На границе двух сред свет меняет направление своего движения; часть световой энергии  возвращается в первую среду, то есть происходит отражение света, часть  проходит через границу сред, меняя  при этом направление распространения. Это явление называется преломлением света.

Для определения показателей преломления  используются рефрактометры. У каждого  камня const постоянная. При отсутствии рефрактометров определение показателя преломления проводят на  оптическом микроскопе с рукояткой изменения фокуса, оснащенной разметкой.

Дисперсия – свойство, характеризующее  способность камня расщеплять свет на спектральные составляющие. Определяется величина дисперсии теми же методами, что и показатель преломления, и  оценивается по разности коэффициентов  преломления, измеренных при голубом и зеленом освещениях. Цвет освещения достигается путем применения  соответствующих фильтров.

Анизотропность (изотропность) – способность минералов изменять свои физические свойства, в том числе оптические, в разных направлениях. Анизотропные кристаллы пропускают свет определенной частоты в разных направлениях с различной скоростью. Испытание на анизотропность проводят с помощью полярископа. Помещенные между двумя поляризационными фильтрами, анизотропные камни будут светлеть или темнеть при повороте на 90^о; изотропные камни всегда будут оставаться темными.

Плеохроизм – способность анизотропных минералов менять цвет при рассмотрении их с разных сторон, например, сверху или сбоку. В большинстве случаев  плеохроизм наблюдают с помощью  микроскопов и дихроскопов. Данное явление может быть выражено слабо (как у сапфира), отчетливо (как у изумруда) или сильно (как у турмалина).

Диагностику камней по физическим параметрам обычно проводят на основе показателей, представленных на рис. 1.3.

Рис. 1.3 Физические свойства драгоценных камней.

Твердость – показатель, характеризующий  способность камней сопротивляться внешнему механическому воздействию. В геммологии принята десятибалльная шкала Мооса, каждая градация которой представлена минералом-эталоном с определенной твердостью: графит, тальк – 1, гипс – 2, кальцит – 3, флюорит – 4, апатит – 5, полевой шпат – 6, кварц – 7, топаз – 8, корунд – 9, алмаз – 10. Испытание на твердость проводят царапанием эталоном по нижним граням исследуемого камня. В случае если твердость последнего выше, эталон не будет оставлять на нем царапин.

Плотность – отношение массы  камня к его объему. Плотность  драгоценных камней колеблется от 1 до 7 г/см³. Драгоценные камни алмаз, рубин, сапфир имеют более высокую плотность по сравнению с плотностью главных породообразующих минералов, поэтому очень они концентрируются отдельно, образуя россыпные месторождения. В практике исследования камней обычно применяют два метода определения их плотности: гидростатическое взвешивание или погружение в тяжелые жидкости.

Определение массы камней – если камни не закреплены, то масса определяется на каратных весах. Карат – 0,2 грамма. Если камень закреплен – используют расчетные методы, основанные на том, что измеряется диаметр камня  штангенциркулем, калибрами, лавериджами (индикатор часового типа – механический или электрический).

Люминесценция (ультрафиолетовое свечение) – под ультрафиолетовой лампой смотрят  характер свечения. Таким образом, можно отличить культивированный жемчуг от природного (по толщине оболочек), бриллиант первого цвета (бесцветный, неокрашенный) от второго цвета (окрашенного), потому что не светится только бриллиант первого цвета.

Одним из наиболее универсальных методов  определения химического состава  является рентгенофлуоресцентный анализ, позволяющий экспрессно получить информацию о составе основных и примесных элементов камней, в том числе и закрепленных в оправы.

Среди драгоценных камней лишь очень  немногие являются совершенно «чистыми», полностью лишенными оптически  распознаваемых внутренних включений. Включения позволяют отличать синтетические  аналоги от природных камней. К  числу включений относятся искажения  кристаллической структуры, цветные  полосы, твердые включения минералов, пустоты, заполненные жидкостью  или газом. Природные кристаллы  характеризуются присутствием большого количества включений, а синтетические  аналоги могут вовсе не содержать  включений.

1.2 Ассортимент драгоценных камней

Согласно федеральному закону от 26.03.1998 №41-ФЗ (ред. от 24.07.2007) «О драгоценных  металлах и драгоценных камнях»  к драгоценным камням относятся  природные алмазы, изумруды, рубины, сапфиры и александриты, а также  природный жемчуг в сыром (естественном) и обработанном виде.

Алмаз. Алмаз как драгоценный  камень известен с древности. Свое название он получил за твердость. Он в 140 раз  тверже, чем корунд, и в1000 раз чем кварц. На разных гранях кристалла и в различных направлениях твердость алмаза несколько различается, что позволяет шлифовать алмаз алмазным же порошком.

Твердость алмаза равна 10, плотность 3,45 – 3,56 г/см³. Алмаз состоит из чистого углерода. Относится к драгоценным камням первого порядка. Встречается в виде прозрачных кристаллов размером от мелких зерен, видимых лишь в микроскоп, до кристаллов массой 3000 карат (600 г). Бесцветный или с оттенком (нацветом) – голубым (наиболее ценным), зеленоватым, желтоватым, розоватым. Нацвет дают примеси железа, кремнезема и других элементов.

Кроме прозрачного алмаза, известны непрозрачные сростки – так называемый «борт», шаровидно-лучистые сростки  – «баллас» и непрозрачные камни неправильной формы «карбонадо». Такие алмазы гораздо больше ценятся в промышленности (мутные, серые или черные, совершенно непригодные в качестве украшений). Их внутреннее строение неправильно, и поэтому они лишены спайности и менее хрупкие. Несмотря на высокую прочность, алмаз достаточно хрупок и при ударе легко разрушается.

При температуре 850-1000 ^оС алмаз сгорает, образуя углекислоту. При нагревании до 2000-3000 ^оС  без доступа кислорода алмаз переходит в графит.

Алмаз стоек к плавиковой, соляной  и азотной кислотам, но растворяется в расплавах натриевой и калиевой селитры и соды.

В зависимости от прозрачности, тона, густоты и равномерности окраски, наличия трещин, минеральных включений  и некоторых других признаков  алмазы подразделяются примерно на 1000 сортов. В необработанном виде алмазы особо не привлекают своим внешним  видом. К ювелирным алмазам относится  небольшое количество (20-25 %) добываемых алмазов.

Технические алмазы используются в  промышленности для резцов и сверл, наконечников к приборам по определению  твердости металлов, для обработки  полупроводников, производства оптики, инструментов для резки стекла и  керамики и др.

Под действием солнечных и ультрафиолетовых лучей некоторые виды алмазов  светятся голубым светом. Алмазы обладают дисперсией (двупреломлением).