Таблица 15.1 Включения и другие характерные признаки изумрудов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Природные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Присутствие хрома в изумруде обусловливает его очень характерный спектр поглощения, по которому можно отличить изумруд от всех других драгоценных камней. Изучение спектра полезно и в тех случаях, когда возникает сомнение, как назвать камень: изумрудом или же просто зеленым бериллом, поскольку известны зеленые бериллы, цвет которых обусловлен.в основном железом.
В последние годы была выявлена большая роль ванадия в окраске некоторых ярко-зеленых камней, в частности турмалина, гроссуляра и берилла. В спектре поглощения ванадия отсутствуют четкие границы полос поглощения, флюоресцирующий дублет в красной части и дополнительные узкие линии, обусловленные следами хрома в минерале, однако максимумы поглощения ванадия и хрома лежат почти рядом (в оранжево-желтой части спектра при 600 нм), а именно это является основной причиной окраски камня. В бериллах из наиболее известных месторождений изумрудов найдены следы обоих элементов, но хром особенно сильно влияет на окраску; его присутствие, легко устанавливаемое с помощью ручного спектроскопа, рассматривается как признак того, что камень может быть назван изумрудом. С этим положением согласны Геммологическая ассоциация Великобритании, Международная ассоциация геммологов, Секция драгоценных камней Лондонской торговой палаты и Номенклатурный комитет Международной конфедерации торговли ювелирными изделиями (CIBJO), которая контролирует ювелирную торговлю в Европе.
Спектр поглощения изумруда уже был описан в гл. 10. В спектре обыкновенного луча в дополнение к сильному дублету при 683 и 680 нм в темно-красной части имеется линия при 637 нм почти равной интенсивности. В спектре необыкновенного луча видны две более слабые полосы — при 662 и 646 нм с узкой областью высокого пропускания за каждой из них, что приводит к любопытному и характерному эффекту. Среди камней, похожих по цвету на изумруд, только у зеленого жадеита и халцедона, окрашенного солями хрома, спектр поглощения подобен спектру изумруда. Однако ни у одного из них дублет в темно-красной части не проявляется так резко, как в спектре изумруда, причем эти минералы, будучи скрытокристаллическими, не обнаруживают никаких изменений спектра при вращении камня в поляризованном свете.
Что касается других отличительных свойств изумруда — его показателей преломления и удельного веса, то они заметно различны у камней из разных месторождений из-за небольших разлитой в химическом составе. Следы железа и особенно присутствие более тяжелых щелочных металлов, таких как цезий, увеличивают эти показатели. Кроме того, для каждого месторождения обычно характерны определенные включения, и геммолог должен знать их, если он хочет научиться отличать природные камни от синтетических изумрудов.
Удельный вес синтетического изумруда типа изумруда Лехляйтнера, описанного в гл. 7, для определения камня не имеет большого значения. Он меняется в зависимости от характера природного берилла, используемого для ограненной затравки, на которую гидротермальным способом наращивается слой синтетического изумруда. Даже показатель преломления покрытия может меняться от образца к образцу.
Конечно, существуют небольшие изменения свойств и у камней из одного месторождения, и все же приведенные в табл. 15.1 значения могут быть полезны для определения камня.
 |
Рис. 15.1. Трехфазные включения в колумбийском изумруде. |
Характеристики включений не так легко свести в таблицу, поэтому ниже вкратце даны более подробные описания самых типичных включений. Для колумбийских камней, которые составляют большую часть лучших изумрудов, используемых в ювелирных изделиях, наиболее характерны плоские полости пилообразных очертаний, содержащие жидкость, пузырек газа и маленький кубик поваренной соли. Иногда эти трехфазные включения имеют только один острый выступ. Кубик соли часто вытянут в одном направлении, давая в плане прямоугольник. Если же он виден под углом, то в этом случае появляются очертания ромба. Такие характерные включения чаще всего ориентированы параллельно главной оси исходного кристалла. Они присутствуют в изумрудах Чивора и Мусо (рис. 15.1). Лишь в чиворских изумрудах встречаются прекрасно образованные маленькие кристаллы пирита, которые можно узнать по металлическому бронзовому блеску и характерному габитусу. Изумруды из Мусо могут содержать ромбоэдрические кристаллы кальцита и иногда мелкие розоватые включения редкоземельного минерала паризита, дающего сильный редкоземельный спектр поглощения. Уральские изумруды (а также сибирские, или русские, изумруды) имеют совершенно другое происхождение, что нахо,дит отражение в их включениях. В них могут присутствовать пластинки слюды, часто разрушенные или растворенные; однако наиболее характерны толстые иглы зеленого актинолита; поперечные трещинки делают их похожими на бамбук (рис. 15.2). В других изумрудах ничего похожего не наблюдается, за исключением скоплений волокон тремолита, иногда характерных для некоторых камней Сандаваны, Замбии и Хабахталя. Другая особенность уральских изумрудов — развитие тонких дискообразных пустот», параллельных базальной
 |
Рис. 15.2. Кристаллы актинолита в уральском изумруде. |
 |
Рис. 15.3. Отрицательные кристаллы с жидкостью и пузырьком газа в индийском изумруде. |
плоскости. В отраженном свете они имеют серебристый блеск, однако могут казаться и черными вследствие полного отражения в некоторых направлениях. В трансваальских изумрудах основным включением является слюда, в индийских изумрудах встречаются гексогональные пустоты ("отрицательные кристаллы"), лежащие параллельно главной оси кристалла. В профиль они имеют
 |
Рис. 15.4. Включения тремолита в изумруде из Сандаваны (Африка) (фото Р. Вебстера). |
прямоугольные очертания, часто с небольшим выступом на одном конце, и содержат маленький пузырек газа в жидкости, т. е. относятся к типу двухфазных включений. Часто присутствует также слюда (рис. 15.3).
Изумруды месторождения Сандавана в Зимбабве играют важную роль в мировой торговле с момента их открытия в 1956 г. Они богаты хромом и поэтому имеют очень густой и яркий зеленый цвет, который лучше всего проявляется в мелких камнях. Характерная особенность этих изумрудов — присутствие многочисленных игл тремолита, которые часто изогнуты и пересекаются (рис. 15.4). Аналогичные скопления игл встречаются в малоценных изумрудах из старого месторождения Хабахталь в Тироле, где до сих пор периодически ведутся незначительные разработки.
Недавно появились на мировом рынке темно-зеленые изумруды из Пакистана. Они содержат довольно неопределенные включения, среди которых можно обнаружить пластинки слюды и небольшие кристаллы фенакита и доломита.
Самая последняя находка изумрудов, которые могут получить промышленно важное значение, была сделана вблизи озера Маньяра в Танзании. Эти изумруды были обнаружены в актинолитовых сланцах, содержащих хром в количестве, достаточном для образования не только изумруда, но и более редкой разновидности хризоберилла — александрита. Танзанийские изумруды имеют довольно высокие физические константы: удельный вес в среднем 2,74, показатели преломления 1,578 и 1,585 для необыкновенного и обыкновенного лучей соответственно. Основные включения представлены слюдой и плоскостями, заполненными жидкостью. Лучшие образцы по цвету напоминают камни Сандаваны и Колумбии, являющиеся самыми
лучшими изумрудами в мире. Кстати, интересно отметить, что в изумрудах Танзании отсутствует ванадий.
 |
Рис. 15.5. Перекрученные вуали в недавно синтезированном изумруде Церфасса. |
Синтетические изумруды, которые в течение многих лет изготовлялись только Кэролом Чэтемом, химиком из Сан-Франциско, теперь выпускаются рядом фирм-производителей; их получают несколькими способами. Подробное их описание уже было дано в гл. 9 (о синтетических камнях), но основные моменты будут обобщены ниже.
Чэтем, Жильсон, Инамори (Киосера), Леннике, некоторые русские фирмы и Церфасс используют метод выращивания из раствора в расплаве, заключающийся в кристаллизации берилла из расплава в подходящем растворителе, таком как молибдат свинца. Получающиеся камни обычно имеют характерные вуалеобразные включения, которые хорошо видны на микрофотографиях, приведенных в гл. 9 и на рис. 15.5. Кроме того, такие камни имеют заметно более низкие по сравнению с природными изумрудами константы — показатели преломления, двупреломление и удельный вес, более яркую красную окраску под фильтром Челси и более интенсивную красную флюоресценцию в скрещенных фильтрах и ультрафиолетовом свете.
Недавно Пьер Жильсон путем введения железа в состав изумруда изготовил синтетические изумруды, имеющие более высокие физические константы (показатель преломления 1,574—1,580, удельный вес 2,70) и очень слабую люминесценцию. Однако они дают полосу поглощения при 427 нм в фиолетовой части спектра, обусловленную железом, которая близка к полосе, наблюдаемой в аквамарине. Характерными признаками этих синтетических изумрудов остаются перекрученные вуали.
Кроме указанных камней, полученных методом выращивания из раствора в расплаве, существуют изумруды, выращенные гидротермальным способом.
Первыми появились камни, полученные остроумным способом Лехляйтнера: синтетический изумруд наращивали на ограненный дешевый бледный берилл. Такие камни обычно слегка полировали (главным образом площадку), чтобы удалить следы кристаллизации. Они характеризовались трещиноподобными линиями в поверхностном слое, а сам слой можно было видеть как тонкий интенсивно-зеленый ободок на камне при погружении последнего в близкую по светопреломлению жидкость, например в бромбензол. Показатели преломления варьировали, удельный вес также менялся в зависимости от типа берилла, использованного в качестве подложки для наращивания слоя изумруда.
Лехляйтнер передал свой метод американской фирме "Линде", однако вскоре эта фирма стала выпускать гидротермальные изумруды, изготовляемые по собственному методу. Камни фирмы "Линде" имеют прекрасный цвет, а их свойства почти не отличаются от свойств природных камней. Они не содержат вуалей, типичных для изумрудов, полученных методом выращивания из раствора в расплаве, и характеризуются специфическими включениями, похожими на "гвозди" и "мазки кисти". Отличительная их особенность — сильная красная флюоресценция под всеми видами облучения, в том числе и под видимым светом.
Процесс, разработанный фирмой "Линде", в настоящее время передан ею фирме "Вакуум Вентчерс Инк.", поставляющей на рынок синтетические изумруды "Ридженси". Кроме того, синтетические изумруды сейчас производятся гидротермальным методом Байроном и Пулом (Австралия) и в России. В этих полученных гидротермальным методом камнях часто наблюдаются характерные черты роста, такие как волнистые линии вблизи границ затравок, а также структуры типа ступеней и "горных пиков" (фото 3). Видны также цветовая зональность и включения в форме спикул типа "шляпки гвоздя" с кристалликами фенакита.
Все существующие методы получения синтетических изумрудов постоянно совершенствуются, что обеспечивает изготовление синтетических камней с улучшенными характеристиками. Поэтому можно предположить, что геммолога часто будут попадать в трудные положения при решении вопроса, с каким изумрудом — природным или синтетическим — они имеют дело.
Даже дублеты нередко доставляют геммологу неприятности, поскольку изобретательные деятели теперь собирают камни из двух отдельных изумрудов, не говоря уже о классических дублетах, составленных их двух бериллов, склеенных изумрудно-зеленым клеем, придающим камню необходимый цвет. Чтобы сделать камень более похожим на настоящий изумруд, ограненный бледный изумруд распиливают по рундисту, а затем вновь соединяют в том же положении, но уже с тонким слоем зеленого клея между верхней и нижней частями камня. Это позволяет наблюдать под микроскопом включения, как бы продолжающиеся на всю глубину камня без явного нарушения, что создает впечатление однородности. В закрепленном камне с закрытым рундистом также дублеты выявлять очень трудно.
Чтобы продажа дублетов была прибыльной, изготовитель должен использовать природные слабоокрашенные изумруды, а это дает геммологу ключ к решению вопроса, поскольку в таких камнях линии хрома будут едва различимы при работе со спектроскопом, чего не наблюдалось бы в том случае, если бы камень действительно имел такой густой цвет, как это кажется. Более того, если смотреть на дублет через спектроскоп под надлежащим углом, то полосы поглощения в оранжевой части спектра выявят присутствие искусственного красителя в плоскости соединения отдельных деталей дублета.
По сравнению с такими камнями старые кварцевые дублеты и новые дублеты из синтетической шпинели, применяемые для имитации изумруда, очень просты для определения. Показания рефрактометра сразу же укажут на подделку.
Нередко встречаются имитации изумруда из стекла, которые могут обмануть неопытный глаз. Обычно их делают из свинцовых стекол, имеющих показатели преломления от 1,60 до 1,66 и удельный вес от 3,40 до 4,00. Наличие "жидких включений" придает таким имитациям более "правдоподобный" вид, однако под микроскопом видно, что включения представляют собой всего лишь скопления или цепочки пузырьков. Изредка встречаются имитации из бериллового стекла, окрашенного хромом. Они необычно тверды для стекла, однако их удельный вес (2,42) и показатель преломления (1,52) значительно ниже, чем у кристаллического берилла.
Из природных камней, похожих по внешнему виду на изумруд, только три минерала достойны серьезного внимания. Одним из них является изумруднозеленый флюорит из Намибии (а возможно, и из других месторождений, поскольку материал подобного типа встречается иногда в китайских резных изделиях). Как уже было отмечено выше, он слегка краснеет под фильтром Челси. Под микроскопом иногда заметно некоторое сходство флюорита и изумруда, так как в зеленом флюорите могут присутствовать трехфазные включения колумбийских изумрудов. Распознать этот камень геммолог может по ряду признаков. Показатель преломления флюорита равен всего 1,434. Будучи изотропным, флюорит не имеет дихроизма. Если камни не закреплены в оправе, более высокий удельный вес флюорита (3,18) быстро обнаруживается при погружении камня в бромоформ, в котором он моментально тонет, тогда как изумруд, наоборот, быстро всплывает на поверхность. Кроме того, облучение длинноволновым ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нм вызывает у флюорита сиреневую флюоресценцию. Твердость флюорита равна 4 по шкале Мооса (у изумруда она 7,5), и это, в сочетании с низким показателем преломления, придает флюориту гораздо более слабый блеск, чем у берилла.
Зеленый турмалин по внешнему виду очень похож на изумруд; по любопытному совпадению он также происходит из Юго-Западной Африки. Добываемый там материал имеет темный сине-зеленый цвет, однако после соответствующего обжига он приобретает более светлую и более чистую зеленую окраску, близкую к цвету изумруда; при этом исчезает и сильный дихроизм, свойственный необработанному турмалину. Необходимо отметить недавнюю находку замечательных зеленых турмалинов в Танзании. Окраска некоторых из них вызвана, очевидно, ванадием, других — хромом, третьих, вероятно, обоими этими элементами, как это часто бывает в изумрудах. Зеленые хромосодержащие турмалины дают узкую полосу поглощения в красной части спектра, а не ясно выраженную группу линий, столь характерную для изумруда. Такие турмалины имеют красный цвет под фильтром Челси, и это обстоятельство может привести к ошибке, если камни исследовались недостаточно внимательно. И здесь рефрактометр обеспечит точное определение, поскольку значения 1,620 и 1,638, характерные для турмалина, сразу его "выдадут". Маловероятно, чтобы эксперт ошибся, изучая такой камень, поскольку цвет турмалина все-таки не совсем такой, как у изумруда.
Третьим камнем, который может быть принят за изумруд, является жадеит, цвет которого также определяется хромом и иногда почти идентичен цвету изумруда. Однако жадеит никогда не бывает прозрачным, поэтому спутать его можно лишь с плохим изумрудом, почти непригодным для использования в ювелирном деле. О некотором сходстве между спектрами поглощения этих двух минералов уже говорилось выше. Все сомнения помогут разрешить вид под микроскопом и более высокий показатель преломления жадеита (для кабошонов может быть применим метод дистанционного наблюдения).
Характерная особенность жадеита — легкая рябь или зернистость его полированной поверхности, обусловленная небольшими местными различиями в твердости.
Можно упомянуть еще несколько зеленых камней. Демантоид — разновидность граната, часто содержит небольшие количества хрома, придающего ему прекрасный зеленый цвет, правда, более желтовато-зеленый, чем у изумруда. Его характерный признак — яркий блеск и игра, волокнистые включения типа "лошадиного хвоста", изотропность и спектр поглощения. Зеленый сапфир и зеленый циркон едва ли можно спутать с изумрудом; их свойства приведены в табл. 15.2 только ради ее полноты. То же самое можно сказать и о перидоте, который имеет очень характерный желтовато-зеленый цвет. Недавние исследования римских камей и инталий выявили, что многие камни, описанные как "празем", являются хромовым халцедоном. Насыщенность их окраски такова, что они легко могли бы быть ошибочно приняты за изумруд, но измерения показателя преломления и внимательное рассмотрение картины линий поглощения хрома позволяют установить различия.
Перед тем как закончить главу об изумруде и способах его идентификации, предупредим читателя еще об одном обстоятельстве. Неприятной, хотя и редко упоминаемой в книгах, особенностью торговли изумрудами является практика промасливания трещиноватых камней с целью замаскировать трещины, выходящие на поверхность обработанного камня. После погружения на несколько дней в подогретое подходящее жидкое масло поверхностные трещины становятся совершенно невидимыми и качество камня (а значит, и его мнимая ценность) значительно повышается. Если в масло не добавлен зеленый краситель, это, к сожалению, не считается незаконным делом; однако конечный результат для покупателя и, возможно для ювелира, который снабдил его украшением с такими камнями, может оказаться плачевным. Стоит только погрузить промасленный камень в воду, содержащую растворитель жира (например стиральный порошок), как масло вымывается и присутствие трещин в камне обнаруживается с ужасающей очевидностью. Чистка украшения с таким камнем н ультразвуковой ванне приводит к аналогичному результату.
Ювелиры должны проявить осмотрительность, иокупая партии изумрудов для украшений. Нужно внимательно исследовать любые трещины, достигающие поверхности. Умеренный подогрев камня настольной лампой приведет к вытеканию масла из трещины (если оно там присутствует), и его можно увидеть при осмотре поверхности камня с помощью лупы. Если в масло был добавлен краситель, то его можно обнаружить, приложив к камню кусочек белой фильтровальной бумаги. Следует также упомянуть, что многие изумруды из Бразилии (как и из других мест) обрабатываются различными бесцветными смолами с той же целью, с какой используются масла. При этом получается сходный эффект, и трещины становятся менее заметными.
Для улучшения цвета и внешнего вида сходным образом обрабатывают и некоторые другие камни, особенно рубин и сапфир, если в них имеются трещины, достигающие поверхности. Понятно, что трещина сразу бросается в глаза из-за присутствующего в ней слоя воздуха и отражения света от границ раздела воздух — камень. Заполнение маслом гасит такое отражение до тех пор, пока масло из нее не вытечет.
Физические константы зеленых камней даны в табл. 15.2.
Таблица 15.2 Физические константы зеленых камней | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Константы для зеленого циркона колеблются в широких пределах |