Из драгоценных камней

Ювелирные камни идентифицируются и диагностируются по цвету, плотности, твердости, другим физическим свойствам, которые зависят от их химического состава и кристаллической структуры.

Показатели физических свойств у природных ювелирных камней различных месторождений могут несколько отличаться, что связано с изменением содержания примесей, входящих в структуру камня. Для облегчения диагностики и сокращения времени используют справочники, содержащие перечни ювелирных камней с характеристикой их свойств и наглядные таблицы. Одни свойства, например цвет, устанавливаются легко, для определения других – требуются специальные физические приборы, при помощи которых измеряются оптические характеристики камней.

Идентификация и диагностика драгоценных ювелирных камней в условиях торгового предприятия осуществляется визуально с помощью 10^Х лупы или ювелирного стереоскопического микроскопа, на основании исследования характерных для каждого вида камня внутренних особенностей (зональности кристаллов, характера распределения окраски, включений) и оптических свойств (двупреломления, дисперсионного эффекта, плеохроизма). Результаты визуальной идентификации во многом зависят от квалификации и опыта специалиста.

Создание синтетических и искусственных камней (фианит, иттрий-алюминиевый гранат, галлий-гадолиниевый гранат, титанат стронция (фабулит), синтетическая шпинель, синтетический сапфир, синтетический рубин, синтетический муассанит), обладающих сильным блеском и дисперсией, разнообразной окраской, и довольно высокой твердостью, которые по стоимости существенно дешевле природных камней, создало основу для фальсификации на рынке природных драгоценных камней.

В качестве имитации драгоценных камней применяются и стекла, химический состав и соответственно физические свойства которых могут изменяться в очень широких пределах. Так, показатели преломления прозрачных стекол могут изменяться от 1, 44 до 1, 77; твердость от 5 до 7 по шкале Мооса; плотность от 2 до 4, 5 г/см³.

Для свинцового стекла состоящего из 38, 2% кремнезема, 53, 3% окиси свинца, 7, 8% карбоната калия и других веществ, получившего название «страз», характерны сильный блеск и высокая дисперсия. Оно хорошо поддается огранке и применяется для имитации бриллианта.

Для получения рубинового цвета «стразов» в стеклянную массу добавляют 0, 1 % кассиевого порфира, сапфирового цвета- 2, 5 % окиси кобальта, изумрудного - 0, 8 % окиси меди и 0, 02 % окиси хрома.

Введение в состав стекла окисей и солей различных металлов позволяет получить практически любой цвет и цветовой оттенок.

Фальсифицируют драгоценные камни и путем соединения кварца, окрашенного стекла, альмандина (разновидности граната), шпинели с другими природными и искусственными минералами в одном камне. Так, например, трехслойный камень, состоящий из пластинок кварца и зеленого стекла между ними, в течение долгого времени успешно выдавался за изумруд. Сапфир, подделывают вырезая коронку из настоящего, но недостаточно хорошо окрашенного, сапфира, обеспечивая нужный оттенок окраской страза, из которого изготавливают павильон дублета. В настоящее время дублеты чаще всего состоят из тонкой пластинки альмандина, образующей площадку и приваренного к ней павильона из стекла цвета рубина, сапфира или изумруда. При этом, огранку камня делают таким образом, чтобы весь свет, попадающий на вершину камня, пересекал павильон вблизи колеты. В этом случае, составной камень с поверхности площадки имеет точно такой же цвет, как и его основание. Только глядя через коронку сбоку, можно обнаружить, что она не окрашена.

В некоторых триплетах, коронку и павильон делают из слабо окрашенного драгоценного камня, а нужного цвета добиваются, окрашивая тонкую пластинку, скрытую в оправе.

В ряде случаев, для имитации природного изумруда коронку и павильон из слабо окрашенного берилла, горного хрусталя или синтетической шпинели соединяют прозрачным изумрудно-зеленым цементом, придающим необходимую глубину цвета.

Рис. 12. Способы имитации драгоценных камней

Ювелирные камни, полученные искусственным путем, например рубины, сапфиры, изумруды, по внешним признакам и физическим свойствам практически идентичны природным ювелирным камням. Они имеют тот же цвет, твердость, плотность, показатели преломления, химический состав. Поэтому их идентификацию проводят на основании исследования внутреннего строения, обусловленного различиями в условиях природного и искусственного образования минералов. Характеристика особенностей внутреннего строения ювелирных камней (наиболее часто наблюдаемые включения, форма и характер трещин, распределение окраски) приводится в соответствующих геммологических справочниках.

В настоящее время идентифицировать ювелирный камень на основании его цвета, блеска и общего вида и даже измерения той или иной физической константы, можно лишь с определенной степенью вероятности. Поэтому, для того чтобы быть уверенным в правильности идентификации ювелирного камня, необходимо проводить комплексные исследования.

Применение объективных методов анализа, основанных на измерении показателей физических свойств ювелирного камня (плотности, твердости, светопреломления, двупреломления) требует выкрепки его из оправы, что в условиях торгового предприятия исключено и осуществляется только в аккредитованных геммологических лабораториях, в основном, при проведении судебно-товароведческих экспертиз.

Для измерения показателей преломления ювелирных камней используют рефрактометры.

Плотность ювелирных камней определяют по поведению камней в тяжелых жидкостях или методом гидростатического взвешивания. В основу метода определения плотности ювелирных камней в тяжелых жидкостях положен принцип сравнения плотности камня с плотностью жидкости, в которую этот камень погружен. При этом идентифицируемый ювелирный камень погружают в небольшую емкость с жидкостью известной плотности, которой он должен соответствовать. При равенстве плотностей, камень находится в толще жидкости во взвешенном состоянии. Метод гидростатического взвешивания основан на измерении объема идентифицируемого камня по массе вытесненной им воды.

Твердость ювелирных камней определяется при помощи минералов-эталонов шкалы Мооса.

Она состоит из десяти природных минералов-эталонов, расположенных в порядке возрастания их относительной твердости от одного до десяти: 1 - тальк; 2 - гипс; 3 - кальцит; 4 - флюорит; 5 - апатит; 6 – ортоклаз (полевой шпат); 7 - кварц; 8 -топаз; 9 – корунд (рубин, сапфир); 10 -алмаз. Метод определения твердости основан на способности твердых минералов оставлять царапину на поверхности менее твердых минералов. Каждый из этих минералов оставляет царапину на предыдущем и царапается последующим. Твердость характеризуется порядковым номером минерала, оставившего царапину. Если определяемый минерал оставляет царапину на предыдущем и царапается последующим из приведенных эталонов, ему присваивается промежуточная твердость, например, 8, 5.

Для идентификации бриллианта в условиях торговли используется тестер Diamond Detector, работа которого основана на измерении относительной теплопроводности минералов. Он позволяет отделить практически все минералы, которые подвергаются огранке для имитации бриллианта (фианит, галлий-гадолиниевый гранат, иттрий-алюминиевый гранат, титанат стронция, циркон, синтетическая шпинель и синтетический сапфир), за исключением муассанита, который имеет идентичную с алмазом теплопроводность.

Муассанит отличают от алмаза по наличию сильного двупреломления, что характерно для оптически анизотропных минералов.

Камни в кольцах и серьгах рекомендуется осматривать через задние грани камня, установив его площадкой на предметное стекло и слегка наклонив, чтобы детали изделия не мешали наблюдению. Камни в глухой оправе осматриваются через площадку под некоторым углом. При изменении фокусировки микроскопа или лупы, раздвоение задних (противоположных) граней и ребер в случае муассанита или циркона становится отчетливо заметно.

Важным отличительным признаком ограненного муассанита является более сильная чем у бриллианта, дисперсия (многоцветный радужный блеск). Для внутреннего строения муассанита характерны многочисленные включения в виде каналов или игл, для бриллианта – черные или светлые точки и кристаллические включения.

Таблица 4

Физические свойства ювелирных камней

Вставка из муассанита имеет полированный рундист со следами полировки, что хорошо видно при крапановой закрепке. У бриллианта, в основном, рундист имеет матовую или фацетированную поверхность. При просмотре под очень острым углом, на поверхности граней муассанита, линии полировки наблюдаются в одном направлении, а у бриллианта в разных направлениях. Ребра между гранями у бриллианта являются острыми и ровными, а поверхность площадки дает неискаженное световое отражение объекта. При просмотре через площадку бриллианта, создается иллюзия значительно меньшей высоты камня.

Поверхность бриллианта хорошо смачивается маслом, а на имитациях масло собирается в капельки.

Рубины, сапфиры, александриты обладают плеохроизмом, т.е. меняют цветовой оттенок в зависимости от их ориентации по отношению к глазу. Так, например, при естественном освещении или под лампой дневного цвета александрит имеет зеленый цвет, но меняет цвет на пурпурно-красный различной интенсивности при освещении лампами накаливания.

Эффект двуцветности (дихроизма) наблюдается у ряда ювелирных камней, характеризующихся наличием двойного лучепреломления при изменении их ориентировки относительно угла зрения. Перемена цвета становится заметной, если поворачивать кристалл либо рассматривать его то сквозь верхние, то сквозь боковые грани.

Для некоторых драгоценных камней испытание на дихроизм – один из наиболее наглядных методов диагностики. Например, рубин сразу выделяется среди других красных камней по наличию двух четко выраженных оттенков красного цвета. Под ультрафиолетовым светом, как природный, так и синтетический рубины ярко флуоресцируют красным цветом. Однако эффект послесвечения (фосфоресценции) характерен только для синтетических рубинов.

Эффект звездчатости (астеризма), свойственен сапфиру и рубину. Он обусловлен отражением (дифракцией) света от включений в камне, ориентированных вдоль определенных кристаллографических направлений и проявляется на поверхности камня, ограненного кабошоном, в виде световых звездных лучей.

В отличие от других зеленых камней, изумруд сохраняет свою окраску и при искусственном освещении. Более того, интенсивность цвета при искусственном освещении изумруда и рубина усиливается, а у сапфира уменьшается.

Изумруд можно идентифицировать по отсутствию не свойственному ему сильного блеска и дисперсии, наличию множества включений и внутренних волосяных трещин, по изменению цвета на красный под фильтром Челси при освещении искусственным источником света.

Синтетические изумруды при просмотре через фильтр Челси приобретают более яркий красный цвет, чем природные изумруды, а другие имитации изумруда (берилловое стекло, турмалин), сохраняют при этом зеленый цвет.

В синтетических изумрудах преобладают включения в виде изогнутых «вуалей» или «кружев», а также жидкие или газообразные включения в виде остроконечных шипов.

Натуральный изумруд на ультрафиолетовое излучение (360 нм) не реагирует, а синтетический обнаруживает люминесценцию каштаново-коричневого цвета. Синтетические александриты флюоресцируют в ультрафиолетовом свете интенсивно красным цветом.

Основными показателями цветных драгоценных камней являются: цвет, чистота, масса, разновидность и качество огранки. В зависимости от насыщенности цвета и оттенка, бриллианты подразделяются на девять групп цвета, изумруды, рубины и сапфиры – на пять групп цвета, александриты – на четыре группы цвета.

При этом, сапфиры характеризуются многоцветностью, то есть могут иметь не только синий цвет различной насыщенности, но и быть бесцветными (лейкосапфиры), иметь желтый, оранжевый, голубой, фиолетовый, зеленый и розовый цвет.

В зависимости от количества и расположения дефектов, бриллианты делятся до двенадцати групп качества (чистоты), изумруды - на три группы, сапфиры, рубины и александриты – на пять групп. Критериями оценки культивированного жемчуга являются размер, блеск, толщина перламутрового слоя, ровность поверхности, цвет, форма.

Цвет ювелирного камня оценивается на белом фоне со стороны площадки и павильона в отраженном свете при дневном освещении или освещении лампами дневного света путем сравнения со стандартными образцами цвета. Особое внимание необходимо обращать на наличие неравномерности распределения цвета в камне, которую оценивают со всех сторон. При этом необходимо иметь в виду, что на цветовой оттенок вставки может влиять цвет металлического сплава из которого изготовлено ювелирное изделие.

Чистота камня оценивается просмотром ювелирного камня через лупу с 10-кратным увеличением по ГОСТ 25705-83, а также невооруженным глазом на просвет через коронку. От наличия дефектов природного и искусственного происхождения (внутренних трещин, газовых, жидкостных, твердофазных включений, зон помутнения, царапин, сколов) во многом зависят прозрачность, блеск и дисперсионная «игра» камня.

По качеству огранки ювелирные камни делят на четыре группы: А (совершенная), Б (хорошая), В (удовлетворительная), Г (плохая). При оценке качества огранки ювелирного камня обращается внимание на параллельность и симметричность площадки относительно плоскости рундиста, симметричность расположения элементов огранки верха элементам огранки низа, правильность геометрической формы плоскости рундиста, симметричность расположения шипа относительно центра площадки и рундиста. При огранке должны соблюдаться оптимальные углы наклона граней коронки и павильона, правильная ориентация анизотропного кристалла, оптимальные пропорции линейных размеров, равномерность высоты рундиста по всему периметру.

У правильно ограненного бриллианта, из-за полного внутреннего отражения света от внутренних граней, видна только светящаяся точка в коллете. В связи с этим, бриллиант при просмотре через площадку не просвечивает. К 1-й группе цвета и 1-й группе качества относят наиболее прозрачные, бесцветные (иногда с тончайшим голубоватым оттенком), бездефектные бриллианты. Для обозначения бриллиантов применяют буквенно-цифровой код. Так шифр КР-57-0, 62-1/3А означает: КР –круглый, 57 гранный, массой 0, 62 карата, 1-й группы цвета и 3-й группы качества, А – совершенная обработка (без нарушения правильности геометрических параметров).

Технические требования к качеству огранки ювелирных камней отражены в соответствующих технических условиях (ТУ).