48378

Драгоценные камни: свойства и обработка. Учебное пособие

Книга

География, геология и геодезия

В учебном пособии рассматриваются свойства ювелирных и ювелирно-поделочных камней и способы их обработки. Пособие предназначено в помощь студентам специальностей 261001 Технология художественной обработки материалов и 071504 Художественное проектирование ювелирных изделий бакалаврам и магистрам по направлениям подготовки Технология художественной обработки материалов Декоративноприкладное искусство и народные промыслы художественный металл Искусство костюма и текстиля проектирование ювелирных изделий...

Русский

2013-12-09

1.86 MB

348 чел.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Костромской государственный технологический университет

С.И. Галанин

ДРАГОЦЕННЫЕ КАМНИ:

СВОЙСТВА И ОБРАБОТКА

Рекомендовано редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия

Кострома

ИЗДАТЕЛЬСТВО

2010


УДК 553.8

     Г15

Рецензенты:

кафедра общей физики Костромского государственного
университета им. Н.А. Некрасова;

заместитель генерального директора

ОАО «Костромской ювелирный завод» к.т.н. М.В. Сорокина

Галанин, С.И.

Г15 Драгоценные камни: свойства и обработка : учебное пособие /
С. И. Галанин. – Кострома : Изд-во Костром. гос. технол. ун-та, 2010. – 195 с.

ISBN 978-5-8285-0507-4

В учебном пособии рассматриваются свойства ювелирных и ювелирно-поделочных камней и способы их обработки.

Пособие предназначено в помощь студентам специальностей 261001 «Технология художественной обработки материалов» и 071504 «Художественное проектирование ювелирных изделий», бакалаврам и магистрам по направлениям подготовки «Технология художественной обработки материалов», «Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы (художественный металл)», «Искусство костюма и текстиля (проектирование ювелирных изделий)» очной и заочной формы обучения для изучения лекционных курсов «Художественное материаловедение», «Основы геммологии», «Геммология и обработка камней».

Пособие может быть полезно студентам, аспирантам и специалистам, интересующимся вопросами геммологии и обработки ювелирных камней.

ISBN 978-5-8285-0507-4 © Костромской государственный технологический университет, 2010


********************************

Оглавление

Предисловие  67

ВВЕДЕНИЕ 8

Краткие сведения об истории применения драгоценных
камней 9

Основные понятия, термины и определения 16

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ КАМНЕЙ 20

1.1. Классификация камней 20

1.2. Происхождение драгоценных камней 24

1.3. Географическое распространение драгоценных
камней 26

1.4. Названия драгоценных камней 28

2. СТРОЕНИЕ ДРАГОЦЕНЫХ КАМНЕЙ 32

3. СВОЙСТВА ДРАГОЦЕНЫХ КАМНЕЙ  42

3.1. Твёрдость  42

3.2. Спайность и излом  45

3.3. Плотность 47

3.4. Меры массы драгоценных камней 48

3.5. Оптические свойства драгоценных камней 51

3.5.1. Цвет 51

3.5.2. Цвет черты 54

3.5.3. Изменение окраски 54

3.5.4. Светопреломление 55

3.5.5. Двупреломление 57

3.5.6. Дисперсия 58

3.5.7. Спектры поглощения 59

3.5.8. Прозрачность 61

3.5.9. Плеохроизм 62

3.5.10. Блеск камня 63

3.5.11. Поверхностные оптические эффекты:
световые  фигуры и цветовые переливы 64

3.5.12. Люминесценция 67

3.6. Включения в драгоценных камнях 68

3.7. Облагораживание драгоценных камней 71

3.8. Отражение факта облагораживания
или использования искусственных продуктов
в названии камней 76

4. ИМИТАЦИЯ  ДРАГОЦЕННЫХ КАМНЕЙ
И СИНТЕТИЧЕСКИЕ  ЮВЕЛИРНЫЕ КАМНИ 79

4.1. Имитация драгоценных камней 79

4.2. Составные (композитные) камни 81

4.3. Имитация жемчуга 84

4.3.1. Различные способы имитации жемчуга 84

Отличие натурального жемчуга от искусственно
выращенного 86

4.3.2. Названия имитаций жемчуга 87

4.3.3. Природные жемчужеподобные образования 88

4.4. Синтетические ювелирные камни 90

4.4.1. Классификация синтетических ювелирных
камней 90

4.4.2. Методы искусственного выращивания
ювелирных  камней 91

4.4.3. Культивированный жемчуг 93

4.4.4. Некоторые синтетические камни 99

5. РАЗНОВИДНОСТИ ОГРАНКИ ДРАГОЦЕННЫХ
КАМНЕЙ 104

5.1. Тип, вид и форма огранки 104

5.2. Видоизменённые (фантазийные) бриллианты 111

5.3. Огранка ступенчатая (лесенкой) или изумрудная 116

5.4. Камни смешанной огранки 119

5.5. Огранка и гравировка жемчуга 120

6. МЕТОДЫ И ТЕХНИКА ОБРАБОТКИ ДРАГОЦЕННЫХ
КАМНЕЙ 122

6.1. История развития техники обработки 122

6.2. Обработка драгоценных камней 124

6.3. Огранка камней 137

6.4. Огранка бриллиантов фантазийных форм 144

6.5. Огранка камней прямоугольной формы 145

6.6. Выбор углов для камней ступенчатой огранки 146

7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАБОШОНОВ 148

7.1. Выбор формы кабошона 148

7.2. Ориентировка камня 149

7.3. Выбор сырья для кабошонов 153

7.4. Последовательность изготовления кабошонов 153

8. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАМНЕРЕЗНЫХ
ИЗДЕЛИЙ 159

8.1. Технологический процесс изготовления камнерезных
изделий 159

8.2. Сверление 161

9. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ШАРОВ И БУСИН 165

9.1. Изготовление шаров 165

9.2. Изготовление бусин 166

9.3. Сверление бусин 167

9.4. Галтовка 168

10. РЕЗЬБА ПО КАМНЮ И ГРАВИРОВАНИЕ 170

10.1. Виды резьбы по камню 170

10.2. Сырьё для резных и гравированных изделий 171

10.3. Использование моделей и эскизов 172

10.4. Принципы резьбы по камню и гравирования 172

10.5. Оборудование для резьбы по камню и гравирования 173

10.6. Инструменты для резьбы по камню 173

10.7. Выравнивание поверхности 175

10.8. Процесс полирования 176

10.9. Световые эффекты и текстура поверхности 176

10.10. Химическое травление 177

10.11. Сверка с моделью 177

10.12. Рельефная резьба 178

11. МОЗАИКА И ИНКРУСТАЦИЯ 180

11.1. Материалы для мозаик 180

11.2. Основания и цементы для мозаик 180

11.3. Заливка мозаики жидким раствором 181

11.4. Флорентийская мозаика 181

11.5. Инкрустация 182

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 184

Приложение 1. Твёрдость некоторых самоцветов
по шкале Мооса 187

Приложение 2. Меры массы драгоценных камней 188

Приложение 3. Цвет драгоценных камней 189

Приложение 4. Цвет черты самоцветов, поделочных камней
и коллекционных минералов 192

Приложение 5. Светопреломление и двупреломление
самоцветов 193


********************************

Предисловие

Пособие является развёрнутым изложением лекционного курса, читаемого автором на протяжении 15 лет.

В пособии рассмотрены строение и свойства, классификация и происхождение, названия и способы идентификации, способы и оборудование для обработки драгоценных камней.

В связи с ограниченностью объёма пособия, оно не претендует на полноту изложения материала, тем более что в настоящее время резко увеличилось число разнообразных книг и публикаций, посвящённых различным аспектам геммологии, истории и использования камней.

Пособие предназначено в помощь студентам специальностей 261001 «Технология художественной обработки материалов» и 071504 «Художественное проектирование ювелирных изделий», бакалаврам и магистрам по направлениям подготовки «Технология художественной обработки материалов», «Декоративно-прикладное искусство и народные промыслы (художественный металл)», «Искусство костюма и текстиля (проектирование ювелирных изделий)» очной и заочной формы обучения для изучения лекционных курсов «Художественное материаловедение», «Основы геммологии», «Геммология и обработка камней».

Пособие может быть полезно студентам, аспирантам и специалистам, интересующимся вопросами геммологии и обработки драгоценных камней.


********************************

Введение

В настоящее время драгоценными или ювелирными камнями принято называть любые камни, используемые в качестве украшений. Россия – страна, очень богатая драгоценными камнями. В её недрах встречаются алмаз, берилл, изумруд, александрит, топаз, хризолит, циркон, различные гранаты, турмалины, аметист, цитрин, горный хрусталь, сердолик, хризопраз, агаты, авантюрин, амазонит, лабрадор, малахит, лазурит, родонит, нефрит, чароит и многие другие камни.

Камень всегда интересовал человека. Вначале его привлекала только окраска, совершенные формы кристаллов и их блеск. Позже начали использовать физические свойства камня, например его твердость и прочность. В более поздние времена их стали ценить за редкость и долговечность. В результате были выделены три основных критерия, позволяющие относить некоторые природные камни-минералы к драгоценным: красота, долговечность и редкость.

С развитием горнодобывающей промышленности число камней, применяемых в ювелирных изделиях, резко возросло. Сейчас можно назвать более 200 их видов и разновидностей. Одни из них – алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аквамарин, александрит, опал, гранаты, шпинель, топаз, турмалин, бирюза, аметист, лазурит, малахит, нефрит, жадеит – издавна широко применяются, некоторые – танзанит, тзаворит, чароит, бразилианит, бенитоит и др. – открыты и стали использоваться в качестве ювелирных сравнительно недавно. В последнее время внимание ювелиров привлекли некоторые разновидности минералов, не являющиеся в строгом смысле ювелирными, но обладающие красивой окраской, астеризмом или эффектом кошачьего глаза. К ним относятся скаполит, титанит, апатит, андалузит и многие другие. Ювелирными являются и некоторые камни органического происхождения – жемчуг, янтарь, кораллы, гагат, кости, рога и бивни ряда животных.

В современную эпоху люди научились моделировать многие природные процессы. В последние десятилетия не только искусственно выращено большинство наиболее ценимых человеком ювелирных камней (алмаз, изумруд, рубин, сапфир, александрит, бирюза, малахит и др.), свойства которых практически полностью соответствуют свойствам их природных аналогов, но и создано много новых камней, не встречающихся в природе (фианит, ИАГ, ГГГ, фабулит и ряд других). Человек научился облагораживать многие ювелирные камни (улучшать их прозрачность, изменять окраску и т. д.).

На рубеже XIXXX веков зародилась наука геммология, объектом исследования которой стали ювелирные и поделочные камни. Разнообразие её задач определяется самим предметом исследования. Так как ювелирные камни представлены в основном минералами (в меньшей степени горными породами и органогенными образованиями) и синтетическими материалами, одна из главнейших задач геммологии – изучение физических свойств и минералогических особенностей и разработка на их основе методов диагностики, сертификации и отличия природных камней от синтетических и т. д. Ювелирные камни – это важное полезное ископаемое, следовательно, необходимо решать весь комплекс вопросов, связанных с изучением геологии месторождений, разработкой методов их поисков, разведки, оценки, а также добычи и обогащения сырья. Но созданные природой камни становятся по-настоящему драгоценными, ювелирными только после того, как они будут обработаны. Создание и совершенствование методов обработки камня, в основе которых лежит, с одной стороны, правильный научно-технический, а с другой – художественный подход, также являются задачами геммологии. Наконец, геммология связана с решением различных экономических вопросов: ювелирные камни представляют собой материальные ценности, а некоторые из них – валютное сырье. Все они служат объектом внутригосударственной и международной торговли.

Краткие сведения об истории применения

драгоценных камней

Открытие самоцветов и цветных камней растянулось на несколько тысячелетий. Кремень – первый из камней, освоенных первобытным человеком более 300 тысяч лет назад, а один из последних широко известных камней – чароит открыт в 1977 году.
В 2007 году был открыт новый камень – разновидность берилла, обладающий уникальными свойствами, названный
параиба.

Кроме необходимых для жизнеобеспечения камней, первобытный человек использовал 10 цветных: кремень, роговик, обсидиан, яшму, нефрит, жадеит, серпентинит, янтарь, кварц, горный хрусталь (приведены их современные названия). Древние цивилизации (шумеро-аккадская, вавилоно-ассирийская, египетская, критско-микенская) добавили ещё 18 самоцветных камней: малахит, амазонит, гематит, аметист, сард, агат, оникс, сардоникс, изумруд, гранат-альмандин, халцедон, лазурит, хризолит, бирюзу, берилл, стеатит, жемчуг, коралл. К концу античности греки и римляне знали уже 77 минералов и 27 пород. Кроме названных самоцветов, использовались опал, топаз, рубин, сапфир, сердолик, плазма, хризопраз, гелиотроп, празем, гиацинт, алмаз, гагат. К началу средневековья мир знал 40 видов драгоценных и цветных камней.

Изучение природных соединений химическими методами с XVIII века и физическими – с конца XIX привело к резкому увеличению числа новых минералов, в том числе и самоцветов. Сейчас известно более 3000 минералов. Ежегодно к ним добавляется ещё 20–30. В ювелирном деле используется около 100 камней.

Драгоценные и поделочные камни издавна применяются в прикладном искусстве для выполнения деталей убранства интерьеров, ювелирных украшений, предметов культа, парадного оружия и символов власти. Первые изделия из янтаря в виде подвесок с примитивным изображением фигурок людей и геометрическим рисунком относятся к мезолиту (20 тысяч лет до н.э.). В поселениях позднего палеолита (13 тысяч лет до н.э.) встречаются скребки и наконечники копий из яшмы и горного хрусталя. Для неолита (5–2-е тысячелетие до н.э.) характерно широкое использование кварца, яшм, нефрита, обсидиана, халцедона, оникса и янтаря. Эти камни служили украшениями, из них вырезали омулеты-обереги, фигурки богов. В эпоху бронзы камень стали помещать в металлическую оправу. В Индии и Бирме носили украшения из камня и украшали камнями оружие и бытовые предметы 7,5–10 тысяч лет назад. Это были халцедоны, агаты, нефрит. Изумруды в Индии появились за 2000 лет до н.э., сапфиры и рубины из россыпей на Цейлоне – за 600 лет до н.э., алмазы в Индии – за 1000–500 лет до н.э.

В цивилизациях Древнего Востока (в бассейнах рек Нил, Тигр и Евфрат, Инд и Ганг) обработка и использование драгоценных и поделочных камней достигли высокого уровня. К концу 4-го тысячелетия до н.э. в Шумере находят распространение цилиндрические печати с геометрическим узором, вырезанным на агатах и халцедонах. Уникальными памятниками ювелирного искусства шумеров являются украшения из захоронения царицы Шубад (середина 3-го тысячелетия до н.э.) – многорядное ожерелье из золотых листьев и бусин из глазурированных паст, сердолика и лазурита.

Ювелирное искусство Египта в период Древнего царства (3-е тысячелетие до н.э.) представлено браслетами и фигурками-амулетами из гробниц близ Абидоса и Нагады. Золото этих украшений сочетается с линейным узором из аметистов, лазуритов и бирюзы. В начале 2-го тысячелетия до н.э. с захватом территории Нубии, увеличивается приток драгоценных и поделочных камней. Высокого совершенства достигла обработка горного хрусталя и цветных камней, освоена техника огранки кабошонов и «холодной эмали», при которой маленькие кусочки цветного камня и цветных стеклянных паст помещали между золотыми перегородками узора. Особой утончённостью отделки и высоким техническим совершенством отличаются изделия мастеров Нового царства (XVIXI века до н.э.). Сокровища гробницы фараона Тутанхамона (XIV век до н.э.) известны прекрасными украшениями из обсидиана, горного хрусталя, голубой и зелёной бирюзы, лазурита, сердолика, амазонита и коралла в сочетании с золотом и многоцветными пастами. Достигла совершенства и обработка драгоценных камней. Например, несмотря на высокую твёрдость изумруда (известен в Египте с ХIX века до н.э.), египтяне могли гравировать его, используя в качестве резных камней для перстней.

Богатство и разнообразие драгоценных и поделочных камней Индии и соседних с ней стран Юго-Восточной Азии обусловили их раннее и широкое использование. Традиционно в индийских украшениях камни преобладают над материалом оправы из-за большого масштаба их добычи. В VIIIIX веках н.э. осваивается огранка и гравирование камней. В украшениях знати начинают использоваться рубины и сапфиры из Бирмы и Таиланда, индийские изумруды и алмазы. Часто драгоценным камням резчики придавали форму многолепестковой розетки.

В Китае искусство резьбы по камню известно со 2-го тысячелетия до н.э. Широко использовались нефрит и разновидности кварца. Особое внимание уделялось выявлению декоративных возможностей фактуры камня.

У народов Центральной и Южной Америки культура использования драгоценных и поделочных камней насчитывает многовековую традицию. На территории современной Бразилии, Мексики, Колумбии и Чили задолго до прихода европейцев использовались нефриты различных оттенков, лазурит, бирюза, горный хрусталь, розовый кварц и изумруд. Техника резьбы по нефриту, считавшемуся священным, известна племенам майя с IX века до н.э. Остатки архитектурных памятников, обнаруженных в культовом центре на берегу озера Титикака, украшены каменной мозаикой. В Мексике известны монолитные культовые фигуры фантастических животных, изготовленных из неотёсанных глыб порфира и нефрита. Они датируются культурой тольтеков – V век н.э. Для культуры ацтеков (XIV – начало XIX века) характерны высокая техника и совершенство отделки ювелирных изделий из обсидиана, агата, горного хрусталя и бирюзы, сочетание необычных материалов – дерево и камень и т.п.

Эгейская культура Средиземноморья (Кипр, Родос, Сицилия, побережье Греции и Малой Азии, 3–2 тысячелетие до н.э.) находилась под влиянием восточных цивилизаций, особенно Древнего Египта. Сюжеты изображений на геммах (резных камнях с изображением), выполненных из сердолика, агата и стеатита, связаны
с природными мотивами. Искусство глиптики (резьбы по драгоценным и поделочным камням) классического периода (
VIV века до н.э.) представлено геммами на агате, сердолике, ониксе.

В эпоху эллинизма (конец IVI века до н.э.) произошли большие изменения в обработке камня. Высокого совершенства достигло искусство резьбы и гравировки на аметистах и гранатах. Из них изготавливались инталии (геммы с углублённым изображением) для печатей и камеи (геммы с выпуклым изображением). Поверхность золотых изделий изобиловала драгоценными и поделочными камнями, вставками из цветного стекла и эмалей. Искусство древних резчиков по камню достигало высокого мастерства. Они пользовались станками с вращением резцов при помощи ножной педали с приводом. Абразив – корунд, измельчённый алмаз. В качестве полировального материала использовали толчёные раковины. Считается, что станки с большой скоростью вращения резца существовали уже в 3–2-ом тысячелетиях до н.э. При этом применялись металлические, обсидиановые и алмазные резцы. Останки мастерских резчиков найдены на Крите и в Помпеях. Техника эгейских мастеров была утрачена. В VI веке до н.э. камнерезный станок был изобретён вновь мастерами Ройком и Теодором Самосскими.

Широкое применение драгоценных и поделочных камней в Древнем Риме относится к III веку н.э. В изделиях сочетаются драгоценные камни и другие материалы, размер металлической оправы минимален. Широкий спрос на изделия из драгоценных и поделочных камней привёл к развитию ювелирного искусства. Впервые начинается специализация мастеров, работающих с драгоценными и поделочными камнями (шлифование, полирование, резьба и моделирование ювелирных изделий). К этому времени относится и создание первых имитаций драгоценных камней. С концом Римской империи в значительной степени была утрачена прежняя культура камня.

В ювелирном искусстве Европы увлечение цветом камня (шпинель, альмандин, сердолик) было привнесено в VVII веках племенами варваров. Драгоценные и поделочные камни в изделиях того времени использовались в виде слегка подшлифованных галек неправильной формы.

С развитием межрегиональной торговли в Средиземноморье и на Балтике в XIIIXV веках в Европу ввозятся восточные самоцветы. В Саксонии, Богемии и Моравии увеличивается добыча драгоценных и поделочных камней, которые служат материалом для развивающихся художественных ремёсел. Широкое распространение получают пиропы, добывающиеся в Среднечешских горах с XIII века, и прибалтийский янтарь. На базе местных агатов с XIV века развивается камнерезный промысел в Германии и Идар-Оберштайне. В XIVXV веках совершенствуется и огранка драгоценных камней. С конца XV века происходит значительное совершенствование огранки, связанное с увеличением притока драгоценных камней в эпоху Великих географических открытий. Крупнейшие центры огранки – Милан, Венеция, Париж, Брюгге и др. Большинство ювелирных изделий XVI века украшено драгоценными камнями, огранёнными в форме таблицы. Часто для усиления яркости цвета в каст под камень подкладывали цветную фольгу или атлас. Среди излюбленных типов ювелирных изделий эпохи Возрождения – драгоценные нагрудные подвески и украшения к шляпам. Нередко материалом для них служили драгоценные камни в виде кабошона причудливой формы или необычная жемчужина. Камеи, выполненные итальянскими резчиками во второй половине XVI века, свидетельствуют о высоком уровне их мастерства. В эпоху правления Медичи расцветает искусство флорентийской мозаики (инкрустации чёрного мрамора цветными поделочными камнями). К созданию ювелирных изделий конца XV начала XVII века обращались великие мастера Д. Гирландайо (1449–1494), А. Дюрер (1471–1528), X. Хольбейн Младший (1497–1543), Бенвенутто Челлини (1500–1571). Увеличение притока самоцветов из Цейлона, Индии, Сиама и Бирмы, алмазов из Индии и Бразилии, изумрудов из Колумбии, совершенствование бриллиантовой огранки предопределили последующее преобладание огранённого драгоценного камня, особенно бриллианта, в ювелирном искусстве середины XVII – конца XVIII века. Для декорирования интерьеров наряду с драгоценными камнями и металлами стали использоваться перламутровые раковины, скорлупа кокосового ореха и страусового яйца. Со второй половины XVII века повсеместно в Европе возрождается интерес к янтарю. В 1701–1765 годах создаётся шедевр мозаичного искусства – знаменитая янтарная комната, утерянная во время Второй мировой войны и воссозданная в конце ХХ века русскими мастерами. В середине XVIII века наступает время расцвета западноевропейской глиптики и повсеместного увлечения камеями.

Культура использования драгоценных и поделочных камней Древней Руси обладает многовековой традицией. В славянских захоронениях При-днепровья встречаются ожерелья и серьги из сердоликов, светлого кварца и янтаря. Памятники домонгольской Руси украшают местные (светлые аметисты Кандалакши, янтарь и речной жемчуг) и привозные драгоценные и поделочные камни из Византии, Средней Азии и Китая. На изделиях XIXIII веков работы русских мастеров драгоценные и поделочные камни встречаются в основном в виде подшлифованных кабошонов неправильной формы. На изделиях златокузнецов XIIXV веков наряду с объёмной глухой оправой встречается изящная, окаймлённая фестонами золотой ленты и невесомая узорчатая, образованная завитками скани, оправа. Она позволяла оттенить глубину и яркость цвета камня. Жемчуг и просверлённые камни закрепляли на шпеньке или крапановой закрепкой. При необходимости симметричного расположения кабошонов примитивной формы их помещали в каст необходимой конфигурации.

С укреплением централизованного государства растёт богатство Московского двора. При всей роскоши изделий они отмечены ясностью форм и лаконичным благородством декорирования. Мастерами-резчиками искусно использованы тончайшие переходы сложной окрашенности камня.

Наряду с огранёнными драгоценными камнями, закупавшимися в Западной Европе, русские мастера применяли и камни московской огранки. В 1635 году в Кремле начала работу Алмазная палата, где производилась огранка драгоценных камней. Для ювелирного дела XVII века характерно применение дорогих драгоценных камней (алмазов, изумрудов и рубинов), цвета которых соперничали с полихромными эмалями. В противовес цвету на первый план выдвинуто иное декоративное качество драгоценного камня – его блеск. Реформы Петра I оказали влияние на поиск отечественного минерального сырья, а также создание первых гранильных предприятий.

В ювелирном искусстве русского барокко первой половины XVIII века используется вся палитра драгоценных камней. «Веком бриллианта» называют ювелиры XVIII столетие. Бриллианты доминируют в парадных ювелирных украшениях, почти неприметной становится оправа.

В эпоху классицизма (конец XVIII – начало XIX века) особое значение придавалось качеству огранки камней и виртуозной чистоте их крепления. Для дневных украшений предпочитали агаты, ониксы, сердолики, авантюрин и бирюзу. Увлечение искусством античности нашло яркое проявление в распространении украшений с камеями.

Забытое с XII века искусство мозаики в России было возрождено только в XVIII веке М.В. Ломоносовым. В XVIII веке в России началось бурное развитие камнерезного и ювелирного искусства, обусловленное открытием месторождений цветных камней на Урале и в Сибири. С открытием уральских малахитов и лазуритов Прибайкалья рождается искусство русской мозаики – облицовка сложнопрофильных изделий из мрамора или змеевика тонкими плитками подобранного по узору малахита или бархатисто-синего лазурита. Мастера Урала владели и секретами флорентийской мозаики.

В XIX веке в Петербурге и Москве возник ряд крупных, хорошо оснащённых ювелирных предприятий. С 80-х годов XIX века мировой известностью пользовался петербургский ювелир Карл Фаберже. Ассортимент камнерезных и ювелирных изделий в то время был очень обширен. После выставки в 1904 года в Лондоне, где Фаберже представил разнообразные камнерезные фигурки зверей, началось массовое увлечение анималистическим направлением. К началу XX века в петербургском отделении фирмы (основана в 1842 году) работала камнерезная мастерская.

XX век – век войн и революций. Он характеризуется упадком камнерезного и ювелирного искусства в России. С конца 60-х годов начался подъём камнерезного и ювелирного производства. В настоящее время эта отрасль в России на подъёме.

На рубеже XIXXX веков начался выпуск синтетических камней, что во много раз увеличило стоимость природных ювелирных камней.

Сегодняшний день характеризуется широчайшим применением драгоценных камней в промышленности. Это алмазные инструменты, широчайшая номенклатура абразивов, ядерная техника, лазерная техника, оптика, радиоэлектроника.

Основные понятия, термины и определения

Слово камень пришло от далёких предков. На одном из древнейших языков мира (санскрите) слово «камень» звучит как «упала» (созвучно минералу «опал»). Спустя тысячелетия позднелатинское минера, повторяющее кельтское, означало руда, или камень, дающий минерал. Позднее от минера образовался термин минерал.

Камень – это всякая твёрдая, нековкая составляющая часть земной коры в виде сплошной массы или отдельных кусков.

Горная порода (или порода) представляет собой сочетание (агрегат) минералов естественного происхождения. Обычно породы слагают значительные площади.

Наука, изучающая горные породы, называется петрографией.

Минерал – внутренне однородный твёрдый компонент земной коры, образовавшийся естественным путём. Минералами называют и твёрдые составные части горных пород Луны. Большинство минералов выделяется в виде кристаллов, имеющих определённые формы. Наука о минералах именуется минералогией.

Драгоценный камень – понятие, не имеющее единого определения. Чаще всего к драгоценным камням относят красивые и редкие минералы (в некоторых случаях и минеральные агрегаты), обладающие достаточно высокой твёрдостью, а потому почти не подвластные времени. Наука о драгоценных камнях именуется геммологией.

Геммология – совокупность сведений о драгоценных и поделочных камнях, главным образом физических свойствах, особенностях химического состава, декоративно-художественных достоинствах минералов и минеральных агрегатов, использующихся в ювелирном и камнерезном производстве. Геммология изучает технологию обработки драгоценных и поделочных камней. Важное прикладное значение геммологии – определение минерального вида драгоценного камня и его происхождения. Задача геммологии – установление отличий природных драгоценных камней от их синтетических аналогов и имитаций. Геммология включает разработку методов облагораживания драгоценных и поделочных камней.

В 2009 году комиссия CIBJO2 расширила и дополнила круг принятых определений, касающихся цветных камней, органических веществ и искусственных продуктов.

Натуральные материалы – материалы, которые образовались в природе без какого-либо вмешательства человека, свойства которых были модифицированы с помощью огранки и полировки, а также процессов, улучшающих цвет и/или чистоту.

Органические вещества – природные продукты растительного или животного происхождения, используемые в ювелирных изделиях или предметах искусства.

Искусственные продукты – продукты частично или полностью созданные человеком.

Искусственные камни – искусственные кристаллические продукты, не имеющие природных аналогов.

Ювелирные камни – природные неорганические материалы, за исключением металлов, используемые в ювелирной промышленности или в предметах искусства. Во всех статьях и примерах этого стандарта сюда же относятся драгоценные и поделочные камни.

Драгоценные камни – природные неорганические материалы, за исключением металлов, используемые в ювелирных изделиях или предметах искусства. В этом стандарте все статьи и примеры, относящиеся к ювелирным камням, также относятся и к драгоценным камням.

Реконструированные камни – искусственные продукты, полученные при плавлении (без последующей кристаллизации) или сплавлении природных материалов.

Поделочные камни – природные неорганические или органические вещества, используемые в ювелирных изделиях или предметах искусства. В этом стандарте все статьи и примеры, относятся как к ювелирным, так и к поделочным камням.

Композитные камни – искусственные продукты, состоящие из двух или более первоначально отдельных частей, соединенных искусственно. Их компоненты могут быть природными и/или искусственными.

Феноменальные камни – камни с эффектом астеризма, кошачьего глаза, смены цвета и т.д.

Опалесценция – молочный или жемчужный внешний вид некоторых ювелирных камней (особенно некоторых обычных опалов).

Полудрагоценный – термин ранее применялся к часто встречающимся камням. Сейчас не применяется.

Синтетические камни – искусственные продукты, имеющие тот же химический состав, те же структуру и физические свойства, что и их природный аналог.

Имитации – искусственные продукты, которые имитируют внешний вид драгоценных, ювелирных и поделочных камней или органических веществ, имея другой химический состав, другие структуру и физические свойства.

Культивированный – термин может быть применен только к жемчугу. Культивированный жемчуг образуется внутри моллюска при наращивании накра3. Внешние слои культивированного жемчуга состоят из концентрических слоев органического вещества (склеропротеин, называемый конхиолином) и карбоната кальция (обычно в форме арагонита). Образование слоев накра связано с метаболизмом у самого моллюска. Внедрение чего-либо человеком вызывает лишь начало секреции. Термин применяется ко всем видам культивированного жемчуга.

Модифицирование свойств ювелирных камней и органических материалов – ювелирные камни или органические материалы, вид которых изменен каким-либо способом, иным, чем огранка или полировка.

Обработанный (облагороженный) – добавляется к названию ювелирного камня или органического вещества, внешний вид которых был изменен способом, требующим специальной информации.

Искусственное облучение – какое-либо облучение камня полностью или частично контролируемое человеком.

Отбеливание – удаление или ослабление окраски с использованием химических веществ, физических методов или света.

Покрытие – слой вещества, нанесенный на поверхность камня или на часть поверхности для защиты, окрашивания или маскировки окраски.

Изменение цвета – свойство ювелирных материалов изменять цвет при смене источников света, таких как дневной свет (источники света D65 или С) и свет лампы накаливания (источник света А).

Диффузия – диффузия в камень элементов, вызывающих появление окраски или феноменов.

Окрашивание – искусственное придание цвета ювелирному материалу с помощью красителя.

Заполнение – заполнение целиком или частично полостей или трещин в камне, пропитывание.

Термообработка – изменение камня при термическом процессе, например, в печах или других нагревательных приборах.

Пропитывание – заполнение по всему объему, насыщение.

Облучение – обработка с использованием радиоактивного облучения.

Стабильность – определяет способность ювелирных камней и органических веществ сохранять их внешний вид.

Поверхностная диффузия – проникновение в камень на малую глубину (практически затрагивает приповерхностный слой) элементов, вызывающих появление окраски или оптических феноменов, процесс происходит при воздействии высокой температуры и химических веществ.

Полость – углубление или ямка на поверхности камня.

Пустота – ничем не заполненная полость.

Следует обратить внимание на корректное использование терминов «драгоценный», «поделочный» и «ювелирный» Эти определения в стандарте CIBJO практически одинаковы. Но не следует забывать о специфике российского законодательства. В нашей стране наиболее общим названием является термин «ювелирные камни», который включает в себя и драгоценные камни (алмаз, рубин, синий сапфир, александрит, природный жемчуг, уникальные образования янтаря). Поделочные камни также относятся к ювелирным, но чаще всего это непрозрачные камни с красивым распределением окраски. Что касается распространенного термина «полудрагоценные камни» (так называемые «полудраги»), то он не должен применяться.

Вопросы для самопроверки

1. Укажите основные исторические вехи использования драгоценных камней.

2. Что такое геммология, её основные задачи.

3. Что такое «полудрагоценный» камень?

4. Что такое CIBJO?


********************************

1. Классификация

и происхождение камней

1.1. Классификация камней

В современном ювелирном и камнерезном производстве используется около ста видов цветных камней. В соответствии с характером использования они делятся на:

1) ювелирные,

2) ювелирно-поделочные,

3) поделочные,

4) декоративно-облицовочные.

Как исключение, применение камня не ограничивается рамками одной группы. Например, родонит, малахит, лазурит, нефрит, чароит и некоторые другие используются как ювелирно-поделочные, поделочные и декоративно-облицовочные. Наиболее обособлена группа ограночных (ювелирных) камней. Три остальных группы не имеют столь резких границ.

Академик А.Е. Ферсман в 20-х годах XX века ввёл в советскую литературу термин самоцвет, позаимствовав его у уральских старателей и мастеров. Термин обозначал драгоценные камни, в том числе и бесцветные. Уральские мастера называли самоцветами не только минералы – ограночные (ювелирные) камни, но и некоторые ювелирно-поделочные и поделочные камни, представляющие собой минеральные агрегаты: малахит, лазурит, родонит (орлец), переливт, пестроцветные яшмы и др.

Правильно называть самоцветами минералы, встречающиеся в природе как в виде индивидуализированных кристаллов, так и в агрегатной форме, которые по декоративным качествам соответствуют исторически установившимся канонам, определяющим их использование в ювелирных изделиях.

К самоцветам принято относить также жемчуг, кораллы и янтарь, являющиеся органическими образованиями.

В эти классификации не входит ювелирный материал, не относящийся к минеральным образованиям – ископаемая кость (в том числе и бивни мамонта) – прекрасное сырьё для ювелирных изделий.

Современная геммология полагает, что разделение ювелирных камней на драгоценные и полудрагоценные неверно, так как представление о ценности камней постоянно меняется.

Ценность камня определяется тремя основными признаками: красотой, прочностью и редкостью. При этом немаловажную роль во все времена играла мода. В последнее тысячелетие выделялись несколько камней, за которыми исторически закрепилось место в начале ряда ценностей: алмаз, рубин, сапфир (синий) и изумруд.

Попытки классифицировать цветные камни неоднократно предпринимались учёными разных эпох и стран. При этом за основу принималась их реальная стоимость. Например: 1860 год – немец Клуге, 1865 год – Бауэр, она дополнена в 1925 и 1954 годах Ферсманом, 1982 году – Киевленко.

Согласно классификации Киевленко по особенностям применения и относительной стоимости различают:

а) ювелирные (собственно драгоценные) камни:

1-го порядка – рубин, изумруд, алмаз, сапфир синий;

2-го порядка – александрит, сапфир зелёный, оранжевый и фиолетовый, благородный опал чёрный, благородный жадеит;

3-го порядка – демантоид, шпинель, благородный опал белый и огненный, аквамарин, топаз, турмалин;

4-го порядка – хризолит, циркон, кунцит, берилл жёлтый, зелёный и розовый, пироп, альмандин, бирюза, аметист, цитрин, хризопраз;

б) ювелирно-поделочные камни:

1-го порядка – лазурит, янтарь, жадеит, нефрит, малахит, чароит, горный хрусталь бесцветный и дымчатый;

2-го порядка – агат, амазонит, родонит, гематит-кровавик, эпидот-гранатовые и везувиановые породы;

в) поделочные камни: яшма, мраморный оникс, обсидиан, гагат, кремень рисунчатый, графический пегматит, флюорит, лиственит, змеевик, кварцит цветной и авантюриновый, селенит, цветной мрамор и др.

К ювелирным (собственно драгоценным камням) первого порядка также относят органоминеральное образование – жемчуг.

Существует промышленная классификация естественных ювелирных и поделочных камней ВНИИювелирпрома, разработанная под руководством А.И. Цюрупы. Здесь впервые выделена группа ювелирно-поделочных камней, используемых как для вставок в ювелирные и галантерейные изделия, так и для различных камнерезных поделок. Впервые главными классификационными признаками стали твёрдость и степень просвечиваемости камней.

Существуют промышленно-генетические, технологические, торговые и другие классификации. Выбор той или иной классификации определяется задачами геммолога.

Приведём классификацию Корнилова и Солодовой, выполненную по кристаллохимическому признаку. Все ювелирные камни (около 200 наименований) делятся на 3 группы:

- I – ювелирные камни неорганического происхождения (минералы и в меньшей степени горные породы);

- II – ювелирные камни органического происхождения;

- III – синтетические ювелирные камни.

Наиболее обширна I группа, которая делится на 2 подгруппы – традиционные и нетрадиционные ювелирные камни.

Традиционные ювелирные камни, издавна и широко используемые в ювелирном деле: алмаз, рубин, сапфир, изумруд, аквамарин, хризоберилл, александрит, опал, пироп, альмандин, спессартин, демантоид, гессонит, шпинель, топаз, турмалин, лабрадор, лунный и солнечный камень, циркон, хризолит, бирюза, кунцит, аметист, цитрин, розовый кварц, авантюрин, хри-зопраз, карнеол и другие разновидности кварца и халцедона, лазурит, жадеит, нефрит, малахит и др.

В различных странах значимость их и стоимость в разные эпохи и годы была неодинаковой. Самыми дорогими всегда были алмаз, изумруд, рубин и сапфир. Они составляют основу валютных государственных фондов, их используют в качестве инвестиций, на цену этих камней не влияют искусственно выращенные аналоги. Стоимость остальных может испытывать значительные колебания во времени и пространстве.

Подгруппа нетрадиционных ювелирных камней также очень неоднородна. В ней выделено несколько порядков.

К первому порядку относятся новые ювелирные камни. Это сравнительно недавно открытые минералы или разновидности известных минералов, нашедших новое признание в качестве ювелирных: бенитоит, бразилиа-нит, гидрогроссуляр (трансваальский жад), калифорнит (везувиан), клиногу-мит, сингалит, тафеит, танзанит, тсаворит, хромдиопсид, чароит, параиба и др.

Ко второму порядку относятся ювелирные разновидности минералов, известных в основном как породообразующие, коллекционные или имеющие сырьевую ценность. В настоящее время они применяются как самостоятельные ювелирные камни, реже – как имитации известных ювелирных камней. Они образуют иногда значительные скопления (месторождения): гаюин, гердерит, дюмортьерит, еремеевит, лазурит, пурпурит, скаполит, содалит, ставролит, тугтупит, фенакит, флюорит, церулеит, эвдиалит, эвклаз, энстатит, эпидот и др.

К третьему порядку относятся, главным образом, разности (разновидности) минералов, обладающие красивым цветом, прозрачностью, эффектом астеризма, кошачьего глаза и др. Они представляют собой в основном коллекционные образцы, которые когда-либо использовались в ювелирном деле как самостоятельные ювелирные камни, или, что гораздо чаще, как имитации каких-либо дорогих камней. Стоимость камней этого порядка самая нестабильная и может как резко возрастать, так и резко падать.

Например, в начале 80-х годов XX века на рынке ювелирных камней в большом количестве появился желтый прозрачный титанит. Он, благодаря сильному алмазному блеску и весьма высокой дисперсии показателей преломления (0,051), очень удачно имитировал бриллианты. Стоимость природной имитации не только превысила стоимость лучших синтетических имитаций (фианита, фабулита и др.), но и стоимость некоторых традиционных ювелирных камней этого же цвета (берилла, цитрина, гроссуляра, циркона и др). Огранённый титанит массой от 1 до 5 карат стоил до 150 долларов США за карат (в 1980 году в США).

К таким камням относят: апатит, азурит, андалузит, волластонит, гам-бергит, гемиморфит, данбурит, датолит, диоптаз, канкринит, касситерит, нефелин (элеолит), поллуцит, силлиманит, смитсонит, сфалерит, титанит, целестин и др.

Деление на порядки, и даже на подгруппы в этой систематике не является чем-то застывшим. Ибо новые ювелирные камни со временем могут стать традиционными. При нахождении значительных скоплений ювелирных камней третьего порядка они перейдут во второй, и, наоборот, при истощении месторождений камни второго порядка перейдут в третий.

II группа – ювелирные камни органического происхождения. Выделена ещё академиком А.Е. Ферсманом. В эту группу входят:

Жемчуг (природный и культивированный), коралл, янтарь и другие природные смолы, гагат4, кости, рога и бивни различных животных (слона, мамонта, носорога, моржа и др.), панцирь черепахи, перламутр. К этой же группе можно отнести и одонтолит – «костяную бирюзу»5.

III группа ювелирных камней – синтетические камни.

Это искусственно синтезированные камни. Во многих случаях создан полный аналог природных камней. Но, несмотря на это, стоимость их в большинстве случаев была во много раз ниже. Одновременно созданы новые уникальные ювелирные камни (фианит, фабулит и др.). Поэтому III группа делится на подгруппы.

К первой подгруппе относятся синтетические ювелирные камни – аналоги природных ювелирных камней: алмаз, корунд, шпинель, кварц, опал, александрит, изумруд, сподумен, малахит, бирюза.

Ко второй подгруппе относятся синтетические ювелирные камни, не имеющие природных аналогов: фианит, оксид иттрия, иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), гадолиний-галлиевый гранат (ГГГ), титанат стронция (фабулит), ниобат лития, ниобат бария, ниобат натрия, танталат лития и др.

К третьей подгруппе относятся синтетические камни, имеющие природные не ювелирные аналоги и применяющиеся в основном как имитация традиционных ювелирных камней: муассонит, бромеллит, периклаз, рутил, касситерит, цинкит, шеелит и др.

К четвёртой подгруппе относят материалы, имеющие названия, аналогичные традиционным ювелирным камням, но не соответствующие им по составу, структуре и свойствам: бирюза, лазурит, коралл и др.

Группа синтетических ювелирных камней всё время расширяется в связи с интенсивным развитием синтеза всё большего числа минералов.

1.2. Происхождение драгоценных камней

Все драгоценные камни, за исключением камней и ювелирных материалов органического происхождения (кораллы, гагат, слоновая кость, одонтолит, янтарь, жемчуг, перламутр), принадлежат к минералам.

Образование драгоценных камней связано как с экзогенными, так и с эндогенными процессами, протекающими в ходе геологической истории Земли.

Экзогенные месторождения – залежи полезных ископаемых, связанные с древними и современными геохимическими процессами. Образуются на поверхности земли в её тонкой верхней части. Экзогенные месторождения формируются в результате механического и биохимического преобразования и дифференциации минеральных веществ эндогенного происхождения. Среди экзогенных месторождений различают 4 генетических группы:

- остаточные месторождения – формируются вследствие выноса растворимых минеральных соединений из зоны выветривания и накопления труднорастворимого минерального остатка, образующего руды железа, никеля, марганца, алюминия;

- инфильтрационные месторождения – возникают при осаждении из подземных вод поверхностного происхождения растворённых в них минеральных веществ с образованием залежей руд урана, меди, серебра, золота, самородной серы;

- россыпные месторождения – создаются при накоплении в рыхлых отложениях на дне рек и морских побережий тяжёлых и прочных ценных минералов, к числу которых принадлежат золото, платина, минералы титана, вольфрама, олова;

- осадочные месторождения – образуются в процессе осадконакопления на дне морских и континентальных водоёмов, формирующего залежи угля, горючих сланцев, нефти, горючего газа, солей, фосфоритов, руд железа, марганца, бокситов, урана, меди, а также строительных материалов.

Эндогенные месторождения – залежи полезных ископаемых, связанные с геохимическими процессами глубинных частей Земли. Формируются из магматических расплавов или из газовых и жидких горячих минерализованных растворов среди глубинных геологических структур в обстановке высоких температур и давления. Выделяется 5 генетических групп:

- магматические месторождения – образуются при застывании расплавов с обособлением руд хрома, титана, ванадия, железа, платины, меди, никеля, редких металлов, а также апатита и алмазов;

- пегматитовые месторождения – расскристаллизовавшиеся отщепления конечных продуктов остывающей магмы, используемые в качестве керамического сырья и для добычи слюд, драгоценных камней и редких металлов;

- карбонатитовые месторождения – ассоциируют с щелочными магматическими породами, среди которых накапливаются карбонатные минералы и находящиеся среди них руды меди, ниобия, апатит и флогопит;

- скарновые месторождения – возникают под воздействием горячих минерализованных паров при контакте с магматической массой. Создают залежи руд железа, меди, вольфрама, молибдена, свинца, кобальта, золота и др.;

- гидротермальные месторождения – состоят из руд цветных, благородных и радиоактивных металлов, представляющих собой осадки циркулирующих на глубине горячих минерализованных водных растворов.

Ювелирные камни принадлежат главным образом к эндогенным месторождениям и к экзогенным россыпным месторождениям. С россыпями связано накопление наиболее механически прочных и устойчивых к выветриванию камней: алмаза, рубина, сапфира, циркона, гранатов, топаза, шпинели, турмалина, цитрина, аметиста.

Ограночные камни, представляющие собой минералы в агрегатной форме (кабошонное сырьё) – опал, бирюза, хризопраз – традиционно связывают с корами выветривания. Некоторые исследователи придерживаются точки зрения гидротермального происхождения бирюзы. Например, что основная масса среднеазиатской бирюзы образовалась на конечных стадиях гидротермального процесса при температурах 80–190°С.

1.3. Географическое распространение

драгоценных камней

Месторождения ювелирных камней немногочисленны, а крупные кристаллы и агрегаты высокого качества редки.

Крупнейшие месторождения алмаза в кимберлитовых трубках находятся в Южной и Центральной Африке (Заир, ЮАР, Ботсвана, Ангола, Намибия, Сьерра-Леоне и др.). 85% запасов разведанных зарубежных месторождений алмаза составляют африканские. Месторождения алмазов разрабатываются также в Индии, Бразилии, Венесуэле, Колумбии и Северной Америке, Австралии. На территории России алмазы добываются в республике Саха-Якутия (Сибирская алмазоносная провинция). Достаточно крупные месторождения разведаны на Кольском полуострове. В конце XIX – начале XX века разрабатывались алмазные россыпи на Урале, хотя в них было обнаружено только несколько десятков ювелирных алмазов за всё время. Алмазам в кимберлитовых трубках сопутствует пироп, часто образующий промышленные скопления. Сибирская алмазоносная провинция является также источником хризолита.

Крупные месторождения бирюзы, связанные с зонами окисления медно-порфировых руд, известны в США (штат Нью-Мексико и Аризона). Уникальные пегматиты с цветными турмалинами обнаружены в штате Мэн и Калифорния.

В Европе издревле известны месторождения янтаря в Прибалтике и на территории современной Украины, россыпные месторождения кварца и его разновидностей чешского среднегорья, благородные опалы Венгрии, берилл-морион-топазовые пегматиты Украины и уже отработанные месторождения агата и аметиста в бассейне реки Наэ на территории современного Идар-Оберштайна (Германия).

Крупнейшие, преимущественно россыпные, месторождения рубина и сапфиров находятся в Индии (штат Кашмир), Таиланде, Кампучии, Бирме. Месторождения опала известны в Мексике, Гондурасе, США, Бразилии. Лучшие лунные камни (адуляры) – в Шри-Ланке, Бирме и Индии.

Кладовой самоцветов (ограночных и поделочных камней) является Урал. Здесь встречается изумруд, аметист, демантоид и многие другие самоцветы.

Самоцветы Австралии, прежде всего, это великолепные благородные опалы (95% мировой добычи), приуроченные к корам выветривания. А также сапфир и хризопраз (штат Новый Южный Уэльс, Южная Австралия и Квис-ленд).

Значительны месторождения изумруда в Колумбии и Индии, бирюзы – в Иране и Китае.

Распространённость месторождений ювелирно-поделочных и поделочных камней в целом более высока, чем ограночных. Это, естественно, объясняется бóльшим количеством минеральных разновидностей и разнообразием условий генезиса.

На территории бывшего СССР многие географические провинции славятся определёнными видами цветных камней:

- Урал – ограночными камнями, а также родонитом, малахитом, яшмами и змеевиками;

- Кавказ – агатами и обсидианами;

- Центральная и северная европейская части России – агатами, декоративными кремнями, амазонитом, беломоритом;

- Туркмения – кальцитовыми ониксами;

- Памир и Прибайкалье – лазуритом;

- Восточная Сибирь – нефритом, сердоликами, агатами;

- Средняя Азия – бирюзой.

Перечень можно продолжать очень долго.

Данные о промышленных и перспективных запасах драгоценных и поделочных камней не публикуются за редким исключением, из-за слабой геологической изученности месторождений или в интересах сохранения коммерческой тайны. Суммарный объём добычи и международной торговли драгоценными и поделочными камнями не поддаётся учёту в связи с широко развитой контрабандой, наличием «чёрного» рынка, поглощающего лучшие камни, реэкспортом, несопоставимостью цен на сырьё и обработанные камни. Общее представление о масштабах коммерческих операций можно составить по официальным статистическим данным по США, являющимся крупнейшим в мире потребителем драгоценных и поделочных камней. Импорт в США этих камней, главным образом ювелирного алмаза и жемчуга, а также изумруда, сапфира, рубина в 1978 году составил 2141 млн долларов США при экспорте 708 млн долларов.

1.4. Названия драгоценных камней

Древнейшие названия драгоценных камней восходят к восточным, греческому и латинскому языкам. На современную номенклатуру драгоценных камней особенно наложило отпечаток древнегреческое написание. Значение древних названий не всегда ясно, особенно если их написание изменялось и приобрело другой смысл.

Свои первоначальные названия камни получали по их ярко выраженным свойствам, прежде всего, цвету (например, празем – по зелёной окраске) и месторождению (агат – по реке на Сицилии). А также по якобы присущим камню таинственным силам (аметист – предотвращает опьянение).

Чтобы разделять камни с явно различной твёрдостью, были введены особые эпитеты. Так, термин «восточный» стал употребляться для обозначения разновидностей корунда, близких по твёрдости к алмазу, потому что лучшие драгоценные камни попадали в Европу с Востока. Также из-за того, что много ценных образцов настоящих топазов было привезено из Бразилии, эпитет «бразильский» стали употреблять, чтобы отличать этот вид камней от жёлтого кварца, который ювелиры часто называли топазом.

Почти все красные камни объединяли под названием «рубин» в сочетании с разными эпитетами или производными названиями. Рубин-балэ или балас-рубин – красная шпинель, которая встречается вместе с рубинами на рудниках Бирмы, капский рубин – это гранат из Южной Африки. Аделаидский, аризонский, колорадский рубины – гранаты из этих районов. Рубеллит – малиновый турмалин, добываемый в Калифорнии, рубицелл – оранжево-красная шпинель.

Название «сапфир» всегда обозначает синий камень. Первоначально использовалось для обозначения ляпис-лазури (лазурита) и подобных минералов до открытия драгоценной синей разновидности корунда. Бразильский сапфир – это голубой турмалин (такая окраска у этого минерала встречается редко). А водяным сапфиром называли как кордиерит, так и топаз.

Жёлтые камни объединяли под названием «топаз». Собственно топазом называется твёрдый естественный фторосиликат алюминия, который в чистом виде бесцветен, но даёт широкую палитру оттенков, благодаря присутствию окислов металлов. Ювелиры долго употребляли этот термин для обозначения как жёлтых разновидностей этого минерала, так и жёлтой разновидности кварца – цитрина. Правда, когда говорили о собственно топазе, то добавляли слово «бразильский». Восточный, королевский, индийский топазы – всё это жёлтый корунд, тогда как западный топаз – это жёлтый кварц (цитрин).

Название «изумруд» всегда употреблялось для обозначения камней зелёного цвета. Вначале так обозначалась хризоколла – непрозрачный зеленоватый камень. Позднее это название стали использовать для обозначения чрезвычайно дорогой разновидности берилла травянисто-зелёного цвета, для которой оно употребляется и сейчас. Восточный изумруд – это зелёный корунд. В XVIII веке зелёный турмалин, только что появившийся в Европе, обычно называли «бразильским изумрудом». Название «уральский изумруд» употребляли для обозначения зелёного граната с Уральских гор. Литиевый, медный, капский и африканский изумруды – это соответственно гидроденит (зелёный или благородный сподумен), диоптаз, пренит и зелёный флюорит.

Название «алмаз» применяется для обозначения блестящего, чрезвычайно твёрдого и, в случае правильной огранки, ярко сверкающего камня. Это название давали также блестящим цветным камням, относящимся к другим видам. Корнуэльский алмаз, бристольский алмаз и подобные камни – это горный хрусталь (бесцветный кварц), матарский бриллиант (Матара – город на юге Цейлона) и цейлонский алмаз – это бесцветный циркон, а саксонский (или сибирский) алмаз – бесцветный топаз.

Истинная шпинель – твёрдый минерал, носящий такое же название; аризонская шпинель – красный или зелёный гранат, а кандийская шпинель – бледно-красный гранат с Цейлона.

Большинство названий минералов происходит из профессионального языка горняков (шахтёрского жаргона), например кварц, колчедан. Иногда название содержит указание на техническое применение минерала: плавиковый шпат – флюс, плавень, флюсовая добавка в металлургии.

Научный подход к минералогической номенклатуре утвердился лишь с началом Нового времени. Открытие многочисленных ранее неизвестных минералов требовало для них новых названий. Сформировался принцип, используемый и ныне в названиях новых минералов. Это словотворчество на основе греческого или латинского языков. Причём названия даются либо по очевидным свойствам, или по их месторождению, или, наконец, в честь какого-либо лица. Названия по географическому признаку многие считают нецелесообразным, так как написание стран и местностей в разных языках различно. Кроме того, вносит путаницу то обстоятельство, что вновь открытые месторождения могут значительно превышать по запасам первоначальные. Так, например, наиболее значимые месторождения везувиана6 – минерала, получившего своё название по находящемуся в Италии вулкану Везувию, – расположены в Канаде, США, России. Это обстоятельство привело к тому, что для везувиана было предложено новое название – идокраз (по облику кристаллов). Одновременно в Сибири была обнаружена разновидность везувиана, которому по месту находки (реки Вилюй) дали название вилуит. Существует три названия, причём равноправных, одного и того же минерала. В минералогии известен целый ряд таких синонимов. Например, перидот, хризолит и оливин. В России чаще можно услышать название «хризолит», а за рубежом – «перидот». Оливин – это название минерала с переменным составом, ювелирной разновидностью которого является зелёный, золотисто-зелёный хризолит (перидот).

Ещё бóльшие сомнения вызывают персональные названия, ибо их присваивают не только в честь учёных и специалистов, но также и в честь королей, политических и других деятелей, не имеющих отношения к минералогии.

С развитием торговли драгоценными камнями к научным названиям минералов добавилась ещё масса дополнительных терминов. Чтобы привлечь или заинтересовать покупателя, на рынке драгоценных камней часто используют звучные иноземные торговые названия. Таким путём тот или иной камень обычно выдают за более дорогой. Нередко крупные фирмы сами создают названия драгоценных камней, например танзанит (синий цоизит) и цаворит (зелёный гроссуляр) (табл. 1.1).

Для установления соответствия между торговыми и научными минералогическими названиями драгоценных камней Комитет по нормам и стандартам Германии издал юридически обязательные директивные указания. В других странах тоже существуют соответствующие рекомендации или предписания. Однако в практике торговли научные названия камней прививаются с трудом. Но жажда наживы не всегда лежит в основе применения ложных привлекательных для покупателя названий. Очень часто и у продавцов, и у покупателей отсутствуют необходимые знания для определения реального минералогического вида камня.

Таблица 1.1

Торговые и минералогические названия некоторых камней

Торговое обозначение

Минералогическое название

Аделаида-рубин

Пироп

Аляскинский алмаз

Мексиканский алмаз

Немецкий алмаз

Горный хрусталь

Богемский хризолит

Молдавит

Венская бирюза

Имитация (продукт прокаливания гидрата глинозёма с малахитом и фосфорной кислотой)

Капский изумруд

Зелёный пренит

Симили-алмаз

Стеклянная имитация

Сириамский гранат

Цейлонский рубин

Альмандин

Цейлонский опал

Лунный камень

Сиберлит

Сибирский изумруд

Хромдиопсид

(ярко-зелёная разновидность диопсида)

Вопросы для самопроверки

1. Какие существуют виды классификации камней?

2. Кто ввёл термин «самоцвет» в обращение?

3. Что такое экзогенные месторождения?

4. Что такое эндогенные месторождения?

5. Месторождениями каких драгоценных камней богата Россия?

6. Приведите примеры равноправных названий одного минерала? Какова причина их появления?


********************************

2. Строение драгоценных камней

Химический состав минералов выражается химической формулой. Примеси при этом не учитываются, даже если они вызывают появление цветовых оттенков, вплоть до полного изменения цвета минерала. Почти все минералы кристаллизуются в определенных формах, то есть представляют собой кристаллы – однородные по составу тела с регулярным расположением атомов, ионов или молекул в решётке. Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своём кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры. Для ювелирных целей такие чрезмерно крупные кристаллы минералов, как правило, малопригодны из-за многочисленных включений, загрязняющих примесей и различного рода дефектов, сопровождающих рост кристаллов.

Внутренняя структура кристаллов (пространственная решётка) определяет их физические свойства, в том числе внешнюю форму, твёрдость и способность раскалываться, тип излома, плотность и оптические явления.

В кристаллографии все кристаллы систематизированы и распределены по семи сингониям (системам) (рис. 2.1): кубической, тетрагональной, гексагональной, тригональной, ромбической, моноклинной и триклинной. Различие между ними проводится по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пересекаются.

1. Кубическая сингония (иногда называется правильной) (рис. 2.2): все три оси одинаковой длины и ориентированы взаимно перпендикулярно.

Типичные формы кристаллов – куб, октаэдр (восьмигранник), ромбододекаэдр (12-гранник с четырёхугольными гранями в виде ромбов), пентагондодекаэдр7 (12-гранник с пятиугольными гранями) икоситетраэдр (24-гранник), гексакисоктаэдр (48-гранник) (рис. 2.3–2.6).

Рис. 2.1. Сингонии (системы) кристаллов

Рис. 2.2. Кристаллы кубической сингонии
(показаны габитусы некоторых драгоценных камней,
кристаллизующихся в этой сингонии)

К этой системе относятся: алмаз, альмандин, гранат, гроссуляр, лазурит, периклаз, пироп, флюорит, шпинель и др.

а              б 

в             г 

Рис. 2.3. Внешний вид некоторых кристаллов:

а – додекаэдр (ромбододекаэдр), б – трапецоэдр (тетрагонтриоктаэдр),

в – додекаэдр с трапецоэдром, г – трапецоэдр с додекаэдром

Рис. 2.4. Пентагондодекаэдры

а

Рис. 2.5. Ромбоэдр (а) и ромбододекаэдр (б)

а

б

Рис. 2.6. Пентагональный (а) и дельтоидальный (б) икоситетраэдры

2. Тетрагональная (квадратная) сингония (рис. 2.7): три оси расположены взаимно перпендикулярно, две из них имеют одинаковую длину и лежат в одной плоскости, третья (главная ось) длиннее или короче.

Рис. 2.7. Кристаллы тригональной сингонии

Типичные формы кристаллов – квадратные призмы и пирамиды, трапецоэдр (рис. 2.8) и восьмигранные пирамиды, а также бипирамиды (рис. 2.9).

а

б

в

Рис. 2.8. Тригональный (а),
тетрагональный (б) и гексагональный (в) трапецоэдры

Рис. 2.9. Бипирамида

К этой системе относятся: везувиан, касситерит, рутил, фабулит, циркон, скаполит и др.

3. Гексагональная (шестисторонняя) сингония (рис. 2.10): три из четырёх осей расположены в одной плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120° или 60°; четвёртая ось имеет другую длину и ориентирована перпендикулярно этой плоскости.

берилл, апатит

изумруд

Рис. 2.10. Кристаллы гексагональной сингонии

Типичные формы кристаллов – 6-гранные призмы и пирамиды, а также 12-гранные пирамиды и бипирамиды.

К системе относятся: аквамарин, апатит, берилл (изумруд), цинкит и др.

4. Тригональная (ромбоэдрическая или трёхсторонняя) сингония (рис. 2.11): оси и углы соответствуют таковым предыдущей системы, вследствие чего их часто объединяют в рамках одной гексагональной сингонии. Различие состоит в элементах симметрии. В гексагональной сингонии поперечное сечение основной призматической формы является шестиугольником, а в тригональной – треугольником. Путём стёсывания углов треугольника возникает шестиугольная форма, присущая гексагональной сингонии.

турмалин

кварц

Рис. 2.11. Кристаллы тригональной сингонии

Рис. 2.12. Тригональный
скаленоэдр

Типичные формы кристаллов – треугольные призмы и пирамиды, ромбоэдры и скаленоэдры (рис. 2.12) (скаленоэдр – название происходит от scalne (разносторонний, косой) – по облику неравносторонних треугольных граней).

К этой системе относятся: авантюрин, агат, аметист, гематит, горный хрусталь, диоптаз, доломит, дымчатый кварц (раухтопаз), кальцит, кварц, розовый кварц, рубин, сапфир, турмалин, халцедон, хризопраз, цитрин и др.

5. Ромбическая (орторомбическая или ромбовидная) сингония (рис. 2.13): три оси разной длины расположены взаимно перпендикулярно.

Типичные простые формы кристаллов – базопинакоиды, ромбические призмы и пирамиды, ромбические бипирамиды.

перидот

Рис. 2.13. Кристаллы ромбической сингонии

К этой системе относятся: александрит, андалузит, кордиерит, бериллонит, гамбергит, дантурит, брукит, фибролит, танзанит, топаз, хризоберилл и др.

6. Моноклинная (единожды наклонная) сингония (рис. 2.14): из трёх осей разной длины две располагаются взаимно перпендикулярно, а третья – под косым углом к ним.

полевой шпат, ортоклаз

Рис. 2.14. Кристаллы моноклинной сингонии

Типичные простые формы кристаллов – базопинакоиды и призмы с наклонными концевыми гранями (клинопинакоидами).

К этой системе относятся: азурит, алебастр (гипс), бразилианит, вивианит, жадеит, малахит, нефрит, серпентин, тремолит, эпидот и др. 

7. Триклинная (трижды наклонная) сингония (рис. 2.15): все три оси имеют разную длину и ориентированы наклонно по отношению друг к другу.

амазонит

Рис. 2.15. Кристаллы триклинной сингонии

Типичные простые формы кристаллов – пары граней (пинакоидальные) или одиночные грани (моноэдры).

К этой системе относятся: авантюриновый полевой шпат, амазонит, бирюза, лабрадорит, ортоклаз, родонит и др.

Иногда триклинная сингония считается частью гексагональной сингонии, так что в этом случае насчитывается всего шесть различных сингоний.

Аморфные вещества: гагат, молдавит, обсидиан, опал, эканит, янтарь.

Форма большинства кристаллов не идеальна, а более или менее искажена, вследствие того что одни грани развиваются лучше, чем другие. Однако углы между гранями всегда сохраняют свою величину.

Многочисленные кристаллические индивиды представляют собой комбинации, то есть ограничены различными простыми формами данной сингонии. Например, одновременно несут грани куба (гексаэдра) и октаэдра. У кальцита, например, известно свыше 1000 таких комбинаций.

Наиболее характерное для какого-либо минерала огранение кристаллов называется габитус. Так, пирит наиболее часто встречается в форме пентагон-додекаэдра, а гранат – в виде ромбододекаэдра. В свою очередь, облик кристалла – это особенности его внешнего вида, отражающие характер развития. По облику кристалл может быть таблитчатым, игольчатым, копьевидным, столбчатым или уплощённым. Часто для удобства понятия облик и габитус объединяются одним термином форма.

Иногда минералы появляются в чуждых, обычно не свойственных им, формах кристаллов. Такие образования называются псевдоморфозами. Они возникают вследствие химических процессов, при которых те или иные минеральные вещества подвергаются изменению либо замещению другими веществами.

Если два или несколько кристаллов закономерно срастаются между собой, то говорят о двойниках, тройниках или сложных (многократных) двойниковых сростках. В зависимости от того, нарастают ли отдельные индивиды друг на друга или врастают друг в друга, различают двойниковые (контактные) срастания и двойниковые прорастания. Триклинные полевые шпаты часто образуют многократные (полисинтетические) двойниковые срастания, представляющие собой череду тонких пластинок, так называемых ламелей. Внешне это проявляется в виде штриховки на гранях кристалла.

Гораздо чаще образования закономерных двойниковых сростков встречаются произвольные срастания по-разному ограненных кристаллов, называемые агрегатами или минеральными ансамблями. В зависимости от условий образования возникают шестоватые, волокнистые, радиальнолучистые, листоватые, скорлуповатые, чешуйчатые или зернистые агрегаты. На жаргоне горняков отпрепарированные агрегаты окристаллизованных минералов называются штуфами (этот термин считается общепринятым). Хорошо развитые минералы в виде кристаллов характерной для них формы часто возникают путём нарастания на внутренние стенки жеод – округлых полостей, встречающихся преимущественно в магматических породах и образованных бóльшей частью газовыми пузырями. Таким путём (или в жильных трещинах) формируются друзы, или щётки – группы правильных кристаллов, огранённых с одного конца, а другим наросшим на какую-либо плоскость (например, стенку жеоды или трещины). Самыми известными минералами друз являются такие разновидности кварца, как аметист, горный хрусталь, дымчатый кварц (раухтопаз).

Сплошные на вид бесструктурные массы минерала называются плотными, сливными или массивными. Они тоже имеют кристаллическое строение, но вследствие затруднённого роста слагающие их кристаллы лишены правильного огранения.

Вопросы для самопроверки

1. По каким сингониям (системам) в кристаллографии систематизированы кристаллы?

2. Что такое габитус и псевдоморфозы?

3. Что такое штуфы, друзы и щётки?

********************************

3. Свойства драгоценных камней

3.1. Твёрдость

Твёрдость – это сопротивление, которое оказывает поверхность камня при попытке поцарапать её другим камнем или иным предметом. Твёрдость представляет собой меру связности атомной структуры вещества. Применительно к минералам и драгоценным камням под твёрдостью понимают твёрдость при шлифовании.

Твёрдость царапания прежде, когда оптические методы исследования еще не были развиты, как сейчас, играла большую роль при определении драгоценных камней. Сегодня проверка твёрдости путём царапания проводится лишь у менее ценных камней и в основном коллекционерами. Для профессионального испытания точность такого определения твёрдости слишком низка. Кроме того, слишком велика опасность повреждения камня. Основное преимущество метода царапания в том, что он позволяет простыми средствами определять драгоценные камни в первом приближении.
В минералогии этот способ по-прежнему широко применяется.

Метод определения твёрдости путём царапания принадлежит венскому минералогу Фридриху Моосу (1773–1839). Моос определил твёрдость царапания как сопротивление, оказываемое минералом при царапании его поверхности острым контрольным предметом.

Значения твёрдости по относительной и абсолютной шкалам твёрдости представлены в табл. 3.1.

Камни, имеющие твёрдость по Моосу выше 7, считаются твёрдыми. О минералах с твёрдостью от 8 до 10 говорят, что они имеют твёрдость драгоценных камней. Драгоценные камни с твёрдостью ниже 7 по Моосу нестойки против вездесущей пыли, которая всегда содержит мельчайшие зёрна кварца (его твёрдость по Моосу равна 7), а поэтому повреждает полировку и ухудшает блеск мелких камней.

При определении твёрдости царапания необходимо следить за тем, чтобы оно производилось только острым краем образца и только на ровных и свежих поверхностях. У ребристых образований, листоватых кристаллов или выветренных с поверхности штуфов значения твёрдости царапания получаются заниженными.

Таблица 3.1

Относительная и абсолютная шкала твёрдости

Твёрдость

царапания

(по Моосу)

Эталонный

минерал

Простейший способ определения

твёрдости

Твёрдость

шлифования

в воде

(по Розивалю)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Тальк

Гипс

Кальцит

Флюорит

Апатит

Ортоклаз

Кварц

Топаз

Корунд

Алмаз

Скоблится ногтем

Царапается ногтем

Царапается медной монетой

Легко царапается ножом

С трудом царапается ножом

Царапается стальным напильником

Царапает оконное стекло

Легко царапает кварц

Легко царапает топаз

Не царапается ничем

0,03

1,25

4,5

5,0

6,5

37

120

175

1000

140000

С помощью эталонных образцов и наборов принадлежностей для царапания твёрдость минералов можно легко определить в полевых условиях. Для практических целей можно запомнить, что ноготь царапает минерал с твёрдостью до 2-х, прочный нож – с твёрдостью до 5–6, стекло без труда царапается кварцем. Для профессиональной диагностики минералов или драгоценных камней определение твёрдости по Моосу слишком неточно. Кроме того, драгоценные камни при царапании можно повредить. Поэтому в подобных случаях прибегают к определению так называемой твёрдости шлифования, которая измеряется количеством минерала, сошлифовываемого с поверхности образца при определённых условиях.

Шкала Мооса – относительная шкала. С её помощью может быть только установлено, какой минерал твёрже. О том, насколько увеличивается в количественном выражении твёрдость от ступени к ступени, сказать нельзя. В табл. 3.1 шкала Мооса сопоставлена с абсолютными значениями твёрдости – это твёрдость шлифования в воде по Розивалю. Сопоставление показывает, как скачкообразно возрастает абсолютная твёрдость. Для неспециалиста определение абсолютной твёрдости, требующее сложной аппаратуры, практически невозможно.

Вследствие особенностей правильной атомной структуры, характерной для всех кристаллических веществ, твёрдость одного и того же камня может быть неодинаковой в разных направлениях. Наибольшим отличием твёрдости в различных направлениях среди других минералов выделяется кианит: твёрдость изменяется у него от 5 до 7. В одних направлениях образец царапается ножом, а в других нет. Однако для большинства минералов этот интервал настолько мал, что обычными способами обнаружить различие не удаётся.

Образцы одних и тех же минералов, полученные из разных мест, отличаются друг от друга по сложности процесса огранки и полировки. Так, например, алмазы с Калимантана и из Нового Южного Уэльса существенно твёрже алмазов из Южной Африки, и при их огранке возникают определённые трудности. Хотя твёрдость, как и другие физические характеристики, может меняться от кристалла к кристаллу даже одного минерального вида (благодаря изменению химического состава вследствие изоморфного замещения одного элемента другим), это не объясняет различий при обработке. Здесь накладывается вязкость, возникающая в результате двойникования или в результате других нарушений внутренней структуры.

Для измерения твёрдости минералов делались попытки применить различные методы, основанные на сопротивлении камней царапанию, истиранию, сверлению, прокалыванию и деформации поверхности. Главная особенность этих попыток – очень плохое совпадение результатов. Это свидетельствует, что результаты разных методов несопоставимы и что сцепление в минералах является очень сложным свойством.

Испытание на твёрдость нельзя рассматривать для общего применения, так как существует очевидный риск повредить камень. Если камень заключён в оправу, желательно его вынуть оттуда и провести испытание на рундисте камня. В этом случае поцарапанное место можно полностью закрыть, снова вставив камень в оправу. Все пятна необходимо стереть, чтобы убедиться, что они не связаны с попаданием абразива, так как если два вещества имеют примерно одинаковую твёрдость, может возникнуть путаница. Если по той или иной причине требуется определить твёрдость огранённого камня, лучше попытаться поцарапать углом этого камня какую-нибудь пластинку, а не царапать камень остриём. Поскольку в первом случае опасность повредить камень менее вероятна.

Для удобства испытания минералов на твёрдость применяют так называемые эталонные острия, в которых кусочки материала с известной твёрдостью вставлены в небольшие державки (рис. 3.1).

Игла твердости

Рис. 3.1. Эталонные острия
для определения твёрдости царапания по Моосу

Твёрдости некоторых самоцветов по шкале Мооса приведены в Приложении 1.

3.2. Спайность и излом

Связь между атомами, входящими в некоторые кристаллические структуры такова, что в определённых направлениях сцепление оказывается очень слабым, а в других – значительным. То есть многие, даже очень твёрдые минералы, могут раскалываться по ровным плоским поверхностям – по плоскостям спайности. Это свойство часто называется спайностью. Различают спайность весьма совершенную (эвклаз), совершенную (топаз) и несовершенную (гранат). У целого ряда драгоценных и поделочных камней она вообще отсутствует.

Слюда, которая представляет собой очень мягкий минерал с твёрдостью около 2-х, легко расщепляется на пластинки тоньше листа бумаги. Алмаз может раскалываться в четырёх направлениях параллельно граням правильного октаэдра. Характерное свойство топаза – это лёгкость, с которой он раскалывается под прямым углом к вертикальной кристаллографической оси. Плагиоклаз имеет два направления спайности, расположенные почти под прямым углом друг к другу. Сподумен легко раскалывается в двух направлениях, угол между которыми составляет 87°.

Кристаллы некоторых драгоценных камней (например, корунд) имеют плоскости отдельности. Это свойство, которое называется отдельностью, отличается от спайности тем, что раскол возможен только по плоскостям, разделяющим сдвойникованные пластины, то есть параллельно ориентированным поверхностям.

Наличие спайности необходимо учитывать при огранке и шлифовании камней, а также при вставлении их в оправу. Сильное механическое воздействие может вызвать раскол (трещину) по спайности. Часто для этого бывает достаточно лёгкого удара или чрезмерного надавливания при определении твёрдости. Термические напряжения, возникающие в процессе ювелирной газопламенной пайки, могут приводить к образованию в камнях трещин по спайности. Это не только снижает ценность камня, но и чревато опасностью того, что он в дальнейшем и вовсе расколется по возникшим трещинам. Огранка фасетами (плоскими гранями) драгоценного камня с весьма совершенной спайностью (например, эвклаза) требует большого искусства.

Рис. 4.2. Раковистый излом
на кремниевом топоре
бронзового века

Прежде спайность использовалась для аккуратного расчленения крупных камней на части или для отделения дефектных участков. Самый большой из когда-либо найденных алмазов ювелирного качества «Куллинан» (3106 кар весом) был в 1908 году расколот по спайности на три крупных куска и множество мелких частей. Теперь подобные операции выполняются распиловкой или лазерной резкой, что позволяет лучше использовать форму камня и сырьё, а также избежать нежелательных трещин и расколов.

Некоторые минералы раскалываются по направлениям, не совпадающим с плоскостями спайности. Форму поверхности фрагментов, на которые распадается минерал при ударе, называют изломом. Он бывает раковистым (похожим на отпечаток раковины), неровным, занозистым, волокнистым, ступенчатым, ровным, землистым, крючковатым и др. (рис. 3.2).

Иногда излом может служить диагностическим признаком, позволяющим различить сходные по внешнему облику минералы. Раковистый излом типичен, например, для всех разновидностей кварца и для имитаций драгоценных камней из стекла. Крючковатый излом с зазубренными краями часто встречается у металлов, например, у золота.

Все камни более или менее хрупки и раскалываются при достаточно сильном ударе. Но неправильную поверхность излома, имеющую обычно раковистый облик, нельзя спутать с хорошо выраженной поверхностью раскола по спайности. Спайность обнаруживается с различной лёгкостью. Чтобы расколоть алмаз, требуются значительные усилия. Об этом можно судить по тому, что в давние времена надёжным испытанием для выделения самого твёрдого из драгоценных камней считалось его сопротивление удару молота. С другой стороны, топаз раскалывается так легко, что если постучать им по твёрдому предмету, то в камне возникают «перья» зарождающихся трещин. Кунцит – прекрасная сиреневая разновидность сподумена – так легко раскалывается по  спайности, что при его огранке надо проявлять повышенную осторожность. Эвклаз также относится к тем драгоценным камням, огранка которых затруднена сильным развитием спайности.

3.3. Плотность

Плотностью (раньше её называли удельным весом) называется отношение массы вещества к массе того же объёма воды. Следовательно, камень, имеющий плотность 2,6, во столько же раз тяжелее равного объёма воды.

Плотность драгоценных камней колеблется от 1 до 7. Камни с плотностью ниже 2-х кажутся лёгкими (например, янтарь имеет плотность 1,1); от 2-х до 4-х – нормальной тяжести (например, кварц имеет плотность 2,65); и выше 5-ти – тяжёлыми (например, касситерит имеет плотность 7). Наиболее дорогие драгоценные камни такие, как алмаз, рубин, сапфир имеют более высокую плотность, чем главные породообразующие минералы, прежде всего кварц и полевой шпат. Благодаря этому в текущих водах они отлагаются раньше кварцевых песков и накапливаются в так называемых рассыпных месторождениях.

Определение плотности драгоценных камней помогает при их идентификации.

Существует соотношение между плотностью и преломляющей способностью главных драгоценных камней (рис. 3.3).

Плотность, г/см3

Коэффициент светопреломления

Рис. 3.3. Зависимость между плотностью и коэффициентом

светопреломления для главных драгоценных камней:

1 – опал; 2 – лунный камень; 3 – кварц; 4 – берилл; 5 – турмалин;

6 – оливин; 7 – рубин; 8 – топаз; 9 – шпинель; 10 – гроссуляр;

11 – хризоберилл; 12 – пироп; 13 – корунд;

14 – циркон сильноокрашенный; 15 – альмандин; 16 – андрадит;

17 – циркон слабоокрашенный; 18 – алмаз

Многие точки лежат либо на прямой линии, либо рядом с ней, то есть соотношение между светопреломлением и плотностью для соответствующих камней почти постоянная величина. Однако существует три исключения – это алмаз, андрадит и топаз.

В геммологии, которая обычно оперирует малыми количествами материала, плотность определяется двумя основными методами: методом гидростатического взвешивания и методом погружения в тяжёлые жидкости.

3.4. Меры массы драгоценных камней

Единицей, используемой для меры массы драгоценных камней, является карат, равный 1/5 г, или 200 мг. В Великобритании карат принят как стандартная единица веса 1 апреля 1914 года. Раньше эта единица называлась метрическим каратом. Такое название иногда используется и сейчас, чтобы отличать метрический карат от прежних единиц веса. Для жемчуга используется меньшая единица гран, составляющая четверть карата, или 50 мг. В обоих случаях вес измеряют до второго десятичного знака, третью цифру отбрасывают, какова бы она не была. Для некоторых драгоценных камней, как правило, сравнительно крупных, в качестве единицы веса используется грамм, а для ещё более крупных – килограмм, иногда используются унции и фунты. Меры массы драгоценных камней приведены в Приложении 2.

Стоимость драгоценного камня вычисляется путём умножения стоимости карата на вес камня. Стоимость карата повышается с увеличением размера камня, причём в отдельных случаях очень резко; исключение составляют поделочные камни.

Стоимость жемчуга определить значительно сложнее. Её вычисляют, исходя из так называемой базовой цены, устанавливаемой в зависимости от его качества. Стоимость партии жемчуга исчисляется по формуле:

p = Σ(ω2/n),

где n – количество жемчужин каждого сорта;

ω – их общий вес в гранах;

p – базовая цена.

Обычно сначала определяется вес одной жемчужины, затем его умножают на базовую цену. Употребляемая прежде в торговле жемчугом японская мера массы момма, равная 3,75 г или 18,75 кар, теперь в европейской торговле не используется.

Сокращённое обозначение – кар. Доли карата выражают в виде простых дробей (например, 1/16 кар) или десятичных дробей (например, 1,25 кар). При взвешивании самых мелких алмазов используется также единица массы пункт (от английского point), равная 0,01 кар.

Не следует путать карат как единицу массы драгоценных камней с каратом как мерой чистоты (пробности) золота, употребляемой ювелирами. Во втором случае карат служит не единицей массы, а мерой качества золотого сплава. Чем больше число каратов, тем выше содержание чистого золота в ювелирном сплаве (например, 14-каратное золото соответствует 585 пробе, 18-каратное золото соответствует 750 пробе), а масса его может быть при этом какой угодно.

Алмазы, огранённые бриллиантовой огранкой, имеют табличные значения соотношения массы и диаметра по рундисту (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Масса бриллиантов при определённом диаметре по рундисту

Диаметр, мм

2,2

3,0

4,1

5,2

6,5

7,4

8,2

9,0

9,3

11,0

Масса, кар

1/25

0,1

0,25

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

5,0

Размеры других драгоценных камней будут отличаться от размеров бриллиантов такого же веса, так как вес – это произведение объёма на плотность (удельный вес). В случае камней одинаковой правильной формы (в данном примере – бриллиантовой огранки) объём будет пропорционален кубу диаметра. Следовательно, диаметр любого другого камня бриллиантовой огранки будет относиться к диаметру алмаза такого же веса, как кубический корень из обратного отношения удельных весов (плотностей). Кварц, обладающий малым удельным весом, значительно крупнее, чем алмаз такого же веса; а размер кристалла циркония, удельный вес (плотность) которого выше, чем у алмаза, будет значительно меньше.

Существуют шаблоны для оценки веса алмазов бриллиантовой огранки (бриллиантов) и жемчуга. В обоих случаях камни не надо вынимать из оправы. Несколько более точный способ с использованием кронциркуля был предложен Шарлем Мо. Вес определяется по таблицам, при этом может быть учтено отклонение от идеальной формы.

Первоначально в разных частях света в основу определения веса было положено сравнение с весом зёрен определённых злаков, обычных для данного района и близких по размеру и весу. В Европе это было ячменное зерно. В древности драгоценные камни попадали в Европу с Востока и там были свои меры веса. Есть версия, что это были семена акации, вес которых примерно равняется одному карату. Некоторые авторы считают, что слово «карат» образовано от греческого названия акации. У древних греков и римлян эквивалент семени служил гирькой, а во времена императора Константина выпускалась золотая монета солидус весом в 24 семени.

Примечательно, что, несмотря на высокие цены на драгоценные камни и на необходимость точного определения их веса, не существовало никаких эталонов для карата до тех пор, пока эта единица не была выражена в метрической системе весов. До этого вес карата был не только различный в разных торговых центрах мира, но мог меняться и с течением времени даже в одних и тех же местах. До введения метрического карата его вес в Лондоне считался равным 3,1683 аптекарского грана (0,20530 г). Во Флоренции – 0, 19720 г, в Мадриде – 0,20539 г, в Берлине – 0,20544 г, в Амстердаме – 0,20570 г, в Лиссабоне – 0,20575 г, во Франкфурте-на-Майне – 0,20577 г и др. Фактически в то время вес карата колебался от 0,1885 до 0,2135 г.

Ещё одна странность заключалась в том, что доли карата выражались не в десятичных дробях, а в последовательных степенях от 1/2 до 1/64. Промежуточные веса (меньше карата) давались в виде ряда дробей, например 1/2, 1/8, 1/64. В случае алмаза дробь не сокращалась, и в знаменателе оставалось число 64, например 40/64.

Все эти недоразумения исчезли с введением метрического карата. Предложение об использовании метрического карата было внесено Международным комитетом мер и весов и принято на IV генеральной конференции по вопросам мер и весов в Париже в 1907 году.

Метрический карат был официально принят: в 1908 году Испанией; в 1909 году Японией и Швейцарией; в 1910 году Болгарией, Данией, Италией и Норвегией; в 1911 году Голландией, Португалией, Румынией и Швецией; в 1912 году Францией; в 1913 году Бельгией и США; в 1914 году Великобританией; 1922 году Австрией, Ирландией, Мексикой, СССР и Таиландом; в 1923 году – Южной Африкой; в 1930 году Чехословакией и Польшей.

В настоящее время метрический карат является международной единицей измерения веса драгоценных камней.

4.5. Оптические свойства драгоценных камней

4.5.1. Цвет

Цвет – первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий драгоценный камень. Однако цвет наименее надёжная характеристика для определения вида камня, так как существуют родственные виды, имеющие совершенно различную окраску, и очень далёкие друг от друга виды, мало отличающиеся по цвету. Так, кварц весьма по цвету разнообразен, а рубин и альмандин могут показаться на первый взгляд очень похожими. Однако некоторые камни имеют специфическую окраску, например изумруд. Цвет является самой наглядной из физических характеристик, и по нему можно проводить грубую классификацию различных камней. В таблице, помещённой в Приложении 1, драгоценные камни расположены в соответствии с их обычной окраской.

Причиной различных окрасок является свет, то есть электромагнитные колебания, лежащие в определённом интервале длин волн. Человеческий глаз воспринимает волны только оптического диапазона – от 400 до 700 нм. Эта область видимого света делится на семь главных частей: красную, оранжевую, жёлтую, зелёную, голубую, синюю и фиолетовую. При смешении всех спектральных цветов получается белый цвет. Все твёрдые и жидкие вещества в той или иной мере поглощают свет. Если такое поглощение невелико и одинаково по всему видимому спектру, камень кажется бесцветным; если поглощение сильное, но одинаковое во всех частях спектра, то камень по-прежнему бесцветен и кажется серым. Если весь свет поглощается, то Камень будет чёрным. Но если различные части спектра поглощаются с разной интенсивностью, камень приобретает окраску, которая зависит не только от того, какие части спектра проходят через камень, но и от их интенсивности.

Главные носители цвета, так называемые хромофоры, обусловливающие окраску камней, – это ионы тяжёлых металлов: Fe, Co, Ni, Mn, Cu, Cr, V, Ti, способные поглощать определённые длины волн в видимой области. Эти ионы часто присутствуют в столь малых количествах, что даже не находят отражения в химических формулах.

Окраска циркона и некоторых других минералов вызывается деформациями кристаллической решётки, точнее, возникновением в ней радиационных дефектов под воздействием радиоактивного излучения, что вызывает селективное поглощение света.

Цвет некоторых камней приведён в Приложении 3.

В связи с тем, что наш глаз не способен анализировать цвет, камни могут казаться очень близкими по окраске, хотя образующий эту окраску свет составлен из разных частей спектра. В этом можно убедиться, наблюдая камни через подходящий фильтр: эффект будет различным. Один из двухцветных фильтров – фильтр Челси, пропускающий узкую полосу в красной части спектра и такую же полосу в жёлто-зелёной части. Изумруд, в отличие от других зелёных камней пропускает значительное количество красного света, и поэтому при наблюдении через фильтр Челси он кажется красным или розовым. Этот фильтр был впервые изготовлен в начале 30-х годов XX века для распознавания естественных изумрудов среди других зелёных камней (корунда, турмалина, оливина (хризолита), которые кажутся через фильтр зеленоватыми). Такое испытание надо применять с осторожностью: ряд других естественных зелёных камней (демантоид и некоторые виды зеленых цирконов) через фильтр выглядят красноватыми в противоположность некоторым естественным изумрудам, содержащим железо. Синтетические изумруды всегда кажутся красными, и сама интенсивность этого цвета может быть иногда их отличительным признаком.

Фильтр Челси имеет и другое употребление. Синтетическая голубая шпинель кажется через него красной, а драгоценные камни, на которые она похожа по цвету (сапфир, голубой циркон и аквамарин), – зеленоватыми или сероватыми; поддельный «сапфир» из кобальтового стекла через фильтр выглядит красноватым. Рубин, как натуральный, так и синтетический, имеет при взгляде через фильтр характерный флюоресцирующий ярко-красный цвет.

На поглощение света и тем самым на окраску кристалла влияет также длина пути, проходимого в нём световыми лучами. Естественно, при огранке это необходимо учитывать. Светлоокрашенные камни делаются при обработке более толстыми, а грани наносятся таким образом, чтобы удлинить путь прохождения лучей сквозь камень, то есть усилить поглощение. Слишком тёмные камни, наоборот, делаются более тонкими, чтобы несколько их высветлить. К примеру, тёмно-красный гранат-альмандин при обработке кабошоном высверливается с обратной стороны, чтобы сделать его полым.

Цвет драгоценных камней зависит также от освещения, поскольку спектры искусственного (электрического от лампы накаливания) и дневного (солнечного) света различны. Существуют камни (так называемые «дневные»), на окраску которых искусственный свет оказывает неблагоприятное влияние (сапфир), и такие (так называемые «вечерние»), которые при вечернем (искусственном) свете только выигрывают, усиливая своё сияние (рубин, изумруд). Но резче всего перемена цвета выражена у александрита: днём он выглядит зелёным, вечером – красным. Среднюю часть спектра (жёлто-зелёную) александрит не пропускает, и проходящий свет сформирован сочетанием крайних цветов спектра – красного и фиолетового. Это явление перемены цвета осложнено дополнительно сильным дихроизмом камня. Подобные свойства обнаруживают также и некоторые сапфиры.

Цвет в камне часто распределён неравномерно. Эта неоднородность может принимать вид полос или пятен неопределённой формы, иногда нескольких цветов одновременно. Лучше всего применять для обработки равномерно окрашенное сырьё. Однако существуют камни, которые редко встречаются равномерно окрашенными. И задача огранщика состоит в том, чтобы обыграть это явление с максимальным эффектом. В том случае, когда присутствуют два цвета, они, смешиваясь, могут создать третий. Так, австралийские сапфиры с чередующимися полосами жёлтого и тёмно-синего цвета создают общий зелёный оттенок.

4.5.2. Цвет черты

Цветовой облик драгоценных камней, относящихся к одной и той же группе минералов, может широко варьироваться. Бериллы бывают как всех цветов спектра, так и бесцветными. Именно эта бесцветность и есть истинная, исходная, собственная окраска берилла, отвечающая его химической формуле. Все другие цвета обусловлены присутствием посторонних примесных элементов-хромофоров. Собственные окраски, будучи постоянными, могут служить диагностическими признаками драгоценных камней. Если с нажимом провести камнем по пластинке неглазурированного шершавого фарфора – бисквита, то цвет оставленной на фарфоре черты выявит эту собственную окраску, так как тонкорастёртый порошок ведёт себя в отношении оптических свойств подобно тончайшей просвечивающей пластинке минерала. При определении более твёрдых минералов рекомендуется сначала стальным напильником соскоблить немного порошка, а затем растереть его на бисквитной пластинке. Этот способ диагностики представляет особый интерес у коллекционеров. У огранённых камней во избежание их повреждения цвет черты определять не следует. В Приложении 2 представлена сводная таблица цвета черты самоцветов, поделочных камней и некоторых коллекционных минералов.

При отсутствии специальной бисквитной пластинки для определения цвета черты (порошка) минералов можно с успехом использовать фарфоровое блюдце или тарелку, при этом образцом чертят по ободку на обратной стороне донышка. Особенно удобен для тех же целей бой крупных фарфоровых изоляторов: поверхность их излома по существу представляет настоящий бисквит.

Цвет черты самоцветов, поделочных камней и коллекционных минералов приведён в Приложении 4.

4.5.3. Изменение окраски

Бывают драгоценные камни, цвет которых с течением времени меняется. Так, аметист, розовый кварц и кунцит на солнечном свету постепенно выцветают вплоть до полного обесцвечивания. Но подобное самопроизвольное изменение окраски, обусловленное естественными причинами, является исключением. Чаще изменение окраски производится человеком целенаправленно для «облагораживания» самоцветов.

Наиболее известный пример – «обжиг» аметиста. Будучи нагрет до нескольких сотен градусов, первоначально фиолетовый камень приобретает светлую золотисто-жёлтую (цитриновую), красно-коричневую, зелёную или молочно-белую окраску. Большинство встречающихся в продаже цитринов и все празиолиты представляют собой преобразованные аметисты.

Менее привлекательные цвета могут быть путём нагревания трансформированы в другие, более красивые и популярные. Например, аквамарины зеленоватых оттенков становятся после обжига голубыми (цвета морской воды); слишком тёмные турмалины высветляются; синие турмалины превращаются в зелёные. Обжиг красновато-коричневых гиацинтов (разновидность циркона) позволяет получить как алмазоподбные цирконы, так и цирконы аквамаринового цвета (синие старлиты).

Изменение цвета драгоценных камней достигают также с помощью рентгеновского излучения, а с недавних пор – посредством бомбардировки потоками элементарных частиц. Искусственное происхождение подобных окрасок устанавливается лишь с помощью специальных сложных исследований. Но в некоторых случаях полученные такими способами цвета оказываются нестойкими. Облагороженные камни могут со временем вновь побледнеть, приобрести другой цвет или покрыться пятнами.

Изменение окраски пористых камней таких, как лазурит, бирюза, жемчуг, агат достигается путём их пропитки красителями. Этот способ воздействия на цвет драгоценных камней был известен уже в античности.

Всякие искусственные изменения окраски драгоценных камней должны указываться при продаже. Исключение составляют обожжённые камни и окрашенные агаты. Обычно эти требования регламентированы соответствующими документами, принятыми во многих странах.

4.5.4. Светопреломление

Преломление света всегда проявляется при переходе светового луча из одной среды в другую, то есть на границе двух веществ, если луч направлен косо к поверхности их раздела. Величина светопреломления всех кристаллов драгоценного камня одного и того же минерального вида постоянна (иногда она слегка колеблется, но в пределах весьма узкого интервала). Поэтому числовое выражение этой величины – показатель преломления (или просто преломление) используется для диагностики драгоценных камней. Показатель преломления определяется как отношение скоростей света в воздухе и в кристалле. Дело в том, что отклонение светового луча в кристалле вызывается именно уменьшением скорости распространения этого луча в оптически более плотной среде.

Показатели преломления драгоценных камней находятся в интервале 1,2–2,6 (Приложение 5). В зависимости от цвета и месторождения драгоценного камня его преломление может несколько варьироваться. Двупреломляющие камни имеют два или даже три показателя светопреломления.

Измерение показателей преломления на практике производится с помощью рефрактометра (рис. 3.4). Их значения непосредственно считываются со шкалы прибора. Однако на обычном рефрактометре можно измерять только показатели преломления не выше 1,8, притом лишь у камней, имеющих плоские грани (фасеты). Для кабошонов специалистам с помощью особых приёмов удаётся получить приближённые данные.

Рис. 3.4. Контактный рефрактометр;

во флаконе находится контактная (иммерсионная) жидкость

Без больших трудностей и затрат можно измерять светопреломление иммерсионным методом, погружая камень в жидкость с известным показателем преломления и наблюдая границы раздела. По тому, насколько светлыми и резкими кажутся контуры камня или рёбра между гранями, а также по видимой ширине границ раздела можно довольно точно оценивать показатель преломления драгоценного камня.

3.5.5. Двупреломление

Большинство драгоценных и поделочных камней, за исключением опала, стёкол и минералов кубической сингонии, обладают двупреломлением. Это значит, что, входя в них, световой луч не только преломляется, но и разлагается на два луча. Очень резко явление двупреломления наблюдается у оптического кальцита (исландского шпата), весьма чётко также у циркона, титанита и оливина (хризолита). Синтетический рутил двупреломляет настолько сильно, что при взгляде на него камень подчас как бы расплывается, его контуры кажутся размытыми.

В случае фасетной огранки (огранки гранями) на противоположные рёбра камня необходимо посмотреть через площадку (верхнюю грань), и тогда удаётся заметить их удвоение. Двупреломление в титаните (сфене) так велико (а именно 0,120), что удвоение рёбер видно невооружённым глазом. В оливине (хризолите), цирконе и эпидоте кажущееся раздвоение рёбер легко обнаруживается с помощью обычной линзы.

Необходимо учитывать, что во всех таких камнях в определённых направлениях двупреломление отсутствует, и величина двупреломления меняется в зависимости от направления в кристалле от нуля до максимальной для данного камня. Кроме того, каждый из преломлённых лучей становится плоскополяризованным8.

При огранке необходимо производить обработку двупреломляющих камней с таким расчётом, чтобы сильное двупреломление не мешало эстетическому восприятию огранённого камня.

У большинства драгоценных камней двупреломление мало и распознаётся лишь с помощью специальных оптических приборов. Двупреломление служит одним из диагностических признаков драгоценных камней. Численно оно измеряется разностью между наибольшим и наименьшим показателями преломления. У двупреломляющих кристаллов различается ещё оптический знак, то есть положительный или отрицательный «оптический характер».

Данные о двупреломлении кристаллов представлены в Приложении 5.

3.5.6. Дисперсия

При прохождении сквозь кристалл белый свет не только испытывает преломление, но и разлагается на спектральные цвета, так как показатели светопреломления кристаллических веществ зависят (притом в разной степени) от длины волны падающего света. А поскольку отдельным цветам спектра белого света соответствуют разные длины волн, то они преломляются неодинаково, как показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Преломление и дисперсия белого света

при его прохождении сквозь призму

У алмаза показатель преломления для красных лучей (длина волны 687 нм) составляет 2,407; для жёлтых (589 нм) – 2,417; для зелёных (527 нм) – 2,427 и для фиолетовых (397 нм) – 2,465.

Точно также происходит разложение белого света, когда он входит в обработанный драгоценный камень (рис. 3.6) и затем, испытав полное внутреннее отражение от граней павильона, выходит под разными углами из граней коронки, создавая «игру» света.

Рис. 3.6. Дисперсия белого света

в обработанном драгоценном камне

Явление разложения белого света кристаллом на все цвета радуги называется дисперсией. Особенно велико значение цветовой дисперсии у алмаза, который именно ей обязан своей великолепной игрой цветов – знаменитым «огнём», составляющим главное достоинство этого драгоценного камня.

Дисперсия хорошо заметна только у бесцветных камней. Природные и синтетические камни с высокой дисперсией (фабулит, рутил, сфалерит, титанит, цирконий (фианит)) используются ювелирами как заменители алмаза. В качестве числовой меры дисперсии драгоценных камней обычно принимается разность показателей преломления для длин волн красной (линия В – 687 нм) и фиолетовой (линия G – 430,8 нм) частей спектра (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Дисперсия некоторых драгоценных камней в интервале B-G

Камень

Дисперсия

Камень

Дисперсия

Камень

Дисперсия

Рутил

0,280

Рубин

0,018

Топаз

0,014

Фабулит

0,190

Сапфир

0,018

Горный хрусталь

0,013

Титанит

0,051

Турмалин

0,017

Алмаз

0,044

Александрит

0,015

Цитрин

0,013

Фианит

0,039

Аквамарин

0,014

Раухтопаз

0,013

Шпинель

0,026

Изумруд

0,014

Кварц

0,013

3.5.7. Спектры поглощения

К числу важнейших средств диагностирования драгоценных камней принадлежат спектры поглощения. Это разложенные на спектральные цвета полосы световых волн, выходящие из камня. Как уже говорилось, при прохождении сквозь кристалл определённые длины волн (то есть цветовые компоненты) света поглощаются. В итоге драгоценный камень приобретает свой цвет (как результат сложения остаточных волн исходного белого света). Однако человеческий глаз не в состоянии различить все тонкие цветовые оттенки. Легко обмануться, приняв за драгоценный рубин такие похожие на него по цвету камни, как красный турмалин или красный гранат, и даже красное стекло. Однако спектры поглощения (абсорбции) однозначно «разоблачают» эти камни или стёкла. Ведь большинство видов драгоценных камней имеют весьма характерный, присущий только данному виду спектр абсорбции, отличающийся от спектров других камней числом и расположением вертикальных чёрных линий или широких полос поглощения.

Особое преимущество этого метода исследования состоит в том, что он позволяет однозначно диагностировать камни одинаковой плотности и близкие по светопреломлению. Метод в равной мере пригоден для определения необработанных камней, кабошонов и даже огранённых камней, вставленных в оправу. Всё более широкое приложение метод находит при отделении природных камней от искусственных и от их имитаций.

Наилучшие результаты этот метод даёт применительно к интенсивно окрашенным прозрачным цветным камням. Спектры поглощения непрозрачных камней могут быть получены на очень тонких и потому пропускающих свет срезах (как в случае гематита), а также на просвечивающих краях, или же с помощью света, отражённого от поверхности камня. Спектры поглощения некоторых камней представлены на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Спектры поглощения некоторых драгоценных камней

Прибором для наблюдения спектров служит спектроскоп (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Портативный спектроскоп со шкалой длин волн

в маленьком тубусе

Он позволяет устанавливать длины волн погашенного, то есть поглощённого света. Единицей измерения длин волн служит нанометр (1 нм = 10–9 м) или ангстрем (1 Å = 10–10 м = 0,1 нм).

Ввиду того, что линии и полосы поглощения не всегда выражены одинаково чётко, принято указывать различия в их интенсивности особыми метками. Сильные линии подчёркиваются, например 653,5, а слабые заключаются в скобки, например (432,7).

Приведём, для примера, спектры поглощения ряда драгоценных камней:

- алмаз природный, бесцветный до жёлтого (саре):

478; 465; 451; 435; 423; 415,5; 401,5; 390;

- алмаз синтетический жёлтый:

594; 504; 498; 478; 465; 451; 435; 423; 415,5;

- изумруд природный:

683,5; 680,6; 662; 646; 637; (606); (594); 630-580; 477,4; 472,5;

- изумруд синтетический:

683; 680,5; 662; 646; 637,5; 630-580; 606; 594; 477,4; 472,5; 430.

3.5.8. Прозрачность

Прозрачность – фактор, повышающий качество и ценность большинства ювелирных камней. Их прозрачность ухудшается из-за присутствия посторонних включений или внутренних трещинок. Пропусканию света препятствует также его сильное поглощение в кристалле. Зернистые, шестоватые или волокнистые агрегаты (как у халцедона, ляпис-лазури, бирюзы) непрозрачны, ибо свет в них столь многократно преломляется на всех граничных поверхностях мелких индивидов, что это приводит к его полному рассеянию или поглощению. Просвечивающими называют камни, из которых свет выходит сильно ослабленным.

3.5.9. Плеохроизм

Рис. 4.9. Портативный дихроскоп
для простого наблюдения

плеохроизма.

Длина инструмента 100 мм

Некоторые прозрачные цветные камни кажутся окрашенными по-разному (или с разной интенсивностью) при осмотре с различных сторон, например, сверху или сбоку. Причиной служит неодинаковое поглощение света вдоль разных направлений двупреломляющих кристаллов. Если у камня появляются две главные окраски (это бывает только у тетрагональных, гексагональных и тригональных кристаллов), то явление называется дихроизмом, а если три (только у ромбических, моноклинных и триклиных кристаллов) – трихроизмом или плеохроизмом. Последний термин применяется и как собирательный, охватывающий оба этих вида многоцветности. Аморфные ювелирные камни и камни, относящиеся к кубической сингонии, не плеохроируют. Явления плеохроизма могут быть выражены слабо, отчётливо или сильно. При сильном плеохроизме определённая ориентация камня при обработке становится необходимой. Для определения слабого плеохроизма служат специальные приборы – дихроскопы. В настоящее время распространены два варианта: портативный дихроскоп в форме тубуса (рис. 3.9) и горизонтальный поляризационный микроскоп с дихроскопным окуляром. Портативного дихроскопа достаточно для любителей, чтобы получить общее представление о многоцветности драгоценного камня. Специалист, которому нужны объективные данные, использует поляризационный микроскоп. С его помощью он может исключить такие помехи, как преломление, зеркальность, полное отражение и ложный побочный свет.

Явление плеохроизма необходимо учитывать при огранке для избегания появления у камня неправильных окрасок – слишком тёмных или чересчур светлых тонов.

Очень сильный плеохроизм наблюдается у следующих камней:

- синий апатит – от синего до блестящего;

- кордиерит – тёмно-синий, жёлтый, тёмно-сине-фиолетовый, бледно-синий;

- малахит – от бесцветного до зелёного;

- танзанит – пурпурный, синий, коричневый;

- красный циркон – красный, светло-коричневый.

Дихроизм не следует путать с цветовой зональностью, или наличием нескольких различно окрашенных участков в одном и том же необработанном камне.

3.5.10. Блеск камня

Блеск драгоценных камней возникает вследствие отражения поверхностью камня части падающего на него света. Блеск зависит от показателя преломления и состояния поверхности камня, но не от его окраски. Чем выше светопреломление, тем сильнее блеск.

Яркость блеска зависит от гладкости полированной поверхности. От неровной поверхности падающий свет рассеивается, отражаясь по многим направлениям. Некоторые материалы, например бирюзу, нельзя из-за мягкости отполировать гладко, вследствие чего они всегда тусклые.

Выделяют восемь различных видов блеска:

1. Металлический. Очень сильный блеск, ассоциирующийся с металлами (золото, серебро, платина) и проявляющийся в некоторых минералах, в состав которых входят металлы (например, пирит, галенит).

2. Алмазный. Проявляется при высоком качестве полировки поверхности алмаза (блеск циркона и демантоида определяется как алмазоподобный).

3. Стеклянный. Похожий на блеск поверхности излома разбитого стекла. Характерен для большинства драгоценных камней (корунд, топаз, кварц).

4. Смоляной. Подобен блеску смол. Более приглушённый блеск, характерный для полированной поверхности янтаря.

5. Восковой. Почти матовая поверхность, типичная для бирюзы и жадеита.

6. Жирный. Проявляется у мыльного камня и нефрита.

7. Перламутровый. Как на поверхности жемчуга и перламутрового слоя раковин моллюсков. Обычно проявляется на поверхности спайности кристаллов.

8. Шелковистый. Волокнистый отлив, характерный для волокнистых минералов, например, атласного шпата.

Эти определения используются лишь для общего описания внешнего вида драгоценных камней. В середине 70-х годов ХХ века создан прибор, названный рефлектометр и дающий возможность проводить сравнительные измерения блеска (отражательной способности поверхности) камней и использовать результаты как средства идентификации.

В общем случае измерители отражательной способности драгоценных камней построены таким образом, что определяют разности коэффициентов отражения. А не их абсолютные значения. Обычно в качестве стандарта для калибровки используется алмаз. В приборах с двойной шкалой в качестве стандарта для шкалы с более низкими показателями преломления используется синтетическая шпинель.

Только редкие драгоценные камни настолько сильно преломляют свет, что дают алмазный блеск. Иногда встречаются крупные и чистые куски касситерита, блеск которых может поспорить с блеском алмаза. Блеск драгоценных камней, обладающих преломлением света, близким к преломлению в алмазе (циркон, сфен (титанит), гранат, корунд), занимает промежуточное место между алмазным и стеклянным. Типичный пример минерала со стеклянным блеском – кварц. Большинство драгоценных камней имеет стеклянный блеск различной яркости. В целом более твёрдые и сильные преломляющие виды обладают более ярким блеском.

Обычно к блеску причисляют и световые эффекты, в основе которых лежит явление полного внутреннего отражения. Дело в том, что нижние грани (фасеты) огранённого камня, подобно зеркалам, почти полностью отбрасывают свет, падающий на камень сверху, снова наверх. Благодаря этому блеск камня как бы усиливается. Такой суммарный световой эффект на поверхности камня называют сверканием. При бриллиантовой огранке достигается идеальное полное внутреннее отражение и тем самым наиболее яркое сверкание.

3.5.11. Поверхностные оптические эффекты:

световые фигуры и цветовые переливы

У многих ювелирных камней наблюдаются световые фигуры в виде определённым образом ориентированных полосок света, а также цветовые переливы поверхности. Ни те, ни другие не зависят ни от собственной окраски камня или присутствия элементов-примесей, ни от его химического состава. Причины их появления кроются в явлениях отражения, интерференции и дифракции световых волн.

Эффект «кошачьего глаза» присущ камням, представляющим собой агрегаты параллельно сросшихся волокнистых или игольчатых индивидов либо содержащим тонкие параллельно ориентированные полые каналы. Эффект возникает вследствие отражения света от таких параллельных срастаний (или каналов). Он состоит в том, что при повороте камня по нему пробегает узкая светлая полоска, ассоциирующаяся со светящимся щелевидным зрачком глаза у кошки. Наибольшее впечатление от этого эффекта достигается, если камень отшлифован в форме кабошона. При этом плоское основание кабошона должно располагаться параллельно волокнистой структуре камня. Самым ценным, дорогим и редким является хризоберилловый кошачий глаз, его называют просто кошачьим. Аналогичный эффект встречается у многих ювелирных камней – кварца, турмалина, рубина, берилла, апатита, диопсида, розового и фиолетового скаполита. Такие камни встречаются редко и дорого ценятся. Все другие разновидности кошачьего глаза, кроме хризобериллового, требуют более точного минералогического определения (кварцевый, опаловый и т.д.).

В природе встречаются: кошачий, львиный, рыбий, рысий, соколиный (ястребиный), тигровый, бычий, волчий глаз. От других кварцев, имеющих эффект «глаза», кошачий глаз отличается цветом. Кварцевый кошачий глаз – зелёный или жёлто-зелёный кварц с серебристой полоской. Тигровый глаз имеет жёлтый или коричневый оттенок. Соколиный глаз – синий, серый, голубой. Бычий глаз характеризуется чередованием коричневых и красных полос. Встречается ещё и совиный глаз, но это глазковый агат с округлым центральным глазком (или двумя глазками) небольшого размера.

Астеризм (от лат. astrum – созвездие) – появление на поверхности камня световых фигур в виде светлых полосок, пересекающихся в одной точке и напоминающих звёздные лучи. Число этих лучей и угол их пересечения определяются симметрией кристаллов.

По своей природе он аналогичен эффекту кошачьего глаза. Разница в том, что отражающие включения – тонкие волокна, иголочки или канальцы – имеют на разных участках различную ориентировку. Большое впечатление производят шестилучевые звёзды у кабошонов рубина и сапфира. У других камней встречаются также четырёх, и в единичных случаях, двенадцатилучевые звёзды. У розового кварца, отшлифованного в форме шара, лучи проходят кругами по всей поверхности. Если закономерное расположение игольчатых включений оказывается частично нарушенным, то возникают недоразвитые звёзды. Они имеют вид круговых шкал с чёрточками – делениями или ярких светлых точек – «световых узелков». Звёздчатые камни называют астериями. Астеризм создают и у синтетических ювелирных камней.

Адулярисценция – голубовато-белое мерцающее сияние лунного камня, драгоценной разновидности адуляра (отсюда происходит название эффекта). При движении кабошона из лунного камня это сияние, или отлив, скользит по его поверхности. Эффект объясняется интерференцией света на тонких параллельных пластинках ортоклаза и альбита (криптопертита), из которых состоит лунный камень.

Авантюресценция – пёстрая цветовая игра блестящих искрящихся отражений света от чешуйчатых включений на в основном непрозрачном фоне (в непрозрачных камнях). В авантюриновом полевом шпате, или солнечном камне, блестящие чешуйки принадлежат гематиту или гетиту. В авантюриновом кварце – это чешуйки хромсодержащей слюдки (фуксита), или гематита. В авантюриновом искусственном стекле – стружки меди.

Иризация (от лат. iris – радуга) – радужная цветовая игра некоторых ювелирных камней. Она является результатом разложения белого света, преломляющегося на мелких разрывах и трещинках в камне на спектральные цвета. У горного хрусталя этот эффект усиливается или даже вызывается искусственно путём создания трещинок в камне, так как иризация повышает его ценность.

Лабрадоресценция – цветовая игра в синих, зелёных, красных, золотисто-коричневых и других тонах с металлическим отливом, наблюдаемая у лабрадора (отсюда название) и особенно у спектролита, играющего всеми цветами радуги (что считается наиболее ценным). Причина лабрадоресценции – явление интерференции на тонких пластинках плагиоклазов разного состава, образующих в структуре лабрадора параллельные срастания.

Опалесценция – молочно-белый, мутно-голубоватый или с жемчужным отливом облик обыкновенного опала (отсюда и название). Опалесценция вызывается явлениями отражения и рассеяния света мелкими частицами кремнезёма, причём в отражённом свете доминируют коротковолновые, то есть сине-голубые лучи.

Опалезация – мерцание цветных искр у благородного опала (отсюда и название), меняющееся в зависимости от угла зрения. Причина – мелкие шарики (глобулы) кристобалита, включённые в массу, состоящую из геля кремнезёма, и расположенные в благородном опале строго регулярно. Они действуют подобно дифракционной решётке, обусловливая отражение и интерференцию световых волн. Диаметр шариков варьируется от единиц до сотен нанометров.

«Шёлк» – шелковистый блеск и переливы у некоторых драгоценных камней. Вызваны они присутствием параллельно ориентированных включений тонковолокнистых или игольчатых минералов, либо полых канальцев. Эффект весьма ценится у огранённых рубинов и сапфиров. С увеличением количества включений камень теряет прозрачность и при надлежащей шлифовке может обнаружить эффект кошачьего глаза.

3.5.12. Люминесценция

Люминесценция (от лат. lumen – свет) – собирательное понятие, охватывающее любое свечение вещества под влиянием излучений или других физических воздействий, а также химических реакций. При исследовании драгоценных камней используется в основном люминесценция в ультрафиолетовых лучах, так называемая флюоресценция (фотолюминесценция). Термин «флюоресценция» происходит от названия минерала флюорита, у которого был впервые открыт этот феномен свечения. Если вещество продолжает светиться и после прекращения облучения, то говорят, что наблюдается эффект фосфоресценции (по известному свечению фосфора).

Люминесценция драгоценных камней вызывается, главным образом, присутствием в них очень малых количеств тех же примесных элементов, ионы которых являются причиной их окраски, то есть Cr, Mn, Co, Ni, а кроме того, включений молибдатов, вольфраматов и некоторых соединений урана. Известны и другие центры люминесценции, связанные с различными типами дефектов кристаллической решётки минералов. Ввиду того, что одни и те же камни могут содержать разные элементы-примеси, цвета флюоресценции камней, принадлежащих к одной группе, не обязательно должны быть строго одинаковыми. Но для отдельных месторождений цвет люминесценции добываемых там камней чрезвычайно характерен. Железо, даже при невысоком содержании его в камне, является гасителем флюоресценции.

Испытания драгоценных камней в ультрафиолетовом свете проводятся как в длинноволновой (400–315 нм, и обозначается 365,0 нм), так и в коротковолновой области (280–200 нм, обозначается 253,7 нм). Дело в том, что бывают камни, реагирующие на излучение только в одном из указанных диапазонов.

Флюоресценция может оказать существенную помощь при диагностике ювелирных камней. Особенно она полезна, когда идентифицируются синтетические камни.

Интенсивность флюоресценции может быть различной, видимое свечение облученных камней – белым или цветным, причём отнюдь не обязательно совпадающим с собственной окраской камня.

Приведём для примера цвета и интенсивность люминесценции в ультрафиолетовых лучах некоторых драгоценных камней:

- авантюрин – красноватая;

- алмаз – весьма разнообразная:

- бесцветный и жёлтый – обычно голубая,

- коричневый и зеленоватый – часто зелёная,

- синтетический – сильная жёлтая;

- аметист – отсутствует;

- бирюза – обычно отсутствует, иногда беловатая, голубая;

- жемчуг – голубая, реже белая, зеленоватая;

- жемчуг чёрный натуральный – красная, красноватая;

- изумруд – обычно отсутствует;

- рубин – сильная карминово-красная;

- янтарь – голубовато-белая, жёлто-зелёная.

Люминесценция жемчуга в рентгеновских лучах позволяет отличать природные жемчужины от культивированных. Перламутр жемчуга, выросшего в морской воде, не люминесцирует, тогда как у пресноводных жемчужин он ярко светится.

3.6. Включения в драгоценных камнях

Лишь очень немногие драгоценные камни полностью лишены оптически распознаваемых внутренних включений. Особенно большую роль играет чистота для алмазов. Их лучшие сорта не должны обнаруживать никаких изъянов даже под 10-кратной лупой.

Любые нарушения правильного строения кристалла называются включениями. Относительно часто встречаются включения минералов как одного и того же вида (например, алмаза в алмазе), так и чужеродных (например, циркона в сапфире) (рис. 3.10). Хотя включения и малы, всё же они дают многое для понимания условий роста вмещающего их кристалла (называемого кристаллом-хозяином). Минералы включений могут быть более ранними, чем кристалл-хозяин, который просто захватывает их в процессе роста. Они могут образовываться из расплава одновременно с кристаллом-хозяином. Могут быть и более поздними – образуются из растворов, проникающих внутрь кристалла по трещинам.

Рис. 4.10. Дымчатый кварц со звездой из золотистых игл рутила

Органические включения встречаются только в янтаре.

К числу включений относятся также искажения кристаллической структуры, признаки роста и фаз кристаллизации, цветные полосы. Они возникают из-за неравномерного роста минералов при меняющемся характере растворов, из которых происходила кристаллизация. Пустоты, заполненные жидкостями и газами, тоже являются включениями. При одновременном присутствии жидкости и газа включения называют двухфазными, а если в них имеются ещё и мелкие кристаллики, то трёхфазными. В обсидианах, стеклянных имитациях и синтетических ювелирных камнях в отличие от камней природного происхождения (минералов) часто встречаются воздушные пузырьки.

В большинстве случаев считается, что включения снижают стоимость камней, так как они оказывают негативное влияние на их цвет, оптические эффекты и механическую прочность. Однако некоторые минеральные включения, равно как и параллельно ориентированные полые каналы, порождают ценные световые эффекты (кошачий глаз, астеризм и др.).

В последнее время включения, наряду с оптическими свойствами, приобретают всё большее значение при диагностике драгоценных камней. Многие виды включений очень характерны, так как они непосредственно связаны со средой минералообразования. 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 огранённых 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»). Такие трещины обычно заполнены рассеянными группами отдельных жидких капель и хорошо видны в корунде, перидоте, шпинели и топазе. В перидоте подобные дисковидные трещины называют «листом кувшинки».

Если захваченное жидкое включение содержит газовый пузырёк 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 перьевидных структур и некоторых видов красной шпинели.

Полости в кристалле-хозяине могут быть результатом перерыва в росте. В этом случае образовавшиеся пустоты часто имеют правильную фирму и заполнены жидкостью или газом. Из-за их характерной формы, нередко повторяющей форму кристалла, их называют «отрицательными» кристаллами. Эти включения можно распознать по наличию внутри них газовых пузырей. Отрицательные кристаллы встречаются в корунде и шпинели.

3. Эпигенетические включения (возникшие после кристаллизации минерала-хозяина). Эти включения образуются после формирования кристалла-хозяина. Они возникают в результате:

- перекристаллизации в трещинах инородных материалов;

- возникновения астеризма в результате распада твёрдого раствора диоксида титана (например, в корунде);

- образования внутренних трещин по спайности (в топазе и лунном камне);

- или радиационных изменений в кристаллической решётке, связанных с радиоактивными материалами, попавшими в кристалл-хозяин (как в случае зелёных и коричневых цирконов).

В корундах из Шри-Ланки включения кристаллов циркона, содержащего радиоактивные элементы уран и торий, несколько увеличиваются в размерах в результате внутреннего облучения альфа-частицами. При этом образуются трещины, связанные с наличием напряжений и называемые «цирконовые гало».

3.7. Облагораживание драгоценных камней

В природе встречается относительно мало качественных минералов, не говоря уже об образцах с идеальными характеристиками. Чтобы исправлять то, что плохо, и усиливать то, что удачно, камни подвергают особой обработке, называемой на профессиональном языке облагораживанием – искусственным улучшением свойств драгоценных камней с целью повышения их ювелирных и художественно-декоративных качеств. Чаще всего облагораживание сопряжено с изменением окраски минерала и его внешнего вида.

Еще в древности были известны разные способы изменения окраски камней: их обрабатывали уксусной кислотой, раствором мёда, медным купоросом и другими веществами. С развитием химии изменение цвета минералов путем воздействия на них химических реактивов стало обычным явлением.

Существует несколько методов облагораживания:

- термообработка (отжиг);

- термодиффузионная обработка (окрашивание самоцветов с помощью химических реагентов);

- заполнение трещин и пор;

- ионизирующее облучение камня.

Иногда для получения наилучшего результата используют комбинацию методов. Рассмотрим каждый метод облагораживания подробнее.

Термическая обработка. Термическая обработка, или отжиг, относится к самым распространенным методам изменения окраски самоцветов. В природе такой процесс совершается непосредственно при формировании минералов.

Цитрины, получаемые путем отжига аметиста или мориона, обладают наибольшей свето- и термоустойчивостью. Значительно менее устойчивы к дневному свету и температурному воздействию облученные цитрины желтого цвета с зеленоватым оттенком. Они, как правило, выцветают при нагревании до 200–300°С. Эти особенности цитринов, полученных в результате применения разных технологий, нужно учитывать при литье с камнями. Термически облагороженный цитрин отличается от облучённого и природного более густой окраской и заметным оранжевым оттенком.

Термодиффузионная обработка. С середины 70-х годов диффузионная обработка стала одним из самых распространенных методов облагораживания цветных камней. Особенно часто она применяется для улучшения цвета сапфиров и рубинов, а также для создания эффекта астеризма в них9. Она основана на пропитывании минерала растворами различных кислот или солей металлов с последующей термообработкой, в результате чего на его поверхности образуется тонкая пленка. Данный метод окрашивания является обратимым, так как слой, образующийся в результате обработки, легко удаляется полировкой.

В большинстве случаев цвет природных сапфиров в сырье не слишком выразителен. Это могут быть бледно-голубые, бледно-жёлтые, серовато-жёлтые, коричневатые камни, поэтому около 95% добываемых сапфиров подвергаются термообработке для улучшения цвета. Если в среду, в которой проводится термообработка, добавить определенные компоненты, произойдёт их диффузия в структуру камня, и окраска изменится самым кардинальным образом.

Первые патенты на диффузионную обработку бесцветных или очень бледноокрашенных корундов с целью улучшения их цвета и создания или усиления эффекта астеризма были получены в июле и ноябре 1975 года в США и Японии. Для проведения обработки такие корунды помещали в порошок оксида алюминия с добавлением оксидов железа и титана (именно эта пара атомов обусловливает прекрасную синюю окраску сапфира). Смесь нагревали до температуры 1700–1800°С (температура лишь немного ниже температуры плавления корунда – 2050°С). Продолжительность обработки могла быть различной – от двух до двухсот часов.

Так как толщина окрашенного слоя невелика (меньше 1 мкм), обработке обычно подвергают уже огранённые камни. Следы незначительного плавления на поверхности затем удаляют лёгкой переполировкой.

При просмотре диффузионно обработанных сапфиров в микроскоп в рассеянном свете (можно использовать иммерсионный микроскоп и просматривать камни, погружая их в иммерсионную жидкость – иодид метилена) наблюдается зональность окраски несколько иная, чем у необлагороженных камней. У последних зональность прямолинейная и следует определенным кристаллографическим направлениям. В диффузионно обработанных камнях зональность соответствует форме огранки камня – цвет более насыщенный вдоль рёбер, так как даже при очень слабой переполировке окрашенный слой с плоских поверхностей граней может быть удалён.

Цвет, полученный таким способом, достаточно устойчив. Проведенные различными исследователями опыты подтвердили это: внешние воздействия, которые предполагаются при использовании камня в качестве вставки в ювелирном изделии, не влияют на диффузионную окраску.

В 2001 году стало известно о новом методе, разработанном в Таиланде, с помощью которого удалось изменить цвет синевато-красного корунда из Танзании на оранжевый до красно-оранжевого.

На рынок эти камни поступили под названием «Sunset sapphire». Использование методов спектрометрии во вторичных ионах позволило выявить в таких камнях повышенное содержание бериллия, причем глубина окрашенного слоя коррелировала с глубиной проникновения бериллия. Этот способ обработки так и называют – бериллиевая диффузия. В качестве источника бериллия при термообработке в порошок оксида алюминия добавляют порошок хризоберилла (около 4%). Термообработка проводится при температуре около 1800°С в атмосфере кислорода. В результате получают следующие цвета – жёлтый, желтовато-оранжевый, розово-оранжевый, оранжевый, оранжево-красный до красного. Комбинируя бериллиевую диффузию с последующей обычной термообработкой, можно ослабить очень тёмный синий цвет некоторых сапфиров. Используя иммерсионный микроскоп, можно увидеть цветовую зональность: жёлтую, оранжевую и иногда бесцветную, соответствующую форме ограненного камня. В некоторых случаях видно также и окрашенное или бесцветное ядро.

Современные методы определения элементов, присутствующих в очень малых количествах (лазерная абляция, масс-спектрометрия во вторичных электронах) позволяют достоверно установить наличие бериллия в корундах. К сожалению, приборы эти не всем доступны из-за высокой стоимости (400–750 тысяч долларов США), а обычные рентгенофлюоресцентные анализаторы не могут использоваться для выявления бериллия, так как этот слишком легкий элемент они «не видят».

Еще один минерал, к которому применяют диффузионную обработку, это топаз. До недавнего времени основным способом, позволяющим изменить цвет топаза, было радиоактивное облучение. При этом камень становился радиоактивным, и его приходилось выдерживать, прежде чем использовать в качестве вставки. Иногда срок такой выдержки достигал года. Облагороженные данным способом голубые топазы со временем выцветают, а чтобы восстановить окраску, их необходимо подвергать повторному облучению. Окраска, полученная при диффузионной обработке, является стабильной.

Для получения синей окраски («Summer blue») бесцветный топаз подвергают термообработке при температуре около 1000°С в течение более чем трёх часов. В среду отжига вводится порошок оксида кобальта. Зеленовато-синий цвет топаза («Ice blue») получают, вводя дополнительно в среду обработки хром. Наличие и распределение кобальта и хрома в топазе можно выявить путем рентгенофлюоресцентного анализа. Резкое снижение содержания этих элементов по мере удаления от поверхности камня свидетельствует о поверхностной диффузии.

Еще один пример диффузионно обработанных камней – красный андезин (полевой шпат). Хотя дилеры, работающие с андезином из Тибета, утверждают, что окраска тибетских камней является природной, проводимые рядом исследователей опыты по термообработке андезина (источник светло-желтых камней, подвергавшихся термообработке, не сообщался) с добавлением в среду обработки меди говорят о том, что возможна и искусственно получаемая окраска.

Для окрашивания агатов в голубой цвет их в течение 1–2 недель пропитывают подогретым раствором жёлтого или красного ферроцианида калия (концентрация 250 г/л), а затем 4–8 дней выдерживают в растворе сульфата железа. Тёмно-голубого (даже синего) цвета можно достичь, если в раствор сульфата железа добавить небольшое количество серной или азотной кислоты. Для восстановления выцветшей бирюзы её обрабатывают молочной кислотой или аммиаком.

Заполнение трещин. Это один из самых старых методов облагораживания камней. Так улучшают изумруд, аквамарин, жадеит, бирюзу, рубин и сапфир.

Для скрытия трещин, пор и усиления цвета минералы пропитывают под цвет камня различными маслянистыми органическими красителями. Пропитка обычно проводится под высоким давлением. Со временем масло из изумрудов испаряется, и камни мутнеют.

Установить, что подобное облагораживание действительно проводилось, достаточно нетрудно. Один из методов проверки изумрудов – поднести к источнику тепла и протереть салфеткой. Масло обязательно оставит след. Но этот метод весьма рискованный – вставка при нагревании может треснуть.

Облучение минералов. Методом облучения можно получить голубые топазы, жёлтые бериллы, красные турмалины и оранжевые сапфиры. Наиболее широко этот способ применяется для окрашивания топазов. Например, под воздействием ионизирующего облучения изначально бесцветные топазы могут приобретать коричневый, голубой или зелёный цвет.

Турмалины под воздействием облучения также изменяют окраску: розовые становятся красными, голубые – глубоко пурпурными, а бесцветные – зелёными. Но не каждая радиационная окраска турмалинов является светостойкой. Ионизирующему облучению подвергают также и синтетические минералы. Так, для получения синтетического аметиста облучают кристаллы кварца.

Облучение обладает одним существенным недостатком – облагороженные этим методом самоцветы часто сами становятся радиоактивными.

Улучшение цвета бриллиантов. Цвет бриллиантов можно искусственно улучшить двумя методами:

1) облучением в ядерном реакторе или ускорителе электронов;

2) объединенным воздействием высокой температуры и высокого давления (НТНР).

Эти методы не изменяют цвет бриллиантов, а лишь усиливают его. Первым методом производят окрашивание только тонкой цветовой оболочки, поэтому он применяется для обработки уже огранённых и отшлифованных бриллиантов. С помощью второго метода осветляют или полностью удаляют цвет как у неограненных алмазов, так и бриллиантов.

Многие включения в бриллиантах мешают прохождению света через камень, рассеивают его, и минерал кажется недостаточно чистым. Современные технологии позволяют облагораживать такие камни путём вымывания цветовых включений кислотой. Для этого с помощью лазера в камне прожигают отверстие до включения, которое затем растворяют кислотой или отбеливают. Подобное облагораживание превращает невзрачный без блеска алмаз в сверкающий бриллиант.

Любопытна новая технология облагораживания бриллиантов методом НТНР, разработанная компанией «Дженерал электрик». Специалисты компании утверждают, что процесс, которому подвергаются алмазы, очень похож на тот, который происходит в природных условиях. Поэтому обесцвечивание сохраняется в камне навсегда, и геммологи затрудняются определить, облагорожен камень или нет.

Алмазы, облученные солями родия, а также заряженными частицами в циклотроне, окрашиваются в чёрный цвет. При облучении алмазов в потоке электронов их цвет меняется на голубой или зелёный. При нейтронном облучении в реакторе алмазы приобретают коричневый цвет.

Облагораживание жемчуга. На рынке представлено большое количество жемчуга самых разных цветов (в особенности это относится к китайскому пресноводному) – розового, голубого, светло-зелёного и т.д. Как и цветные камни, жемчуг можно подвергать облагораживанию для изменения цвета. Самый простой метод «чернения» – использование раствора нитрата серебра. Жемчуг выдерживают в этом растворе, а затем на свету. Процесс аналогичен проявлению чёрно-белой фотографии. Используя органические и неорганические красители разных цветов, жемчуг окрашивают в любой цвет.

Еще один способ получения тёмного сине-серого до чёрного жемчуга – облучение гамма-лучами. Для такого жемчуга характерно наличие переливчатой окраски, похожей на интерференционные окраски бензиновых пленок.

Предполагается, что равномерная коричневая окраска «шоколадного» жемчуга Таити связана с изменением органического вещества, которое входит в состав накра. Это вещество изменяется в процессе отбеливания жемчуга и придает ему глубокий коричневый цвет.

3.8. Отражение факта облагораживания

или использования искусственных продуктов

в названии камней

Ненатурально облагороженные ювелирные камни должны стоить дешево, по цене имитаций. Однако на практике это не всегда так.

ACTA (The American Gem Trade Association, США) разработала специальные коды, соответствующие основным методам облагораживания камней. В этой классификации все ювелирные камни разделены на две группы:

  1.   Код К – для минералов, которые не облагораживают, а также любых необлагороженных камней. В последнем случае продавец обязан предоставить гарантии – сертификат или экспертное заключение, подтверждающие факт, что качества камня не были улучшены искусственным путём.
  2.   Код Е – для минералов, которые облагорожены известным методом или способ обработки которых не определён.

В соответствии со стандартами CIBJO, при использовании искусственных продуктов как самостоятельно, так и в качестве имитаций, факт искусственного происхождения должен быть обязательно указан. В отношении искусственных камней нельзя применять географические названия, использовать определения «настоящий», «драгоценный», «подлинный», «натуральный», а также «драгоценный камень», «ювелирный камень» и «поделочный камень». Нельзя использовать названия природных камней и искусственных продуктов в прямой связи, если это усложняет идентификацию камней.

Пример: правильно – синтетическая шпинель аквамариновой окраски; неправильно – изумруд стекло.

Реконструированные камни должны быть названы корректным названием их природного аналога с обязательным добавлением определения «реконструированный» (это слово не должно быть сокращено). Пример: реконструированный янтарь.

Составные камни описываются определениями «дублет» (состоящий из двух частей), «триплет» (состоящий из трёх частей) или «композит» (состоящий из более чем трёх частей). При этом определение обязательно сопровождается корректными названиями частей составного продукта. Первой называют верхнюю часть, затем нижнюю, разделяя их косой чертой (/). Если все части составного камня состоят из одного материала, он указывается один раз.

Пример: дублет гранат/стекло или гранат/стекло дублет.

В названии синтетических камней должны присутствовать корректное название природного аналога данного камня и определение «синтетический» (это слово нельзя сокращать). Пример: синтетический изумруд.

Названия искусственных камней должны сопровождаться определением «искусственный продукт» или «искусственный камень». Названия искусственных камней не должны быть похожи или звучать похоже на какой-либо природный камень или искусственный продукт, имеющий другое название.

Примеры корректных названий: «ИАГ – искусственный продукт» или «ИАГ – искусственный камень». Примеры некорректных названий: «диамантин», «диамлит» и т.д.

Имитации должны быть названы корректным названием материала, из которого они состоят, или названием природного материала, сопровождаемого определением «имитация».

Обязательно должен раскрываться факт облагораживания или любой модификации свойств ювелирного камня. Торговые организации должны не только обладать полной информацией о том, какому виду воздействия подвергался камень, но и сообщать об этом покупателям. Данная информация должна содержаться в сопроводительных документах. В названия облагороженных ювелирных камней необходимо включать, кроме корректного названия камня, указание «облагороженный, обработанный (treated)».

Ниже приводятся коды различных видов обработки ювелирных камней, которые должны указываться в названиях:

- N необработанный;

- Н термообработка;

- О – заполнение маслом или смолой;

- W – заполнение воском;

- I – пропитывание (бесцветным веществом, не маслом);

- R – радиоактивное облучение;

- U – диффузионная обработка;

- В – отбеливание;

- D – окрашивание;

- F – заполнение трещин;

- С – наличие покрытия;

- X – другие виды обработки.

Вопросы для самопроверки

1. Какая разница между относительной и абсолютной шкалами твёрдости?

2. Какая разница между спайностью и отдельностью драгоценных камней?

3. Назовите меры массы драгоценных камней.

4. Что такое фильтр Челси? Для чего он используется?

5. Для чего используется рефрактометр?

6. Для чего используется спектроскоп?

7. Для чего используется дихроскоп?

8. Какие типы включений возможны в драгоценных камнях?

9. Какие способы облагораживания драгоценных камней Вы знаете?

********************************

4. Имитация драгоценных камней
и синтетические ювелирные камни

4.1. Имитация драгоценных камней

Попытки подделывать драгоценные камни предпринимались ещё в глубокой древности. Египтяне стали первыми фальсифицировать дорогие камни путём изготовления имитаций из стекла и глазури. В 1758 году химик Йозеф Штрассер из Вены изобрёл особый сорт свинцового стекла, который можно было шлифовать и гранить, причём такое огранённое стекло выглядело как бриллиант. Состав сырья для его изготовления следующий – 38,2% кремнезёма, 53% оксида свинца, 8,8% поташа плюс бура, глицерин и мышьяковистая кислота. И хотя императрица Мария Терезия запретила изготовление и сбыт этого стекла, имитирующего алмаз, всё же оно (под названием страз) проникло через Париж на европейский рынок ювелирных камней.

Крупными центрами производства женских украшений из стекла издревле является Яблонец и Трновец в Чехии. Их традицию частично перенял Нойгаблонц (Бавария, Германия). Для модных украшений используется дешёвое тонкое дутое стекло, для имитации ювелирных камней – свинцовое стекло или флинтглас с высоким светопреломлением. В тех же целях используется фарфор, синтетические смолы и пластмассы. Зачастую все эти имитации только по цветовому облику похожи на драгоценные камни. Прочие физические свойства, особенно твёрдость и сверкание («огонь») настоящих драгоценных камней удовлетворительно подделать никогда не удавалось.

Окрасить стекло можно при помощи окислов металлов: окислов железа – в зелёный, коричневый, красный; окислов меди – в голубой, красный; окислов кобальта – в голубой; окиси никеля или двуокиси магния – в пурпурный в калиевом стекле и коричневый в натриевом; окиси хрома – в желтовато-зелёный; окиси урана вызвать флюоресценцию и придать зелёный или жёлтый цвет; двуокиси титана – в жёлтый и коричневый цвет. Соответствующий выбор стекла и красящей примеси позволяет получить почти любой оттенок. Определённый оттенок зависит не только от количества красящего вещества, но и от характера стекла или условий плавления. Великолепный рубиново-красный цвет получают при добавке к стеклу тонко измельчённого золота. Другие красящие вещества, не являющиеся окисями, придают следующие цвета: сульфид кадмия – жёлтый, селен – красный, соли серебра – жёлтый, углерод – желтовато-коричневый, сера – жёлтый.

Обычно для имитации драгоценных камней используют два вида стекла – кронглас и флинтглас.

Кронглас – оконное или бутылочное стекло. Состав сырья: кремнезём, окислы калия или натрия, известь с окисью железа и окисью титана в качестве красящих примесей. Для слабоокрашенного или бесцветного материала показатель преломления 1,52–1,54, а удельный вес 2,53–2,57 г/см3. Если для окраски добавить большое количество окиси железа, то эти значения будут намного выше: показатель преломления 1,57–1,59; удельный вес 2,66–2,75 г/см3.

Флинтглас или свинцовое стекло. Состав сырья: кремнезём (раньше использовали толчёный кремень – флинт, отсюда и произошло название), окислы калия, натрия, окись свинца. Показатель преломления 1,58–1,68, удельный вес 3,15–4,15 г/см3.

На основе этих двух групп можно изготовить другие типы стекла, частично или полностью замещая входящие в них компоненты. Если часть кремнезёма в кронгласе заменить окисью бора – получится боросиликатное стекло (показатель преломления 1,50, удельный вес 2,36 г/см3). Если часть кремнезёма заменить окисью титана – получится титановый флинтглас (показатель преломления 1,47–1,49, удельный вес 2,4–2,52 г/см3). Фиолетовое бариевое стекло, которое изготавливается для имитации аметиста, имеет показатель преломления 1,542 и удельный вес 2,80 г/см3.

Дешёвую стеклянную бижутерию делают либо из кронгласа, либо из флинтгласа с показателем преломления 1,53–1,63. Добавка свинца повышает преломление и дисперсию, и эти имитации камней, пока они новые, очень красивы, если их правильно огранить. Но они очень мягкие и царапаются даже оконным стеклом. При трении во время носки они быстро теряют свою полировку. Они чувствительны к воздействию сернистых соединений, содержащихся в городской атмосфере, и поэтому со временем приобретают неприглядный коричневый оттенок.

Так как обычное стекло (страз) не обладает достаточно высоким преломлением для того, чтобы можно было получить удовлетворительные результаты при бриллиантовой огранке, основание таких камней часто покрывают слоем ртутной амальгамы. Или, как это делали в старых ювелирных изделиях, в оправу вкладывают фольгу, чтобы свет отражался в камне, а не уходил через его основание.

Поддельные камни из стекла отливают в форму или штампуют, поэтому они не требуют огранки.

Отличить имитации из стекла от драгоценных камней нетрудно. Стекло можно отличить по присутствию газовых пузырьков различной формы, иногда свилей, остатков красителей. Гораздо более низкая твёрдость позволяет легко распознать страз. Стекло является изотропным материалом, поэтому стеклянные имитации не обладают дихроизмом, который присущ многим драгоценным камням. Кроме того, показатели преломления и плотность (удельный вес) стекла даже приблизительно не совпадает с соответствующими характеристиками имитируемых натуральных камней. Повышенная теплопроводность драгоценных камней вообще является их отличительным признаком от стеклянных или других имитаций. Если сжать драгоценный камень в ладони, то он долго остаётся холодным. Стекло быстро становится тёплым на ощупь. Как говорят романтики, страз не гордый, он возьмёт ваше тепло, тогда как алмаз гордый, всегда останется холодным.

Авантюриновое стекло отличается от авантюрина как физическими свойствами, так и наличием правильной трёх- или шестиугольной формы включений медной стружки.

4.2. Составные (композитные) камни

Для того, чтобы камни в оправе по твёрдости не отличались от настоящих, изготавливают различные типы сложных камней. Дублет (рис. 4.1)  состоит из двух разных веществ: верхняя часть (коронка) выполнена из кварца или другого дешёвого природного минерала, а основание (павильон) – из окрашенного стекла. Необходимо учитывать, что весь свет, попадающий на вершину камня, должен пересечь павильон вблизи колеты, тогда камень с поверхности будет иметь точно такой же цвет, как и его основание. Только глядя через коронку сбоку можно обнаружить, что она не окрашена. Когда подделку, например сапфира, хотят сделать более похожей на природный камень, коронку вырезают из настоящего сапфира, но недостаточно хорошо окрашенного, обеспечивая нужный оттенок окраской стекла, из которого изготавливают павильон дублета. В настоящее время дублеты чаще всего состоят из тонкой пластинки альмандина, образующей табличку, и приваренного к ней павильона из стекла цвета рубина, сапфира или изумруда. Показатель преломления альмандина обычно равен 1,79. Под микроскопом в нём часто заметны характерные пересекающиеся включения в виде игл, а в месте соединения со стеклом виден слой пузырьков.

Рис. 4.1. Дублеты и триплеты

Для тех случаев, когда на твёрдость проверяется и основание (павильон) камня, изобрели триплет (см. рис. 4.1). При этом павильон тоже делают из настоящего камня, а нужного цвета добиваются, окрашивая тонкую пластинку, скрытую в оправе. Камни, например сапфиры и изумруды низкокачественной окраски, иногда разрезают по плоскости рундиста, место разреза полируют, красящее вещество добавляют в клей, при помощи которого скрепляют две половинки камня. Например, в камне такого типа, который называется «смарилл», коронка и павильон вырезаны из слабоокрашенного или низкосортного берилла или изумруда, а необходимая глубина цвета придаётся изумрудно-зелёным твердеющим клеем. В так называемом «спаянном изумруде» коронку и павильон изготавливают из горного хрусталя (кварца) и соединяют их зелёным прозрачным клеем с целью имитации подлинного изумруда. Места соединений в таких камнях могут заделываться спеканием. В другой разновидности составного камня, «пайке на шпинели», горный хрусталь заменяют синтетической шпинелью. Все подобные имитации легко распознать, поместив камень в масло. Это позволяет распознать поверхности, разделяющие составные элементы камня. Склеенные камни могут распасться на куски, если погрузить их в соответствующий растворитель, например, в кипящую воду, спирт или хлороформ. Однако спечённые камни такими растворителями не выявляются. Тщательно изготовленные составные камни бывает трудно распознать, особенно если они заключены в оправу, скрывающую швы.

В последние годы достижения в производстве синтетических камней высокого качества значительно уменьшили потребность в составных камнях.

Стеклоподобные полимерные пасты, особенно метакрил и аминопласт, дают чисто прозрачное вещество, бесцветное или разных приятных оттенков. Поскольку их легче отливать в форму, чем стекло, рёбра камней получаются гораздо более острыми. Спутать их с драгоценными камнями, или даже со стеклом, если они без оправы, невозможно. Их удельный вес настолько мал (чуть более 1,20), что достаточно просто взять их в руки, чтобы определить их природу. Если камни, изготовленные из стеклоподобных паст, в оправе, нужно определить их показатель преломления, который значительно ниже, чем у любого драгоценного камня, на который они похожи по цвету. Кроме того, они очень мягкие, твёрдость их по шкале Мооса примерно равна 2,5. Также, обладая гораздо меньшей теплопроводностью, чем имитируемые драгоценные камни, они кажутся тёплыми на ощупь.

Подделка непрозрачных самоцветов таких, как халцедон, бирюза, лазурит, встречается редко из-за невысокой стоимости подлинных камней. Однако и их подделывают. Моховые агаты имитируют путём химического выращивания дендритов между стеклянными пластинками. Опаловые дублеты обычно состоят из тонкого куска благородного опала, который наклеивают на основание из обыкновенного опала или стекла. Опаловый триплет может иметь покров и из горного хрусталя. За бирюзу выдают пятнистый голубой говлит (борокальциевый силикат) и дублет из халцедона и стекла. Известен случай, когда в Европу из Китая в середине прошлого века были завезены тщательно изготовленные триплеты с окрашенным жадеитовым ядром, создающие впечатление хороших зелёных кабошонов. Возможна и специальная тепловая обработка: после неё, например, синтетическая шпинель приобретает блеск, подобный блеску лунного камня.

4.3. Имитация жемчуга

4.3.1. Различные способы имитации жемчуга

Высокая ценность жемчуга вызвала к жизни всевозможные его подделки и имитации. Порой фальшивый жемчуг является лишь слабым подобием природного, и его искусственная природа понятна даже неспециалисту. Однако чаще всего исполнение подделок достаточно искусно, поэтому их трудно отличать от оригинала.

Впервые поддельные жемчуга появились в Венеции еще в начале XVI века. В 1656 году французский монах Жакен использовал для изготовления искусственных жемчужин пигмент, полученный из серебристой чешуи мелких пресноводных рыбёшек – уклеек. Жакен отделял от рыбной чешуи хлопья серебристого органического вещества и смешивал их с соответствующим связующим веществом, получая перламутровую краску. Этой краской, положенной густым слоем, монах покрывал алебастровые и восковые шарики.

В конце XIX века французская фирма «Бургильон», пользуясь методом Жакена, наладила промышленное производство поддельного жемчуга.

Все существующие на сегодняшний день способы получения ненастоящего жемчуга сводятся к двум технологиям. Это получение полых жемчужин (1 сорт) и сплошных (2 сорт). Оба способа имеют богатую историю и восходят к XVII веку.

В основе первого способа лежит использование полых шариков, получаемых из легкоплавкого стекла. Выдувая воздух в тестообразное стекло через трубку подходящего размера, получают шарики, чаще неправильной формы, похожие на настоящие жемчужины. В момент появления техники и некоторое время спустя на внутреннюю поверхность этих шариков сначала наносили клей, а затем загоняли в их внутреннюю полость ртуть. Позже стали использовать менее опасный пигмент, изготавливаемый из серебристой чешуи мелких речных рыбёшек – уклеек.

Для получения одного литра перламутрового пигмента требовалось два миллиона уклеек. Позднее стали использовать чешую норвежской сельди, плотвы, леща, отличающуюся особым блеском и клейкостью. После высыхания пигмента окрашенную полость шарика заполняют горячим воском. Иногда вместо воска используют песок.

Для получения сплошных поддельных жемчужин используются самые различные материалы. Стеклянные шарики отливают из опаловидного или обычного стекла, покрывая затем перламутровым лаком. В стеклянных подделках, как правило, имеются пузырьки воздуха. Рассматривая края просверленного в жемчужине отверстия, видно, как разрушается слой лака или плёнка иного красящего состава, обнажая при этом стеклянное ядро. Всемирную известность ныне приобрели стеклянные имитации, производимые в большом количестве в Чехии.

Молочно-белая или подкрашенная в розовый цвет пластмасса сегодня является одним из самых дешёвых имитационных материалов. После штамповки шариков их неоднократно покрывают перламутровым лаком. Отличить «чудо» рук человеческих несложно: по весу, по кромке отверстия, по прыгучести, по гладкости поверхности и по другим признакам.

Нередко материалом для плотных шариков служило минеральное сырьё. Классической имитацией стали алебастровые шарики, пропитанные горячим воском, а затем покрытые жемчужным лаком или жемчужной глазурью. Глазурь получают, соскабливая с внутренней стороны раковины перламутр, перетирая его в порошок и, после неоднократной промывки водой, перемешивая с рыбным клеем.

Прежде чем покрыть миниатюрную шаровидную основу специфическим лаком, её обычно предварительно грунтуют. Для этого используют коллаген, получаемый из плавательного пузыря или чешуи осетровых рыб, предварительно обезжиренных 2%-ным раствором соляной кислоты. Полученное сырьё промокают полотняной тряпкой, загружают в воду (пятьдесят граммов на литр) и доводят до температуры не более 70°С. В полученную таким образом грунтовку засыпают горошины, после чего достают из раствора и подсушивают. В завершение покрывают шарики жемчужным лаком.

Основу лака (эссенции) составляют: жемчужный пат (смесь пигмента чешуи рыб с нитроцеллюлозным лаком), ацетон (или грушевая эссенция) и белый прозрачный целлулоид. В ста миллилитрах ацетона в герметически закрытом сосуде сначала растворяют 20–25 граммов прозрачного целлулоида, а потом 3–5 граммов жемчужного пата. Спустя 24 часа лаком можно пользоваться. Загрунтованную жемчужную основу покрывают эссенцией и дают ей высохнуть. В случае появления на изделии пятнистого налёта, последний смывают ацетоном, а затем изделие окрашивают вновь.

Некоторые используемые для изготовления поддельного жемчуга материалы требуют только вытачивания. Это белый, шелковистый, полупрозрачный минерал селенит (разновидность гипса), имитирующий чёрный жемчуг-гематит, который заметно тяжелее природного перла.

Существуют также и экзотические способы получения ненастоящего жемчуга. Один из них заключается в покрытии глиняных шариков распыленным порошком прокаленного минерала мусковита (разновидность слюды).

Для получения поддельного жемчуга нередко обращались к его собрату по среде возникновения – кораллу. Из светло-розового коралла вырезали шарики. Под микроскопом на таких шариках хорошо видна характерная коралловая структура. Известны также успешные попытки получения поддельных жемчужных бусинок из растёртого в порошок розового коралла, который прессовали при высокой температуре в специальных формах.

Естественно, что родственный жемчугу перламутр также использовался как исходное сырьё. Вырезание горошин из утолщённой части перламутровых раковин было излюбленным приёмом подделки жемчуга у индейцев Америки.

Наконец, имитации жемчуга прекрасного качества получают из рыбьей чешуи, которую растворяют в одном из нефтепродуктов, после чего в смесь вводят жемчужный пат. Производят подобный самоцвет на средиземноморском острове Малорка (Болеарские острова).

Среди уникальных способов сотворения самоцвета – вырезание шариков из зубов ныне практически вымершей морской коровы-дюгоня.

Отличие натурального жемчуга
от искусственно выращенного

Внешний вид природного и культивированного жемчуга одинаков, поэтому их трудно отличить. Иногда диагностическим признаком может служить плотность, так как у большинства культивированных жемчужин она превышает 2,73 г/см3, а у природного жемчуга она часто ниже этого показателя. Иногда помочь может исследование с помощью облучения. Например, при ультрафиолетовом облучении искусственно выращенный жемчуг обычно проявляет желтоватую люминесценцию, в рентгеновских лучах –

а                             б

Рис. 4.2. Строение жемчужины:

а – природной, б – культивированной

зеленоватую. С уверенностью различить природный и культивированный жемчуг возможно путём проверки внутренней структуры. У природного жемчуга концентрически-зональное строение, культивированные жемчужины имеют иную структуру, в том числе зависимую от вида ядра (рис. 4.2).

Специалисты листы используют приборы такие, как эндоскоп, с помощью которых вдоль просверленного отверстия проверяется строение жемчужины. Эффективен метод просвечивания рентгеновскими лучами (метод рентгеновской дифракции и метод рентгеновской теневой картины). Их можно применять как к просверленным, так и к целым жемчужинам. У культивированных жемчужин этими методами одновременно определяется толщина природной жемчужной оболочки.

4.3.2. Названия имитаций жемчуга

Вековые традиции получения искусственного жемчуга привели к появлению его устоявшихся названий, малопонятных непосвящённому человеку. Наиболее распространённые из них приводятся ниже.

Имитации жемчуга минерального происхождения

Алебастровый (римский) – алебастровые шарики, покрытые иризирующим лаком.

Атласский – сферические шарики, получаемые из белого волокнистого кальцита (гипса) с шелковистым блеском, отливом, добываемого в Камберленде (Великобритания).

Гагатовый – гагатовая (сделанная из особой разновидности каменного угля) имитация жемчуга.

Жиразолевый – самоцветы, изготавливаемые из опалов (благородный поделочный минерал).

Чёрный – имитация жемчуга из хорошо отполированного минерала гематита.

Имитации жемчуга органического происхождения

Антильский – изготавливается в основном во Франции из перламутра раковин моллюсков турбо и трохус.

Дюгоневый – очень редкий вариант имитации жемчуга, особенно ценимый коллекционерами. Представляет собой шарики, выточенные из зубов морской коровы, обитавшей когда-то в Тихом океане.

Индийский – искусственный жемчуг, изготавливаемый из слоя перламутра и связующих веществ.

Композиционный – торговое название шариков, вырезанных из перламутрового слоя раковины.

Коралловый – сферические или близкие к этой форме бусинки из белого или розового коралла.

Микомо – искусственный жемчуг с ядром из перламутра, покрытый толстым слоем иризирующего пластика. Производится голландской фирмой Хомбург.

Наутилус – сырьём для изготовления имитаций жемчуга служат поперечные секции раковины наутилуса.

Такарский – ядром имитации является кусочек раковины двустворчатого моллюска, который затем покрывают перламутровым составом.

Трохус – сферические бусинки, выточенные из раковины моллюска рода трохус.

Шеба – шарики из перламутра, которые покрывают жемчужной эссенцией, полученной из перламутрового слоя раковин.

Имитации жемчуга искусственного происхождения

Бургиньонский – полые стеклянные шарики, покрытые изнутри жемчужной эссенцией, затем заполненные смолой, застывшим воском, песком. Назван по месту выработки – городу Бургиньон (Франция).

Де Мейснер – искусственный жемчуг, который начали изготавливать с 1930-х годов ХХ века из матового стекла.

Лули (зеркальный жемчуг) – имитация самоцвета, известная уже в Античности. Представляет собой две стеклянные полусферы, между которыми находится слой серебра.

Малорка – шарики из стекла, пластика или фарфора, покрытые сверху жемчужной эссенцией.

Парижский – дешёвая имитация жемчуга из белого матового стекла.

Пинк – оригинальная имитация перла, выполненная из специального окрашенного стекла. Имеющиеся в шарике пузырьки ориентированы таким образом, что в совокупности напоминают пламя.

Целлит – сырьём для изготовления бусинок является целлюлоза.

4.3.3. Природные жемчужеподобные образования

Известковое вещество, из которого состоит жемчуг, способны вырабатывать и многие другие представители, как животного, так и растительного мира. Известковые фосфаты являются главной составляющей костей и зубов. Карбонаты слагают яичную скорлупу, раковину моллюсков.

В кокосовых орехах, украшающих пальмовые деревья тропиков, встречается кокосовый или, как еще его называют, пальмовый жемчуг. Эти мелкие округлые арагонитовые образования успешно используются аборигенами для имитации самоцвета.

Такие же округлые образования (конкреции) находят в междоузлиях бамбука. Правда, состав у них совершенно иной – кремнезёмистый. Опаловидные белые, голубовато-белые, просвечивающиеся или непрозрачные конкреции под названием бамбуковый жемчуг, или табашир, на сегодняшний день имеют исключительно коллекционное значение. В своё время они шли на изготовление красивых бус.

Пещерный жемчуг – это округлые образования кальцита, изредка появляющиеся в карстовых пещерных водоёмах и протоках. Они имеют белый цвет, непрозрачны и чаще всего отличаются характерной шероховатой поверхностью.

Костяной жемчуг представляет собой сферические образования, состоящие из концентрических слоёв дентина, который откладывается вокруг инородных тел, случайно попавших в пульпу слоновых бивней. Подобные находки иногда встречаются в Шри-Ланке. Они высоко ценятся, используются как культовые, магические предметы и являются желанным объектом для коллекционеров.

Кошачий глаз – традиционное название напоминающей жемчуг роговой крышечки, закрывающей вход в раковину некоторых видов брюхоногих моллюсков. Как такового оптического эффекта кошачьего глаза у крышечек нет, но его имитирует цветное пятно круглой или овальной формы.

Чёрный жемчуг был обнаружен на реке Аранка (северо-восток Южной Америки) на старых золотоносных полях. Такие так называемые жемчужины представляют собой комочки-стяжения глинистого вещества, покрытые концентрическими оболочками тёмно-бурых и чёрных окислов железа (гетита, лимонита).

У многих сиговых и карповых рыб в брачный период на ороговевших участках кожи появляются хорошо заметные бугорки, получившие название жемчужной сыпи.

Оолит пещерный жемчуг. Пещерный жемчуг обязан своим появлением подземной воде. Неглубокий бассейн, находящийся где-то среди подземных пещер, питает падающая сверху струя воды. Журчащий поток, удерживая в себе во взвешенном состоянии песчинки, несёт их вниз. Если вода содержит достаточное количество кальция и её падение не слишком бурно, то песчинки, непрерывно крутясь в водовороте, постепенно обволакиваются осадком известняка. Твёрдый осадок, как броня, постепенно покрывает ядро. Зародившаяся так называемая жемчужина, непрерывно вращаясь, приобретает сферическую форму и чрезвычайную твёрдость. Начав с песчинки, оолит может вырасти до размеров голубиного яйца.

Эпитет «жемчужный», которым наделены ряд уральских пещер и гротов, связан с находками в них крупных пещерных жемчужин. Места нахождения всех оолитов – карстовые районы, полости горных выработок.

Для всех каменных перлов (находки их достаточно редки) характерно, как и для жемчужин, наличие ядра, состоящего из кусочков известняка, зёрен кварца, комочков глины и даже остатков раковин моллюсков, косточек птиц, летучих мышей, обломков зубов грызунов. Концентрические слои пещерного жемчуга представлены кальцитом. Содержание его в таких отдельных жемчужеподобных образованиях достигает 97%. Число слоёв кальцита в крупных образцах составляет 180–200, в мелких же (диаметром 5–6 мм) оно не превышает 60–70.

За рубежом значительные скопления подземного каменного жемчуга известны в Болгарии, Германии и Австралии.

4.4. Синтетические ювелирные камни

4.4.1. Классификация
синтетических ювелирных камней

В настоящее время синтетические ювелирные камни классифицируются по следующим четырём группам.

1. Аналоги природных ювелирных камней – алмаз, корунд, шпинель, кварц, опал, александрит, изумруд, сподумен, малахит, бирюза, фенакит.

2. Не имеющие природных аналогов – фианит, иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), гадолиний-галиевый гранат (ГГГ), оксид иттрия, титанат стронция (фабулит), ниобат лития, ниобат бария, ниобат натрия, танталат лития и др.

3. Имеющие природные ювелирные аналоги, применяемые как имитации ювелирных камней, – муассонит, бромеллит, периклаз, цинкит, рутил и др.

4. Группа материалов, имеющих названия, аналогичные традиционным ювелирным камням, но не соответствующая им по составу, структуре или свойствам, – бирюза, лазурит, коралл и др.

4.4.2. Методы искусственного выращивания
ювелирных камней

В настоящее время существует ряд методов искусственного выращивания ювелирных камней.

1. Синтез кристаллов из расплава. При этом методе кристаллизация камня происходит при охлаждении расплавленных веществ.

Рис. 4.3. Схема установки

для выращивания кристаллов

по методу Вернейля

Метод Вернейля. Впервые в промышленных целях применён для искусственного выращивания рубинов в 1905 году, шпинели и сапфиров в 1910 году. Сейчас также используется для синтеза рутила (с 1948 года), титаната стронция (с 1955 года) и других камней. Диаметр синтезируемых кристаллов до 20 мм, длина 50–80 мм.

Заключается в расплавлении порошка оксида алюминия в пламени, стекании полученного расплава на кристаллоносец из спечённого корунда (рис. 4.3). На кристаллоносце образуется шарик расплава. Стержень кристаллоносца постепенно опускается, при этом «булька» кристалла постоянно растёт за счёт стекания расплава. Добавлением примесей (ионов металлов) добиваются получения широкого спектра окрасок синтетических корундов.

Метод Чохральского. В расплав помещают затравку, расположенную на вытяжном валу. Вал с затравкой постепенно медленно поднимают вверх с одновременным вращением (рис. 4.4). Диаметр синтезируемых кристаллов до 50 мм, длина до 1 м. Этим методом выращивают ИАГ (с 1968 года), ГГГ (с 1975 года), корунд, шпинель, хризоберилл, ниобат лития и др.

Рис. 4.4. Схема установки

для выращивания

кристаллов по методу Чохральского

Метод зонной плавки. Применяется для синтеза ИАГ, корунда и др. камней.

С помощью нагревательного механизма расплавляется небольшая область («зона»), а затем нагреватель перемещается вдоль образца, в связи с чем происходит последовательный рост монокристалла.

Метод гарнисажа, или прямого высокочастотного плавления в холодном контейнере. Использован для получения стабилизированного кубического оксида циркония и гафния – фианита. При его кристаллизации в качестве своеобразных стенок тигля используется кристаллическая оболочка самого полученного вещества.

2. Синтез кристаллов из раствора в расплаве флюсов (флюсовый метод). Осуществляется при высоких давлениях способом обратного температурного перепада, либо в изотермических условиях за счёт испарения расплава. Этим методом получают алмаз, изумруд, хризоберилл, шпинель и др.

3. Гидротермальный метод применяется при изготовлении кварца, изумруда, корунда и др.

Кристаллы выращиваются в автоклавах на затравочных пластинках из растворов при высоких температурах и давлениях.

При более низких температурах (около 180°С) из гидротермальных слабощелочных растворов выращивают малахит.

Концентрированием растворов получают сферические частицы кремнезёма. При последующем длительном остывании или их центрифугировании и тепловой обработке получают опалесцирующие опалы.

4. Метод газотранспортных реакций. Осуществляется в контейнерах из жаропрочных сплавов в условиях перепада высоких температур. Использован для получения из газовой фазы хризоберилла, фенакита и др. камней.

Существуют и промышленно используются также и другие методы получения драгоценных камней.

4.4.3. Культивированный жемчуг

Натуральным (настоящим) называется жемчуг, образовавшийся в природе без участия человека.

Морской жемчуг. Моллюски, образующие жемчуг, обитают на протяжённых отмелях со скоплением ракушек вблизи побережья, на глубине 15–20 м. Они имеют величину с ладонь, продолжительность их жизни составляет около 13 лет. Схема образования жемчужины в мантии моллюска показана на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Схема образования жемчужины в мантии моллюска

Важнейшие месторождения жемчуга наилучшего качества (цвета розовый и кремово-белый) в течение долгого времени находились в Персидском заливе. Поэтому весь природный морской жемчуг, невзирая на его подлинное происхождение, в торговле называют «восточным».

В Полкском проливе (между Индией и Шри-Ланкой) также имеются ста-рые устричные отмели (жемчуг розово-красного и нежно-жёлтого цвета), однако жемчуг там обычно мелкий (так называемый «посевной»). Другие значительные месторождения – это побережья Мадагаскара, Мьянмы, Филиппин, многих островов южной части Тихого океана, Северной Австралии, а также побережья Латинской Америки и севера Южной Америки. В Японии, главной стране производителе жемчуга, имеется лишь несколько небольших отмелей с природным жемчугом.

Раковины с жемчужинами добывают ныряльщики. Раньше этим занимались главным образом женщины, без использования специального оборудования. Сейчас работа производится с самым современным водолазным снаряжением.

Жемчужина скрывается лишь в одной из 30–40 раковин. В 1958 году у берегов Цейлона в виде эксперимента для добычи жемчуга использовали траловые сети. Последствия были опустошительными, так как этот метод почти полностью уничтожил молодняк.

Из брюхоногих моллюсков, образующих жемчуг, наиболее известен стромбус огромный Strombus gigas»). Эти жемчужины (конхиолиновые, ярко-розовые или розовые жемчужины) напоминают фарфор и имеют шелковистый блеск. В мировой торговле они большой роли не играют.

Речной жемчуг. Добыча речного жемчуга не имеет промышленного значения. Он редко отличается хорошим качеством. В России существует многовековая традиция добычи и использования речного жемчуга.

В Европе добыча жемчуга была абсолютной привилегией князей. Выловленный жемчуг следовало доставлять соответствующему правителю.

Из-за загрязнения водоемов жемчужницы в реках практически вымерли. И хотя в некоторых реках популяции частично восстановились благодаря улучшению качества воды, их дальнейшее существование по-прежнему находится под угрозой – прежде всего ему угрожает высокое содержание нитратов в воде. В Скандинавских странах и в Центральной Европе добыча жемчуга в реках запрещена.

Культивированный жемчуг. Растущий спрос на жемчуг привел к созданию целой отрасли выращивания жемчуга. Такие культивированные жемчужины являются не имитацией, а природным продуктом, хотя и возникшим при участии человека. В наши дни культивированный жемчуг составляет более 90% всего объёма торговли жемчугом.

Фермы по выращиванию жемчуга существуют как в море, так и в пресных озёрах.

Морской культивированный жемчуг. Путём введения инородных частиц человек стимулирует раковину к образованию жемчужины.

Уже в XIII веке в Китае в мантию пресноводных моллюсков прикрепляли мелкие фигурки будды, чтобы они покрылись перламутром. Шведский натуралист Карл Линней предположительно вырастил круглые жемчужины в речных раковинах в 1761 году.

Современное выращивание круглых жемчужин базируется на исследова-тельских работах немецкого зоолога Ф. Альвердеса, а также японцев Т. Нишикавы, О. Кувабары, Т. Мисе и К. Микимото во втором десятилетии прошлого века. Для стимулирования образования жемчужин, перламутровые шарики, выточенные из раковины североамериканского пресноводного моллюска, обычно сначала заворачивают в кусочек эпителия из мантии жемчужной устрицы акойя Pinctada martensi»), а затем имплантируют в соединительную ткань мантии другой жемчужной устрицы. Введенный эпителий сохраняет свои функции и действует как жемчужный мешочек, в который выделяется перламутр. Самым важным элементом при образовании жемчужины является эпителий, а не инородное тело, без которого теоретически можно обойтись. Однако в этом случае предприятие было бы экономически невыгодным, так как образование крупной жемчужины длилось бы слишком долго. Путём введения зернышка перламутра «время работы» раковины укорачивается. Ей потребуется только покрыть жемчужину оболочкой, чтобы она обрела типичный перламутровый блеск.

Молодых устриц, предназначенных для культивирования, содержат в специальных клетках, где для них создаются наиболее благоприятные условия (устрица, предназначенная для культивации, должна быть здоровой). Идеальная температура для введения зародышей – 18°С. Подходящее время – конец апреля – начало июня и осень. В тело моллюска вводят сферическую перламутровую бусину с кусочком мантийной ткани от другой устрицы. Величина бусины достигает 5–7 мм в диаметре. Эта операция требует высокой квалификации и сноровки, и лучше всего получается у женщин. Специалисты, выполняющие её, элита отрасли. На каждого оператора приходится несколько устриц. Лучшее время выполнения всей операции – 18 секунд, но не более 30 секунд. Затем устрицы возвращают в садки, где они находятся в течение нескольких лет.

Препарированных устриц содержат в морских бухтах, где они находятся в корзинах или пластиковых клетках (садках). Клетки с устрицами находятся под постоянным наблюдением; несколько раз в год их бережно очищают от водорослей и других загрязнений. Природными врагами жемчужных устриц являются рыбы, раки, полипы и разнообразные паразиты, но, прежде всего, зоопланктон, появляющийся в больших количествах, подобно «красной волне», и в связи с высоким потреблением кислорода подвергающий опасности целые фермы. Большое значение имеет температура воды. При 11°С японская культивируемая раковина погибает. Поэтому при вторжениях холодного воздуха и перед наступлением зимы плоты северных ферм с их подводным грузом буксируют в более тёплые воды.

В Японии скорость роста перламутрового слоя возросла до 0,3 мм в год и более. В южных морях она достигает 1,5 мм.

Некоторые фермы по выращиванию жемчуга переводят из бухт в открытое море, так как там раковины якобы активизируются течениями воды, быстрее производят перламутр и образуют жемчужины наилучшей формы. Одновременно это может разгрузить бухты, усеянные бесчисленными плотами и улучшить условия жизни остальных устриц. Раковины остаются в воде 3–4 года. За этот срок вокруг ядра образуется слой толщиной около 0,8–1,2 мм. Если оставить раковины в воде на более долгий срок, то существует опасность заболевания или деформации жемчужин.

Одну раковину обычно можно использовать лишь единожды. После удаления жемчужины большинство устриц погибает. Поэтому важно заботиться о нужном количестве молодняка.

Самое благоприятное время для сбора жемчуга в Японии – это сухие зимние месяцы с ноября до января, так как в это время образование перламутра приостанавливается и формируется особенно хороший люстр. Жемчужины вынимают из раковин, моют, сушат и сортируют по цвету, размеру и качеству. Из всего объёма продукции для дорогих украшений пригодны лишь 10%, 60% имеют более низкое качество, 15–20% выбраковываются.

Чтобы улучшить или изменить цвет культивированного жемчуга, его подвергают различной обработке – отбеливанию, окрашиванию или облучению. Иногда на окраску также может оказать влияние применение цветных ядер.

Фермы по выращиванию жемчуга в Японии появились в 1913 году на юге острова Хонсю. Сейчас также имеются предприятия на Сикоку и Кюсю. С 1956 года жемчуг хорошего качества выращивается в водах Северной и Западной Австралии. Многочисленные фермы существуют в Южной и Юго-Восточной Азии, а также во многих островных государствах Тихого океана.

Культивированный жемчуг «акойя». Производится в Японии и Китае. Для его выращивания используется устрица «Pinctada fucata». На японском языке она называется «акойя» – отсюда и название жемчуга. Размер «акойя» – 2–9 мм (иногда крупнее), в среднем около 6–7 мм. Метод культивации, используемый для выращивания этого типа жемчуга, позволяет получить необычно высокий процент сферических жемчужин. Классический жемчуг «акойя» имеет белый цвет, иногда с розовым или кремовым оттенком, и исключительный блеск. Он идеален для хорошо подобранных нитей. Нить может состоять из жемчужин одного размера и из жемчужин, размер которых увеличивается к центру нити (в центре находится самая крупная).

Культивированный жемчуг южных морей. Выращивается в Австралии, Индонезии и на Филиппинах. Устрица, которая используется для этого, – «Pinctada maxima». Размер её раковины может достигать 30 см в поперечнике и массы до 5 кг Две разновидности этой устрицы – серебряногубая и золотогубая – производят жемчуг характерного золотистого и серебристого цветов Размер австралийских экземпляров составляет 10–15 мм. Жемчуг южных морей, выращиваемый в Индонезии и на Филиппинах, в среднем на 2 мм меньше в диаметре. Это связано с тем, что в Австралии его выращивают в устрицах, собранных в лагунах. А в Индонезии и на Филиппинах для выращивания используются садки – устрицы в них мельче, чем в лагунах. Жемчуг южных морей обычно имеет мягкий атласный блеск (в отличие от зеркального блеска «акойя»). Культивированный жемчуг такого размера и качества стоит дорого, чаще его используют в подвесках, кольцах, серьгах и других изделиях, где требуется небольшое количество жемчужин.

Культивированный жемчуг Таити. Этот тип жемчуга выращивают в основном в лагунах французской Полинезии и у островов Кука, используя устрицу «Pinctada margaritefera». Размер её раковины – около 20 см, масса – до 1 кг. Жемчужины обычно имеют размер от 8 до 14 мм.

Обычное название «Pinctada margaritefera» – черногубая устрица. Это единственная устрица, которая продуцирует жемчуг необычных цветов (баклажанового, фисташкового и др.), характерных для жемчуга Таити. Стоимость хорошо подобранных нитей из крупного и блестящего культивированного жемчуга необычных цветов достаточно высока, поэтому чаще всего его продают в виде одиночных жемчужин, пар или наборов.

Речной культивированный жемчуг. При культивации пресноводного жемчуга используются мидии «Hefiopsis cumingi». Сегодня основное количество пресноводного культивированного жемчуга производится в Китае, меньшее – в Японии и США. Обычный размер китайских экземпляров – 4–11 мм. В Китае производится в 15 раз больше культивированного жемчуга, чем во всех остальных странах, поэтому стоит он недорого. Большое количество и невысокие цены делают этот вид жемчуга самым доступным для покупателей.

В озере Бива на севере от Киото (остров Хонсю, Япония) выращивают пресноводный жемчуг с 50-х годов ХХ века. В раковины пресноводных моллюсков «Hyriopsis schkgeli» помещают кусочки эпителиальной ткани размером 4 × 4 мм, обычно без плотного ядра. Так как раковины имеют большой размер (20 × 11 см), в половинку каждого моллюска можно ввести до 10 кусочков, иногда также дополнительно с перламутровым зернышком. В каждом надрезе образуется жемчужный мешочек с жемчужиной. Через 1–2 года жемчужины достигают размера 6–8 мм. Поэтому их вынимают из раковин, оборачивают новым эпителием и помещают в ту же или в другую раковину для улучшения формы. В конце концов, культивированные жемчужины «бива» достигают диаметра 12 мм. Однако действительно круглые встречаются редко. Продолжительность жизни пресноводных жемчужных устриц составляет 13 лет, но после оперативного вмешательства они производят перламутр лишь три года. Многие раковины способны дать третий «урожай». Выращивание осуществляется, как и в случае с морским жемчугом, в клетках, подвешенных на бамбуковых опорах на глубине 1–2 м. Доля успешного выращивания составляет 60%.

Натуральный и культивированный жемчуг «абалон». Натуральный жемчуг «абалон» чаще всего имеет неправильную форму, поэтому симметричные экземпляры – редкость и стоят достаточно дорого. Культивация этого вида жемчуга очень сложна по двум причинам: во-первых, моллюск «абалон» страдает своего рода гемофилией и часто погибает, когда в него вводится что-либо инородное; а во-вторых, он питается в движении и при этом часто отторгает ядро.

Натуральный или культивированный «абалон» имеет необычные яркие и привлекательные цвета – розовый, зелёный, голубой и др.

С 1976 года на рынке появились жемчужины из южных морей, не содержащие ядер. В торговле их называют жемчуг «кеши», а продавцы утверждают, что речь идёт о природном жемчуге. На самом деле «кеши» – это побочный продукт процесса культивации. Он образуется при частичном отторжении ядра. Встречается и в морском, пресноводном жемчуге. Обычно это мелкие, неправильной формы, экземпляры ярких оттенков.

4.4.4. Некоторые синтетические камни

Корунды (Al2O3). Год рождения синтетического рубина – 1905.

Основные физические свойства синтетических корундов весьма близки к свойствам природных. Плотность 3,992 г/см3. Примесь хрома повышает плотность до 4,013 г/см3, а титана, кальция и других металлов понижает. Показатель преломления 1,7681–1,7635,  у высокохромистого рубина до 1,7801. Двупреломление 0,0082. Иногда в синтетических корундах появляется аномальная двуосность, связанная с остаточными внутренними напряжениями.

В спектрах поглощения синтетических фиолетовых, синих и зелёных сапфиров в отличие от природных отсутствуют некоторые полосы поглощения (454, 467, 473 нм).

Синтетические корунды, в том числе рубины и сапфиры, обладают рядом внутренних особенностей. Для них наиболее характерны газовые включения различного размера и формы как одиночные, так и образующие скопления в виде пятен, полос, облаков. Такие пузырьки газа кажутся тёмными в проходящем свете, в отражённом же свете они имеют вид ярких концентрически-зональных колец. Твёрдые включения в синтетических корундах могут быть представлены «непроплавами» – непрореагировавшими частичками продуктов синтеза, пылью металлов, вводимых в корунд в качестве легирующих присадок. В звёздчатых синтетических корундах наблюдаются ориентированные включения рутила.

Шпинель (MgAl2O4). Синтетическая шпинель имеет твёрдость по шкале Мооса 8, плотность 3,59–3,61 г/см3, показатель преломления 1,722–1,727. В ультрафиолетовых лучах инертна (розовая шпинель) или чаще люминесцирует:

- бесцветная шпинель – беловатым (365 нм), голубовато-белым (254 нм) цветом;

- голубая шпинель – красным (365 нм), тускло-красным, голубовато-белым, оранжевым (254 нм) цветом;

- жёлтая шпинель – светло-зелёным цветом;

- зелёная шпинель – красным (365 нм), молочно-белым (254 нм) цветом и т.д.

Синтетическая шпинель может быть самой различной окраски, и поэтому она имитирует не только природную шпинель, но и алмаз, сапфир, рубин. Изумруд, аквамарин, гранаты, турмалин, циркон, топаз, лунный камень и др.

Свойства природной и синтетической шпинели близки, но есть и отличия. Так, синтетическая шпинель характеризуется совершенной спайностью по кубу. В поляризованном свете у неё наблюдается аномальное двупреломление, проявляющееся «муаровым» угасанием, а также узоры в виде тонких волосовидных полос, сеток или размытого чёрного креста.

Изумруд (Al2Be3[Si6O18]). Впервые синтетический изумруд получен в 1848 году во Франции, но коммерческого значения не имел. Свойства синтетических изумрудов весьма близки к свойствам природных камней. Изумруд, выращенный из раствора в расплаве, имеет показатель преломления 1,556–1,567, двупреломление 0,003–0,004. Плотность 2,64–2,65 г/см3. Для него характерны красный цвет под фильтром Челси и в ультрафиолетовых лучах; наличие включений флюса и типичных вуалеобразных трещин; поглощение в видимой области с максимумами при 420–425 и 450–455 нм; отсутствие в инфракрасных спектрах полос поглощения воды.

У гидротермального изумруда показатель преломления 1,571–1,578, двупреломление 0,005–0,007. Плотность 2,67–2,69 г/см3. Окраска и физические свойства таких изумрудов ещё ближе к природным. Только мелкие чёрные и бурые непрозрачные включения, характерное блочное строение, поглощение в области 430, 450 нм и интенсивное поглощение в красной области позволяет отличить эти изумруды от природных.

В настоящее время искусственно выращиваются и другие разновидности берилла, окрашенные в голубой, розовый и иные цвета.

Фианит (Zr, Hf)O2. В 1970–1972 годах Физический институт им. П.Н. Лебедева АН СССР (ФИАН) разработал способ изготовления нового синтетического материала на основе кубической модификации оксида циркония и гафния – фианита. Он обладает хорошей огнеупорностью и химической стой-костью, высокой степенью прозрачности. Температура плавления 2600–2750°С, твёрдость по шкале Мооса 8, плотность 5,5–5,9 г/см3, показатель преломления приближается к таковому у алмаза – 2,15–2,18. Дисперсия 0,059–0,065. По химическому составу фианит – это оксид церия, стабилизированный добавками редкоземельных элементов – эрбия, церия, неодима или кобальта, ванадия, хрома, железа. Кристаллы образуются из расплавленной массы элементов, входящих в его состав. Можно получить кристаллы фианита массой до 250 г. Окраска и плотность определяются химическим составом. Небольшие количества примесей перечисленных элементов придают фианитам разнообразный цвет и оттенки: красный, розовый, фиолетовый, голубой, жёлтый, белый и др. (кроме изумрудного). По цветовой гамме фианит может соперничать с аметистом, гранатом, цирконом. Высокий показатель преломления и большая дисперсия создают особую игру света при различных условиях освещения. Эти свойства в сочетании с разнообразной окраской позволяют имитировать природные драгоценные камни, а также создавать новые, оригинальные по окраске. В ультрафиолетовых лучах фианит в зависимости от примесей может люминесцировать голубым, жёлтым, фиолетовым и другими цветами.

Обрабатывать фианит можно только в определённых направлениях кристалла. Он довольно сложен в обработке, легко растрескивается и крошится. Выход сырья при огранке обычно не превышает 15%. При огранке высота нижней части камня (павильона) должна быть более глубокой, чем у бриллианта, что улучшает его «игру», а коронка более плоской. Грани фианитов слегка закруглены, что служит дополнительным отличием этих камней от бриллиантов.

Подобный фианиту материал для имитации драгоценных камней выпускают и за рубежом. В США – диамонеск, в Швейцарии – джевалит, в Австрии – под названием цирконий по советской лицензии.

Алмаз (С). В 1938 году советский физик О.И. Лейпунский провёл теоретический анализ условий образования алмаза из графита и определил области стабильного существования алмаза. Им была изучена диаграмма состояния алмаз-графит, которая явилась основой для научного решения проблемы создания синтетических алмазов. Однако впервые синтезировали алмаз в США в 1953 году.

В СССР алмаз был получен в 1960 году Институтом физики высоких давлений АН СССР. В 1961 году в Институте сверхтвёрдых материалов АН УССР была отработана промышленная технология синтеза алмазов. Процесс осуществляется при температуре 1800–2500°С и давлении более 50×102 МПа в присутствии катализаторов – Ca, Ni, Fe, Mn и других металлов.

В настоящее время используются и другие методы синтеза искусственных алмазов.

Бирюза (CuAl6[PO4]4(OH)5×5H2O). Первые сообщения о получении синтетической бирюзы полного аналога природной принадлежат М. Гофману (1927 год). Однако у технического сообщества есть сомнения относительно идентичности структуры камня.

В 1972 году Пьер Жильсон синтезировал бирюзу, являющуюся полным аналогом природной. Признаками, позволяющими отличить подобную бирюзу от природной, являются несколько заниженная плотность (2,7 г/см3) и характерная структура поверхности, наблюдаемая под микроскопом. Эта структура обусловлена наличием угловатых голубых частиц, распределённых в беловатой основной массе (в природной бирюзе иногда можно заметить тёмно-синие диски на более светлом фоне).

Капля разбавленной соляной кислоты впитывается природной бирюзой и скатывается с синтетической10. Спектры отражения синтетической бирюзы в интервале 450–1300 см–1 отличаются от спектров природной. Для неё характерны максимумы поглощения 1115, 1050, 1000 и 570 см–1 с более сглаженными широкими пиками.

Необработанная бирюза Жильсона стоит примерно в пять раз ниже высококачественной природной. В зависимости от качества бирюза умеренно синего («Клеопатра») и интенсивно синего («Фарах») цвета оценивается от 140 до 800 долларов за килограмм.

Синтетическая бирюза, практически не отличимая от природной, была также получена и в СССР.

Опал (SiO2 × nH2O). Синтетические опалы на кремнезёмной связке (самые близкие к природным) впервые получены в 1972 году П. Жильсоном. Они почти не отличимы от природных. Цвет опалов Жильсона молочный и чёрный. Опалесценция и её рисунок также близки к природным. Плотность 2,03 г/см3; показатель преломления 1,44; твёрдость по шкале Мооса 4,5, что несколько ниже, чем у природного опала. Синтетические опалы, в отличие от природных, легко прилипают к языку.

К диагностическим признакам синтетического опала можно отнести:

- их равномерно зернистую мозаичную структуру, наблюдаемую в горизонтальной плоскости; и столбчатую, волокнистую – в вертикальном разрезе;

- зональное строение цветовых участков, а также большую прозрачность, полосчатость; слагающие их блоки создают эффект «шкуры ящерицы».

Синтетические опалы отличаются от природных упаковкой частиц, которую можно установить при электронно-микроскопи-ческих исследованиях.

Синтетические опалы выращивали и в СССР.

Малахит (Cu2(OH)2CO3). Прекрасного зелёного цвета с тонкослоистым рисунком малахит производится в СНГ, Канаде и ряде других стран. Изделия из него уже соперничают с изделиями из природного малахита.

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды стекла обычно используются для имитации драгоценных камней?

2. Что такое дуплеты и триплеты?

3. Какие способы имитации жемчуга вам известны?

4. Как производят культивированный жемчуг?

5. Как отличить природный жемчуг от культивированного?

6. Назовите основные методы искусственного выращивания ювелирных камней.

7. Какие отличия натуральных драгоценных камней от их синтетических аналогов Вам известны?


********************************

5. Разновидности огранки

драгоценных камней

5.1. Тип, вид и форма огранки

Все огранённые камни характеризуются типом или видом и формой огранки.

Типы огранки делятся на 4 группы:

1. Бриллиантовая, огранка клиньями, сотовая и другие типы огранок с аналогичным расположением граней.

2. Ступенчатая.

Первые два типа огранки называются фасетной огранкой, или огранкой гранями.

3. Кабошон.

4. Комбинированная (смешанная).

Форма огранки бывает: круглая, овальная, маркиза, груша, панделок, бриолет (капля), каре (квадрат), прямоугольник, ромб, треугольник, роза, бусина.

Самый древний тип огранки, который используется и в наше время, – придание камню округлой формы, известной под названием кабошон. Это слово образовалось от французского слова, которое, в свою очередь, произошло от латинского – cabo – голова. Этот тип огранки долгое время пользовался преимуществом при обработке таких цветных камней, как изумруд, рубин, сапфир и гранат. В настоящее время эти камни практически не обрабатываются в виде кабошона. Этот тип огранки используется лишь при обработке камней с эффектом «кошачьего глаза», звёздчатых камней и, главным образом, непрозрачных и полупрозрачных камней, а также камней с какими-либо дефектами.

Если кабошоном камень ограняется со всех сторон, то образуется бусина. Бусины с просверленным отверстием нанизываются на нить и носятся в виде ожерелья. Часто гранильщики усиливают цвет слабоокрашенных камней, покрывая поверхность стенок отверстия соответствующей краской.

Кабошоны могут быть трёх различных видов с постепенным переходом от одного к другому (рис. 5.1). Первый вид – выпуклый кабошон. Обе поверхности камня, верхняя и нижняя изогнуты, причём кривизна имеет одинаковый знак, хотя его величина может значительно меняться.

а                        б                          в

Рис. 5.1. Различные формы кабошонов:

а – простой; б – двойной выпукло-вогнутый; в – двойной выпуклый

При огранке лунных и звёздчатых камней таким способом верхнюю поверхность делают более выпуклой для лучшего проявления оптического эффекта. Напротив, рубину или сапфиру, обладающим глубоким цветом, при обработке в виде выпуклого кабошона придают другие очертания, так как свет легче проникает в камень со стороны менее выпуклой поверхности и более полно отражается от другой стороны с последующим усилением прозрачности камня. Опалы всегда делаются более выпуклыми на открытой стороне, но кривизна поверхности меняется в значительных пределах. Они обычно круто обрезаются, если камень вставляется в кольцо. Хризоберилловый «кошачий глаз» всегда обрабатывается с искривлением основания, для того чтобы усилить прозрачность и сохранить вес.

При уплощении менее выпуклой стороны выпуклый кабошон переходит во второй вид – простой кабошон, у которого нижняя поверхность плоская. Этот вид обработки обычно используется для кварцевого «кошачьего глаза» и иногда для карбункулов (то есть тёмно-красных, сильно окрашенных гранатов). Плоская сторона у камня, обработанного простым кабошоном, всегда расположена внизу.

При смене знака кривизны нижней поверхности простой кабошон переходит в кабошон третьего вида – выпукло-вогнутый кабошон. При этом в камне снизу делается выемка, а от рундиста знак кривизны резко меняется. Этот вид предпочитают при обработке тёмных камней таких, например, как густо окрашенные карбункулы, которые, будучи огранены более толсто, почти не проявляют цвета. В выемку часто помещают кусочек фольги для усиления отражения света и увеличения цветового эффекта.

У фасетной огранки (ограни плоскими гранями) существует две основные разновидности: бриллиантовая и ступенчатая (изумрудная) (рис. 5.2). Все остальные являются производными от них.

Рис. 5.2. Бриллиантовая и изумрудная (ступенчатая) огранки

Как показано на рисунке, основное различие между этими типами огранки заключается в форме граней и их расположении на поверхности камня. Для бриллиантовой огранки характерны треугольные или клиновидные грани, тогда как при ступенчатой огранке все грани более или менее прямоугольны и расположены ступенями.

Бриллиантовая огранка особенно подходит для бесцветных или слабоокрашенных камней. Их привлекательность из-за отсутствия окраски зависит только от чётких и ярких вспышек света, исходящих от камня. Ступенчатые виды огранки могут быть использованы для слабоокрашенных или бесцветных камней, но наибольшее их преимущество проявляется в окрашенных камнях. Нет твёрдого правила выбора типа огранки. Всё определяет вкус огранщика и экономические соображения. Современные огранщики отдают предпочтение простым ступенчатым видам огранки в отношении большинства окрашенных камней и даже в отношении тех, которые имеют лишь слабый оттенок какого-либо цвета.

Ступенчатая огранка менее сложная, чем бриллиантовая. Но из-за того, что каждая грань имеет довольно большую площадь, иногда требуется более продолжительное время для их шлифования и полирования. Небольшие неточности при ступенчатой огранке более заметны, чем при бриллиантовой. Это связано с тем, что многочисленные рефлексы бриллиантовой огранки могут маскировать даже существенные ошибки в огранке. Как правило, небольшие камни ступенчатой огранки легче делать, чем бриллиант такого же размера. Но, если размер камня превышает 30 кар, ступенчатую огранку выполнять значительно труднее, нежели бриллиантовую.

Во второй половине XVI века были известны только две правильные формы огранки алмазов – алмазный наконечник и алмазная таблица.

 

Рис. 5.3. Алмазная табличка:

1 – коронка, 2 – вид сбоку

Обе этих формы огранки основаны на использовании правильного октаэдра. Алмазный наконечник образован природными гранями кристалла, которые в случае необходимости шлифуются до правильной формы. Долго эта форма огранки использовалась для мелких алмазов.

Для таблицы (рис. 5.3) используются крупные алмазы. Алмазная таблица образуется из правильного октаэдра при стачивании одного из внешних углов до образования грани – таблички, ширина которой равняется половине ширины центрального квадратного сечения. Расположенный напротив внешний угол стачивается незначительно до образования маленькой грани – калетты, параллельной табличке (рис. 5.4). Угол между гранью и стороной рундиста был равен α = 54°44. Впоследствии углы уменьшили до 45°.

Рис. 5.4. Получение

бриллиантовой

огранки из октаэдра

Огранка розой (рис. 5.5) в своей наиболее симметричной форме состоит из полусферы с нанесёнными на неё 24 правильно расположенными треугольными гранями и плоской базы. Изобретение приписывают кардиналу Мазарини, но вероятнее эту огранку завезли из Индии в XVI веке. В наше время розой гранятся только мелкие алмазы.

2

2

 2

1

1

1

Голландская роза

Антверпенская роза

Полуголландская роза

2

2

1

Двойная или

голландская роза

1

Крестовая роза

1 – коронка,

2 – вид сбоку

Рис. 5.5. Огранка розой

1                               2 

Рис. 5.6. Огранка «бриолет»:

1 – бриллиантовая огранка;

2 – ступенчатая огранка;

а – вид сбоку, б – низ камня

Существует 6 или 7 вариантов огранки розой. Во всех вариантах имеется плоское основание, а расположение граней, как правило, соответствует симметрии шестого порядка, если смотреть сверху.

а

б

Огранку бриолет (грушевидная капля) (рис. 5.6) можно считать видоизменённой формой двойной розы. Выполняется она характерными треугольными гранями. Использовалась французскими ювелирами для грушевидных алмазов.

Очень долго авторство бриллиантовой огранки при-писывалось венецианцу Винченцо Перуцци (XVII век). Однако есть версия, что способ огранки был разработан в 1600 году в Париже в процессе усовершенствования огранки таблицей. Сначала применялась самая простая форма бриллиантовой огранки, при которой на верхней и нижней частях бриллианта находилось по 8 граней. Ювелиры называют такую огранку ординарной или простой. Сейчас так гранят мелкие алмазы, получая камни массой от 0,03 до 0,01 кар. Позже были разработаны более сложные формы бриллиантов. На обеих частях делали по 16 граней, или 32 грани в верхней и 24 в нижних частях. Такие огранки соответственно именовались двойной и тройной (полной).

При бриллиантовой огранке верхняя часть камня называется коронкой или верхом, нижняя – павильоном или низом, плоская – площадкой или таблицей, а линия, отделяющая коронку от павильона – рундистом. Впрочем, понятия коронки, павильона и рундиста сохраняются и для ступенчатой огранки. Грани павильона сходятся в одну точку – шип. Раньше вместо шипа делали маленькую площадку – калетту. Сейчас калетту делают только на крупных камнях.

Контур рундиста менялся в широких пределах в процессе эволюции бриллиантовой огранки. В ранних вариантах он был продолговатым или квадратным, со сглаженными углами и обладал симметрией второго или четвёртого порядка. В современных изделиях благодаря симметрии восьмого порядка рундист имеет округлую форму. Количество и порядок расположения граней, которые сохраняются во многом такими, какими они были на начальной стадии использования бриллиантовой огранки, приведены в табл. 5.1 и 5.2. В наше время чаще применяется комбинация клиновидных граней с фасетками и скилловых с косыми гранями, что составляет 8 фасеток и 16 крестовых граней. Звёздные грани, окружающие табличку, а также крестовые и скилловые грани первоначально были так названы по своей форме и расположению. Однако возможно, что скилловые грани получили своё название из-за трудностей, которые испытывали гранильщики при точном нанесении их на камень (английское skill – мастерство, искусство).

Таблица 5.1

Коронка, или верх камня

Кол-во граней

Название

Форма грани

Другие названия

1

Табличка

8-сторонняя, крупная

8

Звезда

3-сторонняя, мелкая

4

Фасетка,

темплет

4-сторонняя, крупная

8-гранник

4

Клин, ромб

4-сторонняя, крупная

8

Крест, скос

3-сторонняя, мелкая

16-гранный крест

8

Скилл

3-сторонняя, мелкая

Таблица 5.2

Павильон, или низ камня

Кол-во граней

Название

Форма грани

Другие названия

1

Калетта

8-сторонняя, мелкая

4

Павильон

5-сторонняя, крупная

8-гранный павильон

4

Клин

5-сторонняя, крупная

8

Крест

3-сторонняя, мелкая

16-гранный крест

8

Скилл

3-сторонняя, мелкая

В 1938 году Марком Толковским была рассчитана «идеальная» форма огранки бриллианта (рис. 5.7). Верхняя часть бриллианта имеет высоту 0,162 от величины диаметра камня Д, диаметр площадки 0,53Д, угол наклона основных граней составляет 40,75°. Общая высота бриллианта 0,603–0,613Д, а высота рундиста 0,01–0,02Д.

В России чаще применяют практическую бриллиантовую огранку, которая позволяет наиболее рационально использовать алмазное сырьё. Размер площадки 50–65%Д, высота рундиста
2–5%Д, угол наклона граней коронки 30°–40°, угол наклона граней павильона 38°–42°.

Рис. 5.7. Бриллиант

Марка Толковского

На игру бриллианта влияют размер и число граней. Крупные камни изготавливают с большим числом граней, мелкие – с меньшим. Как правило, бриллианты массой менее 0,03 кар имеют 17 плоских граней, камни массой (0,03–0,05) кар – 33грани (швейцарская огранка). Однако чаще всего бриллианты массой более 0,03 кар имеют 57 граней: в верхней части – 33, в нижней – 24.

Рундист должен быть настолько тонким, насколько позволяет прочность камня, чтобы избежать его обламывания при заделке в оправу. Если рундист оставить толстым, то в результате отражения от нижних граней будут видны грубые края. Это может существенно повредить внешнему виду камня, особенно при загрязнении краёв.

В начале и середине XX века зарубежными фирмами разработаны более сложные формы огранки крупных бриллиантов, значительно усиливающие их игру. Так, для камней массой более
1 кар предложена огранка
Харлайт-Кат на 73 грани (вверху 41, внизу 32). Для более крупных бриллиантов применяют «королевскую» огранку с 86 гранями (49 вверху и 37 внизу), а также «величественную» огранку со 102 гранями (61 вверху и 41 внизу). Иногда выполняется «спиральная» огранка.

5.2. Видоизменённые (фантазийные) бриллианты

Чтобы сохранить вес камня, не нарушая при этом оптического эффекта, была предложена огранка, представляющая собой видоизменённую форму бриллиантовой огранки – «звезда Кэра» (рис. 5.8). Размеры таблички значительно уменьшены и составляют лишь четверть поперечного размера камня. В то же время увеличена калетта: она может быть такой же, как табличка. Отношение высот коронки и базы сохраняется близким к 1/2. Симметрия гексагональная (шестого порядка). Всего в камне 74 грани.

Видоизменённая бриллиантовая огранка (рис. 5.9) была изобретена в Америке (так называемая старая американская огранка) и приобрела большую популярность. Бриллиант даёт сильные вспышки света, отражающегося от граней. Ширина таблички была уменьшена до 1/4 ширины камня вместо половины. Отношение высот коронки и павильона стало равным 3/4 вместо 1/2. Это позволило ввести дополнительный ряд из 8 фасеток, что привело к увеличению числа граней на коронке до 41. Как и при использовании огранки «звезда Кэра», потеря веса была сравнительно небольшой.

1                                         2                                           3

Рис. 5.8. «Звезда Кэра»: 1 – вид сбоку, 2 – коронка, 3 – павильон

1                                                                     2

Рис. 5.9. Старый американский бриллиант:

1 – вид сбоку, 2 – коронка

В начале ХХ века в Америке была изобретена «юбилейная» огранка в ознаменование 60-й годовщины вступления на престол королевы Виктории (рис. 5.10). Здесь совершенно исчезли табличка и калетта. Вместо каждой из них появилось по 8 расходящихся из одной точки звёздных  граней.  Отношение высот коронки и основания 3/4. Общее количество граней 88. Красота этой изменённой формы огранки создаётся множеством мелких граней, дающих при любом движении камня вспышки света. Роль цветовых эффектов невелика из-за сравнительно небольшой глубины основания камня.

Для окрашенных камней была предложена сложная звёздная бриллиантовая огранка (рис. 5.11) с многочисленными мелкими гранями на коронке и павильоне.

1                                        2                                          3

Рис. 5.10. Огранка «юбилейная»:

1 – коронка, 2 – вид сбоку, 3 – основание

1                                                                2

Рис. 5.11. Огранка «звёздная»: 1 – коронка, 2 – павильон

Кроме того, и иные формы огранки с меньшим количеством граней. Так, в английском бриллианте (рис. 5.12) на камень наносится только 30 граней, вместо обычных 57.

1                                                       2                                                      3

Рис. 5.12. Английский бриллиант:

1 – вид сбоку, 2 – коронка, 3 – павильон

Существует и простая 8-сторонняя форма огранки – огранка восьмёркой (рис. 5.13). Восьмёрка содержит, кроме таблицы и калетты, 8 фасеток и 8 павильонов.

Несколько сложнее 16-сторонняя швейцарская огранка (рис. 5.14), имеющая ещё по 8 дополнительных крестовых граней, расположенных выше и ниже рундиста.

1                                        2                                          3

Рис. 5.13. Огранка восьмёркой: 1 – коронка, 2 – вид сбоку, 3 – павильон

1                                               2                                              3

Рис. 5.14. 16-сторонняя огранка:

1 – коронка, 2 – вид сбоку, 3 – павильон

1

2

3

Рис. 5.15. Огранка «маркиза»

или «челнок»:

1 – коронка,

2 – вид сбоку, 3 – павильон

Наиболее характерными формами огранки несимметричных камней являются маркиза или челнок (рис. 5.15), огранка груша (рис. 5.16), а также немного модифицированная форма груши – панделок или каплевидная огранка, когда острый край скругляется (рис. 5.17). Расположение граней у этих форм обычное, но все грани искажены.

Маркиза в течение долгого времени использовалась во Франции в перстнях со множеством драгоценных камней, заострённых с обоих концов. Такой перстень закрывал почти всю фалангу пальца.

1                                                            2

Рис. 5.16. Огранка «груша»: 1 – коронка, 2 – павильон

Рис. 5.17. Огранка «панделок»,

или каплевидная огранка

В настоящее время многие фирмы разрабатывают свои формы бриллиантовой огранки, часто патентуя их.

Амарант. Бриллиант сочетает в себе элементы геометрии форм Кр-57 и «принцесса», имеет 81 грань и при виде сверху представляет собой правильный десятиугольник.

Роза ветров. Круглый бриллиант с элементами многоярусной огранки с 81 гранью. Необычное сочетание различных методов огранки позволяет лучам света создавать особый эффект игры и блеска.

Эгоист. Еще одна модификация круглого бриллианта с 73 гранями. Со стороны площадки, на фоне относительно тёмного павильона выделяется рисунок, напоминающий экзотический цветок.

Принцесса-77. Новая вариация (цифра «77» означает не год изготовления, а число граней) популярной формы «принцесса», сочетающая в себе элементы бриллиантовой и ступенчатой огранки, что позволяет значительно улучшить оптические характеристики.

Принцесса-85. Усовершенствованная форма «принцесса». Дополнительные грани и изменённый рисунок коронки и павильона придают этому камню особое своеобразие.

Принцесса-89. Отличительная черта этого бриллианта – срезанные углы короны, придающие рундисту вид оригинального восьмиугольника. Характерная особенность «Принцессы-89» – наилучшая игра в семействе форм огранки «принцесса».

Айвенго. Форма камня навеяна мотивами средневековья: ступенчатое построение граней в сочетании с оригинальным рисунком павильона. Существуют две вариации «Айвенго» – с 93 и 109 гранями.

Тайна. Сочетание элементов бриллианта «овал» с новаторским дизайном граней павильона придаёт камню оригинальность. Бриллиант имеет 63 грани и также идеально подходит для ювелирного авангарда.

Талисман. Рисунок граней павильона навеян этническими мотивами. Замысловатый орнамент по замыслу авторов отражает философскую связь европейской цивилизации с культурой Востока.

Виктория. Создание этой формы огранки связано с историей середины прошлого столетия. Простые и лаконичные формы камня складываются в рисунок пятиконечной звезды.

Фаворит. Оригинальный рисунок павильона, придающий камню особый шарм. Геометрия этого бриллианта основывается на популярной форме «принцесса».

Изумруд-89. Этот алмаз ступенчатой огранки имеет  бóльшее число граней по сравнению с «базовым» вариантом. Благодаря этому существенно улучшены оптические характеристики.

5.3. Огранка ступенчатая (лесенкой) или изумрудная

Изумрудная (ступенчатая) огранка применяется для цветных сильноокрашенных камней. При этом типе огранки, как правило, оформляется табличка и несколько рядов граней, расположенных таким образом, что сторона каждой грани параллельна стороне таблички. В целом картина напоминает ряд ступеней – отсюда название. Обычно контур делают продолговатым или квадратным. Но иногда ему придают форму ромба, сердечка или ещё менее правильную форму. Табличку нередко делают слегка закруглённой. Существует множество специальных названий для различных форм камней ступенчатой огранки: батон, багет и др. (рис. 5.18 и 5.19).

Этот вид огранки применяется, главным образом, для подчёркивания внутренней окраски камня, а не для того, чтобы вызвать бриллиантовую игру света. Поэтому не добиваются полного отражения от нижних граней, и значительная часть света, входящего в камень, уходит через основание.

При огранке камня его высоту выбирают в зависимости от интенсивности окраски. Если камень более тёмный, то его делают мельче, чтобы обеспечить полное проявление цвета. Особой точности в форме и порядке расположения граней не требуется. Камни гранятся обычно так, чтобы максимально сохранить вес и, следовательно, реализовать камень по максимальной цене.


Рис. 5.18. Формы ступенчатой огранки для очень мелких камней

Рис. 5.19. Формы ступенчатой огранки для очень мелких камней

В последнее время для алмазов высшего качества стали использовать изумрудную огранку. Однако для этого должны быть соблюдены пропорции по высоте павильона и коронки, углы наклона граней, приведённые для бриллиантовой огранки. В этом виде огранки серии ступеней – верхнюю, нижнюю и среднюю – располагают над рундистом с наклоном относительно таблички около 36°, 43° и 50° соответственно. Под рундистом делают две серии ступеней. В этом случае наклон верхней ступени составляет 40°, нижней ступени – 45°–50°, хотя допускаются и некоторые отклонения от этих величин. В продолговатых и квадратных камнях делают 8 уступов над рундистом и 12 под ним. Общее количество граней, включая табличку и калетту, равняется 22. Если углы скошены, то количество ступеней удваивается. Над рундистом получается 16 граней, под ним 24 грани, всего 42 грани.

5.4. Камни смешанной огранки

В настоящее время древняя ступенчатая огранка существенно улучшена внесением элементов бриллиантовой огранки. Получается смешанная огранка. При этом цветовые эффекты остаются по-прежнему слабыми, но внешний вид камня улучшается из-за усиления блеска. Коронка делается в основном такой же формы, как и в бриллиантовой огранке. Только табличка шире и выше. Отношение к диаметру и высоте составляет около 60 и 37% вместо 50 и 33%. Павильон, хотя и огранённый ступенчатой огранкой, имеет почти такие же соотношения, как и у бриллианта. Количество граней может меняться в зависимости от вкусов и запросов, но грани коронки всегда соответствуют граням павильона. Так что число граней, образующих рундист, одно и то же вверху и внизу (рис. 5.20).

Один из привлекательных вариантов этой формы огранки – французская огранка, при которой и рундист и табличка имеют квадратную форму, но угол между двумя этими квадратами равен 45°. Коронка обычно соответствует бриллиантовой огранке. А павильон может быть как бриллиантовой, так и ступенчатой огранки.

При обсуждении оптического эффекта данной формы огранки необходимо учитывать эффективный цвет проходящего света. Например, рубин и сапфир являются разновидностями одного и того же минерала (корунда) и имеют, поэтому, одинаковые показатели преломления. Но поскольку один пропускает голубой, а другой красный цвет, они будут проявлять различные оптические свойства, что необходимо учитывать при обработке. Гранильщики установили опытным путём, что у рубинов павильон можно делать значительно толще, чем у сапфиров. Это при выигрыше в весе позволяет получать на нём удовлетворительный оптический эффект.

Исторически сложились определённые типы и формы огранки драгоценных камней. Круглую бриллиантовую огранку чаще всего используют при обработке алмаза, горного хрусталя, циркона, турмалина, топаза, реже изумруда и рубина.

1

3

         

2

4

          

Рис. 5.20. Смешанная огранка: 1, 3 – коронка, 2, 4 – вид сбоку

Ординарной, или двойной розой гранят гранаты, уплощённые алмазы и некоторые тёмные, слабо просвечивающие камни.

Ступенчатую огранку в форме квадрата, прямоугольника или ромба используют при обработке прозрачных цветных камней: берилла, изумруда, гиацинта, сапфира, рубина и граната.

Огранку кабошоном используют для непрозрачных камней: бирюзы, лунного камня, яшмы, малахита, лазурита и других; так же обрабатывают изумруды, сапфиры и рубины пониженного качества и камни с различными оптическими эффектами.

5.5. Огранка и гравировка жемчуга

Иногда жемчуг гранят. На каждую жемчужину наносят от 100 до 175 граней. Компании-производители обычно сохраняют технологию в секрете. Такой жемчуг должен иметь достаточно толстый накр и очень хорошую поверхность, поскольку при огранке поверхностные дефекты могут стать более видимыми.

Сравнительно недавно на рынке появился гравированный жемчуг. Иногда гравировка затрагивает только верхний слой накра, а в других случаях и доходит до ядра. В жемчуг, используемый для этого, вводят окрашенные ядра из коралла, бирюзы и др. В результате получается, например, сложный черный орнамент на голубом фоне – очень красиво и необычно.

Вопросы для самопроверки

1. Какие типы, виды и формы огранки драгоценных камней Вы знаете?

2. Что такое бриллиант Толковского? Какова его форма?

3. Какие фантазийные бриллианты Вы знаете?

4. Что такое смешанная огранка?

5. Для каких камней предпочтительно применение изумрудной и бриллиантовой огранок?

6. Какими свойствами должна обладать жемчужина, подвергающаяся гранению и гравировке?


********************************

6. Методы и техника обработки

драгоценных камней

6.1. История развития техники обработки

Цветные камни начали обрабатывать очень давно. Украшения из лазурита, яшмы, бирюзы и других камней в виде отшлифованных и округлённых пластин найдены при раскопках древних захоронений во многих странах. Из камней делали цилиндрические печати и амулеты с рисунками и знаками. Техника обработки первоначально была очень простой: нужную форму придавали, обрабатывая камни кварцевым («фивским»11*) песком или песком из пемзы (ноздреватый камень) на каменной неподвижной плите. Затем более твёрдыми минералами наносили на них рисунки или надписи. В 2000–1800 годах до н.э. обработка цветных камней усложнилась. Из них стали вырезать сложные печати и фигурки животных. Для крито-микенского периода характерны различные орнаменты. В первом тысячелетии до н.э. появились геммы с изображениями животных, а позже – мифических героев и богов. Вырезали их мелкими плойками алмаза, вставленными в железные державки. Для изготовления гемм сначала использовали камни преимущественно группы кварца – оникс, карнеол, празем, яшму, агат, аметист и др. Позже в VIV веках до н.э. стали применять более твёрдые камни – берилл, изумруд, топаз, гиацинт, гранат и др., а также более мягкие – обсидиан, нефрит, лазурит, бирюзу и др.

В средние века ювелирные камни обрабатывали по определённым правилам. В работе Реофила «Описание различных искусств» приведена методика обработки ювелирных камней. В соответствии с ней горный хрусталь распиливали специальными железными пилами, подсыпая мокрый мелкий кварцевый песок. Песчинки, подхваченные зубчатой поверхностью пилы, процарапывали острыми кромками распиливаемый камень, в результате в нём постепенно образовывался распил. Отпиленную часть камня приклеивали на державку из дерева. Далее камень шлифовали сначала на неподвижной плите грубозернистого песчаника, а затем – мелкозернистого. Камень шлифовался круговыми движениями по плите, поверхность которой непрерывно смачивалась водой. Постепенно изменяя угол наклона державки, получали округлую поверхность камня, похожую на современный кабошон. Поверхность изделий из горного хрусталя полировали на свинцовой плите, покрытой увлажнённым толчёным кирпичом. При полировании более твёрдых камней (бериллов, изумрудов, рубинов, сапфиров и др.) использовали тонкий порошок из дроблёного горного хрусталя.

Ещё в глубокой древности в Индии было известно, что шлифовка граней кристалла алмаза позволяет улучшить его блеск и вид. Так появилась простейшая огранка – «октаэдр». Для получения более сложной формы у кристалла стачивали одну вершину до образования плоской площадки, а затем естественные грани алмаза шлифовали и полировали. Эта форма огранки была распространена в Европе до начала XIV века.

В XIIIXIV веках в Европе появляются так называемые шлифовальные мельницы, на которых при помощи водяного привода вращали большие каменные шлифовальные диски для обработки камня, а также малые мельницы с ручным приводом. Очень часто использовали мельницы, на которых шлифовальные камни вращались в вертикальной плоскости. При этом огранщик шлифовал камень лёжа, опираясь грудью и плечами на специальное устройство.

Главными центрами огранки драгоценных камней в средние века были: Париж, Фрейбург, Идар-Оберштейн, Прага. В 1290 году в Париже образовался ремесленный цех шлифовальщиков камней, а с 1327 года шлифовальные мельницы начали работать во Фрейбурге. В Праге искусство шлифования получило развитие в 1346–1378 годы. Сообщения о первых агатовых мельницах в Идар-Оберштейне относятся к 1454 году.

В 1456 году для шлифовки алмаза стали применять алмазный порошок, что послужило толчком для дальнейшего развития искусства обработки драгоценных камней. В это время придворный ювелир бургундского герцога Людвиг ван Беркем впервые предложил огранку алмаза «роза». Для получения алмазного порошка Беркем закреплял в специальном цементе два алмаза и тёр их друг о друга. Полученный порошок наносился на металлический диск, который вращался в специальном станке для огранки алмазов.

Крупными центрами огранки алмазов и поставки бриллиантов в XVXVII веках были Париж и Антверпен, а с середины XVII века – Антверпен и Амстердам.

Приблизительно в 1600 году в Париже была разработана полная бриллиантовая огранка, которая с некоторыми изменениями сохранилась до наших дней.

В настоящее время в технике обработки самоцветов принято особо рассматривать следующие её виды:

- глиптику (резьбу по камню);

- обработку твёрдых поделочных камней (агата, яшмы, нефрита, обсидиана и др.);

- огранку цветных камней;

- огранку алмаза.

6.2. Обработка драгоценных камней

Технологический процесс огранки алмазов в бриллианты состоит из следующих операций:

- предварительный осмотр и разметка алмазного сырья;

- раскалывание алмазов;

- распиливание алмазов;

- обдирка алмазов;

- огранка алмазов в бриллианты;

- промывка бриллиантов.

Технологический процесс огранки природных и синтетических камней состоит из операций:

- предварительный осмотр сырья и разметка;

- раскалывание;

- распиливание или резка;

- огранка, шлифование, полирование;

- промывка.

Предварительный осмотр камня производится для выбора наиболее оптимального способа его обработки с учётом дефектов, неравномерности окраски, возможной формы огранки.

Форма сырья обусловливает потери материала при огранке. Например, кристаллы турмалина – это узкие карандаши с треугольным сечением. Турмалину обычно придают изумрудную огранку, поэтому такой кристалл является природной заготовкой и потери невелики. Цитрин, аметист, берилл поставляются в виде кусков неправильной формы. Потери будут максимальны у удлинённых и остроугольных кусков по сравнению с кусками сферической или кубической формы.

Рис. 6.1. Способ визуального

определения трещин, включений

и скрытых дефектов в камне

При обдирке можно убрать только поверхностные трещины. Глубокие трещины, идущие к центру камня, останутся нетронутыми. Трещины часто можно обнаружить при осмотре камня под прикрытой отражателем настольной лампой (рис. 6.1). Свет не должен попадать в глаза. Камень  располагается у края отражателя. Одна его половина освещена лампой, другая находится в тени. Глаза наблюдателя находятся в тени выше освещённой области. Вхо-дящий в камень свет освещает включения и другие дефекты, хорошо заметные на тёмном фоне. Осмотр необходим со всех сторон, так как некоторые дефекты видны только под определённым углом.

Отчётливые плоскости спайности выдают себя серебристыми рефлексами или небольшими радужными кружками. Трещины по плоскости спайности могут в дальнейшем привести к разрушению камня.

Размер ограночного сырья важен с точки зрения окраски. Практическое правило: если видна задняя сторона необработанного камня во время осмотра при хорошем освещении, то при огранке сырьё пригодно для изготовления одного камня. Если сырьё выглядит чёрным и его цвет можно увидеть лишь при освещении сзади ярким светом, то из такого образца можно только изготовить несколько мелких камней.

Кроме того, погружая куски сырья в иммерсионные жидкости, можно легко увидеть все внутренние дефекты камня. При отсутствии иммерсионных жидкостей можно воспользоваться керосином, минеральным, касторовым, горчичным маслом или иной прозрачной жидкостью с повышенным показателем преломления света. Чем ближе показатель преломления жидкости к таковому камня, тем лучше.

Разметка камней осуществляется под лупой с шестикратным увеличение или бинокулярным микроскопом таким образом, чтобы наиболее густо-окрашенной была нижняя сторона огранённого камня. Линии распиливания или раскалывания намечают фломастером, при этом необходимо учитывать, как лучше убрать дефекты камня в процессе огранки. Операция по разметке камня очень ответственная и требует большого опыта и знаний особенностей камня – его свойств, кристаллографического строения и т.д.

Распиливанием или раскалыванием ювелирные камни разделяют на части, пригодные для последующей обработки. Раскалывание в настоящее время применяют реже распиливания, в основном при обработке алмазов искажённой формы или алмазов с дефектами, устраняемыми при раскалывании. Алмаз закрепляют специальным цементом на оправке, на ребре алмаза осколком алмаза наносят риску (черту), а затем с помощью специального ножа, вставляемого в риску, откалывают часть алмаза.

Распиливают алмазы по определённым плоскостям, не соответствующим направлениям раскалывания. Эти плоскости располагаются параллельно граням куба или ромбододекаэдра. Распиливают алмазы на специальном станке тонкими дисковыми пилами, покрытыми алмазным микропорошком. На станках, используемых у нас в стране, диаметр дисков составляет 75 мм, толщина от 0,04 до 0,09 мм в зависимости от размера распиливаемого кристалла.

Технологический процесс распиливания начинается с наклейки размеченных кристаллов специальной массой, состоящей из медицинского гипса и клея в пропорции 1:1. затем кристалл ориентируют для совмещения плоскости линии разметки с плоскостью распиловочного диска. Делается это визуально или с помощью микроскопа МБС–2, оснащённого специальным устройством. После этого производится подрез кристалла на глубину 1–1,5 мм на малых скоростях (чтобы не испортить пилу и нормально «войти» в кристалл) и дальнейшее его распиливание. Нагрузка на алмаз при распиливании составляет от 120 до 300 г в зависимости от массы кристалла (от 0,1 до 5 кар и выше) и толщины диска (от 0,05 до 0,08 мм). В настоящее время для распиливания алмаза широко применяются полуавтоматические станки. Цветные ювелирные камни распиливают на специальном станке с помощью тонких алмазных дисков с частотой вращения до 8000 об/мин. Для охлаждения камня используют охлаждающие жидкости: воду, водомасляные эмульсии (как на металлорежущих станках), лёгкие масла, керосин в смеси с моторным маслом в соотношении 10:1, дизельное топливо.

Камень закрепляют в зажиме и вручную (или под собственным весом) подают навстречу движению вращающегося диска.

До появления алмазных пил для резки камня использовались абразивные порошки, например, наждак или карбид кремния, которые подавались к периферии стального диска или полотна в виде жидкой суспензии или шлама.

Алмазные пилы отличаются тем, что абразив в них включён непосредственно в стальной диск по его периферии. Диск изготавливается из мягкой стали, а если диск маленького диаметра, то из бронзы или меди. Пилы диаметром до 100 мм применяются для резки ценных материалов, диаметром 200 мм – для подрезки, более крупные, до нескольких десятков сантиметров, – для распиловки камня на пластины и блоки.

Некоторые минералы засоряют («засаливают») отрезные диски – нефрит, малахит, жадеит, везувиан. Иногда минерал налипает на диск, и вместо того, чтобы резать камень, диск его просто полирует в глубине разреза. Скорость распиловки при этом снижается, диск перегревается и деформируется или же заклинивается. Во избежание этого нежелательного явления используются минимальные скорости подачи инструмента. Если это не помогает, то к режущей кромке вращающегося диска подносят кусочек кирпича. Последний очищает диск и обнажает частицы алмаза.

В последнее время для распиловки также стали использовать алмазные ленточные и проволочные пилы.

Обдирка – это абразивный процесс, предназначенный для придания камню предварительной (грубой) формы.

При обдирке цветных камней используются шлифовальные абразивные круги. Самые обычные круги изготавливаются из карбида кремния и бывают различных размеров и форм. Отличаются они и по размерам абразивного зерна – в зависимости от назначения круга. В последние годы стали применять обдирочные круги с алмазными зёрнами, включёнными в металлическую или пластмассовую основу.

Грубое зерно выбирают для изготовления кругов, которые должны быстро удалять лишний материал. Тонкое зерно используют в тех случаях, когда желательно мягкое и лёгкое абразивное действие.

Обдирочные круги применяют для придания формы кабошонам, при подготовке сырья к огранке, а также для снятия фасок у плоских пластин, для объёмной резьбы, вырезания наборных деталей мозаик и других целей.

Обдирку алмаза производят вручную алмазным резцом, закреплённым в державке. Алмазу придают круглую или другую форму, острые рёбра и грани сглаживают. Обычно размер камня, которым производят обдирку, соответствует размеру обдираемого камня. Обдирают алмазы также и на специальных станках при помощи круга, армированного алмазами. Камень вращается с частотой 100–700 об/мин, а алмазный диск – с частотой 3000 об/мин. Диаметр диска 250 мм, зернистость алмазов 125/100 мкм, масса алмазов 300 кар. Обрабатываемый камень приклеивают специальной мастикой к торцу оправки, которую вставляют в соответствующее устройство на станке. Обрабатывают камень в струе воды. Для получения заготовок сложной формы (овальной, грушевидной, маркиза) камень обрабатывают специальным копиром.

Обдирка алмазов также может производиться на специальных автоматизированных обдирочных станках. Заготовки закрепляются на оправках и с помощью компьютера, где изображение проецируется на большой экран, точно позиционируются в непосредственном контакте друг с другом. Заготовки приводятся во вращение друг относительно друга, и при контакте производится их взаимная обдирка. Каждый камень при этом является одновременно и заготовкой и инструментом.

При обдирке вручную цветных камней подаваемая вода должна смачивать всю поверхность полностью. Обрабатываемый камень желательно держать большим и указательным пальцами каждой руки, соединив указательные пальцы внизу так, чтобы камень лежал на них как на опоре – это самый удобный и надёжный захват. Обрабатываемый камень должен быть направлен вниз по ходу движения круга во избежание выдалбливания круга острыми краями камня. Чем меньше размер камня, тем труднее удерживать его в руках и контролировать его положение.

Необходимо учитывать, что мягкие камни, например, опал, бирюза, змеевик, очень быстро сошлифовываются. При обработке пластин сначала сошлифовывается маленькая фаска на острых краях, чтобы избежать скалывания. После исчезновения фаски её необходимо возобновлять. Небольшие плоские поверхности можно обрабатывать на боковой поверхности круга, а не на периферийной.

Нельзя допускать сильного нагревания камня во избежание его разрушения. Если на абразивном круге появляются белые пятна, это означает, что каменная пыль не смывается, и необходимо усилить подачу воды. Тёплый на ощупь камень также свидетельство недостаточного смачивания. При сильном перегреве камень может треснуть или расколоться.

Необходимо учитывать, что именно на этапе обдирки создаётся форма камня. И именно обдирка является главной причиной разрушения большинства изделий в дальнейшем, несмотря на то, что последующие этапы выполняются хорошо.

Доводка. Процесс доводки несложен. Для этого нужно тереть камень о плоскую плиту с насыпанным на неё абразивным материалом или о абразивный круг, расположенный на вращающейся планшайбе. К нему прибегают, когда необходимо получить ровную плоскую поверхность.

Как и обдирку, доводку обычно начинают с крупного зерна, чтобы как можно быстрее выровнять поверхности. Затем применяют мелкий абразив, который подготавливает поверхность к последующему полированию.

Рис. 6.2. Принцип обработки плоской

поверхности свободным абразивом

Принцип обработки плоской поверхности свободным абразивом показан на рис. 6.2. При движении камня и планшайбы в противоположных направлениях зёрна абразива вращаются между поверхностями. Металл планшайбы сравнительно мягок и под зёрнами слегка вдавливается. Камень вдавливаться не может, и поэтому скалывается. Многократное повторение этого процесса многочисленными зёрнами абразива приводит к тому, что вся поверхность камня покрывается мелкими ямками. Если её сполоснуть водой, она будет выглядеть матовой. Когда поверхность обработана правильно, эта матовость однородна. Если же обработка не завершена, на поверхности камня наблюдаются царапины или участки, отличающиеся от прочей поверхности по блеску. По мере использования всё более мелкого порошка матовость становится всё слабее, пока не достигается как бы полупрозрачность. Обычно это является признаком того, что камень уже готов для полировки.

При работе необходима постоянная подача воды для охлаждения камня.

При обработке тонких пластин их рекомендуется наклеивать на подложку, например из фанеры, смесью пчелиного воска и парафина, или одним воском. Тепла, выделяющегося при обдирке, недостаточно для расплавления воска и сдвижки пластины с подложки. Если обработка производится на войлочном полировальнике, то тепла выделяется больше, поэтому пластины приклеивают смолой, или шеллаком12, которые накладываются и удаляются при нагревании.

Сэндинг. При изготовлении многих изделий из камня прибегают к сэндингу как к последнему этапу обработки перед заключительной полировкой. Хотя этот процесс в основном используется при работе с кабошонами, нередко его применяют и для шлифования плоских пластин, заменяя им операцию тонкой доводки.

При сэндиге используется мягкая поверхность, например кожа, или менее мягкая, например дерево, имеющая канавки (или без них) в сочетании с фиксированным или свободным абразивом.

Независимо от квалификации мастера поверхность кабошона после обработки на доводочном круге всегда покрыта плоскими участками. Эластичная абразивная поверхность такие участки ликвидирует так же, как и риски. Поверхность камня становится равномерно криволинейной, гладкой и готовой для полировки.

Наиболее распространённым материалом, используемым для сэндинга, является прочная ткань, покрытая слоем абразива. Очень часто требуется охлаждать ткань водой в процессе обработки. В этом случае для соединения абразива с тканью используют нерастворимый клей на основе синтетических смол. Абразивную ткань выпускают в виде дисков, лент и ремней применительно к различному оборудованию. На поверхность иногда наносится пластмасса, содержащая алмаз.

Наибольший недостаток сухого сэндинга – местный нагрев камня. От перегрева камень может отделиться от оправки, а также растрескаться. При мокром сэндинге исключено попадание на поверхность ткани каменной пыли, благодаря постоянной подаче воды. Кроме того, мокрый сэндинг позволяет получать более качественную поверхность камня. Вода действует как смазка, а количеством поступающей воды меняется абразивное действие ткани. При большом количестве воды она действует как смазка, и камень подвергается только слабому абразивному воздействию. При меньшем её количестве камень более плотно прилегает к абразивной ткани и обрабатывается быстрее.

Для сэндинга могут использоваться диски, барабаны и ленты, а также шлифовальники с твёрдой поверхностью.

Диск – это стальной диск с центральной бобышкой с резьбой, позволяющей закреплять диск на валу шпинделя. Диск покрыт губчатой резиной, а сверху приклеена ткань с помощью незасыхающего липкого клея (для простоты замены). Диск может иметь вогнутую или выгнутую поверхность, облегчающую обработку криволинейных поверхностей камня. В некоторых типах дисков ткань просто натянута на ободок, что позволяет ей прогибаться под давлением камня и автоматически подстраиваться под форму кабошона.

Рис. 6.3. Шлифовальный барабан

Барабан (рис. 6.3) снабжён плоской губчатой резиновой подложкой, имеет паз, куда вставляются концы полоски абразивной ткани и зажим для их прочного закрепления. Обычное рабочее положение – вертикальное, хотя он может работать и в других положениях.

Лента для сэндинга состоит из «бесконечной» ленты абразивной ткани, надетой на два покрытых резиной шкива, расположенных на расстоянии друг от друга.

Шлифовальники с твёрдой поверхностью, как правило, используются для обработки очень твёрдых камней (хризоберилл, корунд, жадеит, родонит). Шлифовальники делают в форме дисков и планшайб – гладких или снабжённых канавками. Канавки предназначены для обработки кабошонов различной кривизны. Наиболее подходящий материал – плотное дерево. Оно хорошо удерживает шлифовальный и полировальный порошки.

Операции шлифовки и полировки с использованием свободных абразивов и полирующих порошков, наносимых в виде водных и масляных суспензий, могут выполняться на деревянных кругах или шпулях. Шпули изготавливаются из центральной части ствола или толстой боковой ветви. Вытачивают их на токарном станке в форме простого барабана, или в форме шпули с канавками различной кривизны (рис. 6.4). По центру просверливается сквозное отверстие параллельно волокнам. Шпуля крепится на вращающемся валу двигателя.

а

   б

Рис. 6.4. Деревянные шпули:

а – с канавкой универсальной кривизны;

б – с канавками различной кривизны

Наиболее эффективно шпули работают, если их диаметр составляет 100–125 мм, а высота 75–100 мм. Частота вращения вала изменяется от 450 до 1750 об/мин в зависимости от размера шпули. Чем больше размер шпули, тем меньше частота вращения.

Также для сэндинга используют резиновые шлифовальные круги (РШК) и кожаные шлифовальники. РШК в ювелирной промышленности используются достаточно давно, а с недавних пор их стали использовать также и в камнеобработке для выравнивания поверхности очень твёрдых камней (хризоберилла с эффектом кошачьего глаза, звёздчатого сапфира и рубина). РШК изготавливают путём смешивания абразивного порошка и сырой резины с последующей вулканизацией в формах для получения соответствующей конфигурации круга.

Дисковые или барабанные шлифовальники с кожаной рабочей поверхностью применяются для тонкого шлифования многих ювелирных камней, которые плохо шлифуются обычными абразивными тканями. Для них используется тонкая кожа с подложкой из фетра или губчатой резины для придания поверхности упругости. Кожаный шлифовальник применяется как для обработки турмалина и граната, так и камней с металлическим блеском – пирита, никелина и др. Последние почти невозможно шлифовать обычными абразивными тканями из-за образования на поверхности многочисленных мелких углублений.

Кожа с успехом используется в сочетании с алмазным порошком, смешанным с маслом, вазелином и другими смазками, для шлифования кабошонов, которые трудно обработать другими методами по причине разной твёрдости камня в разных кристаллографических направлениях.

Сэндинг желательно проводить при высоких скоростях:

- быстрее рассеивается тепло при работе всухую;

- ускоряется абразивное действие;

- можно прикладывать меньшее давление;

- значительно снижается вероятность недополировки камней, имеющих зернистую или волокнистую структуру или состоящих из нескольких минералов.

При недополировке проявляется эффект «лимонной корки», когда неоднородности поверхности, имеющие разную твёрдость, сошлифовываются неравномерно, или же после обработки материалов волокнистой структуры на поверхности чередуются матовые и зеркальные пятна.

Сэндинг считается завершённым, если шлифованная поверхность выглядит однородной и глянцевой, на ней нет следов пилы и царапин.

Для того чтобы убедиться в достаточности сэндинга, используется следующий тестовый приём. Поверхность кабошона или пластины шлифуется только в одном направлении. Затем камень поворачивается на 90°, и операция повторяется. Если в результате на поверхности останутся следы первого сэндинга, то обработка недостаточна. Этот приём лучше всего использовать на этапе сэндинга грубым абразивом. Заканчивая эту тестовую операцию, необходимо нанести параллельные риски в одном направлении и заменить абразив на более тонкий. Затем сэндинг продолжается тонким абразивом под углом 90° к рискам, оставленным грубым абразивом. Если риски остаются, то сэндинг не завершён.

Необходимо помнить, что неудалённые на этом этапе глубокие царапины принесут много хлопот при дальнейшей полировке.

Полирование. Окончательным этапом при изготовлении любого изделия из камня является полирование. Сверкающие и гладкие поверхности получаются в результате контакта со значительным усилием поверхности полируемого изделия с вращающимся мягким материалом – войлоком, кожей, тканью, деревом, заправленным полирующим составом.

Существуют два объяснения процесса полирования.

Первое: полирование – это абразивный процесс, и поверхность отполирована тогда, когда риски становятся настолько мелкими, что их невозможно увидеть.

Второе: при полировании тонкий наружный слой материала плавится и размазывается по поверхности, как масло под горячим ножом.

Скорее всего, эти два объяснения дополняют друг друга. В любом случае поверхность полируется только тогда, когда она была предварительно соответствующим образом подготовлена.

Большинство полирующих материалов, за исключением алмаза, являются оксидами металлов. Например, крокус – оксид железа, зленный крокус – оксид хрома. Используется также оксид алюминия; углерод в виде алмаза, древесного угля; диоксид церия; углекислый кальций; диоксид кремния; диоксид олова; диоксид циркония и др.

Помимо порошков и паст, полирующие составы выпускаются в виде водорастворимых, полутвёрдых, цилиндрических или прямоугольных брикетов, которыми натирают вращающуюся влажную поверхность полировальника.

Существуют два основных типа полировальников:

1) полировальники для кабошонов, плоскостей, сфер и других изделий, не требующих высокой точности исполнения;

2) полировальники для геометрически плоских поверхностей, например граней огранённых камней.

Полировальники первого типа делают как из мягких материалов – ткани и кожи, так и из более твёрдых – дерева и резины. Полировальники второго типа изготавливают из плоских пластин металла, пластмассы или дерева. Они в меньшей степени продавливаются от прикладываемого давления и поэтому позволяют получать более точно обработанные поверхности.

Полировальники для кабошонов. Их конструкция особого значения не имеет, так как не требуется высокая точность при обработке, а скорости достаточно низкие. Как и при сэндинге, полировальники могут быть выполнены в форме дисков, барабанов, кругов и лент. Простейшими являются круглые и дисковые полировальники.

Самый распространённый полировальник – сплошной войлочный круг из спрессованной шерсти. Диаметр и толщина могут быть любыми. Минимальная толщина – 25–30 мм. Смешивать на войлочном круге разные полировальные порошки не рекомендуется. Частицы грязи удаляются с круга при его вращении с помощью куска пемзы. Одновременно этим способом можно выровнять поверхность круга. Используют также листовой войлок, наклеенный на гладкую или рельефную подложку.

Для полирования годится также кожа любого типа, но она должна быть просто выдублена, без искусственного окрашивания или выделки. Кожа может быть приклеена к дискам, натянута на деревянные формы и т.д. Кожа даёт удовлетворительные результаты при обработке почти всех ювелирных камней, но особенно она эффективна для материалов, склонных к недополировке – нефрита, лазурита, родонита, змеевика и т.д. Кроме того, на коже можно применять почти любой полирующий порошок, включая алмаз. Камни, приобретающие при полировании на войлоке тусклый блеск, на коже почти всегда получаются блестящими. Недостатком является вынужденная затянутость обработки и то, что хороший результат получается при условии почти сухой обработки. Это может привести к нагреванию камня.

Полировальники из ткани успешно применяются при условии придания высоких частот вращения, которые делают рабочую поверхность полировальника достаточно жёсткой и способной противостоять давлению камня. Однако частота вращения не должна превышать 500 об/мин. Ткань можно применять на дисковых и барабанных полировальниках. Но длительно может служить только плотная и толстая ткань – брезент, саржа, чисто шерстяная ковровая ткань. Ткани натягиваются на деревянные формы и закрепляются снизу гвоздями.

Для полирования пригодна любая плотная древесина – тик, красное дерево, бук, береза, вишня, тополь и др. Дерево может быть сформовано в виде дисков, барабанов или кругов. Поверхность делается плоской или снабжённой разнообразными по форме канавками, обеспечивающими бóльшую площадь контакта с камнем. Частично можно избежать коробления дерева от используемой воды пропиткой его пчелиным воском. Деревянные полировальники чрезвычайно эффективны для материалов, склонных к недополировке.

Хорошие полировальники для обработки кабошонов и небольших пластин можно также изготовить из листовой пробки толщиной 1,5–6 мм, наклеенной на металлический диск.

Также можно успешно использовать листовую фанеру.

Техника полирования. Для полирования применяют только разбавленную суспензию полирующего порошка. Густую массу, осевшую на дно, использовать нельзя. Нанесение густой суспензии приводит к засаливанию полировальника, снижению скорости полирования и напрасной трате полирующего порошка. Подавать надо ровно столько суспензии, сколько нужно для поддержания полировальника во влажном, но не мокром состоянии, придерживаясь такой концентрации порошка в суспензии, которая обеспечивала бы высокое качество полирования.

Удержание образцов при полировании осуществляется теми же приёмами, что и при шлифовании. При полировании к камню необходимо прикладывать значительное усилие, степень которого зависит от полировальника. Но чем лучше подготовлена поверхность при шлифовании абразивом на эластичной подложке, тем при меньшем усилии происходит полирование.

Необходимо тщательно протирать поверхность камня, поскольку следы полирующего порошка могут маскировать небольшие дефекты такие, как царапины и непрополированные места. Качество полирования оценивают только после тщательной протирки и при ярком свете. Надёжной проверкой качества полирования является осмотр чистой поверхности камня с помощью лупы 6–10-кратного увеличения. На хорошо отполированной поверхности даже при таком увеличении почти невозможно увидеть риски.

Практически любой хорошо отшлифованный камень начинает блестеть через несколько секунд. Если этого не происходит, то либо поверхность не была как следует отшлифована, либо применена не та комбинация порошка и полировальника.

Войлочный полировальник успешно полирует многие виды камней. Но он совершенно не пригоден для камней, склонных к недополировке. Абразив при такой обработке, достигая углублённых участков с низкой твёрдостью, делает их ещё глубже. При первых же признаках недополировки необходимо прекратить полирование на войлоке и переключиться на дерево или кожу. Дальнейшее полирование на войлоке может нарушить поверхность настолько, что потребуется её перешлифовка.

Предохранение от окрашивания полирующими материалами. Материалы, используемые для полирования, проникают в поры и углубления обрабатываемых камней и могут изменять их окраску. Это нежелательное явление можно предотвратить предварительным заполнением пор после сэндинга. Поры можно заполнить водорастворимым материалом, например, твёрдым мылом. Можно применять парафин, но для этого камень надо нагреть и затем погрузить в расплавленную массу. После остывания парафин остаётся внутри пустот и пор. Его излишки следует удалить с камня во избежание загрязнения полировальника.

Ещё один способ защиты – «замачивание» камня на несколько часов в растворе жидкого стекла (силиката натрия). После этого стеклу дают затвердеть на воздухе. Для удаления остатков стекла после полирования камень выдерживают некоторое время в тёплой воде. Этот способ удобен для камней с мелкими порами, какие встречаются в некоторых образцах с эффектом кошачьего глаза.

Лучшим из всех способов является пропитка камня бесцветной эпоксидной смолой. Однако для того, чтобы смола вошла в поры, необходимо камень снять с оправки и прогреть его в сушильном шкафу до полного удаления всей воды. Затем на камень кистью наносят слой нагретой эпоксидной смолы, которая втягивается в поры за счёт действия атмосферного давления при охлаждении камня.

6.3. Огранка камней

Огранённым называется камень с плоскими полированными поверхностями – гранями. Степень блеска и игра зависят от оптических свойств самого камня и взаимного расположения граней. Если не будут учтены оптические свойства материала, то огранка превратит сырьё в тусклый и безжизненный камень.

Блеск поверхности бриллианта по своему характеру резко отличается от блеска других ювелирных камней. Если в плоскости грани бриллианта наблюдать отражение электрической лампочки, то оно кажется практически неискажённым. Её же отражение в рубине, сапфире, аквамарине имеет искажение. Если правильно огранённый бриллиант держать площадкой против окна или другого источника света, то свет через бриллиант не проходит, и он кажется тёмным. А предмет (пальцы или пинцет, которыми держат камень за низ), находящийся за камнем, не виден через площадку бриллианта.

Технология огранки алмазов в бриллианты и огранка других камней несколько отличаются друг от друга. При обработке алмазов массой 0,56 кар выход годного сырья составляет 38%. Выход годного сырья при огранке синтетического корунда составляет примерно 17%.

Огранка круглых бриллиантов производится в следующей основной последовательности:

1) просмотр заготовки перед обработкой;

2) шлифование и полирование площадки;

3) огранка нижней части бриллианта:

а – шлифование и полирование основных и угловых граней низа;

б – шлифование и полирование парных клиньев низа;

4) огранка верхней части бриллианта:

а – шлифование и полирование основных и угловых граней верха;

б – шлифование и полирование верхних клиньев верха;

в – шлифование и полирование нижних парных клиньев верха;

5) контроль качества изготовления бриллианта.

После огранки бриллианты всех видов и форм тщательно промывают. Для этого вначале их кипятят в концентрированной серной кислоте, добавляя незначительное количество селитры, а затем – в дистиллированной воде. Далее пятикратно отмывают в дистиллированной воде, после этого промывают спиртом и просушивают.

Для шлифования и полирования плоских поверхностей бриллианта применяют ограночные станки. Их рабочим инструментом является чугунный диск, шаржированный алмазным порошком, или алмазный ограночный круг.

Используется станок модели ОАБ–4, либо для крупносерийного производства модернизированный станок К–527 на базе ОАБ–4. При выполнении процесса огранки применяются приспособления для шлифования площадки, нанесения линии рундиста (рундистомер), а также приспособление «малютка», предназначенное для огранки нижней и верхней частей бриллианта.

Огранку ювелирных и поделочных камней (кроме алмаза) производят на специализированных станках, оснащённых приспособлениями для получения качественной геометрии элементов камня. В отличие от заготовки под бриллиант, которую при огранке зажимают в специальных зажимных приспособлениях, камень перед огранкой специальной мастикой наклеивают на торец оправки. Состав мастики: 82% сургуча, 8% шеллака, 5% канифоли, 5% мела. Хвостовая часть оправки подходит к цанговым зажимам всех ограночных станков. На этой оправке камень проходит все этапы обработки. Вначале камень предварительно обрабатывают на станке типа «Люкс», если надо получить овальную форму, или на станке Московского ювелирного завода модели Г-45-00, если надо получить круглую или конусную форму. Также огранку, шлифовку и полировку производят на станках модели О126-А производства Арзнинского завода точных технических камней.

После изготовления камень вместе с державкой помещают в камеру с температурой 35–38°С, при которой он отделяется от мастики на державке. Процесс окончательной обработки камня заканчивается его промывкой в ультразвуковой установке.

Технологический процесс производства гранёных вставок из ювелирных и поделочных камней состоит из следующих основных операций:

1) сортировка и разметка сырья;

2) резка на заготовки;

3) наклейка заготовок;

4) предварительная обработка заготовок;

5) наклейка заготовок;

6) огранка граней низа;

7) полировка граней низа;

8) переклейка;

9) окончательная заточка по рундисту;

10) полировка рундиста;

11) огранка граней верха;

12) полировка граней верха;

13) отклейка и очистка;

14) контроль качества.

Перед резкой сырья на заготовки его рассортировывают на размерные группы по размерам кристаллов и внутренним дефектам. Затем каждая группа кристаллов размечается на заготовки с учётом их оптимальных размеров с целью наиболее рационального использования сырья при распиловке.

При изготовлении заготовок из камней с хорошей спайностью простейший способ избежать совпадения её плоскостей с любой гранью – это расположить плоскости спайности в камне вертикально или под углом 5°–10° к площадке (рис. 6.5).

Для резки камней применяют станки модели СРК–90 с алмазными отрезными кругами диаметром 90–160 мм на металлической связке с частотой вращения 7–9 тысяч об/мин и водяным охлаждением. Марка и зернистость алмазного порошка назначаются в зависимости от твёрдости и хрупкости разрезаемого кристалла. Для резки корунда, граната используют алмазный порошок марки А или АСК зернистостью 125/100, а для кварца – зернистостью 200/160. Диаметр отрезного круга должен выступать из прорези столешницы на полную толщину разрезаемого кристалла.

а                                                      б

Рис. 6.5. Расположение заготовок, позволяющее избежать
совмещения любых граней с плоскостью спайности:

а – типичный кристалл топаза; б – вид кристалла сбоку

Процесс предварительной обработки камня заключается в черновом съёме материала и получении заготовок определённой формы и размеров (рис. 6.6 и 6.7).

а                                                                       б

Рис. 6.6. Заготовка под камень ступенчатой огранки:

а – необработанный кристалл;

б – заготовка, ободранная до необходимой формы

а                                            б                                          в

Рис. 6.7. Заготовка под камень бриллиантовой огранки:

а – необработанный кристалл;  б – предварительная обдирка;

в – заготовка, ободранная до необходимой формы

В зависимости от формы и размеров гранёных вставок предварительная обработка заготовок ведётся на различном оборудовании.

Для обработки заготовок круглой формы используют станки моделей ЗК–80 и ЭМ–917. Обработка заготовок на них осуществляется алмазными валиками, собранными из кругов наружным диаметром 80 или 100 мм на металлической связке. Частота вращения алмазного диска 1500–2000 об/мин, заготовки – 5–10 об/мин. Охлаждение водоэмульсионное.

Для обработки заготовок овальной формы используют станки моделей ПА–1, ЭМ–917 и другие, которые позволяют обрабатывать заготовки как по копиру (овальной, круглой, кабошонированной и других форм по рундисту), так и конусу. Обработка ведётся алмазными кругами или валиками. Частота вращения инструмента 2000–3000 об/мин, заготовки – 5–20 мин, охлаждение водоэмульсионное. Для равномерного износа алмазоносного слоя инструмент совершает возвратно-поступательное движение.

Для обработки заготовок малых диаметров (2–5 мм) наиболее производительным является групповой способ. Для этого применяются станки модели СОЖ с использованием чугунных и резиновых кругов и с подачей абразивной суспензии. В зависимости от диаметра обрабатываемых заготовок в станок загружается от 200 до 1000 камней. Камни, перекатываясь между чугунными и резиновыми кругами, при помощи абразивной суспензии из карбида кремния обтачиваются и приобретают форму шара. Частота вращения чугунного круга 200–600 об/мин, резинового круга – 300 об/мин.

Предварительно обработанные заготовки отклеиваются от оправок и очищаются от мастики и других загрязнений кипячением в 15%-ном растворе тринатрийфосфата.

Перед огранкой коронки предварительно обработанные заготовки подвергают чистовой заточке по рундисту, затем их снова приклеивают специальной мастикой на оправку.

Процесс огранки заключается в нанесении на заготовку определённого количества разнообразных по форме граней, расположенных под заданным углом к плоскости сечения по рундисту.

Огранка производится на станках модели ГП-2 или О126-А при помощи квадранта с делительной головкой. Оправку с наклеенной заготовкой закрепляют в делительной головке квадранта. На поверхности коронки под требуемым углом наклона к плоскости алмазного круга наносится ряд симметрично расположенных граней. Они равны по ширине у рундиста и одинаковы по высоте. Для огранки применяется алмазный круг диаметром 140 мм на металлической связке М1 с алмазным зерном АСМ 60/40 50%-ной концентрации. Частота вращения алмазного круга 3000 об/мин, охлаждение водяное.

Последовательность формирования коронки при бриллиантовой огранке показана на рис. 6.8. Цифры соответствуют вырезам делительного кольца ограночного станка.

Полировка граней коронки аналогична огранке и производится в такой же последовательности на станках модели ГП-2. Полировка – отделочная операция осуществляется алмазным кругом диаметром 140 мм на металлической связке М1 с алмазным зерном АСМ 7/5 50%-ной концентрации. Частота вращения 3000 об/мин. Охлаждающая жидкость – растительное масло.

а                                                                   б                                                                в

г                                             д                                             е

ж                                             з                                            и

Рис. 7.8. Формирование коронки при бриллиантовой огранке:

а – огранка площадки; б – огранка двух противоположных основных граней;

в – огранка двух пар противоположных граней, в результате чего грань
площадки принимает форму квадрата; г – огранка восьми основных граней;

д – огранка одной грани верхних клиньев; е – огранка всех граней верхних клиньев; ж – огранка одной грани нижних клиньев;
з – огранка двух граней нижних клиньев; и – законченная коронка

Для придания зеркального блеска поверхности граней окончательно полируются на щёточно-полировальном станке модели К-102 при помощи алмазной пасты АСМ 5/3 ВОМ (смываемая водой и органическими растворителями, мазеобразная) 10%-ной концентрации, нанесённой на ворс щётки.

Для огранки павильона заготовка с отполированной коронкой тщательно обезжиривается, а затем переклеивается на эту же оправку павильоном наружу. Последовательность выполнения операций при огранке и полировке павильона та же, что и при огранке коронки.

Гранёные вставки с отполированными павильонами отклеиваются от оправок, очищаются от мастики в ультразвуковой ванне смесью растворов 30%-ного едкого натра и спирта.

Переклейка заготовок для последующей обработки производится в трансфере (рис. 6.9) – устройстве, позволяющем точно соблюдать центровку заготовки (оправка перпендикулярна плоскости рундиста).

а                                                                   б 

в                                                                   г

д

Рис. 6.9. Переклейка камня с одной оправки на другую:

а – первый этап (старую оправку плотно зажимают, а новую, покрытую смолой, устанавливают на место);

б – второй этап (плотно прижимают оправки друг к другу);

в – третий этап (формуют смолу для увеличения площади контакта её с камнем);

д – типичная ошибка (использование избыточного количества смолы при первой наклейке приводит к сдвигу камня в процессе огранки или при переклейке)

Полировка рундиста гранёных вставок, изготовляемых на станках модели ГП-2, производится вручную. Особое внимание надо уделять равномерной толщине рундиста.

Изготовление гранёных вставок возможно и на механизированных линиях с использованием станков с ЧПУ (ЭМ-919). Для доводки и полировки используется полуавтомат ДППА-2093 «Блеск».

6.4. Огранка бриллиантов фантазийных форм

Гранильные станки, оборудованные делительными кольцами, подходят для огранки круглых бриллиантов и многих других форм (квадратов, восьмигранников), грани которых размещаются на одинаковых угловых расстояниях. Но при отклонении формы камня от типовой, вырезов на кольцах становится недостаточно для обеспечения всех положений камня.

Многие ограночные головки снабжены сплиттерами. Сплиттеры допускают поворот рычага или всего узла, в который входит рычаг, таким образом, что между соседними вырезами делительного кольца может быть установлен любой индекс. Однако эти индексы необходимо каждый раз записывать. Записки надо сохранять, чтобы при полировании каждую грань камня устанавливать точно в такое же положение, как и при шлифовании.

При огранке таких фантазийных форм, как маркиза, груша, сердечко, разработаны различные эксцентричные оправки и специальные делительные шайбы, имеющие вырезы, предназначенные для определённого вида огранки. Эти приспособления будут работать при условии, что заготовка сделана в соответствии с пропорциями, предусмотренными делительным кольцом или специальной оправкой. Любая другая пропорция приводит к искажению формы камня и необходимости непрерывно крутить сплиттер.

Используя метод опорной втулки, фантазийные формы гранить проще. Оправка ни к чему не прикреплена и может быть повёрнута на любой угол очень быстро. Не надо записывать индексы делительного кольца или сплиттера. Грань для полирования устанавливается быстрее, чем для шлифования. Однако способ этот ручной, и высокой точности достигнуть очень трудно.

6.5. Огранка камней прямоугольной формы

Производится в технологической оснастке, применяемой при огранке камней фантазийных форм, с использованием набора специальных цанг и оправок для крепления обрабатываемого полуфабриката.

Нижняя часть шлифуется в приспособлении «Кристалл». Полуфабрикат устанавливается в специальную цангу, посадочное место которой имеет форму и размер будущего камня.

Верхняя часть тоже шлифуется в приспособлении «Кристалл» в специальной оправке, посадочное место которой имеет прямоугольную форму.

На рис. 6.10 показана последовательность формирования граней коронки. Сначала шлифуется и полируется грань площадки (рис. 6.10а). На втором этапе (рис. 6.10б) образовывается рундист четырьмя гранями, которые должны точно сопрягаться между собой. На третьем этапе (рис. 6.10в) гранится первый ряд ступеней. Цифры на рисунке показывают порядок огранки. На четвёртом этапе (рис. 6.10г) гранится второй ряд ступеней. Цифры показывают порядок огранки. При желании на верху второго ряда может быть огранён третий ряд ступеней.

а

б

в

г

Рис. 6.10. Формирование коронки при ступенчатой огранке

6.6. Выбор углов для камней ступенчатой огранки

Наилучший блеск в камнях ступенчатых видов огранки достигается тогда, когда углы между гранями павильона меняются постепенно по направлению к вершине павильона. На очень мелких камнях обычно удаётся сделать от одного до трёх рядов граней. На более крупных камнях делают, как правило, до шести рядов.

Заготовка должна иметь правильные пропорции. Из очень низкой заготовки не удаётся получить блестящий камень, если только не сошлифовать её по рундисту для увеличения отношения высоты к ширине. Слишком высокая заготовка требует большой обдирки для удаления лишнего материала в нижней части камня. Наилучшие пропорции достигаются при условии, что исходный материал имеет почти квадратное сечение. 1/3 высоты отводится для коронки, 2/3 – для павильона. Для достижения максимального отражения света от граней павильона необходимо, чтобы ряд граней на самой вершине павильона был огранён под углами, рекомендуемыми для данного конкретного материала. Это невозможно сделать при слишком низкой заготовке.

На рис. 6.11 изображены рекомендуемые пропорции и углы для ступенчатой огранки. Угол между ступенями рекомендуется выбирать в пределах 5°–10°:

– интервал в 10° – углы подъёма граней коронки: грань 1– 40°, грань 2– 30°; углы подъёма граней павильона: грань 1 – 60° (63°), грань 2 – 50° (53°), грань 3 – 40° (43°);

– интервал в 5° – углы подъёма граней коронки: грань 1– 40°, грань 2– 35°, грань 3– 30°; углы подъёма граней павильона: грань 1 – 55°, грань 2 – 50°, грань 3 – 45°, грань 4 – 40°.

а                                                         б

Рис. 6.11. Рекомендуемые пропорции
и углы для ступенчатой огранки:

а– интервал в 10°; б – интервал в 5°

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные вехи истории развития обработки камней.

2. Из каких операций состоит технологический процесс огранки алмазов в бриллианты?

3. Из каких операций состоит технологический процесс огранки природных и синтетических камней?

4. В каких случаях производится раскалывание, а в каких распиливание камней на заготовки?

5. Какие виды полировальников используются при сэндинге?

6. Что такое недополировка? Как её избежать?

7. Какова последовательность формирования коронки при бриллиантовой форме огранке?

8. Какова последовательность формирования коронки при ступенчатой форме огранке?

9. Для чего используется трансфер?

10. Что такое сплиттер и для чего он используется?


********************************

7. Изготовление кабошонов

7.1. Выбор формы кабошона

Из множества возможных форм кабошонов лишь некоторые являются общепринятыми – овал, круг, многоугольник, сердечко, кулон (подвеска) и крест (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Различные формы кабошонов

Выбор формы определяется практическими соображениями. Узкий, длинный и плоский кабошон с острыми концами хорошо выглядит. Но его очень трудно заключить в оправу, и острые края цепляются за одежду. В брошах кабошоны применяются редко и только те, которые имеют тонкое поперечное сечение, уменьшающее их массу. Если они слишком тяжелы, брошь отвисает на одежде. Серьги со штырьком, укрепляемые за ухом замком, легко теряются, если они тяжёлые. Камни для браслета не должны быть слишком большими, так как браслет должен иметь большую кривизну для охватывания запястья руки.

Иногда кабошоны делают очень высокими, например, лунный камень, камни с эффектом кошачьего глаза и астеризма, а также камни повышенной хрупкости, например, амазонит, имеющий несколько разновидностей совершенной спайности. Выбор высоты кабошона определяется и интенсивностью окраски образца. Некоторые прозрачные и просвечивающие камни, типа аметиста и розового кварца, в тонких сечениях могут выглядеть слишком бледными.

Формы кабошонов классифицируются не только по контуру, но и по характеру поперечного сечения. Самый простой в изготовлении и для установки в изделие – это кабошон с плоским низом и округлым верхом. Двойной кабошон – верх и низ камня имеют округлую форму. Тонкий двойной кабошон называют чечевицевидным. Полыми кабошоны делают для ослабления интенсивности окраски. Полость выбирают инструментом с шаровой поверхностью, после чего внутреннюю поверхность полируют. Такая форма применяется для тёмно-красного граната альмандина, или карбункула, который без полости выглядит почти чёрным.

В подвесках и брошах используются камни большого размера, изготовленные из тонких плоских пластин, отполированных с двух сторон и снабжённых одинарной или двойной фаской по краю.

7.2. Ориентировка камня

Для максимального проявления особых оптических эффектов необходимо обрабатывать камень в определённом направлении. Определение нужного направления называется ориентировкой камня.

Ориентировка перед обработкой камней с эффектом кошачьего глаза (переливчатостью) заключается в расположении тонких волосовидных волокон другого минерала параллельно низу кабошона (рис. 7.2).

Ориентировка звёздчатых камней (с эффектом астеризма) заключается в определении центра звезды. Простейший способ заключается в окатывании и полировании от 1/3 до 1/2 поверхности сырья и осмотра этой поверхности под находящимся над головой точечным источником света. Точка пересечения лучей определяется при медленном наклоне камня назад и вперёд. Точка отмечается алюминиевым карандашом. Дальнейшая обработка ведётся при размещении отметки на верхушке кабошона (рис. 7.3).

Конец волокон

Верх полностью закруглен
и отполирован

Здесь появляется яркая полоска света, которая пересекает
камень, создавая эффект
кошачьего глаза

Одна сторона делается
плоской, а верх закругляется

Конец волокон

Конец волокон

Волокна параллельны
оси кристалла

Рис. 7.2. Ориентировка камня

при выявлении эффекта кошачьего глаза

Ось кристалла

Можно сделать другие
звездчатые камни,
но они должны располагаться
в кристалле в том же
самом положении

«Шелковистое» сияние

    появляется

       в этом направлении

Положение кабошона
в кристалле, при котором
появляется звезда

Шелковистость появляется
в плоскости, лежащей в этом направлении, и пересекается под углом 60° (три системы)

Необработанный

кристалл сапфира

Каждая противоположная пара лучей звезды обусловлена единым набором тонких включений; если их три,

появляется шестилучевая звезда; если только два, звезда имеет четыре луча; один набор дает эффект кошачьего глаза

Готовый кабошон

Заготовка

Сырье

«Сияние»

Рис. 7.3. Получение звёздчатого камня из кристалла сапфира

В переливчатых камнях волокна включений смяты и перекручены. В них отражения света как бы перекручены и изогнуты в виде тончайших шелковистых переливов, выявляющих при изменении наклона камня подвижную картину из тёмных и светлых участков. Наиболее известный материал – тигровый глаз – разновидность кварца, включающего тысячи волокон золотистого и голубого цвета. Максимальный эффект достигается при распиловке сырья на пластины параллельно (насколько это возможно) основной массе волокон камня. Так как эффект кошачьего глаза здесь невозможен (так как волокна не прямые и не идут параллельно друг другу), волокна в кабошоне могут располагаться под любым углом при условии, что они будут предпочтительно параллельны основанию.

В авантюриновых камнях в большинстве случаев пластинки включений лежат в определённой плоскости. Основание кабошона должно располагаться параллельно этой плоскости. Авнтюриновые камни эффектны лишь тогда, когда они сделаны в виде очень низкого кабошона.

Рис. 7.4. Ориентировка камня
под источником света

В сыром материале эффект адулярисценции легко обнаруживается, если намоченные в воде камни, поворачивая, осматривать под точечным источником света. При этом отмечают направление, по которому наблюдается сияние. Основание кабошона должно быть выбрано параллельно плоскости, проявляющей это сияние.

Процедура ориентировки камней, обладающих эффектами авантюрисценции, шилляризации, адулярисценции и лабрадорисценции заключается в следующем. Камень устанавливают под ярким источником света таким образом, чтобы лучи от него проходили как можно ближе к глазу наблюдателя (рис. 7.4). Затем камень поворачивают и наклоняют до тех пор, пока на какой-либо стороне образца не появится искомый эффект.
С помощью пилы камень распиливают параллельно этой стороне. Если на срезе, ровно лежащем под лампой, эффект проявляется только при наклоне, то необходимо сделать новый разрез под новым углом. Перед осмотром камня под лампой образец следует смочить маслом, керосином или водой для облегчения наблюдения эффекта.

Иризация. В некоторых халцедоновых миндалинах более глубокие слои покрыты тонкими плёнками оксида железа. Свет, отражённый от таких плёнок, распадается на много цветов, как на масляных плёнках на поверхности воды. Если наружные слои осторожно сошлифовать, оставив над радужным слоем только тонкий слой халцедона, а затем камень отполировать, он будет иризировать. Халцедоны такого типа называют огненными агатами.

Источник света

Миндалина иризирующего агата

Рис. 7.5. Ориентировка иризирующего

агата для лучшего проявления эффекта

Иризирующий агат состоит из чрезвычайно мелких кристаллов кварца, располагающихся в процессе роста в виде последовательных слоёв. Когда эти слои многочисленны, то на тонкой пластине видна яркая картина спектра, если держать её против яркого источника света на расстоянии вытянутой руки. При распиловке пластины надо делать как можно тоньше и вырезать их из центральной части миндалины. Тогда радужные цвета лучше видны. Необходимо отметить, что такие агаты чрезвычайно редки.

Пластина агата
с законченным
рисунком

При неправильной ориентировке эффект не проявится. Пила должна резать камень под прямым углом к слоям агата (рис. 7.5).

Смотреть через пластину
в этом направлении

Эффекты, связанные с окраской или рисунком камня. Многие камни, разрезанные в виде тонких, просвечивающих пластин, обладают интересной окраской или рисунком при наблюдении на просвет. Такие пластинки полируют и наклеивают на стекло или пластмассу и делают подсветку. В кабошонах рисунок может явиться интересной особенностью – рисунчатые, «пейзажные» участки осторожно вырезаются из образца и из них изготавливают кабошоны.

7.3. Выбор сырья для кабошонов

Прежде всего, материал должен быть качественным – сплошным, без трещин и пор, однородным по текстуре. Материал, содержащий много трещин, обычно распадается на куски, когда его разрезают на пластины. Природные трещины часто окрашены оксидами железа и поэтому выглядят как тёмно-коричневые или чёрные линии. Материал, разбитый на куски молотком, пронизан многочисленными мелкими трещинами, идущими от места нанесения удара. Эти трещины бесцветные, поскольку заполнены воздухом.

Многие виды яшм содержат мелкие участки, где пропитывающие материал кремнийсодержащие растворы не полностью заполнили мельчайшие поры. В результате такие участки плохо принимают полировку и во многих случаях при шлифовании углубляются в бóльшей степени, чем более твёрдые участки. Такие участки выявляются при смачивании водой сухой поверхности и наблюдении следующего эффекта: остаётся вода на камне или впитывается в него. Если вода исчезает через несколько секунд, то материал пористый и не будет полироваться. Можно также осмотреть пластину на ярком свету под небольшим углом к глазу так, чтобы свет отражался от её поверхности. Неоднородность текстуры будет хорошо заметна.

Мягкие включения, которые «вытягиваются» из камня при полировании, характерны для мохового агата и в большинстве случаев являются неизбежным злом. Однако некоторые типы таких включений более твёрдые, чем другие, прекрасно полируются. К камням, содержащим включения и полирующимся с трудом, относятся: авантюриновый кварц; низкокачественные сорта халцедона, пропитанного хризоколлой; окаменелое дерево, которое часто содержит небольшие кристаллы кварца; родонит и др.

7.4. Последовательность изготовления кабошонов

Обычно кабошоны делают из напиленных пластин либо из отдельных кусочков достаточной толщины. Чем крупнее камень надо получить, тем пластина толще. Для больших кабошонов можно применять и тонкие пластины. Но чрезвычайно пологая кривизна вершины кабошона, неизбежная в этом случае, создаёт трудности при обдирке камня на абразивных кругах и при сэндинге. Излишне же толстая пластина требует большой работы по обдирке. Толщина пластин обычно составляет 3–6 мм, но для кабошонов большого размера – до 9 мм и больше.

После распиловки пластины очищаются от масла, ибо жирная поверхность затрудняет маркировку контуров и отделочные операции. Острые выступы, образующиеся при распиловке и отламывании пластин от камня, убираются кусачками, чтобы маркировочный трафарет плотно лёг на пластину.

Выбор на пластине участка для кабошона должен определяться как практическими, так и художественными соображениями (рис. 7.6).

Рис. 7.6. Выбор различных рисунков на пластине агата

Рекомендуется пометить все трещины и проследить, чтобы они не прошли через участок, выбранный для кабошона. Для выбора наилучшего рисунка маркировочный трафарет передвигается по пластине до появления нужного узора. После этого прочерчивается контур кабошона.

Для маркировки обычно используют проволоку или стержни из бронзы или алюминия с остро заточенным рабочим концом. В качестве маркировочных трафаретов используют пластмассовые чертёжные трафареты со сквозными отверстиями. Поскольку замаркированная сторона пластины будет нижней поверхностью кабошона, контур надо наносить на ту сторону пластины, которая похуже. Лучшая её сторона в этом случае окажется верхней частью готового кабошона.

Далее следует подрезка. Пластина с нанесёнными контурами разрезается на подрезной пиле на заготовки. Надо оставлять припуск примерно 3 мм для избежания скалывания.

Рис. 7.7. Заготовка кабошона,
опиленная на подрезной пиле

Далее заготовка обкусывается по периметру кусачками для уменьшения операции обдирки. Здесь надо сочетать большое давление с поворотом заготовки. Только в этом случае кусочки камня будут откалываться (рис. 7.7). Некоторые камни – нефрит, родонит – обкусываются очень плохо, а агат – легко. Материалы, не поддающиеся обкусыванию, обдираются на круге до заданного контура.

Обдирку ведут на грубом шлифовальном круге при слабом прижиме. Контур должен быть сверху. Вокруг контура в результате должен остаться ободок в 1,5 мм (рис. 7.8). Ободок служит для компенсации уменьшения размера кабошона при маркировке и дальнейшей обработке.

                                                    

Рис. 7.8. Придание формы кабошону

На заготовках двойных кабошонов, достаточно толстых, после обработки по контуру отмечают положение рундиста, прочерчивая линию вокруг края заготовки на нужном расстоянии от верха и низа. Эта линия служит указателем при обдирке как низа, так и верха камня.

Далее следует образование фаски (см. рис. 7.8). Все кабошоны имеют небольшую фаску, сошлифованную вокруг нижнего края основания. Фаска предотвращает скалывание камня.

Камень

Смола

Различные

диаметры

в зависимости

от размера

камней

Деревянная палочка

Рис. 7.9. Правильно наклеенный

на оправку камень

После снятия первой фаски далее камень обрабатывают на оправке – специальной палочке длиной 100–105 мм. Материал – твёрдые породы древесины, например, клён и берёза. Диаметр
оправки зависит от формы кабошона и колеблется от 3 до 18 мм (рис. 7.9).

Плоский верх

Рис. 7.10. Типичные ошибки

при обдирке кабошона

В качестве клеевой смолы используют смесь сургуча, шеллака, порошка глины и пчелиного воска. При наклейке камень нагревается, поэтому необходимо учитывать температуру во избежание разрушения камня.

След метки

Фаска слишком широкая

Далее производится обдирка верха кабошона – этапы 2, 3, 4 (см. рис. 7.8). Возможные типичные ошибки при выполнении данной операции отражены на рис. 7.10).

Отсутствие симметрии

Неровный профиль

После того, как удостоверитесь, что контур кабошона сохранился и что фаска сошлифована ровно, а верх имеет симметричную кривизну без плоских участков, можно утверждать, камень готов для тонкого шлифования, то есть для сэндинга.

Основная форма камню уже придана. Теперь поверхность выравнивается и готовится к сэндингу, то есть финишному выравниванию перед тонким шлифованием. При тонком шлифовании важна текстура поверхности, поэтому при сэндинге каждая глубокая царапина, сформировавшаяся при обдирке, должна быть удалена.

Перед дальнейшей операцией полирования камни снимают с оправок, тщательно отмывают от частиц абразивного порошка. Полирование начинается с фаски. Затем переходят к верху кабошона. Хорошо подготовленные кабошоны полируются в течение нескольких секунд. Если камень остаётся тусклым или покрывается мелкими ямками, то материал склонен к недополировке и следует переходить на более твёрдый полировальник – кожаный или деревянный.

Наиболее распространённые ошибки при полировании:

- применение недостаточного давления, что ведёт к увеличению продолжительности обработки и способствует развитию эффекта «лимонной корки»;

- недостаточно тщательный осмотр поверхности, в результате образуются непрополированные участки;

- применение слишком большого количества полировочного порошка;

- несвоевременное обнаружение появления эффекта «лимонной корки» и поздний переход на другой полировальник, что приведёт к необходимости перешлифования камня.

Обработка низа кабошона. Нижние поверхности кабошонов могут быть отполированы или просто выровнены. Если материал прозрачен или сильно просвечивает, то кабошон лучше выглядит при отполированном низе. Но всегда низ должен быть совершенно плоским. Если нижняя часть кабошона искривлена или волниста, то его трудно закрепить в оправе, не исключено его разрушение или выпадение при носке. Край камня, который ложится на опорный поясок, должен иметь небольшую фаску, позволяющую легко опустить камень в каст, не цепляясь за его стенки. Очень часто требуется подгонка кабошона из-за несовпадения оправы и камня. Посадка кабошона без фаски в плотную оправу приводит к скалыванию камня.

Полые кабошоны обрабатываются обычным способом, пока не наступит момент обработки задней стороны. Тогда их переклеивают обратной стороной и вышлифовывают углубление инструментом с шариковым наконечником, укреплённым в патроне сверлильного станка. Для работы применяют порошок карбида кремния.

При обработке звёздчатых камней и камней с эффектом кошачьего глаза при правильной ориентировке сырья специальных приёмов не требуется. Однако из-за высокой твёрдости сапфир, рубин и хризоберилл значительно труднее обрабатывать. Поэтому на камне при помощи подрезной пилы делают максимально глубокие надрезы, не доходя до границ контура на 1,5 мм. Выступающие участки между надрезами обкусываются кусачками или обрезаются на подрезной пиле. При аккуратной работе можно получить заготовку, достаточно близкую по форме к будущему кабошону.

Вопросы для самопроверки

1. Какие формы кабошонов Вы знаете? Чем определяется их выбор?

2. Как производится ориентировка камней, обладающих оптическими эффектами?

3. Как выбирается сырьё для кабошонов?

4. Последовательность операций при изготовлении кабошонов.

5. Как необходимо обрабатывать низ кабошона?


********************************

8. Технология изготовления

камнерезных изделий

8.1. Технологический процесс

изготовления камнерезных изделий

Технологический процесс изготовления художественных изделий из ювелирно-поделочных камней состоит из следующих основных операций:

- заготовительных операций;

- сверления;

- формообразования (подбивки);

- чистового шлифования;

- финишных операций.

Заготовительные операции заключаются в подготовке сырья для дальнейшей обработки.

Сверление применяется для получения цилиндрических заготовок или отверстий и углублений.

При формообразовании (подбивке заготовок) заготовке придаётся приближённая форма будущего изделия с припуском на дальнейшую обработку.

При чистовом шлифовании производится выравнивание поверхности и подготовка её к доводке и полированию.

Финишные операции придают изделию товарный вид.

Основным видом механической обработки камня, обладающего высокой твёрдостью и хрупкостью, является шлифование.

При изготовлении камнерезных изделий бесформенные блоки поделочных цветных камней предварительно на маятниковых станках модели СРК–320 с применением алмазного инструмента распиливают на плиты толщиной, соответствующей высоте заготовки изделия. Затем разметчик выбирает участки плит, не имеющие дефектов и обладающие необходимыми декоративными качествами. На выбранный участок накладывают металлический шаблон, повторяющий контур изделия. Затем по линии разметки из плит на станках модели РК-200 с применением алмазного инструмента АОК диаметром 200 мм вырезают заготовки будущих камнерезных изделий. Заготовки для изделий небольших размеров, плоских и для коллекции значков получают при распиловке предварительно нарезанных брусков с применением сменных оправок с набором отрезных кругов (10–15 штук).

Дальнейший процесс обработки зависит от вида изделий. Заготовки типа ваз, бокалов, круглых шкатулок сверлят на станках моделей 2Н-118 и 2А-125 с применением трубчатого алмазного инструмента. Нарезанные заготовки в виде пластин для письменных приборов подвергают черновой шлифовке на станке модели ЗБ-756 с применением сегментного алмазного инструмента.

Заготовки плоских камнерезных изделий небольших размеров и заготовки для значков наклеиваются мастикой на металлические плиты размером 220×200 мм. Далее они подвергаются черновой шлифовке на станке с магнитным столом модели 371 с применением алмазного инструмента АПП200.

Рис. 8.1. Схема черновой шлифовки

сферических поверхностей

(пояснения в тексте)

Камнерезные изделия, представляющие собой эллипсоиды вращения и имеющие сферические поверхности, подвергаются черновой шлифовке на специально оборудованном токарном станке. Процесс черновой шлифовки заключается в следующем. Заготовка наклеивается на оправку мастикой следующего состава: 39% канифоли, 1% воска, 60% электрокорунда М-28. Оправка с заготовкой закрепляется в трёхкулачковом патроне. Высокооборотный шпиндель, ось вращения которого пересекается с осью вращения заготовки, совместно с инструментом устанавливается под углом α к оси вращения заготовки  (рис. 8.1). В результате взаимного вращения заготовки и инструмента образуется сферическая поверхность радиусом

R = DИНС / 2 sin α,

где R – радиус кривизны сферы, мм;
DИНС – внутренний диаметр инструмента, мм;

α – угол между осями изделия и инструмента, град.

Камнерезные изделия, представляющие собой эллипсоид, изготавливают на станке модели 675, оборудованном редуктором с электроприводом, аналогично изделиям со сферическими поверхностями. Разница заключатся в том, что оси вращения заготовки и инструмента скрещиваются.

Тонкая (чистовая) шлифовка и полировка ваз осуществляется на станках модели ДППА-2093 «Блеск», оборудованном копирным устройством с применением щёток и алмазных паст.

Тонкая шлифовка и полировка камнерезных изделий мелких серий, опытных образцов и отдельных единичных уникальных образцов осуществляется вручную с применением абразивных порошков на горизонтально-шлифовальных станках.

Для закрепления камнерезных изделий при сборке применяется эпоксидная смола.

Изображения на готовые камнерезные изделия наносятся в специально оборудованной камере при помощи пескоструйной установки и шаблона, представляющего собой контур наносимого изображения.

8.2. Сверление

Сверление при обработке камня применяется во многих случаях, например для изготовления отверстий в бусинах или подвесках. Для создания полостей в больших блоках материала и т.д. В первых двух случаях отверстия обычно имеют очень небольшой диаметр, но высверленные полости могут достигать в диаметре нескольких сантиметров.

На рис. 8.2 представлены различные типы применяемых свёрл.

Самые небольшие по диаметру отверстия просверливают с помощью стальных игл с раздробленным алмазом в качестве абразива. Такие свёрла используются уже на протяжении многих веков. Они вставляются в шпиндель, который приводится во вращение с помощью лука. Тетива лука образует петлю вокруг шпинделя, заставляя его вращаться при движении лука вперёд и назад. Из-за малого диаметра сверла прикладываемое усилие должно быть минимальным. В промышленных условиях такой способ сверления не используется из-за трудоёмкости и сложности.

Более лёгкий и надёжный способ – использование вращающихся трубок, к концам которых подаётся абразивный порошок (свёрла малого диаметра), или на концы которых нанесён металлокерамический ободок, содержащий алмаз (свёрла большого диаметра). Трубки малого диаметра делают из бронзы, латуни или обычной стали. Эффективный минимальный диаметр – 1,5 мм, более тонкие трубки сминаются. Свёрла большого диаметра выполняют из стали, особенно тонкостенные, известные как свёрла Шелби.

Игла                        Трубка небольшого диаметра               Трубка большого диаметра

Керн

Керн

Двухкристальные

Однокристальные

Алмазные сверла

Рис. 8.2. Различные типы свёрл,
применяемые при сверлении камнерезных изделий

Для крупных каменных изделий, в которых требуется сделать глубокую полость либо у которых желательно получить большие кольца или цилиндры, используются свёрла, аналогичные применяемым китайскими мастерами. Они изготовлены из листов жести, обтянутых вокруг металлических или деревянных цилиндров. Свёрла снабжены центрированными хвостовиками, которые крепятся в патроны сверлильного станка.

Эффективными также считаются свёрла, в которых небольшие куски алмаза запрессованы в прорезь, сделанную на торце стержня.

Используются также и проволочные свёрла с алмазным покрытием диаметром от 0,75 до 2,5 мм. Это отрезок стальной проволоки, рабочий конец которой содержит алмазные частицы, закреплённые с помощью гальванического покрытия.

В качестве абразивов для сверления применяются карбид кремния, карбид бора и алмаз. Рекомендуется использовать порошок с размером частиц 45×10–6 м.

Кроме сверлильного станка и свёрл, необходим пластилин, парафин или пчелиный воск, плоские куски дерева и толстые шайбы или гайки, играющие роль ограждений для удержания абразива вокруг просверливаемого отверстия.

Образец, в котором требуется просверлить отверстие (например, какой-либо плоский предмет), осторожно подогревают и приклеивают воском или парафином к плоскому деревянному бруску для крепления и предотвращения крошения краёв отверстия при выходе сверла из камня.

Требуется обеспечивать лёгкое давление на сверло в процессе всей работы, а также возвратно-поступательное движение сверла, необходимое для удаления шлама и поступления новой порции абразива.

Возможно сверление с высокими скоростями любых видов каменного материала с помощью ультразвуковых сверлильных станков. В качестве свёрл применяются отрезки проволоки, присоединённые к вибратору, который придаёт проволоке возвратно-поступательное движение вверх и вниз с большой скоростью. Порошок подаётся с помощью электронного устройства. Благодаря конструкции станка проволока ударяет абразив и поверхность камня значительно чаще, чем при любом другом методе, что существенно повышает скорость сверления.

В случае сверления отверстий большого диаметра используется то же оборудование, что и при сверлении отверстий небольшого диаметра. Однако иногда более удобно присоединять или приклеивать изделие ко дну ёмкости, которую затем заполняют порошком и водой, создавая необходимую абразивную ванну. Пластины сначала приклеиваются к плоским деревянным брускам. Если блок камня очень крупный, то можно изготовить из пластилина кольцевую перегородку вокруг высверливаемого участка. Абразивная суспензия должна окружать сверло на расстоянии 6–12 мм, чтобы подача её в рабочую зону осуществлялась без затруднений.

Алмазные свёрла небольшого диаметра должны вращаться с частотой, примерно 4500–5500 об/мин, небольшие трубчатые свёрла – от 2000 до 3000 об/мин, трубчатые свёрла большого диаметра – от 2000 об/мин и ниже в зависимости от диаметра. Чем больше диаметр сверла, тем ниже должна быть частота его вращения.

Для получения абразивной суспензии и охлаждения изделия в процессе работы можно использовать керосин, скипидар или лёгкие масла. В Китае для сверления используют только воду с карбидом кремния и шлам, образующийся при распиловке. Масла можно применять в сочетании с алмазом.

Поведение материалов при сверлении. Некоторые ювелирные камни сверлятся легче, чем другие. Это в основном мягкие камни и камни с кристаллической структурой такие, как горный хрусталь, аметист, цитрин, берилл, полевой шпат и др. Наибольшую трудность при сверлении представляют камни с плотной волокнистой структурой или те, которые содержат несколько различающихся по твёрдости минералов. Медленно сверлится любой волокнистый или мелкозернистый минерал. Особенно трудно сверлить жадеит и нефрит, как и сравнительно мягкий камень вильямеит, который содержит включения хромита – значительно более твёрдого минерала. Трудно сверлить агат, поскольку он имеет скрытокристаллическую структуру, благодаря которой при сверлении ведёт себя аналогично жадеиту и нефриту.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные операции технологического процесса изготовления художественных изделий из ювелирно-поделочных камней.

2. Какие типы свёрл применяются при сверлении камнерезных изделий?

3. Как подвергаются черновой шлифовке поверхность камнерезных изделий, представляющих собой эллипсоиды вращения и имеющие сферические поверхности?

4. Какова технология сверления камней?


********************************

9. Изготовление шаров и бусин

9.1. Изготовление шаров

При изготовлении шаров одной из важнейших проблем является выбор материала, не имеющего трещин. Существует тест на отсутствие трещин. Кусок камня опускают в воду или масло на несколько часов. Затем его вынимают, вытирают насухо и наблюдают, появляются ли на поверхности линии, окрашенные иначе, чем основной фон камня. Эти линии появляются по трещинам, из которых выходит впитанная жидкость. Если камень выдерживали в масле, то он отмывается моющим раствором, высушивается 1–2 часа, после чего поверхность осматривается. Масло выходит из трещин и указывает на их расположение.

Изготовление шара всегда начинается с получения заготовки в виде куба на распиловочном станке. Далее следует обдирка заготовки. Первым этапом обдирки выступов на опиленной заготовке является сошлифовывание одного набора рёбер, параллельных друг другу. На поверхности куба имеется три таких набора, начинать можно с любого. Перед обдиркой отмечается центр каждой грани куба чёрным или белым кругом диаметром около 6 мм, который покрывается шеллаком. Эти круги предупреждают о том, что сошлифовывать материал в укзанных местах нельзя.

В результате первой обдирки заготовка превращается в цилиндр. Затем обдирается другой набор выступов, пересекающихся с первым, далее – третий набор. Затем обдираются все острые углы, пока не формируется приблизительная форма шара.

Далее следует профилирование шара. Шаровая заготовка помещается между двумя находящимися под углом друг к другу отрезками труб, один из которых удерживается рукой. Нижняя труба навинчена на вал вертикального или горизонтального станка и вращается с небольшой частотой. Все выступающие места сошлифовываются с использованием свободного абразива при одновременном вращении верхней трубы по поверхности заготовки, и, в то же время, принудительном вращении самой заготовки. В результате получается круглый шар (рис. 9.1).

Соединение с помощью сварки или пайки

Набивка

из бумаги или тряпок

Хвостовик, крепящийся

с помощью конуса или нарезки

Абразивный

порошок

Вращающийся

шлифовальник

Неподвижный

шлифовальник,

удерживаемый

рукой

Рис. 9.1. Шлифовальник для шаров

Доводку производят таким же образом, но с использованием свободного абразива.

Возможны два способа полирования. Во-первых, вручную, прижимая шар к вращающемуся полировальнику, как в случае обработки других изделий из камня. Во-вторых, на том же станке, на котором шар шлифовался. В последнем случае шлифовальник покрывают поляризующим материалом и проводят полирование тем же способом, что и шлифование.

Существуют станки для изготовления шаров, основанные на аналогичном принципе. Только оба шлифовальника вращаются в противоположных направлениях, и если шар не закреплён, то он вращается во всевозможных направлениях.

9.2. Изготовление бусин

Термин «бусина» относится к небольшим камням любой формы, имеющим отверстия, благодаря чему их можно нанизывать на нитку. Рассмотрим, как делаются сферические бусины с центральным отверстием. Бусины можно делать вручную, используя технологию изготовления кабошонов. Однако при изготовлении большого числа бусин используют специализированный станок (рис. 9.2). Станок состоит из основания со стойками. Внутри стоек расположен металлический барабан с массивными стенками. По дну барабана проходят неглубокие канавки округлого сечения. Аналогичные канавки нанесены на верхнюю металлическую пластину, которая крепится в патроне сверлильного станка. Всё это приспособление прикрывается крышкой, снижающей разбрызгивание и шум при работе.

Рис. 9.2. Станок для изготовления бусин:

1 – вращающийся барабан; 2 – бусина; 3 – неподвижный барабан;

4 – стойка; 5 – станина; 6 – пружины

Каменный материал приблизительно сферической формы помещают в канавки на дне барабана вместе с водной суспензией карбида кремния и опускают верхнюю пластину с крышкой. После включения двигателя верхняя плита нажимает на заготовки и заставляет их вращаться вдоль канавок и обрабатываться в форме шариков.

9.3. Сверление бусин

Сверление бусин производят с помощью специального центрирующего кондуктора (рис. 9.3). Сначала бусины сверлят, используя верхнюю часть кондуктора. Бусину помещают в коническое углубление и прижимают сверху Г-образной пластиной. Отверстие просверливают лишь на глубину радиуса, чтобы не допустить скалывания материала на выходе сверла. Затем бусину вынимают, снизу в кондуктор вставляют направляющую шпильку, надевают на неё бусину частично просверленным отверстием и прижимают сверху Г-образной пластиной. Если в месте стыковки каналов возникает шероховатость, она не будет заметна в центре бусины. При необходимости просверленные каналы можно выровнять проволокой с абразивной суспензией при возвратно-поступательном перемещении бусины.

            Регулируемый зажим для бусины          Направляющее отверстие

 Бусина

  Центрирующая

  подставка

Направляющая шпилька

Рис. 9.3. Центрирующий кондуктор

для сверления отверстий в бусинах

9.4. Галтовка

Это метод массового производства полированных ювелирных камней. В барабан загружают куски сырья, добавляют абразив, воду и вращают его до полной полировки камней (рис. 9.4).

После загрузки барабана и включения двигателя процесс почти не требует контроля. Камни приобретают красивый вид и любопытную форму. К камням приклеиваются детали крепления – изделие готово. Из галтованных камней часто изготавливают сувенирные деревья.

Принцип галтовки основан на том, что барабан вращают с такой скоростью, чтобы камни поднимались по одной стороне барабана до определённого уровня, после чего скатывались бы вниз. При этом камни, совершая многочисленные круговые движения вверх и вниз, стачивают свои острые углы друг о друга. Если барабан вращается слишком быстро, вместо скользящего слоя образуется камнепад. Это приводит к сильному выкрашиванию и увеличению и так продолжительного времени обработки. Для сокращения времени обработки сначала используют грубый абразив, затем камни и барабан промывают и применяют более мелкий абразив. Операция галтовки завершается полированием.

Рис. 9.4. Движение камней в галтовочном барабане

Вопросы для самопроверки

1. Как определяют наличие трещин в материале для изготовления шаров?

2. Каковы особенности обдирки заготовок при изготовлении шаров?

3. Расскажите устройство специализированного станка для изготовления бусин.

4. Каковы особенности сверления бусин?

5. Принцип галтовки при массовом изготовлении полированных камней.


********************************

10. Резьба по камню и гравирование

10.1. Виды резьбы по камню

Одним из видов резных изделий является скульптура. Произведения этого вида изобразительного искусства имеют объёмную трёхмерную форму и могут быть осмотрены со всех сторон. Эта полная или «круглая» скульптура (рис. 10.1а). Скульптура высокого рельефа (рис. 10.1б) показывает фигуры и предметы выступающими над фоном, с которым они соединены. Такая форма скульптуры широко используется при резьбе по дереву. Скульптура низкого рельефа (рис. 10.1в) обычна для настенной резьбы. В этом виде наибольшее значение имеет собственно рисунок, но существуют попытки передать и объёмность предметов. Низкий рельеф используется для камей. Инталия (рис. 10.1г) – это как бы перевёрнутая скульптура низкого рельефа, в которой изображение кажется вдавленным в камень. Поэтому резчики инталий в процессе работы используют для контроля за ходом резьбы восковой слепок. Когда воск удаляют из углубления, на нём остаётся выпуклое низкорельефное изображение, как на камее.

а                          б                  в                  г

Рис. 10.1. Поперечные сечения различных видов резьбы

Круглая скульптура наиболее трудоёмка и требует исключительного внимания при выполнении, поскольку изделие должно хорошо выглядеть со всех сторон.

Скульптуры высокого и низкого рельефа менее трудоёмки, но сложны в исполнении, так как создать эффект глубины в тонком слое материала достаточно трудная задача.

10.2. Сырьё для резных и гравированных изделий

Лучшие камни, пригодные для изготовления резных и гравированных изделий, являются и самыми твёрдыми. Однако часто практикуется обработка более мягких материалов, например, янтаря, гагата, коралла, раковины, кости.

Условно существует четыре группы основных материалов для резьбы и гравирования.

1. Материалы, обрабатываемые стальными инструментами: антрацит, арагонит, аргиллит, гагат, гипс, говлит, кальцит, коралл, кость, лепидолит, магнезит, «морская пенка» (сепиолит), пирофиллит, пластмасса, раковина, рога, слоновая кость, бивни мамонта, бивни моржа, тальк, янтарь.

2. Материалы, легко обрабатываемые головками из карбида кремния или свободным абразивом: азурит, варисцит, лазулит, лазурит, малахит, обсидиан, родохрозит, серпентин, смитсонит, стекло, флюорит, чароит.

3. Материалы, труднообрабатываемые на кругах из карбида кремния и свободным абразивом: берилл, бирюза, везувиан, гранат, жадеит, кварц, нефрит, опал, полевой шпат, родонит, турмалин.

4. Материалы, обрабатываемые только на алмазных кругах и алмазным порошком: корунд.

Найти большие бездефектные куски ювелирного сырья, размером в несколько сантиметров, пригодные для резьбы, чрезвычайно трудно. Как правило, они пронизаны трещинами. Резчик-ювелир, в отличие от скульптора, сильно зависим от материала. Прежде всего, необходимо найти материал хорошего качества, а затем только определяться, что именно из него можно сделать.

Некоторые выдающиеся изделия получились такими потому, что мастер имел возможность выбрать из большой партии сырья необходимое. Особенно это характерно для китайских мастеров. Например, кристалл розового калифорнийского турмалина послужил материалом для фигуры Кван Ин – богини мира. Кристаллы турмалина более прозрачны вблизи головок, а дефекты имеют преимущественно у основания. Это позволило резчику расположить ноги богини в основании кристалла, а голову выполнить из бездефектного почти прозрачного материала верхней части кристалла. В результате тело, задрапированное складками одежды, выглядит полупросвечивающим, а голова и открытые части тела – прозрачны.

10.3. Использование моделей и эскизов

Делать ошибки и исправлять их лучше на модели, чем непосредственно на готовой скульптуре. Модель по возможности должна быть выполнена такого же размера, как и готовое изделие. Точное копирование возможно с помощью циркуля. Метки наносят тушью и защищают лаком. Сначала они служат указателем для удаления основной массы ненужного материала в процессе черновой формовки. В дальнейшем наносят новые метки, выделяя важные детали, пока работа над скульптурой не продвинется настолько, что копирование «на глазок» уже сможет испортить окончательную форму изделия.

Для облегчения формовки модели могут быть изготовлены из глины, замешанной до консистенции густой пасты. Может быть использовано мягкое мыло в брусках.

Для плоских резных изделий обычно делают не модели, а эскизы, обходя дефекты материала, которые в дальнейшем удаляются.

10.4. Принципы резьбы по камню и гравирования

Как и в других процессах обработки камня, удаление лишнего материала при резьбе и гравировании также осуществляется абразивами, как свободными, так и связанными (в кругах или отрезных дисках). При черновой формовке удаляется максимальное количество лишнего материала с помощью мощной пилы. Мягкий материал можно пилить ножовками по металлу, ювелирными лобзиками или подрезными пилами. При работе с твёрдыми материалами используются алмазные пилы или пилы со свободным абразивом.

Резные и гравированные изделия всегда имеют углубления. Для придания им окончательной формы необходимо применять много мелких вращающихся инструментов, абразивных головок, миниатюрных пил и других инструментов, с помощью которых можно создать поверхность любой кривизны. Небольшой размер инструментов позволяет сформировать углубления и обработать их.

Поверхности выравнивают с помощью деревянных, кожаных или других эластичных кругов с применением свободного абразива. Полирование осуществляют на аналогичных кругах, используя обычные полировальные порошки.

10.5. Оборудование для резьбы по камню и гравирования

Основным узлом современных станков для резьбы по камню является простой шпиндель13. Шпиндель может быть прямым или с наклоном вперёд и вниз. Нарезной его конец снабжён трёхкулачковым патроном, предназначенным для разнообразных рабочих инструментов. Шпиндель смонтирован на массивной плите, которая крепится на шарнирах к переднему краю рабочего стола. Это позволяет устанавливать шпиндель в горизонтальном положении или наклонять его вперёд под любым углом для удобства мастера.

Кроме фиксированного шпинделя и вала, используют также устройство с гибким валом, типа бормашины. В этом случае не изделие подносится к режущей головке станка, а обрабатывающая головка – к изделию. Изделие при этом или крепко держат руками, или при необходимости закрепляют на рабочем столе. Этот способ имеет много преимуществ, но закреплённый шпиндель позволяет использовать инструменты бóльшего размера и более разнообразный их набор.

Для придания грубой предварительной формы изделию могут использоваться токарные станки по дереву или металлу, а также подрезные пилы и обдирочные круги. Для выбора полостей используются трубчатые свёрла.

10.6. Инструменты для резьбы по камню

Тонкие детали почти всех резных изделий создаются шлифовкой небольшими по размеру инструментами. Обычные стальные фрезы, или боры, совершенно не пригодны для резьбы по камню, за исключением очень мягких его разновидностей. Часто используют стальные, чугунные или медные головки в сочетании со свободным абразивом, хотя работают они медленнее алмазных.

Инструменты для резьбы по камню представлены в таблице 10.1.

Таблица 10.1

Инструменты для резьбы по камню

Внешний вид

Назначение

– для нанесения тонких линий и гравировки

– для обработки небольших криволинейных участков или для отделки углублений складок

– для подрезки и выравнивания поверхностей

– для выравнивания плоских поверхностей и для 90°-ных сгибов и складок

– для тех же целей, но может использоваться для выравнивания небольших поверхностей

– для криволинейных поверхностей

– для выравнивания больших плоских поверхностей и удаления лишнего материала

– для расширения отверстий

Кроме представленных в таблице, применяются головки многих других форм.

Головки наименьшего размера используются для гравирования камей и инталий. Также для резьбы могут использоваться трубчатые свёрла. Помимо сверления отверстий подобные свёрла применяются для получения небольших сферических выпуклостей. Выпуклости формируют, погружая сверло в камень на небольшую глубину, а образовавшийся цилиндрический выступ затем скругляют. В результате он как бы поднимается над поверхностью.

В настоящее время всё шире используются металлокерамические алмазные инструменты различных форм, однако они являются дорогостоящими. При их использовании ограничиваются лишь лёгким прикосновением к камню, что предохраняет инструмент от выкрашивания. Всухую с алмазным инструментом работать нельзя. Это приводит к перегреву головки и потере алмазов.

10.7. Выравнивание поверхности

Как и при других видах камнерезных работ, поверхность резного изделия должна перед полированием выравниваться. Способ выравнивания определяется твёрдостью материала.

Мягкие камни легко выравниваются абразивной тканью или свободным абразивом, нанесённым на войлочный или кожаный круг. Труднодоступные места выравнивают свободным абразивом или небольшими кусочками абразивной бумаги, приклеенными к скошенному концу небольшой деревянной палочки.

Для твёрдых материалов после грубого шлифования обычно необходимо выполнить тонкое шлифование для удаления царапин, оставшихся от предыдущего процесса. Небольшие возвышения, углубления и борозды часто поддаются удалению при обработке камня абразивным бруском. Один конец бруска затачивают под углом 45° и, работая им как карандашной резинкой, постепенно выравнивают поверхность. Абразивный брусок полезен и для выравнивания всевозможных складок и углублений. Бруску придают необходимую форму в зависимости от формы углубления. Смачивание обрабатываемой поверхности водой ускоряет абразивное действие бруска.

Сэндинг можно выполнять с помощью деревянных палочек различных диаметров, вставленных в патрон шпинделя. Палочки опиливаются рашпилем до соответствующего профиля. На них наносят влажный абразивный порошок, и обрабатывают им поверхность до получения глянца. Материал для изготовления палочек – берёза, диаметр от 6 до 12 мм.

Для выравнивания плоских или слегка криволинейных поверхностей подходят шлифовальные круги из кожи, ткани, войлока. Их изготавливают из дисков, которые собирают в толстый пакет и стягивают сверху и снизу металлическими шайбами для придания пакету жёсткости. Пакет насаживают на оправку. Каждый последующий диск должен быть больше по диаметру предыдущего. В результате получается конусообразный шлифовальник, который при вращении приобретает необходимую жёсткость.

Для выравнивания поверхности каменного материала широко применяются абразивные ткани, диски, ленты с алмазным покрытием.

10.8. Процесс полирования

Мягкие материалы полируются на мягких полировальниках обычными полирующими материалами. Могут применяться войлочные круги различных размеров, круги из хлопчатобумажной ткани, полоски фланели и других мягких тканей, кусочки войлока, наклеенные на палочки.

Однако для полировки твёрдых камней лучше пользоваться более твёрдыми полировальниками, например, кожаными или деревянными. Кожа пригодна для большинства камней, даже для сапфира. Но в этом случае она должна применяться в сочетании с алмазным порошком. В качестве полировальных порошков можно брать оксид алюминия, диоксид церия, диоксид олова, оксид хрома. Некоторые мягкие материалы хорошо полируются мокрым порошком, а другие, такие как малахит и азурит, дают хороший блеск только с сухим порошком. Почти сухого полирования требуют также нефрит, жадеит, родонит и другие камни, склонные к недополировке.

Труднополирующиеся материалы с успехом могут обрабатываться алмазными пастами или алмазными абразивными тканями, применяемыми при сэндинге, но с более тонким абразивом.

10.9. Световые эффекты и текстура поверхности

Окончательная обработка резного изделия не обязательно должна завершаться полированием до зеркального блеска. Нередко сверкающие детали сплошь отполированного изделия создают блики, мешающие восприятию. Напротив, частично отполированные, а частично отшлифованные изделия позволяют проявить текстуру поверхности или подчеркнуть контраст тела в сравнении с одеждой, волос в сравнении с телом и т.д.

Матовая поверхность получается с помощью свободного абразива. Причём характер её мало чем отличается от получаемого при обычной доводке на планшайбах с применением свободного абразива и обусловлен такими же самыми абразивными эффектами. Однако при использовании мелкозернистых порошков рабочие головки, удерживая на себе абразив, как бы скоблят поверхность камня, приближаясь по своему действию к абразивной ткани. В результате на поверхностях образуются продольные риски. Поэтому для получения более однородной текстуры лучше использовать более крупнозернистые порошки, которые скорее катятся инструментом по поверхности, чем скребут её.

Мягкие материалы – кожа, дерево, ткань или войлок – приводят к образованию продольных рисок. Твёрдая же головка, изготовленная из чугуна, позволяет получать однородную матовую поверхность.

10.10. Химическое травление

Карбонаты, прежде всего кальцит в его многочисленных разновидностях, можно протравить на выбранных участках разбавленной соляной кислотой HCl до получения матовой поверхности. Силикаты, такие как опал, кварц, халцедон, полевые шпаты и др., могут быть протравлены фтористоводородной (плавиковой) кислотой HF.

На поверхность наносится рисунок, который должен быть вытравлен. Затем вся поверхность, за исключением рисунка, покрывается жидким асфальтовым (битумным) лаком или расплавленным пчелиным воском. Кислоту наносят кистью или погружают камень в сосуд с кислотой.

10.11. Сверка с моделью

Во избежание серьёзных ошибок при грубой формовке, резчик должен постоянно обращаться к модели. Когда линии контура аккуратно нанесены на камень, на получившемся профиле следует выбрать несколько опорных контрольных точек. Выполнив на камне одну серию пропилов и уменьшив заготовку до требуемого профиля, камень поворачивают другой стороной, наносят на неё соответствующий контур и проводят линии пропила. В то же время снимают наиболее выступающие участки изделия и доводят его почти до окончательного размера. Степень обдирки контролируют, измеряя циркулем расстояния на модели и на обрабатываемом изделии. Когда установлено несколько опорных точек, их отмечают тушью и покрывают шеллаком. Эти точки не сошлифовываются до завершения работы.

Аналогичным образом на камне вырезают углубления, перенося их размеры с модели. После уменьшения размеров камня до улавливания сходства с моделью, приступают к проработке деталей.

Для удаления большого количества лишнего материала рекомендуется применять самые быстрые способы.

Окончательная форма придаётся изделию с помощью свободного абразива, нанесённого на стальные круги и оправки. От крупных инструментов переходят последовательно к мелким, и от грубого абразива – к мелкозернистому порошку, от сэндинга – к тонкому шлифованию и полированию. Принципы обработки, как и при обработке кабошонов.

10.12. Рельефная резьба

Рельефная резьба должна быть тщательно продумана перед обработкой.

Если детали изображения будут располагаться в одной плоскости, например, листья и цветы, растущие на кусте или стоящие в вазе, то камень следует резать как бы на двух уровнях – уровне изображения и уровне фона. Если детали изображения предполагается расположить в нескольких плоскостях, то есть часть на переднем плане, а часть на заднем, то камень необходимо резать, по крайней мере, на трёх уровнях, чтобы усилить иллюзию глубины. При резьбе высокого рельефа детали изображения выделяются более выпукло за счёт подрезания материалов по их контурам. В камеях, где раковина или агатовый оникс (материал, из которого их вырезают) не позволяют делать глубокой резьбы, иллюзия глубины сохраняется путём накладывания объектов изображения друг на друга и глубоких прорезей лишь в тех местах, где объекты соприкасаются. Этот приём, широко применяемый на медалях и монетах, создаёт тень, поэтому кажется, что один из объектов ближе к нам.

Образцами для изучения низкого рельефа могут являться новые монеты. Низкорельефная резьба, или гравировка, отличается обычно небольшим размером изделия и тонкой проработкой деталей. Она применяется при изготовлении камей. Резьба производится на раковине или агате со слоями контрастных цветов, чтобы можно было изображение светлых тонов оттенить более тёмным фоном. Камеи из раковин, как правило, двухцветны: светлый слой используется для изображения, а тёмный для фона. Агатовые камеи могут иметь несколько цветных слоёв.

Инталия – это «обратная» низкорельефная резьба, когда изображение как бы утоплено в плоскую поверхность. Миниатюрные инталии чрезвычайно распространены в камнях, предназначенных для колец. Многие из них вырезаны в виде фамильных гербов, девизов и других изображений. Кольца с печатками, вырезанными в виде инталий, дают на сургуче камнеподобный оттиск. Резьба в технике инталий используется также для украшения плоских панелей или применяется для придания поверхности резных изделий определённой текстуры.

Резьбу и гравирование на мягких материалах производят штихелями всевозможных форм, как при гравировании металлов.

Резьбу и гравирование твёрдых камней производят, как правило, самыми разнообразными рабочими головками, шаржированными алмазами.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое инталия?

2. Какие существуют группы основных материалов для резьбы и гравирования?

3. Какое используется оборудование для резьбы по камню и гравирования?

4. Какие используются инструменты для резьбы по камню и гравирования?


********************************

11.  Мозаика  и  инкрустация

Древнее искусство выкладывания небольших разноцветных кусочков на цемент с целью облицовки и украшения поверхностей называется мозаикой, а сами кусочки окрашенного материала – кубиками.

11.1. Материалы для мозаик

В качестве материалов для мозаик используют: керамические или стеклянные плитки, глазурированные и неглазурированные. Красочные мозаики делают и из мелких галтованных камней, кусков полированных пластин и осколков ювелирного материала. Особенно хороши кристаллические минералы, и больше других – минералы группы кварца, так как поверхности излома в них гладкие и блестящие.

Стеклянные, керамические плитки и пластины из каменного материала раскалывают мощными кусачками или зубилом. Каменные пластины после распиловки лучше отшлифовать и отполировать, хотя используется и тусклый материал.

Размер камней, применяемых для мозаичных работ, зависит от размера всей мозаики. Общее правило гласит: если размер мозаики менее 300×300 мм, то размер отдельных кусочков не должен превышать 5–6 мм. В более крупных мозаиках могут быть использованы кусочки размером 75–100 мм. Другое правила гласит: мозаики выглядят лучше и профессиональнее, если все кусочки имеют приблизительно один размер.

11.2. Основания и цементы для мозаик

Основание зависит от размера и назначения мозаики. Панели для стен лучше делать с основанием из водостойкой фанеры толщиной 12 мм для площади менее 0,2 м2 и толщиной 15 мм для площади меньшей или равной 1,5 м2.

Бетонные основания, армированные металлической проволочной сеткой, имеют толщину до 12 мм для небольшой мозаики, и до 50 мм – для мозаик больших площадей.

Деревянные основания обрамляются металлическими полосками из алюминия, меди, латуни или стали. Они придают законченность работе и не позволяют плиткам и цементу выступать за край мозаики.

Стандартным цементом для крупных мозаик является смесь из одной части портландцемента и трёх частей чистого промытого песка. К этим ингредиентам добавляется вода до получения однородной и густой смеси.

Другой используемый материал – известковый раствор, применяемый при кирпичной кладке.

Мозаику на цементе необходимо накрыть мокрой тканью и поддерживать её во влажном состоянии около недели для медленного затвердевания цемента во избежание образования трещин.

Для небольших мозаик также могут использоваться клей ПВА, эпоксидные клеи и шпаклёвки.

11.3. Заливка мозаики жидким раствором

При укладке кусочков камня на цемент оставляют свободное от раствора пространство между камнями, для того чтобы в дальнейшем залить его цементным раствором. Такой раствор должен обладать достаточной текучестью для того, чтобы легко вдавливаться в узкие промежутки между камнями. Раствором заливают всю поверхность мозаики и вдавливают его в промежутки шпателем. Затем остаток соскребают и протирают мозаику тряпкой. Если используются камни с неровной поверхностью, то во избежание загрязнения их раствором последним заполняют промежутки через специальную воронку.

11.4. Флорентийская мозаика

Разновидностью классической мозаики является интарсия, или флорентийская мозаика. В мозаике этого вида плоские кусочки камня подгоняют друг к другу как можно плотнее и создают узоры и картины. Кусочки наклеивают на основание из камня, дерева или другого твёрдого материала. Разновидностью интарсии является инкрустация, когда пластинки камня врезают в панели из камня, которые затем сошлифовывают до общего уровня и полируют.

Красота и эффектность интарсии зависят от искусства выбора композиции и различных видов камня для создания поверхностей различного цвета и текстуры.

Исходным материалом для флорентийской мозаики являются напиленные пластины толщиной 3–6 мм в зависимости от размеров работы. Флорентийские мастера используют для мозаики мрамор, серпентин и другие камни, аналогичные по твёрдости, текстуре и обрабатываемости.

Изготовление мозаики. Выбранную композицию делят на детали так, чтобы каждая из них могла быть сделана из одной пластины. Контуры деталей, которые будут вырезаться из пластин, должны быть по возможности простыми, без зигзагов и волнистости. Вырезанные из бумаги детали мозаики наклеиваются на выбранные пластины с помощью водостойкого клея.

Детали мозаики вырезаются из пластин по контуру с помощью подрезной пилы с припуском 1,5 мм. На обдирочных кругах, применяемых для кабошонов, края деталей стачиваются точно по линиям контура, причём боковая поверхность должна быть под прямым углом к поверхности. Далее следует операция доводки краёв.

Набирают мозаику на стеклянной пластине или на плоской пластине из камня рисунком вниз. Сверху кладётся кусок кальки для исключения прилипания клея к пластине. Все детали плотно подгоняются. Затем из металлических полосок делают обрамление, предварительно закрепив детали мозаики прибитыми к столу деревянными планками.

Далее производится заливка основания. Подложки или основания аналогичны обычным мозаикам. Разница в том, что основание непосредственно накладывают на интарсию, а не вдавливают кусочки камня в подложку, как при создании классической мозаики.

Когда подложка затвердевает, поверхность мозаики шлифуется на планшайбе с применением свободного абразива и полируется обычным способом.

11.5. Инкрустация

Итальянский способ врезной мозаики состоит в том, что в мягком сланце вырезают углубления с плоским дном, чтобы вложить в них пластинки из камня. Края углублений аккуратно подрезают под прямым углом к поверхности. Поверх углублений кладут бумагу, которую либо вдавливают в них, либо затирают графитом, чтобы получить отпечатки контуров углублений. Полученные отпечатки вырезают, и, пользуясь ими как шаблонами, выпиливают из камня пластинки соответствующей формы. Сланец используют чёрного цвета, поэтому небольшие зазоры заполняются чёрной битумной мастикой. После затвердевания мастики всю инкрустированную поверхность шлифуют на планшайбе и полируют с помощью смоляного, хорошо смоченного водой полировальника.14

Вопросы для самопроверки

1. Какие материалы используются для классических мозаик?

2. Каковы материалы и размеры оснований классических мозаик?

3. Как производится заливка мозаики жидким раствором?

4. Какие материалы используются для флорентийской мозаики?

5. Как производится инкрустация по камню?


********************************

Список рекомендуемой литературы

  1.  Алексеев И.С. Основы производства драгоценных металлов, алмазов и ювелирных украшений: учебное пособие / И. С. Алексеев. – М. : Кнорус, 2008. – 600 с.
  2.  Андерсон Б. Определение драгоценных камней: пер. с англ. / Б. Андерсон. – М. : Мир, 1983. – 556 с.
  3.  Андреев В.Н. Огранка самоцветов: Ч.1. Ограночное сырье /
    В. Н. Андреев. – М. : ГИМП РСФСР,
    1957. – 160 с.
  4.  Андреев В.Н. Огранка самоцветов : Ч.2. Технология огранки / В. Н. Андреев. – М. : ГИМП РСФСР, 1958. – 200 с.
  5.  Банн Ч. Кристаллы, их роль в природе и науке / Ч. Банн. – М. : Мир, 1970. – 312 с.
  6.  Беннет Д. Ювелирное искусство: иллюстрированный справочник по ювелирным украшениям / Д. Бенет, Д. Маскетти. – М. : АРТ-РОДНИК, 2007. – 494 с.
  7.  Блейкмор К. Ювелирное дело. Руководство для торговца ювелирными изделиями / К. Блейкмор, Э. Станли.– М. : Олимп-бизнес, 2006. – 376 с.
  8.  Бобылев В.В. Историческая геммология. Геммохронология / В.В. Бобылев. – М. : ВНИГНИ, 2000. – 178 с.
  9.  Боневиц Р. Всё о драгоценных камнях и минералах: пер. с англ. / Р. Боневиц. – М. : Мир; Астрель, 2006. – 360 с.
  10.  Бреполь Э. Теория и практика ювелирного дела / Э. Бреполь. – СПб. : Соло, 2000. – 528 с.
  11.  Вагель-Тайзен В. Оценка бриллиантов / В. Вагель-Тайзен. – М. : Символ, 1996. – 211 с.
  12.  Воронов В.А. Жемчуг / В. А. Воронов. – М. : АСТ, 2004. – 142 с.
  13.  Гомон Г.О. Алмазы. Оптические свойства и классификация / Г. О. Гомон. – М-Л. : Машиностроение, 1966. – 148 с.
  14.  Гураль С. Драгоценные камни / С. Гураль. – М. : Эксмо, 2009. – 304 с.
  15.  Епифанов В.И. Технология обработки алмазов в бриллианты / В. И. Епифанов, А. Я. Песина, Л. В. Зыков. – М. : Высшая школа, 1987. – 335 с.
  16.  Забозлаева Т.Б. Драгоценности в русской культуре XVIIIXX веков : словарь (История. Терминология. Предметный мир) / Т. Б. Забозлаева. – СПб. : Искусство-СПБ, 2003. – 464 с.
  17.  Зубрилина С.Н. Справочник по ювелирному делу / С. Н. Зубрилина. – Ростов н/Д : Феникс, 2006. – 347 с.
  18.  Камни мира / ред. группа: М. Аксёнова, Е. Ананьева, А. Ростоцкая [и др.]. – М. : Мир энциклопедий Аванта+; Астрель, 2007. – 184 с. – (Самые красивые и знаменитые).
  19.  Каплан Н.И. Русская народная резьба по мягкому камню / Н. И. Каплан. – М. : Всесоюзное кооперативное издательство, 1955. – 76 с.
  20.  Корнилов Н.И. Ювелирные камни / Н. И. Корнилов, Ю. П. Солодова. – М. : Недра, 1987. – 282 с.
  21.  Кроу Д. Справочник для ювелиров: руководство по оценке и использованию драгоценных камней / Д. Кроу. – М. : АРТ-РОДНИК, 2006. – 176 с.
  22.  Куликова С.А. Справочник эксперта-геммолога и оценщика ювелирных изделий / С. А. Куликова. – М. : Клио, 2003. – 178 с.
  23.  Москвин А.Г. Драгоценности мира / А. Г. Москвин. – М. : АСТ, 2004. – 351 с.
  24.  Никифоров Б.Т. Ювелирное искусство / Б. Т. Никифоров, В. В. Чернова. – Ростов н/Д : Феникс, 2006. – 349 с.
  25.  Новиков В.П. Ручное изготовление ювелирных украшений / В. П. Новиков, В. С. Павлов. – СПб. : Политехника, 1991. – 206 с.
  26.  Новиков В.П. Практикум по ювелирному делу / В. П. Новиков. – СПб. : Континент, 2005. – 944 с.
  27.  Пирайнен В.Ю. Материаловедение художественной обработки: учебник для вузов / В. Ю. Пирайнен. – СПб. : Химиздат, 2008. – 480 с.
  28.  Простаков С.В. Ювелирное дело / С. В. Простаков. – Ростов н/Д : Феникс, 2003. – 352 с.
  29.  Путолова Л.С. Самоцветы и цветные камни / Л. С. Путолова. – М. : Недра, 1991. – 192 с.
  30.  Пыляев М.И. Драгоценные камни, их свойства, местонахождения и применение / М. И. Пыляев. – СПб. : Кристалл, 2007. – 192 с.
  31.  Рид П. Геммология : пер. с англ. / П. Рид. – М. : Мир; АСТ, 2003. – 366 с.
  32.  Синкенкес Д. Руководство по обработке драгоценных и поделочных камней : пер. с англ. / Д. Синкенкес. – М. : Мир, 1989. – 424 с.
  33.  Смит Г. Драгоценные камни : пер. с англ. / Г. Смит. – М. : Мир, 1984. – 558 с.
  34.  Солодова Ю.П. Определитель ювелирных и поделочных камней: справочник / Ю. П. Солодова, Э. Д. Андрейченко, Б. Г. Гранадчикова. – М. : Недра, 1985. – 224 с.
  35.  Сусик-Форнефельд К. Драгоценные камни и минералы: пер. с англ./ К. Сусик-Форнефельд. – М. : АСТ, 2004. – 287 с.
  36.  Федотов Г.В. Когда оживает камень / Г. В. Федотов. – М. : АСТ-Пресс. – 144 с.
  37.  Ферсман А.Е. Занимательная минералогия / А. Е. Ферсман. – Л. : Детская литература, 1975. – 238с.
  38.  Ферсман А.Е. Очерки по истории камня : в 2 т. / А. Е. Ферсман. – М. : ТЕРРА-Книжный клуб, 2003. – 1 т. – 304 с., 2 т. – 336 с.
  39.  Халилов И.Х. Литьё с камнями / И. Х. Халилов. – Махачкала, 2003. – 184 с.
  40.  Шуман В. Драгоценные и полудрагоценные камни : пер. с нем. / В. Шуман. – М. : БММ, 2006. – 312 с.
  41.  Щербань Л.М. Огранка алмазов в бриллианты / Л. М. Щербань. – Киев : Высшая школа, 1988. – 200 с.


Приложение 1

Твёрдость некоторых самоцветов по шкале Мооса

Самоцвет

Твёр-дость

Самоцвет

Твёр-дость

Самоцвет

Твёр-дость

Алмаз

Рубин

Сапфир

Александрит

Хризоберилл

Шпинель

Топаз

Аквамарин

Берилл

Изумруд

Эвклаз

Пироп

Аметист

Авантюрин

10

9

9

8,5

8,5

8

8

7,5–8

7,5–8

7,5–8

7,5

7–7,5

7

7

Горный

хрусталь

Раухтопаз

Агат

Халцедон

Яшма

Везувиан

Авантюриновый

полевой шпат

Лунный камень

Нефрит

Рутил

Опал

Родонит

7

7

6,5–7

6,5–7

6–7

6,5

6–6,5

6–6,5

6–6,5

6–6,5

5,5–6,5

5,5–6,5

Лазурит

Бирюза

Обсидиан

Малахит

Кораллы

Жемчуг

Гагат

Серпентин

Слоновая кость

Янтарь

Алебастр

Вивианит

Сера

5–6

5–6

5–5,5

3,5–4

3–4

3–4

2,5–4

2,5

2–4

2–3

2–2,5

1,5–3

1,5–2


Приложение 2

Меры массы драгоценных камней

Стандартная международная (СИ) единица массы – килограмм (кг). Более часто используются граммы (г) и миллиграммы (мг):

- 1 кг (kg) = 1000 г (g);

- l г = 1000 мг (mg) = 0,03527 унции авердюпойз = 0,03215 тройской унции;

- 1 унция авердюпойз = 28,349 г;

- 1 тройская унция = 31,103 г.

При взвешивании самоцветов в качестве единицы массы используют караты (кар):

- 1 кар (ct) = 0,2 г = 0,00705 5 унции авердюпойз = 0,006430 тройской унции;

- 1 г = 5 кар;

- 1 унция авердюпойз = 141,747 кар;

- 1 тройская унция = 155,517 кар.

При взвешивании жемчужин в качестве единицы массы можно использовать гран:

- 1 гран = 0,25 кар (1кар = 4 гран).

Единица измерения массы всех разновидностей японского культивированного жемчуга – момме:

- 1 момма = 75 жемчужных грана = 18,75 кар = 3,75 г.

Массу ограненных алмазов (меньше 1 кар) выражают в пойнтах:

- 1 пойнт = 0,01 кар (1кар = 100 пойнтам)

Иногда возможно измерение массы в фунтах:

- в системе английских мер 1 фунт (lb) (торг) = 0,45359237 кг; 1 фунт (аптекарский и тройский, или монетный) = 0,37324177 кг.

- в системе русских мер – 1 фунт = 0,40951241 кг = 1/ 40 пуда = 32 лотам = 96 золотникам = 9216 долям.


Приложение 3

Цвет драгоценных камней

Градации цвета драгоценных камней не могут быть вполне определёнными, и поэтому приводимые ниже подразделения весьма общие и в каждом случае возможно большое разнообразие окрасок.

А. Прозрачные и просвечивающие камни

Бесцветные и белые

Алмаз, амблигонит, апатит, апофиллит, ахроит, аугелит, берилл (редко), бериллонит, гамбергит, гемиморфит, гердерит, гошенит (ростерит), данбурит, датолит, касситерит (редко), кварц (горный хрусталь), кордиерит, корнерупин, корунд, лейкогранат, лейкосапфир, обсидиан, опал (редко), петалит, полевой шпат (лунный камень), поллуцит, скаполит, сподумен, тафеит, топаз, томсонит, тсаворит, турмалин (ахроит, редко), фенакит, флюорит (редко), хризоберилл (редко), циркон (термически обработанный), шеелит, шпинель (обычно синтетическая), эвклаз.

Красные

Алмаз (редко), гранат (альмандин, пироп, спессартин), биксбиит, карнеол, корунд (рубин), обсидиан, опал (огненный опал), родонит, родохрозит, рубеллит (сибирит), скаполит, тафеит, топаз, томсонит, тугтупит, цинкит, циркон (гиацинт), шпинель, элеолит (нефелин).

Розовые

Алмаз, апатит, апофиллит, берилл (воробьевит или морганит), гердерит, данбурит, кварц (розовый кварц), корнерупин, корунд, кунцит (сподумен), лепидилит, опал, петалит, пироксмангит, пьемонтит, родолит, родохрозит, розолит (гроссуляр), рубеллит (турмалин), рубин, скаполит (вернерит), смитсонит, спессартин, тафеит, топаз (термически обработанный), томсонит, тугтупит, тремолит (гексагонит), тулит, флюорит, шпинель.

Оранжевые

Алмаз, виллемит, гелиодор, гессонит, опал, ортоклаз, сапфир (падпараджа), сердолик, скаполит, спессартин, сфалерит, титанит, фриделит, целестин, циркон, цитрин, шеелит, шпинель, янтарь.

Жёлтые

Аксинит, алмаз (также облучённый), амблигонит, апатит, апофиллит, берилл, бериллонит, бразиллианит, брукит, виллемит, гелиодор, гердерит, гессонит, гранат (андрадит, гроссуляр, спессартин), гумит, данбурит, датолит, диопсид, дравит, идокраз, канкринит, касситерит, кварц (кернгорм, цитрин), кварцевое стекло, корнерупин, корунд, мелифанит, обсидиан, опал, петалит, полевой шпат (ортоклаз), пренит, родицит, рутил (синтетический), сапфир, сингалит, скаполит, смитсонит, сподумен, сфалерит, сфен или титанит, томсонит, топаз, топазолит, турмалин, фенакит, флюорит, хондродит, хризоберилл, хризолит, целестин, цимофан, цинковая обманка, циркон, цитрин, цоизит, шеелит, шпинель, янтарь.

Зелёные

Авантюрин, александрит, алмаз (редко природный, а также облучённый), андрадит, андалузит, апатит, апофеллит, берилл (аквамарин, изумруд), бразилианит, везувиан или калифорнит, верделит, гемиморфит, гердерит, гидденит, гидрогроссуляр (трансваальский жад), гроссуляр, датолит, демантоид, диопсид, диоптаз, жадеит, идокраз, изумруд, кварц (термически обработанный аметист), кианит, корнерупин, линтонит (томсонит), плазма, празем, празиолит, пренит, сапфир, смитсонит, сфен или титанит, тафеит, тектит, тремолит, тсаворит, турмалин, уваровит, увит, фибролит, флюорит, хризопраз, хризолит, хризоберилл, хромдиопсид, цимофан, циркон, цоизит, шпинель, эвклаз, эканит, энстатит, эпидот.

Голубые

Аквамарин, аксинит, алмаз, апатит, виолан, гемиморфит, главколит, еремевит, индиголит, кианит, кордиерит, сапфир, содалит, танзанит, шпинель, эвклаз.

Синие

Азурит, аквамарин-максикс, алмаз (редко природный, а также облучённый), апатит, бенитоит, берилл, еремеевит, индиголит, кианит, кордиерит, корунд (сапфир), кунцит, скаполит, танзанит, топаз, турмалин, фибролит, циркон (термически обработанный), цоизит, шпинель, эвклаз.

Фиолетовые, сиреневые, пурпурные

Алмаз, альмандин, апатит, виолан, гердерит, кварц (аметист), кианит, кордиерит, корунд, кунцит или сподумен, сапфир, скаполит, танзанит, тафеит, флюорит, шпинель.

Коричневые

Авантюрин, аксинит, алмаз (также облученный), амблигонит, апатит, анатаз, андалузит, гессонит, гранат (гроссуляр), гумит, дравит, дюмортьерит, идокраз, касситерит, карнеол, кварц (дымчатый кварц), клиногумит, нефелин, обсидиан, рутил, сапфир, сардер, сингалит, скаполит, ставролит, сфалерит, сфен или титанит, топаз, турмалин, флюорит, хондродит, хризоберилл, цинковая обманка, циркон (гиацинт), янтарь.

Серые (чёрные)

Кварц дымчатый, морион, обсидиан, соколиный глаз, халцедон.

Б. Полупрозрачные, непрозрачные

и просвечивающие в тонких сколах

Белые

Агальматолит, беломорит, волластонит, гипс (алебастр), жадеит, жемчуг, кальцит (мрамор), кахолонг, коралл, корнерупин, нефрит, опал, пектолит, сепиолит, солнечный камень, стеатит, халцедон, янтарь.

Красные

Жадеит, карнеол, коралл, корунд звездчатый, обсидиан, пурпурит, родонит, родохрозит, тугтупит, тулит, халцедон (гелиотроп), яшма.

Розовые

Агальматолит, апофиллит, гранат (массивный гроссуляр), жемчуг, коралл, корунд звездчатый, пурпурит, родицит, родонит, родохрозит, стихтит, тугтупит, цоизит (тулит), яшма.

Жёлтые

Агальматолит, жадеит, маркизит, мраморный оникс, нефрит, пирит, янтарь, яшма.

Зелёные

Авантюрин, агальматолит, амазонит, бирюза, вардит, варисцит, гелиотроп, гемиморфит, гидрогроссуляр (трансваальский жад), гранат (массивный гроссуляр), жад (жадеит, нефрит), идокраз (калифорнит), калифорнит (везувиан), корнерупин, малахит, мраморный оникс, моховик, празопал, псевдофит, серпентин, смитсонит, халцедон (плазма, празем, хризопраз), хлорастролит, эпидот, яшма.

Голубые

Амазонит, бирюза, виолан (диопсид), геммиморфит, дюмортьерит, жемчуг, кианит, лазурит, одонтолит, пектолит, сапфирин, содалит, хризоколла, церулеит.

Синие

Азурит, афганит, бирюза, дюмортьерит, лазулит, лазурит, ляпис-лазурь, содалит, флюорит («блу Джон»), хризоколла, церулит.

Фиолетовые, сиреневые

Лепидолит, флюорит, чароит.

Коричневые

Авантюрин, жадеит, корнерупин, корунд звездчатый, мраморный оникс, обсидиан, сардер, ставролит, тигровый глаз, халцедон, цимофан, шокшинский кварцит, яшма.

Серые, чёрные

Алмаз, гагат, гематит, жадеит, жемчуг, касситерит, коралл, корнерупин, корунд звездчатый, лабрадор, меланит (шорломит), морион, нефрит, обсидиан, оникс, опал, турмалин, халцедон, шпинель, энстатит звездчатый, эпидот, яшма.


Приложение 4

Цвет черты самоцветов, поделочных камней

и коллекционных минералов

Белый, бесцветный, серый

Авантюрин, авантюриновый полевой шпат, агат, агат моховой, аквамарин, аксинит, актинолит, алебастр, александрит, альмандин, амазонит, амблигонит, аметист, аметистовый кварц, анатаз, ангидрит, андалузит, апатит, апофиллит, аугелит, барит, баритокальцит, бенитоит, берилл, бериллонит, бирюза, битовнит, бразилианит, варисцит, везувиан, виллемит, галлиант, гамбергит, ганит, гаюин, гейлюссит, гемиморфит, гессонит, гидденит, гиперстен, говлит, горный хрусталь, гроссуляр, данбурит, датолит, демантоид, джевалит (фианит), диопсид, доломит, жадеит, жад-альбит, жемчуг, ИАГ-гранат, изумруд, кальцит, канкринит, касситерит, кварц, дымчатый кварц, розовый кварц, кианит, колеманит, кораллы, кордиерит, корнерупин, кунцит, лабрадорит, лазулит, лейцит, лунный камень, магнезит, молдавит, натролит, нефрит, обсидиан, опал, ортоклаз, перидот, периклаз, перистерит, петалит, празиолит, пренит, пироп, родолит, родонит, родохрозит, рубин, санидин, сапфир, сепиолит, серпентин, сидерит, силлиманит, сингалит, скаполит, слоновая кость, смитсонит, содалит, спессартин, ставролит, стеатит (жировик), стекло, страз, танзанит, титанит, томсонит, топаз, тремолит, турмалин, уваровит, улексит, фабулит, фенакит, флюорит, фосгенит, халцедон, хлоромеланит, хризоберилл, хризоколла, хризопраз, цейлонит, целестин, церуссит, циркон, цитрин, шеелит, шпинель, эвклаз, элеолит, энстатит, эпидот, янтарь, яшма.

Красный, розовый, оранжевый

Гематит, крокоит, куприт, прустит, рутил, танталит, цинкит (сфен), яшма.

Жёлтый, оранжевый, коричневый

Апатит, вивианит, вульфенит, гагат, гиперстен, ильменит, касситерит, крокоит, куприт, прустит, псиломелан, рутил, сера, сфалерит, танталит, тигровый глаз, хромит, цинкит (сфен), яшма.

Зелёный, жёлто-зелёный, сине-зелёный

Гарниерит, диоптаз, малахит, пирит, халькопирит, хризоколла.

Синий, сине-зелёный, красно-фиолетовый

Азурит, диоптаз, дюмортьерит, лазурит.

Чёрный, серый

Апатит, гагат, ганит, гиперстен, ильменит, пирит, псиломелан, танталит, халькопирит, церуссит, эпидот.


Приложение 5

Светопреломление и двупреломление самоцветов

Камень

Светопре-ломление

Двупре-ломление

Камень

Светопре-ломление

Двупре-ломление

Гематит

Прустит

Рутил

Куприт

Крокоит

Анатаз

Фабулит

Алмаз

Танталит

Вульфенит

Сфалерит

Сера

Джевалит

Фосгенит

Хромит

Касситерит

Церуссит

Титанит

Галлианит

Цинкит

Циркон

Шеелит

Пурпурит

Малахит

Демантоид

Уваровит

Сидерит

Смитсонит

Азурит

ИАГ-гранат

2,94–3,22

2,792–3,088

2,62–2,90

2,849

2,31–2,66

2,49–2,55

2,40–2,42

2,417–2,419

2,24–2,41

2,30–2,40

2,368–2,371

1,960–2,248

2,15–2,20

2,117–2,145

2,1

1,997–2,093

1,804–2,078

1,885–2,050

2,03

2,013–2,029

1,777–1,987

1,918–1,934

1,84–1,92

1,655–1,909

1,888–1,889

около 1,870

1,63–1,87

1,621–1,849

1,730–1,838

1,83

-0,28

-0,296

+0,28

нет

+0,35

-0,06

нет

нет

+0,17

-0,10

нет

+0,288

нет

+0,026

нет

+0,096

-0,274

+0,105

до +0,135

нет

+0,016

+0,059

+0,016

+0,08

-0,254

нет

нет

-0,24

-0,228

+0,108

нет

Апатит

Лазулит

Актинолит Пренит

Топаз

Амблигонит

Данбурит

Гемиморфит

Целестин

Гамбергит

Смарагдит

Нефрит

Вивианит

Бразилианит

Тремолит

Колеманит

Ангидрит

Говлит

Эканит

Берилл

Вардит

Варисцит

Стеатит

(жировик)

Аугелит

Аквамарин Изумруд

1,632–1,648

1,615–1,645

1,618–1,641

1,61–1,64

1,610–1,638

1,611–1,637

1,630–1,636

1,614–1,636

1,622–1,631

1,559–1,631

1,608–1,630

1,600–1,627

1,580–1,627

1,603–1,623