Имитации сапфира и способы их выявления

Рассмотрим вначале природные камни. Синий цоизит можно определить лишь с помощью рефрактометра, правда, у кианита, который изредка встречается в виде прекрасных синих кристал­лов, показатели преломления очень ненамного превышают цоизитовые. Но у кианита гораздо больше двупреломление (0,016), что может служить хорошим отличительным признаком. Очень хоро­шая спайность кианита затрудняет огранку и придает камню ха­рактерный вид. Его твердость сильно меняется (от 4 до 7) в зави­симости от направления царапания, но в случае ограненных кам­ней это свойство, естественно, не может быть использовано для диагностики.

Синяя шпинель дает один показатель преломления на рефрак­тометре (1,72), который заметно ниже показателя преломления синтетической шпинели (1,728). Однако следует помнить, что в природной шпинели почти всегда присутствуют цинк (замещаю­щий магний) и железо, которое обусловливает окраску камня. Цинк может значительно повышать показатель преломления шпи­нели, иногда до 1,735. В некоторых ганошпинелях, как иногда на­зывают богатые цинком разновидности, присутствует до 20% цин­ка, вследствие чего показатель преломления достигает значения 1,75, а удельный вес превышает 4,0. Для определения шпинели полезен ее спектр поглощения. Он имеет широкую полосу в синей части спектра при 4590 А, которую следует отличать от узкой по­лосы при 4500 А, характерной для спектра поглощения природно­го сапфира. К счастью, это не все: имеется также более узкая по­лоса в зеленой части спектра при 4800 А и еще две полосы в зеле­ной (при 5550 А) и желтой (при 5920 А) частях спектра, которые особенно отчетливы. Полоса в оранжевой части (при 6320 А) при­дает спектру шпинели еще более определенный вид. Такие же по­лосы наблюдаются в спектре лиловатых и коричневатых красных шпинелей, и это необходимо помнить.

Синий турмалин, иногда называемый индиголитом, имеет очень близкие показатели преломления—от 1,62 до 1,64, поэтому для идентификации камня его достаточно изучить с помощью рефрак­тометра. Дополнить картину может довольно узкая и нечеткая ли­ния поглощения между зеленой и синей частями спектра при 4970 А.

Очень красив иолит, хотя цвет его довольно тусклый и ему не­достает блеска и богатства оттенков лучших сапфиров. Камень достаточно твердый и широко используется в недорогих украше­ниях. Показатели преломления иолита близки к показателям преломленния кварца, однако внимательное наблюдение за изменением положения края затененной области при вращении камня показывает, что минерал является двуосным, а не одноосным, как кварц. Общеизвестен очень характерный плеохроизм иолита — в одном направлении он кажется фиолетовым, тогда как в другом выглядит бледным дымчато-желтым. Это свойство послужило ос­нованием для возникновения одного из его названий — «дихроит». Другое название иолита — «кордиерит».

Последним из природных камней, похожих на сапфир, следует упомянуть бенитоит. Не будь он таким редким, его красота и твердость позволили бы ему занять более достойное место в ряду драгоценных камней. Бенитоит найден в Калифорнии в одном или двух месторождениях, где он встречается в небольших количест­вах в виде мелких камней. По этой причине бенитоит является скорее коллекционным, чем ювелирным камнем. Показатели пре­ломления бенитоита близки к показателям преломления сапфира (1,75-1,80, у сапфира 1,76-1,77). Однако он имеет значительно большее двупре­ломление (0,047, у сапфира 0,008), что легко определяется на рефрактометре. Во время открытия этого минерала (1907 г.) рефрактометр еще не стал инструментом широкого пользования, и лишь благодаря сильному дихроизму камня возникло подозрение, что это не сап­фир, за который его приняли сначала. Красоту бенитоиту кроме яркого синего цвета придает его высокая дисперсия, сравнимая с дисперсией алмаза, которая делает камень таким живым.

Обратимся теперь к другой насущной проблеме: как отличить природный сапфир от синтетического сапфира? Для этого исполь­зуются те же общие методы, которые применяются при определе­нии рубинов. По показателям преломления и удельному весу их нельзя различить; самым надежным средством является исследо­вание внутренних особенностей камня. Для сапфира обычно дос­таточен простой осмотр невооруженным глазом, если камень по­гружен в жидкость, например монобромнафталин, и рассматрива­ется на белом фоне. Можно наблюдать распределение окраски: в синтетическом сапфи­ре всегда имеются изогнутые различно окрашенные полосы, тогда как в природных камнях полосы прямые и располагаются па­раллельно одной или нескольким граням гексагональной призмы первичного кристалла. Изогнутые полосы в синтетичес­ком сапфире более заметны, чем в синтетическом рубине, поскольку они у него шире; в рубине они располагаются близко друг от друга и их трудно различить невооруженным глазом. Га­зовые пузырьки, одиночные или собранные в группы, — характер­ный признак синтетических материалов, полученных методом Вернейля, и синтетический сапфир обычно содержит такие пу­зырьки.

Природные камни почти всегда обнаруживают следы медленной кристаллизации из химически сложных жидкостей. Растущий кристалл сапфира мог захватывать материнский раствор, который оставался в виде включения в кристалле как немой свидетель, по­могающий в наших расследованиях. Включения в природных сап­фирах несколько различны для разных месторождений. Так, ти­пичные включения в цейлонских сапфирах состоят из слоев мел­ких кристаллов или жидких включений, которые отражают свет от одной плоскости, причем эти слои часто слегка изогнуты и по­хожи на отпечаток пальца. Другие характерные вклю­чения в цейлонских сапфирах представлены округлыми кристалла­ми циркона, имеющими высокий рельеф и окруженными гало, похожими на трещины. В цейлонских сапфирах нередко встречаются трехфазные включения, содержащие жидкость, под­вижный газовый пузырек и кристалл гематита или другого минерала. Характерен для них и «шелк». Сиамские сапфиры напоминают сиамские рубины часто присутствующими в них ок­руглыми непрозрачными кристаллами, окруженными дискообраз­ными кружевными включениями. Эффектная молочность кашмир­ских сапфиров обусловлена мельчайшими жидкими включениями.

Кроме того, они содержат типичные включения небольшого раз­мера.

Одним из способов определения природы сапфир а, у которого отсутствуют явные признаки определенной генетической принад­лежности, является исследование камня в проходящем свете с по­мощью малого призменного спектроскопа. Большинство природных сапфиров дает узкую полосу поглощения в дальней синей части спектра, а иногда группу из трех полос с наиболее интенсивной полосой при 4500 А. Если эта полоса видна, то ка­мень несомненно относится к природным, поскольку синтетические камни подобных полос в спектре не имеют. У всех без исключения австралийских сапфиров интенсивны все три полосы, тогда как в спектрах сапфиров из Монтаны, Сиама, Кении, Кашмира и Бирмы интенсивность их снижается (в порядке перечисления местонахождений). У некоторых цейлонских камней практически не видна даже полоса при 4500 А, однако они часто содержат следы хрома и поэтому дают яркий красный дублет флюоресценции. (Нелиш­не будет отметить, что некоторые синтетические сапфиры также дают красную флюоресценцию.)

С помощью коротковолновой ультрафиолетовой лампы можно различить природные и синтетические сап­фиры, хотя, как и все другие испытания на флюоресценцию, этот метод должен применяться с осторожностью и полностью пола­гаться на него не следует. Титан, присутствующий в синтетических синих сапфирах, повышает беловатую и грязно-зеленую флюорес­ценцию на поверхности; для наблюдения такой флюоресценции требуется почти полная темнота и адаптация глаз. Эффект наи­более заметен, если на освещаемый камень смотреть сбоку. Такой же эффект дают природные цейлонские сапфиры с очень низким содержанием железа, однако большинство природных камней инертно к коротковолновым ультрафиолетовым лучам. Если с по­мощью лупы наблюдать флюоресцирующие синтетические камни, часто на их поверхности можно заметить изогнутые линии роста (они видны более отчетливо, чем при обычном освещении). Это может означать только то, что исследуемый камень представляет собой синтетический сапфир. Как уже отмечалось в лекции о ру­бине, использование коротковолнового ультрафиолетового излуче­ния особенно полезно в тех случаях, когда в кольце или браслете среди природных камней, составляющих большинство, обнаружены под микроскопом один или два синтетических сапфира. Если эти сомнительные камни флюоресцируют, то это служит еще одним доказательством их природы; кроме того, это дает полную гаран­тию того, что в группе больше нет синтетических камней.

Кроме синтетического сапфира для имитации сапфира иногда используют синтетическую шпинель. Такую подделку обычно лег­ко выявить путем простого осмотра, поскольку при искусственном или солнечном освещении наблюдаются красные рефлексы от не­которых задних граней благодаря значительной доле красной об­ласти в спектре кобальта — элемента, окрашивающего шпинель в синий цвет. Его присутствие в синтетических камнях приводит к тому, что под фильтром Челси такие камни выглядят ярко-крас­ными. Аналогичный эффект наблюдается в синих стеклах, окра­шенных кобальтом, и в синих дублетах, у которых площадка вы­полнена из граната, а все остальные грани — из окрашенного ко­бальтом стекла.

О новом типе сапфирового дублета, чрезвычайно похожего на настоящий камень и вызвавшего большое беспокойство у ювели­ров, уже было упомянуто в начале лекции. Для изготовления коронки ограненного камня в нем используется тонкая пластинка австралийского природного сапфира, обычно зеленовато-синего цвета, которая по плоскости рундиста приклеивается к основанию из синего синтетического сапфира.

Место соединения частей дублета часто совершенно незамет­но, так что партии таких незакрепленных дублетов сначала при­нимали за природные камни без каких-либо сомнений. В коронке камня видны прямолинейные цветные полосы и природные вклю­чения, создающие полное впечатление природного камня, а в спек­троскопе наблюдается характерный набор полос поглощения, под­тверждающий это впечатление. Как всегда в тех случаях, когда существует реальная возможность встретиться с дублетами, преж­де всего необходимо задать себе вопрос: не является ли данный камень составным? Если при этом оправа затрудняет наблюдение изогнутых линий роста или пузырьков в основании камня, хоро­шим доказательством его природы станет беловато-синяя или зеле­новатая флюоресценция, возникающая при облучении синтетичес­ких камней коротковолновым ультрафиолетовым светом.

Некоторые имитации сапфира, выполненные из стекла, окра­шены не кобальтом, а железом и т. п., поэтому они не выглядят красными под фильтром Челси. Синюю синтетическую шпинель легко отличить от сапфира по отсутствию дихроизма и только од­ному показателю преломления (1,127). Цейлонские сапфиры часто содержат сле­ды окиси хрома и поэтому выглядят под фильтром красными. Эффекты, наблюдаемые под фильтром, никогда не следует прини­мать слепо, как окончательное доказательство природы рассмат­риваемого камня. Они должны рассматриваться только как один из важных диагностических признаков.

 

В таблице приведен ряд констант различных синих камней.

 

Камень	Твердость по Моосу	Удельный вес	Показатели преломления	Двупрелом-ление	Плеохроизм
Сапфир Бенитоит Кианит Синтетическая шпинель Шпинель Топаз Цоизит Турмалин Берилл Иолит	6,5 4—6   6,5 7,5	3,99 3,67 3,69   3,63 3,60 3,56 3,35 3,10 2,70 2,59	1,76—1,77 1,75—1,80 1,71—1,73   1,727 1,72 1,61—1,62 1,69—1,70 1,62—1,64 1,57—1,58 1,53—1,54	0,008 0,047 0,016   Нет Нет 0,008 0,009 0,020 0,006 0,009	Сильный Сильный Сильный   Нет Нет Средний Сильный Сильный Сильный Сильный

 

 

Лекция 6.Изумруд (1 часа).

 

1.Физические, оптические и морфологические свойства изумруда и способы их определения.