Имитации алмаза и способы их выявления

 

Выше при описании свойств алмаза уже было упомянуто боль­шинство известных имитаций этого камня и указаны некоторые их свойства. Однако полезно рассмотреть все имитации, отмечая характерные особенности каждой из лих.

После первого успеха (в 1955 г.) в получении очень мелких синтетических алмазов, пригодных для технических целей, компа­ния «Дженерал электрик» в США объявила (в 1970 г.) о синтезе ювелирных кристаллов алмаза различного цвета весом до 1 ка­рата. Стоимость их производства огромна, и они вряд ли смогут соперничать с природными ювелирными алмазами, по крайней ме­ре в ближайшие годы. Эти синтетические камни при исследовании обнаруживают характерные особенности, а именно электропровод­ность и сильную флюоресценцию.

Для имитации алмаза используются бесцветный циркон, синте­тический рутил, титанах стронция, синтетическая бесцветная шпи­нель, синтетический бесцветный сапфир, алмазные дублеты и пас­ты (свинцовое стекло). Сравнительно недавно появились синтети­ческие иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ), гадолиний-галлиевый гранат (ГГГ) и кубическая окись циркония. При хорошей, ненару­шенной огранке за коричневые или зеленые алмазы иногда могут быть ошибочно приняты природные минералы — сфен, шеелит, сфалерит и демантоид.

Иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ) продается под названием «даймонэр». Это твердый, прозрачный, бесцветный, изотропный материал, обладающий ясной дисперсией и по внешнему виду до­вольно сильно напоминающий алмаз. Так как его показатель преломления (1,834) лежит за пределами шкалы стандартного рефрактометра, определение закрепленного камня может вызвать затруднения. При погружении ИАГ в жидкость с показателем 1,81, применяющуюся для рефрактометра, он становится практически невидимым. При облучении рентгеновскими или ультрафиолето­выми лучами он дает желтую флюоресценцию (алмаз в этих ус­ловиях обычно светится голубым светом). Между скрещенными поляроидами, как и у некоторых стекол, видна псевдоодноосная интерференционная фигура. Конечно, корунд будет царапать ИАГ, а при наличии необходимого оборудования можно убедиться, что он почти непрозрачен для рентгеновских лучей. Алмаз гораздо прозрачнее для рентгеновских лучей, чем этот гранат или любой другой камень из вышеперечисленных имитаций алмаза. Удельный вес иттрий-алюминиевого граната 4,57.

Гадолиний-галлиевый гранат (ГГГ) также представляет собой синтетический материал, причем название «гранат» в этом случае означает только то, что эти искусственные кристаллы имеют такую же кристаллическую структуру, как и природные силикатные гра­наты. Это соединение гадолиния известно как материал, способ­ный имитировать алмаз. Более высокие, чем у ИАГ, показатель преломления (2,03) и дисперсия (0,038) могли бы придать ему еще большее сходство с алмазом, если бы не часто встречающийся ко­ричневый оттенок; следует помнить, что ИАГ, если он специально не окрашен, абсолютно бесцветен. Гадолиний-галлиевый гранат имеет чрезвычайно высокий удельный вес (7,05 г/см³).

Кубическая окись циркония (В России она называется «фианит», так как впервые была синтезирована в Физическом институте АН СССР (ФИАН)), пожалуй, самая эффектная из всех имитаций алмаза, является кубической модификацией окиси циркония. Стабильная форма этого соединения имеет моноклин­ную структуру и встречается в природе в виде минерала бадделеита. Для стабилизации кубической модификации в окись цир­кония добавляют окислы кальция или иттрия. Свойства окиси цир­кония слегка варьируют в зависимости от выбранного «стабилиза­тора». Так, в случае добавки окиси кальция ее удельный вес ра­вен 5,65, а при добавке окиси иттрия — 5,95. Показатель преломле­ния и дисперсия равны 2,17 и 0,060 соответственно. Новый мате­риал имеет много коммерческих названий, данных ему фирмами-производителями. «Фианит» — название, принятое в СССР; швей­царская фирма «Джевахирджан» (известная огромным объемом, производства вернейлевской синтетики) выпускает кубическую окись циркония под названием «джевалит»; нью-йоркская фирма продает ее как «диамонеск». Последнее название имеет по край­ней мере то преимущество, что здесь нет окончания -ит, которое следовало бы сохранить только для природных минералов.

Все синтетические материалы, предназначенные для имитации алмаза, легко отличить от алмаза, когда они не закреплены в оп­раве, по их гораздо большему удельному весу. Закрепленные же камни нужно внимательно исследовать с помощью лупы, чтобы узнать, имеют ли они идеально плоские грани или острые ребра на стыке граней, поскольку эти особенности характерны практи­чески только для алмаза. Если камень достаточно большой, пра­вильное заключение позволяют сделать показания, снятые с пло­щадки с помощью таких рефлектометров, как «Глаз ювелира», «Алмазный глаз» и др. При отсутствии такого прибора сравнение внешнего вида камня, погруженного в йодистый метилен, с эталон­ным алмазом выявит у подделки значительно более низкий конт­раст, чем у алмаза. Самым характерным признаком алмазов служат природные включения, однако высококачественные кам­ни их не содержат. В искусственной окиси циркония иногда при­сутствуют микроскопические пузырьки.

Кроме слегка заваленных ребер, что, по-видимому, является основной особенностью джевалита, на его рундисте обычно видна обусловленная быстрой обдиркой вертикальная штриховка, кото­рая отличается от картины поверхности после обработки ее ал­мазным порошком. Некоторые образцы окиси циркония дают узкие линии в желто-зеленой или фиолетовой частях спектра поглоще­ния. Их наличие следует рассматривать как дополнительный признак, говорящий о том, что камень не является алмазом, одна­ко в видимой области спектра поглощения большинство образцов новых синтетических материалов не обнаруживает каких-либо особенностей, говорящих об их природе.

Бесцветный циркон — единственный распространенный бесцвет­ный природный камень, имеющий «игру», благодаря чему неопыт­ный человек может принять его за алмаз. В прошлом в большин­стве случаев продажа подделок, например так, называемых «ал­мазных» колец, которыми торговали в трактирах и других подоб­ных местах, стала возможной вследствие того, что циркон весьма похож на алмаз. Даже геммологу не просто различить эти два камня. Циркон можно узнать под хорошей лупой 8- или 10-крат­ного увеличения по раздвоению ребер задних граней из-за сильно­го двупреломления камня, а спектроскоп может быть использован для подтверждения диагноза.

Вольфрамат кальция — минерал шеелит, хорошо известный как важная вольфрамовая руда, иногда встречается в виде прозрачных бесцветных, желтых, оранжевых или коричневых обломков. Хорошая огранка придает этим камням привлекательный вид и делает их очень похожими на алмаз. Шее­лит имеет небольшую твердость (5 по шкале Мооса) и встречает­ся слишком редко, чтобы его можно было использовать для массо­вого производства ювелирных изделий. Тем не менее его не сле­дует игнорировать (что обычно делают) в книгах по драгоценным камням. Хорошо ограненный в форме бриллианта и соответствую­щим образом оправленный, шеелит при беглом осмотре легко мож­но принять за алмаз. Но даже если установлено, что камень не является алмазом, это нисколько не облегчает его идентифика­цию— настолько мало изучен этот минерал.

Показатели преломления шеелита (1,920 и 1,937) выходят за пределы шкалы стандартного рефрактометра. Его двупреломление равно 0,017, т. е. оно такое же, как у турмалина, и, если камень не очень мал, можно наблюдать раздвоение ребер задних граней с помощью лупы 10-кратного увеличения. Дисперсия шеелита (0,026) достаточно высока, и с ней связана его красивая «игра». Удельный вес шеелита около 6, что, естественно, помогает при его определении, если камень не закреплен в оправе.

Общеизвестная особенность шеелита — его реакция на ультра­фиолетовое облучение: он инертен к длинноволновым лучам, но дает яркую беловато-голубую флюоресценцию при освещении ко­ротковолновым излучением. В шеелите, как в минерале, содержа­щем кальций, часто присутствуют редкоземельные элементы, име­ющие хорошо известный спектр поглощения дидима в виде групп узких близкорасположенных линий, причем самая интенсивная группа лежит в желтой части спектра. Шеелит выращивается ис­кусственно методом Чохральского и используется как лазерный материал; его прозрачные и ограненные образцы продаются кол­лекционерам, к сожалению, как природные камни. В некоторых образцах искусственного шеелита видны изогнутые линии и пу­зырьки (почти такие же, как в вернейлевской синтетике), в дру­гих случаях его можно узнать по исключительно сильно выражен­ному редкоземельному спектру или по полному отсутствию линий поглощения, обусловленных редкоземельными металлами.

Сфалерит — самая обычная цинковая руда — имеет, как пра­вило, черный цвет; он обычно непрозрачен, но может встречаться и в виде прозрачных желтых, оранжевых или коричневых кри­сталлов, которые после хорошей огранки, пока грани еще не по­царапаны и не замутнены, очень похожи на окрашенные алмазы. Сфалерит, как и алмаз, относится к кубической сингонии, а его высокий показатель преломления (2,37) придает ему сильный блеск. Однако совершенная спайность в шести направлениях за­трудняет полировку этого минерала, а низкая твердость (3,5) при­дает ему смолистый вид и мешает использованию его в украшени­ях. Удельный вес сфалерита 4,09; он изотропен, его дисперсия (0,156) значительно выше, чем у алмаза, хотя и не очень заметна из-за окраски. У некоторых образцов сфалерита в спектре погло­щения заметны узкие линии в дальней красной части спектра, обусловленные, по-видимому, примесью кадмия, о чем следует упомянуть, чтобы избежать опасности принять ограненный сфале­рит за циркон. При изучении сфалерита с помощью спектроскопа можно впасть в ошибку именно из-за этих линий.

Синтетический рутил имеет даже более высокое двупреломление, чем алмаз, а его исключительно яркая игра делает камень по­хожим на опал. Кроме того, рутил всегда имеет желтоватый от­тенок, а его поверхность отличается жирным блеском, в то время как грани алмаза выглядят твердыми и чистыми. Гораздо больше похож на алмаз титанат стронция. Он почти бесцветен, изотропен и имеет почти такой же показатель преломления, как и алмаз. Од­нако низкая твердость придает его полированной поверхности не­которую маслянистость. По твердости с помощью острия иглы его можно легко отличить от алмаза. К тому же его дисперсия, хо­тя и меньшая, чем у рутила, но тем не менее в четыре раза пре­вышающая дисперсию алмаза, придает ему фальшивый и пере­сыщенный цветами вид, безошибочно фиксируемый опытным глазом. Титанат стронция не флюоресцирует в ультрафиолетовом свете и непрозрачен для рентгеновских лучей. На его поверхности часто видны мелкие дефекты, похожие по очертаниям на сороко­ножку.

Синтетические бесцветные сапфир и шпинель можно принять за алмаз только тогда, когда они огранены в виде небольших багеток или очень мелких бриллиантов и вставлены в украшения, хотя не лишним будет напомнить, что синтетическая шпинель послужила в 1935 г. причиной абсурдного бума по по­воду появления «синтетических алмазов». Если можно воспользоваться рефрактометром, то определение этих камней не представ­ляет особого труда. Когда мелкие закрепленные камни вызывают сомнение, все изделие можно погрузить в йодистый метилен. Как сапфир, так и шпинель имеют в этой жидкости очень низкий рельеф, и ребра их граней практически исчезают. Алмазы же вы­глядят в ней почти так же, как и на воздухе, и ребра их граней видны отчетливо. Чтобы отличить один синтетический камень от другого, полезно изучить их между скрещенными поляроидами. В этом случае синтетические бесцветные сапфиры будут пропус­кать весь свет во всех случаях, за исключением четырех положе­ний погасания, тогда как синтетическая шпинель обладает только характерным аномальным двупреломлением, которое можно на­звать муаровым погасанием. Кстати, как уже было сказано выше, некоторые алмазы при изучении их между скрещенными поляро­идами также обнаруживают аномальное двупреломление. Природ­ные бесцветные сапфиры редко не имеют какого-либо оттенка, но и они иногда используются как имитация алмаза.

Изредка встречающиеся алмазные дублеты, хотя и выглядят не совсем «правильными», могут вызвать затруднения при их ди­агностике. Обычно они состоят из алмазной коронки, приклеенной к павильону из бесцветного синтетического сапфира, кварца или даже стекла. Такие составные камни, как правило, закреплены, и поскольку их коронка характеризуется типичным для алмаза блес­ком, наличием включений и имеет общий вид алмаза, их очень легко принять за низкосортные природные камни, если только не возникнет какое-либо подозрение. Под некоторым углом ребра пло­щадки могут отражаться от поверхности, образованной слоем клея. Под микроскопом в этом слое можно видеть также пузырьки. При погружении в йодистый метилен разница в по­казателях преломления коронки и павильона камня становится совершенно очевидной.

Очень эффектно выглядят имитации из свинцового стекла (обычно известные под названием «пасты»), когда они новые и хорошо огранены. Они широко используются для изготовления де­шевых «алмазных» украшений и редко преследуют цель обмана, поскольку все — качественная полировка поверхности, стеклянный блеск, низкая твердость — сразу выдает их природу. Показатель преломления этих стекол варьирует, но обычно находится в пре­делах 1,62—1,68. Они, конечно, изотропны, а под микроскопом в них заметны пузырьки, а зачастую и свили.

За цветные алмазы ошибочно могут быть приняты желтый и коричневый сфен и зеленый демантоид из-за их высокого показа­теля преломления и явной «игры». Сфен имеет очень высокое дву­преломление и отличается сильным плеохроизмом, тогда как изо­тропный демантоид дает интенсивную полосу поглощения в фио­летовой области спектра и почти всегда содержит характерные для него включения типа «лошадиного хвоста».