2. Описание наиболее известных драгоценных камней
2.1 Драгоценные камни I порядка
АЛМАЗ Название минерала происходит от греческого слова " adamos" неодолимый, несокрушимый (синонимы: адамант, демант, диамант). С течением времени слово "адамос" - приобретает новую форму "алмаз" [15]. Ограненные прозрачные алмазы ювелирного качества называют бриллиантами (Рис. 1). Термин появился в XVII веке после изобретения бриллиантовой огранки. С древних времен алмаз считался драгоценным камнем высшего класса. Этому минералу приписывали многие мистические свойства. В Индии и Иране существовал обычай - в день, когда новорожденному дают имя, отец сыпал ему на голову щепотку алмазной пыли, обеспечивая этим ребенку здоровье, благополучие и долгую жизнь. В Древней Индии считали, что алмазы образованы из «пяти начал природы» - земли, воды, неба, воздуха и энергии. Индусы делили алмазы на несколько каст: брахманы (самые дорогие) - бесцветные, белые, кшатрии - слегка окрашенные, вайшье - зеленоватые и шудры - серые [16].
Рис. 1. Изделие с бриллиантами [3]
В Европу алмазы попали, видимо, в VI-V вв. до н. э. В Британском национальном музее хранится бронзовая статуэтка с двумя необработанными алмазами вместо глаз. Она найдена в Древней Греции и относится к V веку до н. э.
На Руси слово «алмаз» впервые упомянуто в книге Афанасия Никитина «Хождение за три моря» (1466-1472 гг.)
Алмаз кристаллизуется в кубической сингонии, гексаоктаэдрическом виде симметрии. В его кристаллической решетке атомы углерода, слагающие структуру алмаза, прочно объединены силами ковалентных связей.
Кристаллы алмаза разнообразны: помимо плоскогранных распространены кривогранные формы, наряду с изометрическими часто встречаются деформированные, удлиненные или уплощенные, а также со ступенчатыми или полицентрическими гранями. Плоскогранные октаэдры с зеркально ровными гранями и острыми ребрами довольно редки, часто на гранях развиваются различные фигуры травления (треугольники и др.), ребра округляются. Благодаря ступенчатому или полицентрическому строению граней кристаллы могут принимать вид псевдоромбододекаэдров или псевдокубов [5].
В 1813 году была обнаружена разновидность алмазов карбонадо. Название она получила от португальского «carbonados» - карбонатизированный. Карбонадо обладают очень большой прочностью, поэтому они используются для буровых коронок, предназначенных для бурения особо твердых горных пород. Применяется карбонадо и для правящего инструмента.
В Африке встречена разновидность карбонадо с магнитными свойствами, названная стюартитом или стевартитом. В стюартите много включений магнетита, чем и обусловлены его магнитные свойства [2].
В прошлом веке также была обнаружена новая разновидность поликристаллических образований алмаза ударно-взрывного происхождения. Такие алмазы приурочены к своеобразным кольцевым воронкообразным структурам - астроблемам, которые получаются при ударе космического тела о земную кору. Возникшие при этом высокие температура и давление способствовали образованию алмазов. Размеры угловатых, неправильной формы агрегатов не превышают, как правило, 1-2 мм. Алмазы непрозрачные, черные, желтоватые или зеленоватые. Часто строение агрегатов слоистое или волокнистое.
Алмазы применяют в технике, что объясняется их высокой твердостью и износостойкостью. Однако у алмаза наблюдается анизотропия твердости, выражающаяся в том, что на разных гранях и в различных направлениях твердость несколько отличается. Это связано с особенностями структуры. Наименее износоустойчивыми направлениями, по которым и обрабатывают алмаз, являются следующие: в плоской сетке куба - направления, параллельные сторонам кубических граней, в плоской сетке октаэдра - направления, соответствующие высотам треугольных граней. В свою очередь, твердость октаэдрических граней больше твердости ромбододекаэдрических и еще выше - твердость кубических граней [5].
Теоретически плотность алмаза составляет 3,515 г/см3. Однако встречаются алмазы, у которых наблюдаются значительные отклонения от средней величины плотности. Это связано с наличием различных включений, трещин, пор, а также агрегативным строением. Наименьшую плотность имеют карбонадо (до 3,4 г/см3). Плотность прозрачных с зелеными пятнами пигментации или дымчато-коричневых алмазов несколько ниже, чем у бесцветных или желтых, но эти колебания выражаются в тысячных, реже в сотых долях.
Алмаз имеет совершенную спайность, излом ровный, ступенчатый, раковистый [2].
Алмаз характеризуется высокой теплопроводностью: она в два-пять раз выше, чем у металлов. Удельная теплоемкость алмаза в три раза выше, чем твердых сплавов. Высокая теплопроводность позволяет быстрее отводить тепло с поверхности обрабатываемых изделий.
При трении алмаза о шерсть он заряжается электричеством.
Алмаз является диэлектриком, вместе с тем отдельные разновидности алмаза (например, голубой или синий) могут обладать полупроводниковыми свойствами.
Температура плавления алмаза около 4 0000С. При нагревании алмаз сгорает, образуя углекислый газ. В струе кислорода он горит голубым пламенем при температуре коло 7200С, в атмосфере воздуха температура горения 8500С. При нагревании без доступа воздуха поверхность алмаза графитизируется при температуре 1 0000С, при более высокой температуре он полностью переходит в графит. В условиях защитной среды (в атмосфере азота или инертных газов, в вакууме, а также в восстановительной среде - водорода, ацетилена или окиси углерода) алмаз не графитизируется даже при нагревании до 1 150- 1 2000С.
Алмаз состоит из углерода (96-99,8%). Кроме того, в количестве от тысячных до 0,2 - 0,3% в нем содержатся примеси химических элементов - азота, кислорода, алюминия, бора, кремния, марганца, меди, а также примеси железа, никеля, титана, цинка и др. Встречаются включения графита, оливина, пиропа, хромита, хромдиопсида, энстатита и др [2].
Рис. 2. Ограненный алмаз синего цвета [5]
Совершенно бесцветные алмазы довольно редки. Обычно у них наблюдается какой-либо оттенок (нацвет). Встречаются интенсивно окрашенные желтые, оранжевые, зеленые, розовые, коричневые, серые, черные, голубые и синие кристаллы (Рис. 2). Среди окрашенных алмазов большой известностью пользуются сапфирово-синий алмаз «Хоуп», «Голубой Тавернье» (масса 44,5 кар) яблочно-зеленый «Зеленый дрезденский» (41 кар), янтарного цвета «Алмаз Альберта» (102 кар). Всемирно известны черные алмазы из Баии (350 кар) и графини Орловой (67,5 кар) [5].
Окраска алмаза зависит от различных дефектно-примесных центров и включений. Зеленые пятна пигментации, окрашивающие поверхность кристаллов в зеленоватый или голубоватый цвет, появляются в результате природного радиоактивного облучения. При нагревании в процессе метаморфизма они переходят в желтый цвет. Желтые пятна пигментации наблюдаются на алмазах из древних россыпей. Однако встречаются алмазы с синей и голубой окраской, равномерно распределенной по всему кристаллу. Предполагают, что этот тип окраски обусловлен вхождением в структуру алмаза бора. Очень распространены дымчато-коричневые и реже розовато-сиреневые алмазы, окраска которых связана с образованием дефектов на плоскостях скольжения. Молочно- белая окраска объясняется наличием мелкодисперсных включений граната по внешней части кристалла, а серая и черная - включениями графита [8].
Алмаз при обычных температурах химически инертен. Кислоты, даже самые сильные, на него не действуют. При высоких температурах алмаз приобретает химическую активность.
Показатель преломления алмаза высокий (2,417), этим объясняется его яркий, алмазный блеск. Дисперсия алмаза 0,063, что намного выше, чем у других минералов. Высокой дисперсией объясняется «игра» бриллиантов всеми цветами радуги.
Кристаллы алмаза оптически изотропны, однако, из-за присутствия различных дефектов под микроскопом практически всегда обнаруживается двупреломление, узоры которого различны.
Под воздействием катодных, рентгеновских и ультрафиолетовых лучей алмазы люминесцируют, что вызвано дефектами структуры. Цвет люминесценции различен - от зеленого и желтого до голубого и синего. Некоторые алмазы не обладают этим свойством. Установлено, что алмазы с различным свечением имеют разные физико-механические свойства. Наименьшая прочность на удар у несветящихся алмазов. При испытании алмазов с различным свечением на истирание наибольшая износостойкость установлена у алмазов, светящихся зеленым цветом, затем голубым, желтым цветом, несветящихся и розового свечения.
При облучение физико-химические свойства алмаза - цвет, твердость, электрическое сопротивление и др. изменяются. Так, при облучении электронами бесцветные алмазы становятся синеватыми, а при облучении до 1,5 МэВ сине-зелеными. При нагревании алмаза до 3000С синева уменьшается, при 6000С переходит в зеленый, а затем в постоянный желтый цвет, т.е. бомбардировка электронами смещает цветовые центры, и цвет алмаза изменяется [2].
В природе кристаллы встречаются в виде отдельных кристаллов, их обломков или поликристаллических агрегатов. Алмазы разделяют на ювелирные и технические. К ювелирным относят алмазы кристаллической формы, прозрачные, без трещин и включений, пятен и изъянов. Наиболее ценятся совершенно прозрачные кристаллы, без цветных оттенков и мутных участков. Все остальные кристаллы, а также поликристаллические разновидности относят к техническим алмазам.
Технические алмазы низкого сорта и поликристаллические разновидности обязательно проходят предварительную обработку с целью разделения их по форме и размерам, а также для выделения алмазов с более высокими свойствами прочности. При этом алмазы дробят, овализируют, полируют, а также подвергают термической обработке и металлизации [5].
Алмазы приурочены к песчаникам, конгломератам, пескам и галечникам. Начало добычи алмазов точно не установлено, однако известно, что уже более 2 тыс. лет до н.э. в Индии уже добывали этот камень. Из Индии алмазы попадали в Грецию и другие европейские страны. Из индийских россыпей извлечены наиболее крупные и известные всему миру камни: «Кох-и-Нор», «Регент», «Орлов», «Дерианур», «Санси», «Шах», «Хоуп», «Флорентиец», «Зеленый дрезденский» и многие другие.
После открытия богатых россыпей алмазов в Бразилии Индия утратила главенствующую роль в поставке алмазов. В 1822 году Бразилия стала независимым государством, и частным лицам было разрешено разрабатывать месторождения. Это позволило расширить добычу и открыть новые алмазоносные площади в штате Баия. Качество бразильских алмазов высокое. Размер мелких камней («рисовых семечек», или «шаблиоз») - до 1 кар, покрупнее («бала», или пуля) - 1-3 кар, более крупных («шапеу до падре») - свыше 3 кар. В Бразилии добыто несколько очень крупных камней. Среди них «Президент Варгас», «Звезда юга», «Звезда Минаса», «Южный крест» и др [2].
В России первый алмаз найден в 1829 г. на Урале на Крестовоздвиженском золотом прииске. Планомерные поиски алмазов на Урале начались только при Советской власти. Коренных месторождений здесь так и не выявлено.
Алмазы из россыпей обнаружены в ряде районов Индонезии на о. Калимантан. Масса большей части камней 0,25 кар, но иногда находили довольно крупные алмазы - до 10-20 кар.
В 1851 г. были открыты россыпи алмазов в Австралии, сначала в шт. Новый Южный Уэльс, а затем в штатах Квинсленд и Виктория. В 1975 - 1978 гг. здесь установлены богатые коренные месторождения - кимберлитовые трубки.
В Южной Африке алмазы обнаружены в 1867 году. В июле 1879 г. группа искателей обнаружила алмазы в голубоватой породе, получившей название «кимберлит» от расположенного вблизи поселка Кимберлей. Это было первое в мире коренное месторождение алмазов, представляющее собой вертикальную воронкообразную трубу, заполненную кимберлитовой изверженной породой зеленого цвета, бедной кремнеземом и богатой соединениями железа и магния. Основные породообразующие минералы кимберлита - оливин, пироп, диопсид, кальцит и др.
Вслед за первой трубкой были открыты и другие. В 1897 г. коренные месторождения алмазов обнаружили в Трансваале, в 1903 г. в Зимбабве, в 1907 г. в Анголе и Заире, а затем в Танзании, Лесото. Сьерра-Леоне, Ботсване, Гане. Добыча алмазов в Африке в течение короткого времени стала ведущей отраслью горной промышленности.
Первый алмаз на Сибирской платформе найден в 1948 году С.Н. Соколовым. В 1949 г. разведочная партия Г.Х. Файнштейна выявила первые в Якутии россыпи промышленного значения. Коренные месторождения в Якутии открыты в 1954 году геологом Л.А. Попугаевой и рабочим Ф.А. Белкиным, которые 21 августа 1954 года обнаружили трубку, названную «Зарницей». В 1955 г. Е.Н. Елагина и Ю. Хабардин открыли трубку «Мир». В дальнейшем были открыты и другие алмазные трубки [5].
РУБИН Рубин - красный камень с пурпурным отблеском (Рис. 3). Рубин олицетворяет страсть и как талисман способен приносить счастье в любви. "Если хочешь добиться взаимности, подари тому или той, к которой склоняется твое сердце, рубин цвета пламени и разожжешь в ней любовь" - советовали астрологи. По психологическому и физиологическому влиянию на человека красный цвет рубина - возбуждающий и страстный, самый активный, горячий и энергичный, цвет доблести и мужества, силы и храбрости. Рубин был любимым камнем в Римской империи [15]. Рубин символизирует любовь и здоровье, красоту и достоинство, силу и царственность, увлечение и страсть.
Рис.3. Рубин [16].
Рубин крайне редкий и дорогой камень, до начала минувшего века он ценился значительно выше алмаза. Крупные рубины встречаются в природе значительно реже аналогичных по величине кристаллов алмаза. Больше всего ценится рубин "цвета голубиной крови" - густо-красный с легким пурпурным оттиском [14].
На Руси рубины принято было называть на восточный манер - яхонты. А вот в Средневековой Европе за ними укоренилось другое название - карбункул. В античном мире рубин называли антраксом [5].
Твердость рубина равна 9.
По химическому составу рубины представляют собой окись алюминия - Al2O3 (96-98%). Наиболее характерная примесь - окись хрома - Cr2O3 (4%), которая обусловливает его красный цвет. Кроме того, в незначительных количествах могут присутствовать окислы кремния, железа, ванадия, магния и др. Примеси железа могут вызвать появление коричневых оттенков. Красный цвет рубин сильно варьирует от розового до огненно-красного с малиновым оттенком. Красный цвет («голубиной крови») с легким фиолетовым оттенком появляется, если окиси хрома до 2%. Окраска рубина часто распространяется неравномерно (полосами и пятнами).
Рубины встречаются в виде кристаллов, часто со ступенчатыми гранями призмы и гранями пинакоида.
Рубин в ультрафиолетовом свете люминесцирует сильным красным цветом. Поэтому при ярком солнечном свете он приобретает ярко - красное свечение, усиливающее его природный цвет. Если окраска камня бледная, то под него раньше подкладывали фольгу, усиливающую цвет рубина [6].
Рубиноносные зоны расположены на контакте мраморов с дайками гранитов или гранит-пегматитов. Рубины встречаются в виде зернистых, гнездообразных скоплений или отдельных кристаллов, вкрапленных в основную породу - мрамор. Рубины образовались в результате воздействия на мраморы высокотемпературных пневматолито - гидротермальных растворов при внедрении магмы кислого состава [4]. В начале столетия наиболее крупные и чистые рубины добывались из метаморфических и скарновых пород в Бирме, в районе Могок. Известно, что активная добыча рубина велась здесь еще в эпоху Бронзы, вес самых крупных камней превышал 40 карат. Рубины так же добывались в Таиланде недалеко от Чанзабури и Баттомбанга. Эти камни обычно имели слегка коричневатый оттенок. Пески с драгоценными камнями острова Цейлон распространены на площади более 2000 кв. км и уже давно вошли в мировую историю добычи самоцветов. Здесь были найдены кристаллы рубина со звездчатым эффектом типа кошачий глаз. Рубины ювелирного качества добывают в песках Сомбуле (Замбия), и в Чимандзулу (Малави). В России рубины добывались на Полярном Урале. Похожие минералы: шпинель, розовый турмалин, пироп. Рубины следует оберегать от сильного нагрева [5].
САПФИР В древности сапфир считался символом небесного купола, камнем размышления и созерцания. Темно-синий сапфир, в котором мудрость прошлого тесно переплетается с тайной невидимого далекого будущего, считался "талисманом мудрых". Он способствует развитию душевной теплоты и доброты, притягивает к своему хозяину друзей и отталкивает врагов [15]. Ювелиры под названием "сапфир" подразумевают корунд, имеющий синий цвет (Рис. 4). Собственно сапфиром можно называть только камни синего и голубого цвета. Но есть сапфиры и других цветов. В этом случае сначала указывается цвет камня. Например - "желтый сапфир", "белый сапфир", корунды оранжевого цвета называются синего корунда [5]. образом в Шри-Ланке. Природный сапфир очень редкий и дорогой камень, особенно кашмирский (Индия) васильково-синего цвета. Сапфир и рубин ювелиры также считают одним камнем и отличают их только по цвету [10]. Как и рубин, сапфир способен давать эффект астеризма. Такие сапфиры носят название звездчатых. Лучевое сияние в центре, образующееся в результате пересечения трех серебристых линий, символизирует веру, надежду, любовь [15].
Рис. 4. Вставки из "падпаранджа" (цвет лотоса) и встречаются главным
По химическому составу корунд представляет собой окись алюминия - Al2O3. Цвет его зависит от примесей. Сапфир кристаллизуется в тригональной сингонии, дитригонально-скаленоэдрическом виде симметрии. Плотность 3,99 - 4,05 г/см3. Спайность не наблюдается. Твердость 9.
Крупные сапфиры встречаются нечасто, однако все же было обнаружено несколько крупных камней массой более 2 тыс. кар. Так, на о. Шри-Ланка найден огромный сапфир массой около 19 кг (95 000 кар). Россыпные месторождения сапфиров, связанные с третичными базальтами, расположены в Таиланде, Лаосе, Вьетнаме и Камбодже. Африканские месторождения сапфиров расположены в Мозамбике, Руанде, Камеруне, Южной Африке, Намибии, а также в бассейне реки Умба в Танзании. В Зимбабве встречаются кристаллы размером до 7 см. и весом до 3100 карат. В Москве в Алмазном фонде хранится корона Российской империи с двумя крупными сапфирами (258 и 200 карат). Много крупных и уникальных камней хранится в частных коллекциях Ирана, Турции и Индии. Обрабатывается сапфир в виде кабошонов. Применяется также огранка и гравировка. Похожие минералы: шпинель, кордиерит, цоизит, турмалин, бенитоит. Сапфир следует беречь от сильного нагрева [5].
ИЗУМРУД Изумруд - самая дорогая разновидность берилла, изумительной окраски самоцвет. В старину его называли смарагд. Это исключительно редкий самоцвет. Изумруд без изъянов вошел в пословицу как недостижимое совершенство, так как практически всегда имеет дефекты. Бесценными изумрудами славились сокровищницы шахов Ирана и русских царей. Изумруды находили в гробницах Египетских фараонов, на раскопках Помпеи и Геркуланума. С доисторических времен и по настоящее время изумруд сохраняет выдающееся положение на рынке самоцветов, особенно на Востоке. Влияние на человека зеленого цвета изумруда очень благоприятно. Зеленый цвет изумруда - это символ надежд и воспоминаний, это символ жизни, гармонии и умиротворения [15].
