Товароведческая экспертиза

     Первая  задача при диагностике камня - выяснить, к какому минеральному виду он принадлежит: является ли он корундом (рубином или сапфиром), кварцем (аметистом или цитрином), топазом, турмалином, шпинелью и т.д.

     Первое  предположение о природе камня  можно сделать на основании его  цвета, блеска и общего вида, но быть уверенным в правильности определения можно только в результате измерения той или иной физической константы.

     Диагностика камней, закрепленных в ювелирных  изделиях, осложняется тем, что выкрепка их из оправы чаще всего невозможна. Кроме того, исключается диагностика такого важного свойства камней, как твердость. Изучение окраски усложняется тем, что необходимо использовать поправочный коэффициент влияния цвета металла. Вместе с тем драгоценные камни обладают прозрачностью, на них нанесены искусственные полированные грани, вследствие чего появляется возможность использования рефрактометра.

     Различия  в условиях образования минералов, используемых в виде вставок в  ювелирных изделиях, и синтезе  их аналогов отразились на некоторых  особенностях их роста и внутреннего  строения. Это проявилось в зональности кристаллов и характере распределения окраски и включений. Внутренние особенности камней, закрепленных в ювелирном изделии, можно изучать с помощью микроскопического метода идентификации.

     Прозрачность  ювелирных камней - способность твердого тела пропускать в той или иной степени сквозь себя лучи света. Степень прозрачности может быть оценена коэффициентом прозрачности.

     Прозрачность  зависит от структуры кристаллов, наличия в них трещин, твердых  и газово-жидких включений. В тонкозернистых агрегатах, состоящих из множества мельчайших, различно ориентированных частиц, свет многократно преломляется в различных направлениях, рассеивается и отражается, вследствие чего такие агрегаты малопрозрачны или совсем непрозрачны по сравнению с монокристаллами того же минерала, например полупрозрачный или непрозрачный халцедон - скрытокристалли-ческая разновидность прозрачного кварца. Прозрачность ювелирных камней определяют визуально при просмотре их на просвет. По степени прозрачности ювелирные камни разделяют на прозрачные - все бесцветные и слабоокрашенные вставки, сквозь пластинки которых (толщина 3 - 5 мм) ясно виден предмет; полупрозрачные, через которые предметы видны неясно; просвечивающие, через которые нельзя рассмотреть предмет; непрозрачные.

     Количественно степень прозрачности, т.е. значения коэффициентов прозрачности и поглощения, можно установить при помощи спектрофотометров.

     Блеск - наряду с прозрачностью он является одним из наиболее важных диагностических признаков ювелирных камней. Блеск создается светом, отраженным от поверхности закрепленного камня; при этом его интенсивность, т. е. количество отраженного света, тем больше, чем резче разница между скоростью света в воздухе и в данном ограненном камне (интенсивность блеска тем больше, чем больше показатель преломления). Существуют следующие виды блеска: стеклянный, жирный, смолистый, алмазный, полуметаллический.

     При этом жирный и смолистый блеск  относят к одному типу; термин "жирный" применяют к светлоокрашенным минералам, "смолистый" - к темноокрашенным.

     Показатель  отражения выражается в процентах (интенсивность падающего света  принимается за 100 %). Блеск минерала зависит от его химического состава  и характера кристаллической  структуры.

     Окраска ювелирных камней - одна из наиболее характерных отличительных признаков для большинства минералов. А. Е. Ферсман выделяет три типа окраски: идиохроматическую, аллохрома-тическую и псевдохроматическую.

     Идиохроматическая окраска ювелирного камня объясняется  следующими тремя основными причинами:

• наличием в его составе химических элементов в виде основных ионов или групп ионов, вызывающих окраску, а также изоморфных примесей. Элементы, обусловливающие окраску, - Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni. В меньшей степени хромофорами являются Y, Рг, Nd, Tb. Примеры такой окраски - красная у рубина и зеленая у изумруда благодаря ионам хрома различной валентности;
• излучением, связанным с изменением энергетического состояния атомов и ионов, из которых состоит соединение (наличие возбужденных, слабозаряженных атомов и т.д.). Под действием ионизирующей радиации образуются электронно-дырочные центры окраски, возникающие в реальных кристаллах с различными структурами и примесными дефектами (аметист, дымчатый кварц, зеленые алмазы);
• особенностью строения кристалла, например присутствием ионов или групп ионов внутри пустых промежутков решетки.

     Идиохроматические окраски являются как бы неотъемлемой частью самого химического соединения. Сохраняя свои основные черты, такие окраски могут колебаться у различных образцов ювелирных камней как по густоте, так и по оттенкам цвета.

     Аллохроматическая окраска обусловлена механическими  включениями самостоятельных минералов, органических соединений, пузырьков  газа. Например, красновато-коричневый цвет авантюрину придает наличие  в кварце чешуек гетита, а зеленый - присутствие мелких листочков жильбертита.

     Сердолики окрашены микровключениями оксидов и гидроксидов железа, цвет хризопраза зависит от солей никеля.

     Исследование  природы аллохроматических окрасок  сводится к идентификации минералов-включений и проводится с помощью специальных методов: электронной микроскопии, рентгеноспект-рального анализа и оптической спектроскопии.

     Псевдохроматическая окраска, обусловленная эффектами "игры света", определяет отнесение многих обычных минералов к разряду ювелирных камней. В геммологической практике различают следующие виды псевдохроматизма (оптических цветовых эффектов) минералов: астеризм (эффект звезды), кошачий глаз, опа-лесценцию, авантюрисценцию, шиллерисценцию (цветовой эффект лунных камней). Последние четыре вида объединяют под названием "иризация".

     Цвет  ювелирного камня зависит от спектрального  состава падающего на него света  и способности камня поглощать  или отражать определенные световые лучи. Глаз наблюдателя воспринимает, по сути, остаточный цвет (цвет падающих световых лучей за вычетом лучей поглощенных объектов). Окраску кристалла принято характеризовать по цвету, соответствующему какой-либо части спектра. Два цвета, совпадающие при визуальном восприятии, могут отличаться по спектрам поглощения, поэтому для характеристики окраски кристалла следует изучить его спектр и определить в нем положение широких полос поглощения.

     Для визуального наблюдения спектров поглощения камней применяют спектроскопы, позволяющие  по общему виду спектров поглощения не только с определенной вероятностью идентифицировать минералы, но и определить примесные элементы, с которыми связана окраска. Наиболее характерные линии в спектрах поглощения основных ювелирных камней приведены при их описаниях в учебниках минералогии драгоценных камней.

     В практике определения драгоценных  камней широко используют различные  фильтры, изготовленные, как правило, из кобальтовых стекол со строго определенной узкой полосой пропускания; при  рассмотрении через них различные  минералы приобретают определенный цвет. Наиболее употребителен фильтр Челси, изобретенный в Великобритании в 1934 г., который имеет две строго ограниченные полосы пропускания в темно-красной (690 нм) и желто-зеленой (570 нм) частях спектра. При рассмотрении через этот фильтр камни могут иметь различные цвета.

     Светопреломление  ювелирных камней - на границе двух сред свет меняет направление своего распространения: часть световой энергии возвращается в первую среду, т. е. свет отражается, часть проходит через границу сред, меняя при этом направление распространения. Это явление называется преломлением света. Существует определенная зависимость между углами падения и преломления: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломления - постоянная величина для данных двух сред.

     Для определения показателей преломления  света ювелирных камней широко используют рефрактометры, при этом камень должен иметь хотя бы одну плоскую полированную грань. Определение показателей преломления на рефрактометрах основано на полном внутреннем отражении на границе двух сред. Для определения показателей преломления используется иммерсионная жидкость, позволяющая установить оптический контакт. Показатель преломления иммерсионной жидкости должен быть выше показателя преломления камня и близким к показателю преломления линзы прибора.

     Двупреломление - кристаллы в зависимости от симметрии  делят на изотропные и анизотропные. В практике исследования драгоценных камней применяют несколько визуальных способов различия двупреломляющих камней от изотропных минералов. Для быстрого определения характера преломления камня применяют полярископы. По принципу действия они аналогичны поляризационному микроскопу. Полярископ представляет собой прибор для определения характера преломления ограненного камня, для чего последний помещается на зеркальной поверхности поляризатора. Анализатор устанавливают в таком положении, при котором поле является самым темным; при наблюдении камень необходимо вращать, погасания и просветления при его вращении говорят о его оптической анизотропии.

     Небольшая группа оптически изотропных ювелирных  камней включает минералы кубической сингонии (алмаз, шпинель, гранаты), а также стекла, смолы, твердые гели. В этих камнях можно иногда наблюдать аномальное двупреломление (алмаз, гранаты, синтетическая шпинель) вследствие напряжений, вызванных различными причинами. Стекла могут проявлять анизотропию за счет их частичной рас кристаллизации.

     Цветные составляющие белого луча света по-разному  преломляются в минералах и обладают различными показателями преломления. Изменение показателей преломления  в зависимости от длины волны получило название дисперсии. Дисперсия обусловливает разложение лучей света на составные части спектра и искрящуюся игру цветов ограненного самоцвета. Сильно выраженная дисперсия определяется многоцветным радужным блеском и характерна для ограниченного числа драгоценных камней (алмаз, демантоид, сфен, циркон). При диагностике ювелирных камней определяют не абсолютное значение дисперсии показателей преломления, а так называемый дисперсионный эффект, т.е. цветовую игру ограненных камней. Игра камня устанавливается визуально.

     Плеохроизм - луч света, прошедший сквозь двупреломляю-щий  кристалл, - состоит из двух поляризованных лучей (обыкновенного и необыкновенного), колебания которых происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях. Если кристалл окрашен, каждый из лучей  претерпевает различное по степени или типу поглощение и, выходя из кристалла, имеет окраску иную, чем другой поляризованный луч.

     При рассмотрении неподвижного камня невооруженным  глазом этот эффект раздвоения луча не виден, но если камень поворачивать так, чтобы луч света проходил в различных направлениях, отчетливо видно изменение цвета минерала в зависимости от направления. Это явление при двухцветном эффекте называется дихроизмом, при многоцветном - плеохроизмом.

     Дихроизм  свойствен лишь двупреломляющим  кристаллам, кубические кристаллы дихроизмом не обладают. Для одновременного рассмотрения двух изображений камня в обыкновенном и необыкновенном лучах применяют дихроскоп.

     Ювелирные камни, которые получают в лабораторных или заводских условиях, например рубины, сапфиры, изумруды, по внешним признакам и физическим свойствам почти неотличимы от природных образований аналогичного состава. У тех и других очень похожие окраски, одинаковые твердость и плотность, тождественный химический состав и показатели преломления. Различия в условиях образования минералов, используемых в ювелирных изделиях, и синтезе их аналогов отражаются на некоторых особенностях их роста и внутреннего строения. Это проявляется в зональности кристаллов и в характере распределения окраски и включений.

     В природе кристаллы растут медленно под давлением горячих водных растворов или расплавленной  магмы. Обязательно присутствие  многих химических соединений, которые  в определенных условиях вступают во взаимодействие, образуя ряд различных  минералов. Поэтому при осмотре природного камня можно наблюдать мелкие включения других минералов, образовавшихся вместе с ним, или следы окружающей жидкости, в которой он формировался.

     Синтетические камни выращивают в химически  более "чистых" условиях, поэтому  единственными посторонними кристаллическими включениями могут быть только соединения, сходные по составу с основным кристаллом. Исключение из этого правила составляют те случаи, когда кристаллы выращивают на затравке из природного минерала с характерными для него включениями.

     Внутренние  особенности ювелирных камней в  ограненном виде изучают с помощью  стереоскопических микроскопов  МБС-1, МБС-2, МБС-8, а также ювелирного стереоскопического микроскопа "Gemolite". Эксперту почти всегда приходится исследовать  камни, закрепленные в оправе, и это вызывает затруднения. Брошь обычно помещают на столик и без труда осматривают в таком положении. Камни в кольцах и серьгах лучше наблюдать через задние грани камня, установив его площадкой на предметное стекло и слегка наклонив, чтобы детали изделия не мешали наблюдению. Ювелирные изделия перед исследованием должны быть тщательно очищены (вымыты в спирте или в воде с добавлением небольшого количества жидкого мыла).