Для максимального выявления всех достоинств драгоценных камней им придают правильную многогранную или сфероидальную форму с полированной поверхностью. В настоящее время применяются три основных типа огранки: бриллиантовая, ступенчатая и кабошоном, а также всевозможные смешанные формы. Бриллиантовая огранка придаёт прозрачному камню совершенный блеск и световую игру. Драгоценным и поделочным камням принадлежит выдающаяся роль в истории мировой культуры. Академик А.Е. Ферсман писал: « Среди изменчивых и умирающих форм живой природы вечными и незыблимыми остаются художественные произведения, выполненные в камне. Для изобразительного искусства он основной, незаменимый и вечный материал, в ко
тором воплощались вековечные достижения человеческого вдохновения».
В зависимости от сочетания физических свойств, определяющих эстетический облик минералов, частоты их встречаемости и, соответственно, стоимости ювелирные и поделочные камни подразделяются на ряд групп по классификации Е.Я.Киевленко/ /.
Ювелирные (драгоценные) камни:
1 порядок. Алмаз, изумруд, синий сапфир, рубин, александрит.
2 порядок. Благородный жадеит, оранжевый, желтый, фиолетовый и зеле ный сапфир, благородный черный опал.
3 порядок. Демантоид, благородная шпинель, благородный белый и огненный опал, аквамарин, топаз, родонит, лунный камень, красный турмалин.
4 порядок. Синий, зеленый, розовый и полихромный турмалин, благородный сподумен, циркон, берилл, бирюза, хризолит, хромдиопсид, аметист, хризопраз, пироп, альмандин, цитрин.
Ювелирно-поделочные камни:
1 порядок. Раухтопаз, гематит-кровавик, янтарь, горный хрусталь, жадеит, нефрит, лазурит, малахит, чароит, авантюрин.
2 порядок. Агат, цветной халцедон, кахолонг, амазонит, родонит, гелиотроп, розовый кварц, иризирующий обсидиан, обыкновенный опал., лабрадор, беломорит и другие непрозрачные иризирующие полевые шпаты.
Поделочные камни: Яшмы, письменный гранит, окаменелое дерево, мраморный оникс, лиственит, обсидиан, гагат, джеспилит, селенит, флюорит, авантюриновый кварцит, агальматолит, цветной мрамор, серпентинит и др.
Ювелирные (драгоценные) камни используются для изготовления дорогих украшений и предметов роскоши. Это главным образом редкие, эффектные, преимущественно прозрачные кристаллы. Их отличают три главных достоинства: красота, долговечность, редкость. Сюда следует добавить также особое экономическое свойство этих камней -- их высокую стоимость, сосредоточенную в небольшом физическом объеме. Поэтому наряду с благородными металлами они служат валютным эквивалентом государственного достояния, а наиболее совершенные и крупные из них являются национальными сокровищами. Как правило, ювелирные камни подвергаются самой разнообразной огранке; единицей их измерения является карат (0,2 г),
Ювелирно-поделочные камни по своим стоимостным характеристикам значительно уступают ювелирным. Ювелирно-поделочные камни в виде плоских вставок и кабошонов применяются в массовых ювелирно-галантерейных изделиях, а также представляют собой великолепный материал для камнерезных поделок. Оправлены они обычно серебром или простыми металлами, имитирующими драгоценные. Лучшие образцы камней этой группы, например, малахита, лазурита и янтаря, вполне сопоставимы с драгоценными камнями четвертого порядка.. Большое значение имеют художественные достоинства изделий и мода на них. Масса ювелирно-поделочных камней измеряется в граммах и килограммах.
Поделочные камни отличают яркие окраски и всевозможные рисунчатые текстуры, они являются сырьем для изготовления разнообразных художественных предметов и сувениров. Некоторые из них иногда используются как декоративно-облицовочное сырье, а твердые с мелким рисунком -- в ювелирно-галантерейном производстве. Масса поделочных камней измеряется в килограммах и тоннах.
Многие ювелирные и поделочные камни благодаря своим особым свойствам (высокая твердость и абразивность, однородность, вязкость и прозрачность) применяются не только в ювелирном деле, но и в различных отраслях промышленности..
Генетические типы промышленных месторождений
1. Магматогенные: алмаз, рубин, сапфир, хризолит, циркон (Якутия - Россия, ЮАР, Индия, Шри-Ланка, Бразилия, Тайланд);
2. Пегматитовые:, аквамарин, александрит, топаз, турмалин, горный хрусталь, морион и раухтопаз, флюарит, аметист, письменный гранит, амазонит, солнечный и лунный камень (Бразилия, Казахстан, Украина, Забайкалье - Россия);
3. Контактово-метасоматические :изумруд ( Урал), рубин (Ю-В Азия), хризолит, благородная шпинель, александрит, гранат (Таджикистан);
4. Высокотемпературные пневматолито-гидротермальные: аквамарин, топаз, дымчатый кварц, турмалин (Забайкалье и Казахстан);
5. Гидротермальные средне-низкотемпературные: изумруд (Колумбия), горный хрусталь, аметист, розовый кварц, агат (Урал, Кольский полуостров, Армения и др.);
6. Метаморфогенные: рубин, сапфир, благородная шпинель, альмандин, лазурит, нефрит, жадеит, яшмы, родонит (Урал, Алтай);
7. Месторождения кор выветривания и зон окисления: опал, бирюза (Афганистан, Иран, Армения,); зона окисления меднорудных месторождений - малахит и азурит (Урал, Заир);
8. Биохимические месторождения: жемчуг, перламутр, кораллы, гагат, янтарь.
9. Россыпные месторождения - образующиеся при разрушении коренных месторождений: алмаз, изумруд, рубин, сапфир, шпинель, гранат, корунд, нефрит, агат, циркон и др. Крупнейшие россыпные месторождения рубинов и сапфиров находятся в Индии ( Кашмир) и Ю- В Азии (Тайланд, Камбоджа, Бирма).
В настоящее время налажено массовое производство синтетических аналогов многих природных ювелирных камней, полностью идентичным им по физическим и химическим свойствам (алмаз, рубин, сапфир, изумруд, цветные разновидности кварца, шпинель, александрит, бирюза и др.). Стоимость синтетических камней обычно в десятки, а иногда в сотни раз меньше природных. Кроме того существуют имитации драгоценных камней, изготавливаемые из свинцового стекла - страза. Внешне они похожи наприродные камни, но отличаются от них по составу и основным физическим свойствам.
Краткая характеристика ювелирных камней первого порядка.
Благородный корунд (рубин и сапфир), отличающийся высокой твёрдостью (9 по шкале Мооса) и абразивностью, а также значительной гаммой цветов и оттенков, Рубином принято называть прозрачные корунды от светло-красного до густо-малинового цвета. К сапфирам относятся не только традиционные голубые или синие разновидности благородного корунда, но и зелёные, желтые, фиолетовые, бесцветные, за исключением красных. Химически чистый корунд бесцветен. Красная окраска рубинов обусловлены наличием примеси хрома, а сапфира - примесями титана , железа, марганца, меди, ванадия и др. Известны камни с проявлением астеризма в виде 6-лучевой звезды или эффекта «кошачьего глаза», обусловленных закономерно ориентированными включениями иголочек рутила или трубчатыми пустотами.
Главным промышленным типом месторождений благородного корунда являются элювиально-делювиальные и аллювиальные (террасовые и долинные) россыпи, широко представленные в Бирме, Австралии, Индии, Шри-Ланке, Таиланде, Камбодже и др. Коренные источники этих россыпей генетически разнообразны, представляя вкрапленность кристаллов сапфира или рубина в базальтах (Австралия, Камбоджа, Таиланд), щелочных лампрофирах, силикатных флогопит-скаполит-плагиоклазовых скарнах (Шри-Ланка, Бирма), слюдитовых грейзенах (Танзания и др.), сиенитовых и миаскитовых пегматитах (Россия, Канада, Шри-Ланка, Бирма), кристаллических сланцах и гнейсах.
Кроме того, выделяются в качестве геолого-промышленных типов: жилообразные, гнездовые скопления рубина в магнезиальных скарнах среди доломитовых мраморов гнейсовых толщ, интрудированных гранитоидами (месторождения Могокского района Бирмы, Афганистана и Таиланда); жилы и линзы гранитных пегматитов с крупными кристаллами сапфира и рубина в контактовой с доломитами и мраморами зоне (Индия).
Всемирно известный Могокский рубиноносный район в Бирме является источником самого высокосортного карминово-красного рубина цвета «голубиной крови».
Шри - Ланка является единственным поставщиком на мировой рынок наиболее ценных голубых звёзчатых сапфиров, которые котируются наравне с небесно-синими кашмирскими сапфирами (Индия). Их добыча производится из многочисленных аллювиальных россыпей. Вместе с сапфиром они содержат шпинель, циркон, цветной турмалин, топаз, гранат, аквамарин, александрит и др. Здесь в 1981 г. был нйден крупнейший в мире кристалл сапфира голубого цвета массой 6033,4 г и размерами 28х18 см.
Благородный берилл.
Кристаллы берилла отличаются призматическим габитусом , стеклянным, чуть жирноватым блеском, прозрачностью, высокой твёрдостью (7,5-8).Окраска берилла весьма разнообразна: травяно-зелёный изумруд, голубой, иногда с зеленоватым оттенком аквамарин, розовый воробьевит, золотисто-желтый гелиодор, землянично-красный биксбит, сапфирово-синий аквамарин-максис и др.
Главнейшие типы промышленных месторождений берилла следующие:
1.Жильные и линзообразные пегматиты в базитах, ультрабазитах и биотитовых сланцах с кристаллами аквамарина, гелиодора и воробьевита (Бразилия, Норвегия и др.).
2. Жилы и жильные зоны флогопитовых слюдитов с вкрапленностью изумрудов среди ультрабазитов, прорванных гранитоидами. Совместно с изумрудами нередки александрит, берилл, турмалин, флюорит. Примером данного типа месторождений являются в нашей стране группа месторождений Урала, объединенных под общим названием «Изумрудные Копи Урала (Малышевское, Черемшанское и др.) Рудные зоны месторождений приурочены к телам ультраосновных пород и располагаются вблизи их контакта с гранитами и диоритами. Они представлены сюдитовыми жилами сложной формы, сложенными флогопитом (Рис 3). В них и содержится основная масса изумрудов. Месторождения такого типа имеются также в Зимбабве, ЮАР, Индии, Пакистане, Австрии.
3. Кальцитовые и доломит-кальцитовые прожилки, жилы и штокверки с вкрапленностью кристаллов изумруда в черных глинистых сланцах и углистых известняках. Призматические кристаллы изумруда ассоциируют с кальцитом, кварцем, альбитом и баритом, образуя скопления в полостях. Представителями данного типа являются знаменитые телетермальные месторождения Колумбии, которой принадлежит большая часть мировой добычи изумрудов. В настоящее время в Колумбии известно около 180 месторождений изумруда, основная добыча приходится на месторождение Музо. Средняя длина кристаллов изумрудов из месторождений Колумбии составляет 2-3см, иногда достигая 10-15см
Форма кристаллов - шестигранная приз ма, преобладает светло-зелёный цвет, густоокрашенные камни встречаются реже. К этому же типу принадлежит ряд месторождений Бразилии и Афганистана.
4.Аллювиальные россыпи с окатанной галькой ювелирного зелёного берилла, аквамарина и гелиодора являются существенным источником промышленной добычи в Бразилии, Зимбабве,.Австралии, Мадагаскаре и Шри-Ланке.
Александрит (хризоберилл).
Александрит - разновидность хризоберилла изумрудно-зелёного цвета при дневном освещении и фиолетово-красного при электрическом. Кристаллы призматической формы, блеск стеклянный, твёрдость 8,5.
Основная масса александритов добывается совместно с турмалином, гранатом, топазом из аллювиальных россыпей Бразилии, Шри-Ланки и Мадагаскара, где коренными источниками александрита являются бериллоносные пегматиты. Кроме того александрит встречается в изумрудоносных флогопитовых слюдитах (Изумрудные Копи Урала, месторождения Зимбабве, ЮАР, Индии и Пакистана.
Мир ювелирных и поделочных камней настолько обширен и разнообразен, что подробное рассмотрение их в рамках данного курса не представляется возможным. Этим занимается специальная наука - ГЕММОЛОГИЯ.
Литература: [2] с.12-26; [3] с.393-396; [1] с.211-233; [4] с.248-267;205-228; [24, 9,10]
Лекция 4. (2 часа). Пьезооптический кварц и исландский шпат.
Свойства и области применения, генетические типы промышленных месторождений и их расположение.
Пьезокварц и оптический кварц (SiO2).
Кварц является одним из наиболее распространённых в земной коре минералов. Известны четыре модификации кварца. Кристаллы в- кварца тригональной сингонии, обладают высокой твёрдостью (7 по шкале Мооса) и прочностью на разрыв и на сжатие, прозрачностью, в т.ч. в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. Плотность 2,65 г/см3, термостоек, пьезоэлектрик. При + 5730 переходит в гексагональную б - модификацию кварца, устойчивую до 870 С. Имеет высокую температуру плавления (17100С). Химически стоек и растворяется только в плавиковой кислоте. Кристаллы часто сдвойникованы. Различают правые и левые формы кристаллов кварца, которые обусловлены отсутствием плоскостей и центра симметрии. При прохождении через его пластинку вдоль оптическойоси поляризованного луча происходит поворот плоскости поляризации на определённый угол, причём правый кристалл вращает плоскость поляризации вправо, левый - влево.
Сущность пьезоэлектрического эффекта кристаллов кварца заключается в том, что при сжатии или растяжении пластинки, выпиленной параллельно двойной оси, на ее концах возникают электрические заряды разного знака, а при воздействии электрического тока она начинает упруго колебаться. Это явление резонанса между механическими колебаниями пластинки и колебаниями переменного тока лежит в основе применения кварца в радиотехнике. В качестве пьезокварца применяются бесцветный горный хрусталь и окрашенные разности - лимонно-жёлтый цитрин, дымчатый раухтопаз и смоляно-чёрный морион, фиолетовый аметист.