6.3.Діагностичні ознаки корунду
Корунд - слово індійське, російською - яхонт. Рубін і сапфір -мінерали, які входять до групи корунду, відрізняються за зовнішнім виглядом, але мають однакову кристалічну структуру та властивості. Головна ознака - присутність незначних концентрацій елементів-домішок, які надають їм характерні кольори за типом алохроматичного забарвлення До найбільш цінних каменів традиційно відносяться алмаз, рубін, синій сапфір, смарагд, які, на думку відомого мінералога і одного з найбільших знавців самоцвітів Г.І. Шубнеля [70], є єдиними, до яких можна застосувати поняття "дорогоцінне каміння": вартість цього каміння навіть в необробленому вигляді (сировині) на 2-3 порядки вища ціни золота.
Досить очевидно, що висока ціна корундів відбиває не тільки його високі оптичні та фізико-механічні характеристики або рідкісність у природі, але й суб'єктивну оцінку, що забезпечує високий і сталий інтерес до цього каменя протягом тривалої історії формування світового ринку коштовностей, незалежно від моди на колір та уподобань знаменитостей.
Проф. д-р. геол.-мін. наук О.Платонов [ ] вважає, що "на початкових етапах формування ринку дорогоцінного каміння його вартість визначалася, насамперед, сумою і значущістю його магічних властивостей, які були овіяні численними легендами і повір'ями, більша частина яких пов'язана з епосом давньої Індії". Вже до 4 ст. н.е. в Індії була створена численна література, присвячена камінням, та ціле вчення "ратнапа-рікша", яке у фантастичних образах навчало діагностувати і оцінювати каміння, їм приписували найнеймовірніші властивості, а буддійські писання порівнювали з ними релігійні чесноти.
Найбільше цінувався рубін. Його називали "королем дорогоцінного каміння". Найулюбленіший камінь Бірми, де були знайдені його зразки, цінувався не лише за красу, а, насамперед, за те, що, за повір'ям, він забезпечував невразливість свого господаря. Саме після походів Олександра Македонського до Індії скарби "далекої Індії чудес" потрапляли до країн Середземномор'я та Європи.
Мусульманський світ ставив червоний камінь понад усі інші коштовності - ним прикрашали одяг, начиння, зброю, предмети культу. "Рубін веде до перемоги, до великих подвигів світу, до самовідданої героїчної любові" - так розуміли значення рубіну в середні віки [ ].
Саме рубін, овіяний численними легендами і так високо шанований багатьма етносами протягом довгих століть, здобув собі широку славу і особливий романтичний ореол.
Сині сапфіри посідали важливе місце в убранні священиків: католицькі єпископи і кардинали для своїх особистих прикрас надавали перевагу саме сапфірам, блакитний колір яких символізував Небеса. Природно, що, маючи таких знаменитих "історичних" родичів, кожен рубін або сапфір набував в очах людей особливої цінності. Зокрема, ювелірні вироби із сапфірів для певного кола людей асоціюються з іменами Конфуція, Джорджа Вашингтона, Мартіна Лютера Кінга, принцеси Діани, Елізабет Тейлор та інших історичних та популярних особистостей [75].
За хімічним складом корунд - це оксид алюмінію (А1203). Кристали чистого корунду прозорі і безкольорові. Колір кристалам надають домішки. Корунд серед мінералів посідає 2 місце за твердістю та абразивною здатністю після алмазу. Як це не дивно, але кристалічна ґратка твердого корунду побудована з іонів м'якого та легкого металу алюмінію та кисневих сполук. Висока твердість корунду зумовлена щільним пакуванням та сильним електричним притяганням іонів. В ультрафіолетових променях рубіни люмінесціюють червоним кольором. Сині сапфіри зовсім не люмінесціюють.
Зміна кольору корундів здійснюється шляхом термообробки, опромінення та дифузійного фарбування.
Облагороджені камені важко відрізнити від каменів, які мають справжній природний колір. Однак рубіни від сильного нагрівання втрачають свій колір.
Характер забарвлення, набір включень, генеза росту, інші ознаки дозволяють відрізнити один від одного природні рубіни та сапфіри різних родовищ, а також їх синтетичні аналоги.
Діагностика шляхетних корундів утруднена тим, що існує велика кількість мінералів, які використовуються як імітації, та таких, які дуже схожі з корундами.
РУБІН
Камені з інтенсивно червоним забарвленням високо цінувалися з античних часів. У пам'ятках давньої письменності є згадування про рубінові рудники в Бірмі. Торговельними шляхами рубіни потрапляли до дворів царів, храмів Давнього Єгипту, Греції. Рубін -найулюбленіший камінь Римської Імперії. Вважалось, що рубін - це камінь життя. Детальний опис "історичних рубінів" знаходиться у відомих монографіях Г. Сміта, Є. Брутона, Дж. Трайни [3].
Рубін - прозорий різновид корунду червоного кольору. Назву "рубін" мінерал отримав за кольором (від латинського RuЬеus -червоний).
На рубін схожі шпінель, рожевий турмалін (рубеліт), піроп, топаз. Від усіх цих мінералів рубін відрізняється, насамперед, високою твердістю.
Рубіни видобувають в багатьох країнах світу. Але найбільш важливими вважаються з промислової точки зору в Бірмі, на Цейлоні (Шрі-Ланка), Таїланді і Танзанії. Більше всього цінують серед ювелірів бірманські та таїландські рубіни. Це еталони рубіну.
З усіх різновидів корунду найдорогоціннішими каменями після синього сапфіру є криваво-червоні та кармінно-рожевого кольору корунди, які називаються рубінами, або червоними яхонтами. Діагностичні властивості рубіну вказані на рис. 3.
Рис.3. Основні діагностичні властивості рубіну
Червоний колір рубіну визначається переважно домішками іонів Сr3+, вміст Сг2O3 в інтенсивно забарвлених зразках може досягати 4 %. У разі, коли насиченість кольору рубіну не перевищує 60%, він вважається не рубіном, а рожевим сапфіром. При нагріванні рубіни червоно-фіолетового кольору або червоно-коричневого набувають блідо-рожевого забарвлення, тобто наїрівання послаблює інтенсивність кольору. Найбільш цінними вважаються рубіни чистого червоного кольору ("голубиної крові") з легким фіолетовим або синім відтінком.
Джерелом найкращих рубінів у світі є район Могока у Бірмі. Рубіни цього родовища мають колір "голубиної крові".
Рубіни з Таїланду через наявність у них включень заліза мають менш красивий колір, нагадують гранати, тому на ринку цінуються менше. Таїландські рубіни мають коричневі відтінки; жовтуватим відтінком вирізняються рубіни з Кенії. Зірчасті рубіни з оптичним ефектом більш рожевого кольору добувають в Шрі-Ланці. Африканські рубіни мають приємний відтінок, але за інтенсивністю відтінків вони поступаються східним рубінам.
Твердість рубіну у сім разів перевищує твердість наступного мінералу шкали Мооса - топазу. При цьому твердість рубіну виразно змінюється залежно від напряму в кристалі, на що необхідно звертати увагу в процесі огранювання [ ].
Наприкінці XIX століття красивого кольору рубіни масою в 2 карати, цінувалися значно дорожче, ніж кращі діаманти, а вартість рубінів у десять каратів була вп'ятеро вища [ ].
Рубіни за кольором поділяються на такі сорти:
світло-червоні - носять назву рубін сангена (Krbis sanguin);
світло-рожевого - рубіни розе;
темно-червоного кольору.
Найкращий сорт - це східні, або орієнтальні рубіни.
Найкращий у світі рубін має форму та величину курячого яйця, його вартість в 1896 р. складала 12,1 мільйона фунтів стерлінгів. До 1800 р. рубіном називали і деякі інші камені: краплями рубіну -гранати з Південної Африки, рубінами - бале - бірманську шпінель, колорадськими та аризонськими рубінами - гранати із штату Колорадо і Аризони (США), бразильськими рубінами -рожеві топази Бразилії, сибірськими рубінами - рубеліти Сибіру.
До видатних за красотою всесвітньовідомих рубінів належать "Рубін Едуард" - 167 кар. (Лондон), зірчастий рубін "Рива" -138,7 кар. (Вашингтон), зірчастий рубін "Мир" - 43 кар. Рубіни масою понад 500 кар. у природі трапляються рідко. З такого кристала була виготовлена статуя Будди масою 690 кар., інший масою 593,4 кар. було знайдено в Шрі-Ланці в 1934 р. [ ].
За даними експертів, половина усіх рубінів і майже усі найбільш якісні з них потрапляють на обробку до Ізраїлю, Ідар-Оберштейну, Бангкока, решта до Нью-Йорка, Антверпена, Женеви.
Практично усі зірчасті рубіни потрапляють на обробку в Японію. На території України є три райони, які є перспективними з видобутку корундів: Приазов'я, Побужжя, Коростенський плутон. Ці райони відомі знахідками, насамперед, лейкосапфірів та рубінів.
Основні властивості мінералів замінників наведені в дод. 1, 2, 3.
Теплопровідність рубіну вища, ніж у мінералів-замінників.
Змочуваність рубіну низька. Крапля дистильованої води, яка нанесена на горизонтальну поверхню ограненого рубіну, приймає форму, близьку до напівсфери. Кут між дотичною до краплі та площиною складає 95°. У гранатів кут менший, ніж у рубіну, ще сильніше прилягає крапля на берилі. На склі та кварці крапля розтікається.
Хімічна стійкість у рубіну вища за інші дорогоцінні камені. При кімнатній температурі хімічні речовини на нього не діють. Плавикова кислота залишає слід на склі та кварці.
Опромінені кристали рубіну флуоресціюють. Флуоресценція надає можливість відрізнити бірманські рубіни від таїландських. Короткохвильове ультрафіолетове світло викликає у бірманських рубінів яскраво-червону флуоресценцію, у зірчастому рубіні (Бірма) -блакитну флуоресценцію у вигляді плям. Домішки заліза послаблюють, а інколи зовсім гасять світіння таїландських рубінів [3].
Характерною особливістю рубінів є наявність у них різноманітних включень. Ці включення не вважаються дефектами каміння, а навпаки, свідчать про їх природне походження. Включення можуть бути як монокристалічні, так і полікристалічні, рідкі або газоподібні.
Краще спостерігати рубіни в імерсійному мікроскопі, використовуючи при цьому високозаломлювальні рідини.
Класичною формою огранки для рубінів є "Овал", для якої визначається максимальна ціна. Менш привабливою є огранка "Груша" та "Маркіз".
За типом включень можливо з деякою вірогідністю визначити родовище каменя. Розповсюдженими мінералами - включеннями у рубінах бувають голки рутилу (бірманські рубіни), октаедри шпінелі, пластини слюди, гранат, циркон, кальцит.
У рубінах з Таїланду відмічаються трубчасті включення, які при перегині утворюють штифтовий малюнок.
Розповсюджений тип включень для рубінів - це пори, які мають кутоватий вигляд.
Дуже важливою діагностичною ознакою для природних рубінів є наявність шарів росту. Шари - наслідок ритмічних процесів, які відбуваються в процесі росту кристала. У справжнього рубіну шари росту перетинаються під кутом, близьким до 60 , боки яких паралельні до кристалографічних площин і відповідно граней кристала.
Ідентифікація природних та синтетичних рубінів здійснюється в основному за внутрішніми особливостями будови та лініями абсорбції. Смуги спектра поглинання для рубіну такі: 465, 468, 500-610, 692, 694 Нм.
При діагностиці природних рубінів та виявленні відрізняльних ознак синтетичних рубінів необхідно використовувати такі рекомендації. [3 ]:
1. У природі дуже рідко трапляються інтенсивно та рівномірно
забарвлені, чисті рубіни.
Як включення в природних рубінах містяться інші мінерали, тріщини, сліди двійникування та ін.
У природних рубінах чітко спостерігається різниця забарвлення за відтінками та зональним розподіленням.
Перші синтетичні прозорі рубіни були отримані в хімічній лабораторії в* 1877 р. професором Едмонтом Фремі методом кристалізації з розчину в розплаві [3]. У 1885-1905 роках на ринок дорогоцінних каменів почали надходити рубіни, які були визнані справжніми, але потім їх почали називати "реконструйованими". Вони були отримані плавленням невеликих шматочків природного рубіну з додаванням двохромовокислого калію для поліпшення кольору.
У 1856-1913 р. О. Вернейль отримав рубін з оксиду алюмінію, який був легований хромом. У теперішній час існує багато методів вирощування рубіну: метод Чохральського, зонного плавлення (рубін "Сейко"). Такі рубіни містять пори та краплеподібні включення у вигляді пуголовків. У 1971 р. Шмід та Вичинський запропонували метод градієнтної печі, або метод теплового обміну, Степанов - запропонував форму кристала задавати в розплавленому матеріалі, використовуючи сили поверхневого натягу, Керол Четем (США) вирощував рубіни на затравках бірманських рубінів в автоклаві в гідротермальних умовах [3].
Єдиним природним каменем, який подібний до бірманського рубіну за кольором, - є червона шпінель. її колір зумовлений домішкою хрому, але відтінок шпінелі радше цегляний або жовтогарячо-червоний, ніж рубіново-червоний.
Впевнено відрізнити шпінель від рубіну можна тільки за відсутності дихроїзму та подвійного заломлення, нижчим показником заломлення (1,72), характерним спектром поглинання та включеннями.
Червоні гранати (альмандин та піроп) за кольором найближчі до таїландських рубінів. Вони дають характерний спектр поглинання в жовтій, зеленій та синіх частинах спектра. У поєднанні з одним показником заломлення, за відсутності подвійного заломлення та дихроїзму забезпечується надійне та швидке визначення мінералу. Але саме головне - червоні гранати не володіють флуоресценцією.
Турмалін має значно нижчий показник заломлення (1,62-1,64), ніж рубін та більше подвійне заломлення. Турмалін та топаз добре електризуються, чого не спостерігається у рубінів.
САПФІР
Сапфір - (від грецького sаррhеігоs - синій). Сафір, або сапфір слово єврейського походження. Найкращий сапфір має чистий волошковий колір, тому в давнину римляни і називали його "суаnus" (волошка). Але особливе значення сапфір мав у міфології, стародавні греки називали його каменем Юпітера. Краса сапфіру та його надзвичайні властивості увійшли до моди ще на зорі історії людства. У минулому всі камені синього кольору називали сапфірами. Сапфір вважається символом влади. У середні віки сапфір називали "єпископським каменем", він втілював небесні та вищі духовні цінності [3].
Найкращими сапфірами у світі володіє Франція. В колекції Паризького музею знаходиться єдиний сапфір, який станом на 1895 р. оцінений в 120 млн франків [3].
Дивовижною є антична статуетка з сапфіру, яка належала грецькому Брауншвейгському Карлу. В 1877 р. її придбав в Женеві князь Н.Б. Юсупов. Статуетка в 3,5 дюйма висотою, зроблена із суцільного сапфіру та укріплена на круглому п'єдесталі з рубіну, масою 100 кар. Судячи з обробки, ця дорогоцінність належала різцю італійського художника епохи Ренесанс. Статуетка зображує жінку, яка нагадує Венеру Мілоську. Ця знаменита коштовність вже давно приваблює антикварів, мільйонерів та знаменитостей зі всього світу. На теперішній час *пзд назвою "сапфір" розуміють ювелірні корунди будь-якого кольору, крім червоного рубіну. Колір сапфіру прийнято вказувати спеціально, наприклад, зелений або жовтий сапфір. Якщо, говорять* просто "сапфір", то йдеться тільки про синій корунд. Безкольоровий сапфір називається лейкосапфіром, жовтогарячий - жовтий - "падпараджа", зелений - хлорсапфір. Різкої границі між саїлфірами фіолетово-рожевих кольорів та рубінів не існує. Світлі червоні, рожеві та фіолетові корунди, як правило, відносять до сапфірів, тому що вони серед сапфірів цінуються високо, а серє^д рубінів мають низький рейтинг.
Жовте забарвлення сапфірів пов'язане з присутністю іонів Fe3+;
Жовтогарячий та рожевий колір - з наявністю іонів Сг3+;
Фіолетове забарвленгнл - іонів Fе2+; е3+; Сг3+; Ті4+;
Синє та зелене забарвлення - Fе2+; Fе3+; Ті4+.
Високо цінуються сапфіри, які мають зірковий оптичний ефект "астеризму".
Промислові родовища сапфірів нині знаходяться в Австралії, Бірмі, Шрі-Ланці, Таїланді, Китаї.
Якість австралійських сапфірів невисока, внаслідок того, що глибокий синій колір цих мінералів стає при штучному освітленні чорнильним, зеленуватим або навіть чорним.
Сапфіри Шрі-Ланки: мають блакитний колір з фіолетовим відтінком.
Але найбільше цінуються кашмірські сапфіри (Індія), їх родовища знаходяться високо в Гімалаях, експлуатуються з 1880 р. Головна перевага цих корундів - інтенсивно волошковий (густо-синій) колір з шовковистим оксамитовим відтінком. Друге місце посідають синьо-фіолетові сапфіри з Цейлону (Шрі-Ланка), і темно-сині сапфіри - із Таїланду, хоча вони значно поступаються за ціною кашмірським. Дуже гарні сапфіри видобувають в Бірмі, вони не поступаються за красою цейлонським і таїландським, але не перевершують кашмірські. За критерієм ціни сапфіри розподіляються таким чином: кашмірські, бірманські, цейлонські (шрі-ланкійські) і таїландські.
Відомі родовища в Таїланді, США, Бразилії, Кенії, Малаві, Зімбабве, Танзанії, Кампучії [3].
Сапфір розповсюджений дуже широко, трапляється частіше, ніж рубін, тому що хромофором сапфіру є залізо, а не хром, як у рубіну Крупні сапфіри - це велика рідкість. Іноді їм, як іменитим алмазам присвоюють імена. В Американському музеї знаходиться "Зірка Індії" - ймовірно самий крупний огранений зірковий сапфір (536 кар.), чорний сапфір "Опівнічна зірка" (116 кар.). Смітсонівський інститут штату Вашингтон придбав зірковий сапфір "Зірка Азії" (330 кар.). Два іменитих сапфіри "Св. Едвард", (167 кар.) і "Стюарт", (104кар.) прикрашують британську корону. У США з 3-х сапфірів масою приблизно 2 тис. кар. кожний зроблені скульптурні портрети Президентів США: Вашингтона, Лінкольна, Ейзенхауера. У Москві в Алмазному фонді знаходиться корона Російської імперії з двома крупними сапфірами (258 і 200 кар.)
Майже 80 % сапфірів в необробленому вигляді надходять з Бангкока, решту огранують у Німеччині, Ізраїлі, Японії, де їх закріплюють в ювелірні вироби із золота, платини в поєднанні з іншими ювелірними каменями.
Властивості сапфірів за багатьма показниками збігаються з властивостями рубіну (рис. 4)
Рис.4. Діагностичні властивості сапфіру [3]
Колір та характер забарвлення, набір включень та інші діагностичні ознаки надають можливість відрізняти один від одного природні сапфіри з різних родовищ. За цими ж ознаками відрізняються природні та синтетичні корунди.
Класична форма огранювання сапфірів така сама, що й у рубінів: фасетований овал.
До сапфіру за кольором при візуальній діагностиці подібні бенітоїт, кіаніт, синтетична шпінель, шпінель, топаз, цоїзит, турмалін, берил, їоліт. Діагностичні властивості синіх мінералів наведені в дод 4.
При дослідженні природи сапфіру найбільш надійним способом є дослідження внутрішньої будови та виду включень корунду, а також інтенсивності та зональності кольору. Дослідження здійснюється за допомогою імерсійного мікроскопа та лупи. У природному сапфірі є вигнуті смуги росту, які мають різну інтенсивність забарвлення. Ці зони утворюють між собою кут в 120°, причому інколи в середній частині каменя. У синтетичному сапфірі ці смуги мають дугоподібну форму та більш широкі за розміром.
Інколи для імітації природного сапфіру використовують дублети. Для їх виготовлення верх каменя виготовляється з природного сапфіру і приклеюється до денця синтетичного сапфіру.
На початку століття XX на ринку з'явилися синтетичні сапфіри, які за властивостями близькі до природних. З 1947 р. зарубіжні фірми "Linde", "Wuders" почали промислове виготовлення "зірчастих" сапфірів ювелірної якості, ефект якого створювався за рахунок введення 0,3 % оксиду титану. Синій колір досягається додаванням до вихідного складу (порошку окису алюмінію) великої кількості (0,1-2,0%) окису заліза та окису титану. Але підібрати ці співвідношення дуже складно, і тому забарвлення штучно вирощених сапфірів дуже нерівномірне. Для отримання рівномірного кольору використовують методи термічної обробки та дифузійного фарбування. Таке облагородження стійке і незворотне. Але під час переогранювання та переполірування сліди дифузійного облагородження зникають.