2. Строение драгоценных камней

Химический состав минералов выражается химической формулой. Примеси при этом не учитываются, даже если они вызывают появление цветовых оттенков, вплоть до полного изменения цвета минерала. Почти все минералы кристаллизуются в определенных формах, то есть представляют собой кристаллы – однородные по составу тела с регулярным расположением атомов, ионов или молекул в решётке. Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своём кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры. Для ювелирных целей такие чрезмерно крупные кристаллы минералов, как правило, малопригодны из-за многочисленных включений, загрязняющих примесей и различного рода дефектов, сопровождающих рост кристаллов.

Внутренняя структура кристаллов (пространственная решётка) определяет их физические свойства, в том числе внешнюю форму, твёрдость и способность раскалываться, тип излома, плотность и оптические явления.

В кристаллографии все кристаллы систематизированы и распределены по семи сингониям (системам) (рис. 2.1): кубической, тетрагональной, гексагональной, тригональной, ромбической, моноклинной и триклинной. Различие между ними проводится по кристаллографическим осям и углам, под которыми эти оси пересекаются.

1. Кубическая сингония (иногда называется правильной) (рис. 2.2): все три оси одинаковой длины и ориентированы взаимно перпендикулярно.

Типичные формы кристаллов – куб, октаэдр (восьмигранник), ромбододекаэдр (12-гранник с четырёхугольными гранями в виде ромбов), пентагондодекаэдр^ (12-гранник с пятиугольными гранями) икоситетраэдр (24-гранник), гексакисоктаэдр (48-гранник) (рис. 2.3–2.6).

Рис. 2.1. Сингонии (системы) кристаллов

Рис. 2.2. Кристаллы кубической сингонии (показаны габитусы некоторых драгоценных камней, кристаллизующихся в этой сингонии)

К этой системе относятся: алмаз, альмандин, гранат, гроссуляр, лазурит, периклаз, пироп, флюорит, шпинель и др.

а б

в г

Рис. 2.3. Внешний вид некоторых кристаллов:

а – додекаэдр (ромбододекаэдр), б – трапецоэдр (тетрагонтриоктаэдр),

в – додекаэдр с трапецоэдром, г – трапецоэдр с додекаэдром

Рис. 2.4. Пентагондодекаэдры

а

Рис. 2.5. Ромбоэдр (а) и ромбододекаэдр (б)

а

б

Рис. 2.6. Пентагональный (а) и дельтоидальный (б) икоситетраэдры

2. Тетрагональная (квадратная) сингония (рис. 2.7): три оси расположены взаимно перпендикулярно, две из них имеют одинаковую длину и лежат в одной плоскости, третья (главная ось) длиннее или короче.

Рис. 2.7. Кристаллы тригональной сингонии

Типичные формы кристаллов – квадратные призмы и пирамиды, трапецоэдр (рис. 2.8) и восьмигранные пирамиды, а также бипирамиды (рис. 2.9).

а	б	в
Рис. 2.8. Тригональный (а), тетрагональный (б) и гексагональный (в) трапецоэдры			Рис. 2.9. Бипирамида

К этой системе относятся: везувиан, касситерит, рутил, фабулит, циркон, скаполит и др.

3. Гексагональная (шестисторонняя) сингония (рис. 2.10): три из четырёх осей расположены в одной плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120° или 60°; четвёртая ось имеет другую длину и ориентирована перпендикулярно этой плоскости.

изумруд

берилл, апатит

Рис. 2.10. Кристаллы гексагональной сингонии

Типичные формы кристаллов – 6-гранные призмы и пирамиды, а также 12-гранные пирамиды и бипирамиды.

К системе относятся: аквамарин, апатит, берилл (изумруд), цинкит и др.

4. Тригональная (ромбоэдрическая или трёхсторонняя) сингония (рис. 2.11): оси и углы соответствуют таковым предыдущей системы, вследствие чего их часто объединяют в рамках одной гексагональной сингонии. Различие состоит в элементах симметрии. В гексагональной сингонии поперечное сечение основной призматической формы является шестиугольником, а в тригональной – треугольником. Путём стёсывания углов треугольника возникает шестиугольная форма, присущая гексагональной сингонии.

кварц

турмалин

Рис. 2.11. Кристаллы тригональной сингонии

Рис. 2.12. Тригональный скаленоэдр

Типичные формы кристаллов – треугольные призмы и пирамиды, ромбоэдры и скаленоэдры (рис. 2.12) (скаленоэдр – название происходит от scalne (разносторонний, косой) – по облику неравносторонних треугольных граней).

К этой системе относятся: авантюрин, агат, аметист, гематит, горный хрусталь, диоптаз, доломит, дымчатый кварц (раухтопаз), кальцит, кварц, розовый кварц, рубин, сапфир, турмалин, халцедон, хризопраз, цитрин и др.

5. Ромбическая (орторомбическая или ромбовидная) сингония (рис. 2.13): три оси разной длины расположены взаимно перпендикулярно.

Типичные простые формы кристаллов – базопинакоиды, ромбические призмы и пирамиды, ромбические бипирамиды.