Свойства ювелирных камней

1. Механические и оптические свойства

1.1 Механические свойства

Механические свойства описывают поведение минерала под воздействием нагрузки извне (удара, царапанья, разрыва, давления).

Под твердостью минерала понимается сопротивление, которое оказывает его поверхность при попытке повредить ее другим камнем и иным предметом.

В 1811 г. немецкий минералог Ф. Моос (1773-1839г) предложил шкалу, в которой минералы группируются в соответствии с их относительной твердостью по 10-бальной шкале. Абсолютная твердость определяется с помощью специальной достаточно сложной аппаратуры. Каждый минерал, занимающий место от 1 до 10, царапает все минералы, расположенные ниже, и в то же время царапается минералами, находящимися выше него по шкале. Минералы с равными значениями твердости царапают друг друга.

Шкала состоит из 10 эталонов твердости: тальк — 1, гипс — 2, кальцит — 3, флюорит — 4, апатит — 5, ортоклаз — 6, кварц — 7, топаз — 8, корунд — 9, алмаз — 10.

Путем сравнения может быть установлена твердость любого минерала — твердость по шкале Мооса. Минералы с твердостью 1 и 2 считаются мягкими, от 3 до 6 — средней твердости, а выше 6 — твердыми. Большинство популярных драгоценных камней имеют твердость выше 7.

Спайность — способность минералов раскалываться или расщепляться ио определенным кристаллографическим, направлениям с образованием ровных зеркальных поверхностей. Спайность обусловлена строением кристаллической решетки. В зависимости от легкости, какой раскалывается минерал, различают весьма совершенную (у слюды), совершенную (у кальцита) и несовершенную (у кварца) спайность. У некоторых минералов спайность отсутствует. Для минералов с несовершенной спайностью, или вовсе лишенных её, важным диагностическим признаком служит излом.

Излом — характер поверхности обломков, на которые минерал раскалывается при ударе. Различают раковистый, занозистый, волокнистый, ровный, неровный и землистый изломы. Первый характерен, например, для всех разновидностей кварца, берилла.

Хрупкость (вязкость) — способность минерала крошиться под давлением или при ударе, Так, например, алмаз, самородная сера и эвклаз — очень хрупкие минералы, а самородная медь, золото, серебро — очень ковкие.

1.2 Оптические свойства

Оптические свойства — описывают поведение светового, потока в минерале.

Прозрачность — способность, минерала пропускать лучи видимой части: спектра электромагнитного излучения. В геммологии прозрачность камня обычно оценивается — лишь качественно. Но степени прозрачности все ювелирные камни делятся па следующие виды: прозрачные (изображение через камень передастся без потери качества);

  • слегка замутненные (изображение слегка размыто, ко легко читается);
  • замутненные (контуры изображения размыты, по еще читаемы);
  • полупрозрачные (изображение имеется, но контуры его размыты, нечитаемы);
  • просвечивающие (виден свет, ио не видно изображения);
  • просвечивающие в сколах (свет виден только па осгрие.тоцкого клина);
  • непрозрачные (не пропускают свет даже па острие тонкого клина); .

Блеск — минеральный блеск обусловлен тем, как свет отражается от его поверхности. Интенсивность блеска чем больше, чем резче разница между скоростями света при переходе его в кристаллическую среду, т.е. чем выше показатель преломления. В минералогии различают металлический, полуметаллический, алмазный, стеклянный шелковистый, перламутровый, жирный, восковый блеск. Для большинства ювелирных камней характерен стеклянный. Многие минералы обладают слабым блеском, на вид они тусклые, матовые. Металлический блеск похож на блеск металлов и характерен не только для самородных металлов, но и почти для всех сульфидов и некоторых оксидов, блеск не зависит от цвета минерала.

Цвет (окраска) минералов — способность отражать и преломлять свет, создавая определенное ощущение цвета.. Но далеко не всегда, цвет может служить падежным диагностическим признаком. Некоторые минералы имеют характерную (собственную, или идиохроматическую) окраску: малахит всегда зеленый, лазурит синий, самородная сера, желтая, киноварь красная.

Большинство минералов может иметь разную (аллохроматическую, или чужую) окраску. Например, такой широко распространенный минерал, как кварц, бывает совершенно прозрачным, молочно-белым, дымчатым, совершенно черным, желтым и фиолетовым. Химические и механические примеси способны изменит), собственную окраску минерала. Аллохроматическая окраска не связала напрямую с природой минерала, и определяется окрашенными примесями — хромофорами (ионами или более крупными частицами). Хромофоры придают интенсивную окраску минералу даже в небольших концентрациях:Подобная окраска свойственна многим горным породам и минералам и может быть вызвана механическими примесями включениями окрашенных минералов, пузырьков жидкостей, газов и т.д.

Часто у минералов встречается псевдохроматическая (наведенная) окраска, которая вызывается интерференцией падающего света в прозрачных и полупрозрачных минералах при отражении от внутренних • поверхностей-,■ трещин, спайности (иризация лабрадора и олигоклаза — от синего и зеленого до желтого и красного). -Псевдохроматическая окраска возникает при дифракции света и интерференции отраженных лучей, рассеянии, преломлении или полном внутреннем отражении . белого света, связанном с особенностями кристаллической структуры минерала. Псевдохроматическая окраска нередко появляется при окислении поверхностного слоя кристаллов (побежалость — характерные радужные пленки па пирите, халькопирите).

Цвет минерала может меняться под воздействием высоких температур, ультрафиолетового и радиоактивного излучения, а также слабеть на солнечном свету. В качестве примера, нагретый аметист меняет цвет на зеленый (празеолит) или желто-оранжевый (цитрин). Окраску надо определять па свежих поверхностях (сколах), так каю вследствие выветривания она может измениться.

Цвет некоторых минералов в растертом состоянии, отличаются от такового в образце. Окраску минерала в порошке определяют с помощью черты. Ее цвет выявляется, сели уголком определяемого минерала потереть пластинку неглазурованного фарфора, так называемого бисквита. Цвет черты черного гематита — вишнево-красный, золотисто-желтого пирита- черный с зеленоватым оттенком, а флюорита независимо от того, какого он оттенка (синего, фиолетового или зеленого), — всегда белый.

Показатель преломления — один из сложнейших диагностических признаков минералов и драгоценных камней. Количественно преломление оценивают с помощью специального показателя, который равен отношению скоростей света в какой-либо среде и вакууме. Если опустить ложку в чашку с водой, часто кажется, что ложка переламывается на границе воды и воздуха. Причина этого явления в разнице показателей преломления света воды и воздуха. Чем она. больше: у двух разных сред, тем под большим углом будет искажаться изображение предмета. Чем ощутимее разница показателей преломления минерала и его окружения (воздуха, воды, других веществ), тем сильнее он блестит и четче видны его контуры.

Драгоценные камни с -высоким показателем преломления, в общем случае, более яркие, чем камни с низким, поскольку больше света возвращается назад из вершины или верхней части камня вместо того, чтобы проходить через павильон. Алмаз имеет показатель преломления около 2,4; кварц — 1,54-1,55. Для большинства драгоценных камней он измеряется простым оптическим устройством, известным как рефрактометр.

1.3 Прочие свойства

Плотность — масса вещества, отнесенная к массе равного объема воды. Она измеряется в г/см кубических. Следовательно минерал с плотностью 3 в 3 раза тяжелее такого же объема воды. Плотность минералов колеблется в широких пределах от значений меньше 1 (лед) до 23 (минералы группы осмистого иридия).

Точные значения плотности вычисляются специальными методами. Очень важно научиться определять плотность приблизительно, взвешивал кусок минерала на ладони (лучше левой рукой), и таким, образом различать минералы «легкие», «тяжелые» и «очень тяжелые».

Легкие минералы: гипс, каменная соль (галит), кварц, полевые шпаты.

Тяжелые: барит, сфалерит, пирит, магнетит.

Очень тяжелые: галенит, вольфрамит, киноварь, самородная медь, золото.

Плотность минерала, имеет большое практическое значение, так как по ней легко отделить один от другого взмучиванием в воде или окружением в другие более тяжелые жидкости.

Теплопроводность — способность минералов пропускать тепло. Алмаз обладает экстремально высокой теплопроводностью, что использовано в приборе «Даймонд-тестер». Сходную величину теплопроводности имеет муассанит.

Некоторые минералы при воздействии ультрафиолетовых, катодных или рентгеновских лучей могут излучать свет («холодное свечение»). Это излучение носит название люминесценции. Определенные минералы светятся при нагревании (термолюминесценция).

Радиоактивностью обладают минералы, содержащие радиоактивные элементы, в первую очередь уран, радий и торий.

Минералы имеют хорошую, среднюю и плохую растворимость в воде и кислотах. Например, галит, сильвин, карналлит и некоторые другие растворяются в воде. В соляной кислоте растворяются: кальцит, арагонит, в нагретой соляной кислоте — доломит. В азотной кислоте растворяются сульфиды.

К химически нестойким (растворяются в кислотах) относятся ювелирные камни: малахит, янтарь, жемчуг, карбонатные породы и др.

Магнитность — способность минералов действовать на магнитную стрелку (как кусок железа, но несколько слабее). Сильно магнитных минералов в природе немного, поэтому магнитные свойства являются для них важнейшим диагностическим признаком, позволяющим сразу определить название. Магнитными свойствами обладают магнетит (природа очевидна из названия), пирротин, платина (представители содержащие много железа). Есть минералы слабо магнитные и немагнитные.

Морфология — внешний облик кристаллов, который тесно связан с их структурой и условиями роста. Для каждого вида драгоценных камней характерна своя форма кристаллов. Кроме того, в каждом виде возможны изменения морфологии под воздействием внешних и внутренних условий формирования или в зависимости от типа месторождений.

Твердость основных ювелирных камней по шкале Мооса

НазваниеПоказательНазваниеПоказатель
Алмаз10Полевые шпаты6,5-7,0
Рубин9Жадеит6,5-7,0
Сапфир9Яшма6,5-7.0
Хризоберилл8,5Кунцит6,5-7,0
Шпинель8Перидот6,5-7,0
Топаз8Танзанит6,5-7,0
Аквамарин7,5-8,0Лунный камень6,0-6,5
Берилл7,5-8,0Нефрит6,0-6,5
Изумруд7,5-8,0Опал5,5-6,5
Иолит7,0-7,5Лазурит5,0-6,0
Турмалин7,0-7,5Бирюза5,0-6,0
Циркон7,0-7,5Малахит3,5-4,0
Аметист7Коралл3,0-4,0
Кварц7Жемчуг2,5-4,5
Гранат6,5-7,5Слоновая кость2,5
Халцедон6,5-7,0Янтарь2,0-2,5

Показатель преломления основных ювелирных камней

НазваниеПоказательНазваниеПоказатель
Алмаз2,417Бирюза1,65-1,61
Циркон1,92-1,81Турмалин1,64 1,62
Гранат1,87-1,72Топаз1,63-1,61
Рубин/ сапфир1,77-1,7.6.Нефрит1,63-1,61
Хризоберилл1,76-1,75Берилл (изумруд)1,58-1,57
Шпинель1,72Кварц (аметист)1,55-1,54
Танзанит1,70-1,69Иолит1,54-1,53
Перидот1,69-1,65Лунный камень1,54-1,52
Жемчуг1,69-1,53Янтарь1,54
Жадеит1,68-1,66Халцедон1,54-1,53
Кунцит1,67-1,66Опал1,44-1,46

Удельный вес основных ювелирных камней и металлов

НазваниеПоказательНазваниеПоказатель
Платина21,4Кунцит3,18
Чистое золото19,3Турмалин3,06
Серебро10,6Нефрит2,95
Медь8,9Бирюза2,76
Циркон4,70-4,00Лазурит2,75
Гранат4,20 3,50Берилл2,72
Рубин/ сапфир4Жемчуг2,7
Малахит3,30-4,10Кварц2,66
Хризоберилл3,7Коралл2,65
Шпинель3,6Колит2,61
Топаз3,53Халцедон2,6
Алмаз3,52Лунный камень2,56
Перидот3,34Опал2,15
Жадеит3,34Слоновая кость1,70-2,00
Танзанит3,35Янтарь1,08

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.