2.Оптические свойства минералов и способы их определения

Из оптических свойств можно выделить показатель преломления как одну из самых важных характеристик минералов. Значения показателя преломления для данного вида изменяются в очень узком диапазоне, поэтому показатель преломления считают постоянной (константной) величиной и часто используют для диагностики ювелирных камней.

Показатель преломления определяется на рефрактометре. Принцип действия прибора основан на явлении полного внутреннего отражения света при его прохождении из более плотной в менее плотную среду. Зная показатель преломления призмы-столика, на который располагают исследуемый образец, и, измерив критический угол, при котором начинается полное внутреннее отражение, определяют показатель преломления образца. Обычно рефрактометры имеют прозрачную измерительную шкалу, видимую в окуляр прибора, которая градуирована в величинах показателя преломления. Одна часть шкалы, на которую падают отраженные лучи, выглядит освещенной, остальная затемнена. По положению края тени на шкале считывают показатель преломления.

Метод имеет ряд недостатков. Самый существенный из них – невозможность определить значение для минералов, имеющих величину показателя преломления более 1,8.

Еще одной дополнительной оптической характеристикой при диагностике может быть люминесценция. Некоторые ювелирные камни обладают свойствами испускать в ответ на возбуждающее действие падающих на них лучей, другие лучи, которые отличаются от первых по длине волны. Из многих типов люминесценции, наиболее используемой в геммологии, является фотолюминисценция, которая возникает при приобретении веществом энергии в виде электромагнитного излучения (например, в виде видимого света, УФ или рентгеновских лучей). Некоторые самоцветы обладают люминесценцией при их облучении коротковолновым или длинноволновым светом.

Определение химического состава минералов (в том числе и без выкрепки камня из оправы) может быть определено рентгенофлуоресцентным методом или с помощью микрорентгеноспектрального анализатора.

3.Морфологические свойства минералов и способы их определения

К морфологическим свойствам камня относят цвет, блеск, спайность, форма кристаллов (для неограненных камней), а также наличие определенных включений.

Цвет ювелирного камня зависит от спектрального состава падающего на него света и способности материала отражать или поглащать падающие на него лучи. В геммологической практике для обозначения крашенного камня обычно применяются составные наименования, включающие основной тон (цвет, соответствующий какой-либо части спектра: красный, синий, зеленый) и дополнительные характеристики, устанавливающие чистоту и яркость основного тона. Иногда перед основным тоном может указываться надцвет (оттенок). Для бесцветных драгоценных камней (например, алмаз) основой градации по цвету является надцвет.

Определение цвета осуществляется визуально путем сравнения с эталонными коллекциями, образцами-имитаторами (например, «Колор Скан») или с картами атласа цветов. Оценка должна проводиться в спокойной обстановке. Яркие цвета и лишние предметы должны быть исключены, поскольку это может повлиять на результаты. Необходимо использовать специальное освещение, например, галогенная лампа, имеющая необходимую цветовую температуру. Прямой солнечный свет не должен попадать в помещение. Перед оценкой по цвету каждый камень должен быть очищен и взвешен.

По российским стандартам (РОКБ – российская отраслевая классификация бриллиантов) группа цветности обозначается в виде цифры. Например, для ограненных бриллиантов КР-17 выделены 4 группы цветности: 1 – бесцветные; 2 – с незначительным оттенком желтизны; с небольшим оттенком желтого, зеленого, аквамаринового, серого цвета и с незначительным коричневым надцветом; 3 – желтые: с ясно видимым желтым и небольшим коричневым оттенком; 4 – коричневые. Для КР-33 и КР-57, массой до 0:29 кар – 7 групп и т.д. Бриллианты с уникальным цветом (голубым, розовым, изумрудно зеленым и другими редко встречающимися цветами) относят к первой группе цветности. Если окраска бриллиантов желтых и коричневых тонов, является необычайно яркой и насыщенной, в некоторых случаях она тоже может быть признана уникальной и отнесена к первой группе цветности. Бриллианты, имеющие видимые (при просмотре невооруженным глазом сверху перпендикулярно площадке) графитовые включения, следует относить к последней группе цветности.

Российская отраслевая классификация бриллиантов используется при реализации бриллиантов на внутреннем рынке РФ. В международной практике наиболее распространена классификация GIA. В этой системе используется буквенное обозначение групп цветности. Взяты буквы английского алфавита от D до Z, где каждая предыдущая буква обозначает более высокую группу цветности, чем последующая. Буквами А,В и С обозначается качество огранки.

Иногда можно встретить использование, так называемой, «старой терминологии», утвержденной в 1930 году. По «старой терминологии» для определения цвета использовались английские термины. Например, Jager – бесцветный, голубовато-белый; River – чрезвычайно прозрачный, бесцветный.

Для цветных драгоценных камней оценка цветности имеет свои особенности. Так, в соответствии с ТУ 95-335-88 «Изумруды природные обработанные. Технические условия» предлагается их следующая градация по цвету: 1 – темный зеленый, 2 –средне-темный зеленый, 3 – средний зеленый, 4 – средне-светлый зеленый, 5 – светлый зеленый.

Для корундов (в том числе, рубинов и сапфиров) существуют свои градации по цвету. При определении групп цветности данных камней можно руководствоваться описанием, представленном в скупочном прейскуранте № 3 от 1991 года:

№ группы цветности	Рубин	Сапфир
1	Ярко-красные	Ярко-синие
2	Номально-красные, средне-красные	Нормально-синие, средне-синие
3	Светло-красные	Светло-синие

При экспертизе для рубинов и сапфиров необходимо также учитывать показатель насыщенности цвета. Так, если насыщенность цвета не превышает 60%, то камень будет считаться не рубином (сапфиром), а розовым (голубым) корундом.

Для рубинов и сапфиров иногда встречается неравномерное распределение окраски в виде пятен и полос. Если эффект не имеет сильной выраженности, он допускается.

Согласно ТУ 117-3-0761-1-93 «Вставки граненые из сапфиров природных», сапфиры, подобно изумрудам, могут быть разделены на 5 групп цветности. В практике могут встречаться обе классификации, поэтому при идентификации цветовой группы сапфира эксперту важно знать, какая из классификаций была использована изначально.

Корундам могут быть присущи включения игольчатых кристаллов рутила, которые обуславливают присутствие эффектов переливчатости («кошачьего глаза») или астеризма. Наличие этих эффектов увеличивает ценность камня.

Блеск связан с количеством отраженного от поверхности камня света, его интенсивность тем больше, чем больше показатель преломления минерала. Например, алмазный блеск (коэффициент отражения 1,9-2,5), стеклянный блеск (коэффициент отражения 1,3-1,9) и т.д. Для уточнения блеска применяется термин «отлив» (например, шелковистый как у чароита или перламутровый как у жемчуга).

Спайность – это свойство некоторых кристаллических веществ раскалываться по определенным плоскостям, где имеется более слабая химическая связь. Она проявляется у многих самоцветов. Например, характерное свойство топаза – легкость раскалываться под прямым углом по отношению к вертикальной кристаллографической оси. Синтетическая шпинель (в отличие от природной) характеризуется высокой спайностью по кубу. Алмаз раскалывается в четырех направлениях, параллельно граням правильного октаэдра. При идентификации крупных бриллиантов на рундисте (если он специально не обработан) можно обнаружить уступчатые выбоинки с гладкой поверхностью раскеола. У имитаций же рундист либо полирован, либо сколы имеют неправильную (раковистую) поверхность излома.

Наличие и характер включений анализируют главным образом для того, чтобы идентифицировать синтетические (искусственно выращенные) аналоги природных драгоценных камней. Так, например, для природных алмазов характерны включения минералов, а для синтетических – металлические включения (железо, никель, марганец). Для корундов, полученных методом кристаллизации из раствора в расплаве характерны включения флюсов и материалов тигля (платины, золота, меди), для гидротермальных сапфиров – включение газовых пузырьков. Природные изумруды характеризуются наличием микрокапелек воды, тогда как у перекристаллизованных они отсутствуют; у изумрудов, выращенных гидротермальным способом, включения имеют характерный «вуалевый» или «перьевой» рисунок.