Питання для самоконтролю

1. Назвіть декілька коштовних каменів, яким притаманний алмазний блиск.

2. Назвіть декілька коштовних каменів, яким притаманний жирний (смоляний) блиск.

3. Які хромофори надають колір таким коштовним каменям, як рубін, смарагд, сапфір, олександрит?

4. Наведіть приклади коштовних каменів з псевдохроматичним забарвленням.

5. Як визначають блиск, прозорість і колір коштовних каменів?

6. В яких мінералах зустрічається ефект «кошачого ока»?

7. Якому ювелірному каменю притаманний ефект адулярисценції?

8. За якими ознаками можна відрізнити природне та синтетичне кварцеве «кошаче око»?

9. За якими ознаками можна відрізнити природний авантюрин та його імітації?

10. У чому полягає особливість побудови шкали Мооса?

11. Камені з якою твердістю переважно вважаються дорогоцінними і чому?

Тема 5. Облагороджений та поліпшення властивостей дорогоцінних каменів Методичні рекомендації щодо вивчення теми

Облагородженим або обробленим називають природне каміння, яке пройшло будь-яку обробку без суттєвих змін хімічного складу та фізичних властивостей з метою надання йому більшої привабливості.

Під обробкою (облагороджуванням) розуміють будь-який процес, крім ограновування або полірування, який покращує якість каміння (колір, чистоту, насиченість), збільшує термін служби та робить його придатним для використання як дорогоцінне каміння.

Методи, які використовуються, дозволяють отримувати сировину з ювелірними характеристиками, аналогічними найкращим природним зразкам. Усі види облагороджування каміння покращують його естетичні властивості і в багатьох випадках (наприклад, термообробка та іонізуюче опромінювання) завершують ті процеси, які не відбулися в природних умовах. Тому можна навести багато прикладів, коли виявити факт обробки дуже важко навіть за допомогою надсучасних приладів. Крім того, деякі облагороджене каміння стало настільки звичним в торгівлі (наприклад, термічно оброблені кварци, берили, корунди, оброблені воском бірюза, лазурит), що штучне покращення їхніх гемологічних властивостей помітно не впливає на популярність такого каміння. З іншого боку, природне забарвлення деяких самоцвітів є нестійким й послаблюється під впливом сонячної радіації чи слабкого нагрівання (димчасто-рожеві топази, кунцити тощо). Таке забарвлення вимагає штучної «стабілізації». Витрати на облагороджування сировини досить невеликі, і збільшення комерційної вартості в результаті становить достатньо великий відсоток прибутку для різних видів прозорих мінералів. Неконденсійні різновиди нефритів, агатів, кременів ринкової вартості практично не мають, а облагороджена продукція знаходить широкий збут на рівні високоцінних природних сортів. Порівняно з природним камінням, що має певні властивості від природи, вартість каміння, певні властивості якого досягнуто штучним шляхом, є дешевшою на 30-70%, хоча воно буде дорожчим аніж природне каміння з дефектами. Тому облагороджене каміння користується великою популярністю, особливо в Європі.

До основних найбільш розповсюджених методів облагороджування належать: термічна обробка, опромінювання та хімічні методи.

Термічна обробка каміння застосовується дуже широко, оскільки допомагає покращити колір, змінити відтінок або посилити прозорість ювелірного каміння. Фізичні процеси, що відбуваються в мінералах під час термічної обробки, досить різноманітні. Температура нагрівання може бути різною і залежить від матеріалу. Нагрівання кристалу до певних температур стимулює процеси валентного перетворення іонів-хромофорів, руйнування деяких «дефектних» (радіаційних) центрів забарвлення, дисоціації продуктів розпаду твердих розчинів чи, навпаки, створення самостійних мінеральних фаз у вигляді мікровключень, що «забарвлюють» безколірну матрицю [2]. Наприклад, у натуральних аквамаринів зеленувато-голубого кольору за відносно слабкого нагрівання забарвлення стає більш синім. У сапфірів за температури 500°С відбувається руйнування кольорових центрів, як результат жовті сапфіри стають безкольоровими, а помаранчеві – пурпуровими. Під час нагрівання до 1600°С голубі сапфіри отримують більш насичений синій колір, тому на ринку сьогодні майже немає синіх сапфірів, які б не були облагороджені. Рубіни також проходять термічну обробку для покращення зовнішнього вигляду, хоча із-за цього зникає ефект астеризму. Оскільки механізми забарвлення аналогічні тим, які можуть реалізовуватися в природі, а забарвлення залишається стабіль-ним за нормальних температур, продавці часто не розкривають факту обробки. В таблиці 1 наведений перелік каміння, яке найчастіше піддається термічній обробці та результати цієї обробки, що для них притаманні [2].

Таблиця 1

Результати зміни кольору каміння після термічної обробки

Назва ювелірного каміння	Перетворення забарвлення
Берил	Із жовтувато-зеленого на блакитне, з оранжевого на рожеве
Корунд безбарвний	Безбарвний інколи набуває зеленого, жовтого чи синього забарв- лення, підсилюється природне забарвлення
Сапфір синій	Із синього на темно-синє або на світло-синє, додається або знімається астеризм
Рубін	Послаблюється коричневатин відтінок, додається або знімається астеризм
Кварц димчастий	Часто стає безбарвним, інколи зеленувато-жовтим
Аметист	З фіолетового на жовте, коричневе, зелене або безбарвне
Циркон	Буре на безбарвне або блакитне, зелене на блакитне або жовте
Турмалін	Синє або синьо-зелене на зелене, червоне на більш ясне або без- барвне
Танзаніт	Із сіруватого чи коричневатого на пурпурово-синє
Бурштин	Темнішає

Радіаційна обробка – метод облагороджування шляхом опромінювання потоками елементарних часток високих енергій за допомогою атомних реакторів, що працюють на урані. Він є найнебезпечнішим саме для здоров’я людини. Радіоактивному опромінюванню піддаються агати, сердоліки, топази, алмази, турмаліни, група берилів тощо. У більшості випадків сам процес опромінювання проходить повністю безконтрольно в атомних реакторах. Необхідно зазначити, що деяке опромінене каміння з часом втрачає набуте забарвлення і, крім того, може тривалий час мати залишкову радіоактивність. При цьому ніхто не контролює, чи залишаються радіоактивні елементи або нестабільні елементарні частки на мінералі, знаходяться вони на поверхні або всередині каміння. Нерідко використовується комплексна обробка, наприклад, опромінювання з подальшою термічною обробкою або ж одночасне опромінювання і нагрівання. Така комплексна радіаційно-термічна обробка сприяє утворенню стійких радіаційних центрів забарвлення й руйнуванню центрів з низькими значеннями термічної активації, які, як правило, відповідають за димчасті та коричневі відтінки кольору природних кисневмісних сполук (силікатів, оксидів тощо). В таблиці 2 подано можливі зміни кольору каміння після опромінювання [2].

Таблиця 2

Результати зміни кольору каміння після опромінювання

Назва ювелірного каміння	Перетворення забарвлення
Берил	Безбарвне на жовте, голубе на зелене, бліде забарвлення на сине типу максіс
Корунд	Безбарвне на жовте, рожеве типу параджа
Діамант	Безбарвне на синє, зелене, чорне, жовте, рожеве та ін.
Кварц	Безбарвне, жовте, зеленувате на димчасте, аметистове або аметринове
Скаполіт	Безбарвне, жовте на пурпурове або коричнево-помаранчеве
Топаз	Безбарвне на жовте, помаранчеве, буре чи блакитне
Турмалін	Безбарвне чи блідозабарвлені зразки на жовті, коричневі, рожеві, чер- воні; сині на пурпурні
Циркон	Безбарвне на коричневе та червонувате

Особливо широко використовують цей метод для покращення якості діамантів. Покращують діаманти в двох напрямках – кольору та чистоти. Відомо, що колір діамантів має визначальне значення для формування їхньої ювелірної цінності. Більшість ді-амантів мають жовтуватий або сіруватий колір а між тим цінуються безкольорові та кольорові діаманти. Найбільш широко для облагороджування діамантів застосовується метод фарбування на основі іонізуючого опромінювання. За альфа-опромінювання або бомбардування нейтронами прозорі, безкольорові або жовті діаманти отримують густий темно-зелений, жовтий або коричневий колір, а кольорові – чорний колір, при цьому інтенсивність забарвлення залежить від дози опромінювання. Відтінки голубого кольору можна викликати дією швидких електронів або гамма – опромінюванням [3].

Також існує ще один спосіб облагороджування діамантів HPHT (від англ. High pressure high temperature), тобто нагрівання в умовах високого тиску. Такій обробці підлягають коричневі діаманти, щоб отримати безкольорові, жовто-зелені, рожеві, голубі та чорні. Зміна кольору відбувається завдяки трансформації дефектів, що входять до структури діаманту. Цю технологію можна застосовувати не для всіх діамантів, але модифіковане таким чином каміння коштує дорожче ніж інші. Достовірно встановити факт облагороджування під силу тільки досвідченим спеціалістам. Вони за допомогою професійного обладнання можуть побачити тонкий – в декілька мікрон – слід, залишений лазером, або характерні відтінки, тобто специфічні спалахи світла, які можливо побачити під час повертання каменя, «вилікуваного» від тріщин. Найскладніше для гемологів завдання – визначити, чи не облагороджувався камінь за технологією НРНТ.

Хімічна обробка включає підфарбовування, вибілювання, покриття поверхні огранованого каміння кольоровими плівками, лаками тощо. У переважній більшості випадків під хімічною обробкою розуміють фарбування пористого каміння (халцедонів, сіруватих агатів, яшми, бірюзи, лазуриту) в яскраві кольори. Хімічне фарбування халцедонів та агатів – це, як правило, результат різноманітних реакцій під дією температури. Наприклад, щоб отримати яскраво-зелені імітації хризопразу, халцедони просочують солями хрому, а потім піддають інтенсивному впливу температури. Бірюзу для надання їй більшої міцності та привабливості просочують парафіном або навіть синтетичними полімерами.

«Маскування» тріщин (тобто заповнення їх маслами, пластиком, склом для покращення прозорості) теж стало досить звичайним явищем в наш час. Сучасні технології дозволяють заповнювати тріщини настільки досконало, що навіть кваліфіковані гемологи не завжди у змозі виявити факт обробки. Найчастіше обрбляють таким способом дуже популярні, але водночас дуже крихкі коштовні камені – смарагди. Необхідно зауважити, що в більшості країн приховування факту заповнення тріщин в смарагдах безбарвними маслами не вважається обманом, (фальсифікацією). Якщо ж масла забарвлені в зелений колір, продавець зобов’язаний про це повідомляти.

Однією з найбільш впливових організацій, яка регулює правила торгівлі ювелірними виробами у світі, є Міжнародна конфедерація з ювелірного каміння, виробів зі срібла, діамантів та перлів (CIBJO). Ця організація об’єднує ювелірів 25 країн, в тому числі США, Великобританії, Німеччини, Японії, Китаю та Австралії. Відповідно до правил CIBJO, під поняттям «облагороджений» (англ. treated) розуміють «…штучно поліпшений вигляд або забарвлення каменя методами іншими, ніж полірування та ограновування». Усе каміння, яке було змінено (поліпшено) із застосуванням таких методів, має визначатися документально як облагороджене. Виняток становлять:

– термічна обробка, внаслідок якої утворюється стабільне забарвлення бурштину, корундів (рубінів, сапфірів), берилів, кварцу, топазів, турмалінів, ціозитів;

– застосування безколірних масел, воску або інших речовин для смарагдів, жадеїту, бірюзи тощо;

– термічна і кислотна обробка та підфарбовування агатів;

– вибілювання слонових кісток та коралів.

Тим часом, відповідно до вимог законодавства зарубіжних країн про дорогоцінне каміння та міжнародних торгових правил, обов’язковим є інформування покупця про види обробки, яким піддавався камінь. Порушення правил може обійтися карається з приміненням штрафних санкцій.

Маркування відбувається відповідно до вимог Міжнародної асоціації кольорового каміння (ICA), Американської Асоціації з торгівлі кольоровим камінням (AGTA), Міжнародної ювелірної конфедерації (CIBJO): N природне каміння (natural), E облагороджене (enhanced), T – каміння, що піддавалося глибокому облагороджуванню, обробці (treated).

Спеціальні види обробки за Міжнародною асоціацією кольорового каміння (ICA) мають позначки:

– Dyeing – підфарбовування;

– Chemical Bleaching – хімічне відбілювання;

– Surface Coating – поверхневе покриття;

– Impregnation – просочування;

– Thermal Enhancement – термообробка;

– Diffusion Treatment – дифузійна обробка;

– Irradiation – опромінювання;

– Clarity Enhancement – покращення чистоти.

Американська Асоціація з торгівлі кольоровим камінням (AGTA) використовує спеціальні символи для маркування результатів облагороджування:

– (D) – зазвичай визначається під час візуального спостереження або використання стандартного гемологічного обладнання;

– (D+) – зазвичай визначається, але потребує спеціального обладнання;

– (NAD) – не завжди визначається (залежно від типу матеріалу і властивостей дорогоцінного каміння);

– (ND) не визначається [1].

Більшість ювелірних каменів свою красу набувають після обробки, тобто після ограновування. Поняттям «ограновування» позначають процес нанесення на камінь граней.

Ограновуванням каменеві надається тонка просторова форма, при якій досягається найкращий виблиск і гра каменю.

Практикою роботи гранувальників за більш ніж п'ять століть розвитку європейського огранувального мистецтва вироблені певні сталі геометричні форми огранованих каменів, передусім алмазів, причому найкращі оптичні результати досягаються шляхом дотримання певних пропорційних співвідношень між окремими частинами каменю та елементами ограновування. Найменші відхилення від цих співвідношень роблять камінь тьмяним, або, як висловлюються фахівці, – «мертвим». Сталі форми ограновування українською мовою позначають поняттям «огранювання», яке вживається поряд із атрибутуючими прикметниками та іменниками – «брильянтове огранювання», «східчасте огранювання», «огранювання площадкою» тощо. Тобто певна форма огранювання – це результат процесу ограновування. У російській мові і сам процес, і його результат позначають одним словом – «огранка».

Найбільш вдалим і розповсюдженим виявилося так зване брильянтове огранювання (від франц. brilliant – блискучий). Ця форма огранювання виявилася настільки вдалою, що під словом «брильянт» у Російській імперії почали розуміти взагалі огранований алмаз, а не тільки певний вид огранювання. У сучасній українській мові цього не спостерігається, тому що ограновані в різний спосіб алмази називаються у нас діамантами, а брильянтами – тільки алмази, оброблені у формі брильянтового огранювання (рис.1, 2).

Рис. 1. Стадії перетворення алмазу у брильянт.

Рис. 2. Елементи поверхні брильянта:

1 – площадка (горизонтальна грань);

2 – ребро; 3 – грань; 4 – рундист;

5 – шип каменя; 6 – вершина кута;

7 – ось симетрії

У 1456 р., коли для шліфування алмазів у Європі щойно почали використовувати алмазний порошок, придворний ювелір бургундського герцога Людвіг Ван Беркем уперше запропонував огранювання алмазу формою «троянда». Для цього використовувалися алмази неправильної форми або дрібні. Камінь мав плоску основу, а на верхній частині каменю нанесено 12 граней (фацетів), що сходилися у центрі. Таке огранювання назвали «Троянда д’Анвер» («Rosa de Anwer»). Коли на камінь почали наносити 24 або 32 грані, огранювання одержало назву «королівська троянда». Ограновані алмази (діаманти) форми «троянда» нагадують бутон троянди, який ще не розцвів.

У 1600 р. у Парижі (який був головним центром ограновування алмазів з XIII до середини XVII ст.) було розроблене так зване повне брильянтове огранювання алмазу, яке з деякими змінами збереглося дотепер. При цьому верхня частина огранованого каменю, яка виступає з виробу назовні, називається коронкою або верхом; на відміну від огранювання «троянда», коронка увінчується не гострою верхівкою, а плоскою гранню, яка називається площадкою або таблицею каменю. А ось нижня частина каменю, якою брильянт кріпиться у виріб, називається павільйоном або низом, причому грані павільйону сходяться внизу в одну точку й утворюють шип. Вузька смужка, що відокремлює коронку від павільйону, називається рундистом – це найширша частина огранованого каменя. По лінії рундиста відбувається закріплення каменя у виробі.

Основні види брильянтового огранювання:

• просте брильянтове – по 8 граней на павільйоні та коронці. Зараз так ограновують дрібні камені, одержуючи діаманти масою 0,01-0,03 кар.;

• подвійне брильянтове – по 16 граней на коронці та павільйоні;

• потрійне брильянтове або повне – має 32 грані на коронці та 24 грані на павільйоні, усього 56 граней плюс площадка на коронці – 57 граней.

Як правило, діаманти масою до 0,03 кар. мають 17 граней (фацетів), камені масою 0,03-0,05 кар. – 33 грані (подвійне брильянтове або так зване «швейцарське» огранювання). А більші камені, масою понад 0,05 кар., мають здебільшого 57 граней (потрійне або повне брильянтове огранювання).

Слід додати, що протягом кількох останніх десятиліть камені масою більше 1 кар. ограновуються на фірмі «Хайлайт-Кат» вже на 73 грані – 41 у коронці і 32 у павільйоні. А для ще більших каменів застосовують «королівське» огранювання на 86 фацетів (49 – у коронці, 37 – у павільйоні) або «величне» огранювання на 102 фацета (61 фацет у коронці, 41 фацет у павільйоні), які представлені на рисунку 3.

Рис. 3. Різновиди брильянтового огранування:

а) просте (17 граней);б) швейцарське (33); в) повне

(57); Хайлайт-Кат (73); д) королівське (86)

При цьому брильянтове огранювання застосовується переважно тільки до круглих у виді згори діамантів. Для великих алмазів іншої, окрім круглої, форми застосовують огранювання форм «овальне», «маркіз», «смарагд», «багет», «панделок» та інші, включаючи й різноманітні «фантазійні» огранювання. Наприклад, існує огранювання алмазів серцеподібної і квадратної форм, яке називають «принцесою». Іх розмаїття представлено на рисунку 4.

Рис. 4. Розмаїття видів огранування каменів:

1, 2 – стандартне кругле; 3 – брильянтове; 4–«троянда»; 5 – плоска таблиця; 6 – таблиця на кабошоні; 7 – стандартне овальне брильянтове; 8 – старовинне брильянтове; 9 – прямокутне ступінчасте (багет); 10 – квадратне ступінчасте (каре); 11 – восьмикутне ступінчасте; 12 –восьмикутне клинцями; 13 – грушоподібне (панделок); 14 – «маркіз» (човник); 15 – «бочонок»; 16 – трапецієподібний багет; 17 – трапеція клинцями; 18 –східчасте ромбоподібне огранювання; 19-20 – трикутне східчасте; 21, 23 – шестикутне східчасте; 22, 24 – шестикутне клинцями; 25 – «шахова дошка»; 26 – прямокутне; 27-30 – фантазійні огранювання; 31 – овальна вставка з плоскою площадкою; 32 – прямокутна вставка з кабошоном; 33 – восьмикутна вставка з плоскою площадкою; 34 – бочкоподібна вставка; 35 – вставка старовинна з площадкою кабошон; 36 – прямокутна вставка з кабошоном; 37-39 – вставка кабошон (37 – круглий кабошон, 38 – кабошон з високим куполом, 39 – овальний кабошон); 40 – восьмикутне східчасте; 41 – «кулька»; 42 – грушоподібне; 43 – панделок (бріолет); 44 – «крапля»; 45 – огранований бріолет (панделок).

За зовнішнім виглядом верхня частина обробленого брильянтовим огранюванням каменя – коронка з таблицею – утворює усічену піраміду, бічна поверхня якої покрита системою 3- або 4-кутних граней. Нижча частина каменя – павільйон – теж покрита 3- або 4-кутними, але сильніше витягнутими гранями.

Діамант випромінює тільки відбите світло. Промені світла, що впали на поверхню, частково відбиваючись, проникають усередину і двічі заломлюються. Причому заломлення викликає розкладання променів білого світла на кольорові промені спектра. Це явище називається дисперсією, тобто світлорозсіюванням. Якщо зовнішнє і внутрішнє відображення променів світла додає діамантові сильнішого виблиску, то дисперсія створює гру кольорів у камені. Грані діаманта повинні мати такі кути нахилу, щоб якомога більша кількість променів світла, які впали на діамант, зазнавали в ньому повного внутрішнього відображення.

Брильянтове огранювання використовується для обробки не тільки алмазів, а й інших прозорих дорогоцінних каменів і більшості напівдорогоцінних прозорих і синтетичних каменів.

Східчасте огранювання передбачає розташування граней східцями на кількох рівнях. Може виконуватися у формі квадрата, прямокутника або ромба у плані згори. Цей вид обробки часто використовують для виготовлення вставок із смарагдів, тому нерідко його називають смарагдовим огранюванням.

Огранювання таблицею передбачає виготовлення з уламка мінералу плоскої пластини більшої чи меншої товщини. Застосовується для обробки виробних непрозорих каменів – яшми, малахіту, нефриту, агату, амазоніту, мармурового оніксу та інших, а також (рідше) смарагду.

Обробку каменя кабошоном іноді називають видом огранування, але частіше виділяють в окремий вид обробки. Адже каменям за допомогою гладкого шліфування надається близька до сферичної форма різних профілів, коли не можна вести мову про ті чи інші фацети (грані). У наш час обробка кабошоном застосовується не тільки для бірюзи, янтарю, яшми, але й рубіну, смарагду, сапфіру.

Широке розповсюдження отримало так зване комбіноване огранювання, яке має місце в разі поєднання вказаних вище видів обробки, наприклад: 1) верх каменю огранований діамантовим огранюванням, низ каменю – східчастим; 2) верх каменю ограновано східчастим, низ каменю – діамантовим огранюванням; 3) верх каменю являє собою кабошон, а низ оброблений діамантовим огранюванням; 4) верх каменю – діамантове огранювання, низ каменю – кабошон тощо.

Процес виготовлення діамантів складається з декількох операцій: сортування каменів; розмітка каменів по лініях розколювання; обдирання кристала по рундисту; ограновування на гранувальних верстатах за допомогою шліфувальних дисків, шаржованих алмазним порошком, що розводять на соняшниковій, маслиновій або реп'яховій оліях.

Перли, на відміну від інших каменів, не обробляються, а тільки просвердлюються.

Форма огранування визначається під час проглядання на камінь через площадку. Форма може бути: круг, овал, трикутник, октагон, ромб, серце, квадрат та ін.

При визначенні якості огранування враховують такі показники:

• пропорції каменя;

• симетрія каменя;

• досконалість полірування.

Пропорції каменів оцінюють в процентах відносно діаметру (для круглих) або ширини (для фантазійних).

Основними пропорціями є:

• розміри площадки (номінальний 60%);

• висота корони (номінальний 15%);

• висота павільйона (номінальний 45%);

• товщина рундиста (номінальний 2%);

• кути нахилу корони і павільйону (відповідно 33 та 41%).

Вимірювання лінійних та кутових розмірів проводять за допомогою звичайної вимірювальної лупи, вимірювача типа «Леверідж», або спеціального прилада – «пропорціоноскопа».

Симетрія каменів оцінюється візуально при 10-разовому збільшенні.

Оцінюють:

• форму та розмір граней;

• малюнок площадки та її розташування відносно центру (вісі) каменя;

• розташування шипа (калети) відносно вісі каменя;

• зміщення граней корони відносно граней павільйону;

• форма та малюнок рундиста.

Допустимими є відхилення в межах 2% від діаметра (ширини) каменя.

Досконалість полірування оцінюється шляхом огляду каменів при 10-кратному збільшенні. На поверхні не допускаються сліди графітизації, риски, подряпини та інші сліди обробки.

Виділяють 4 групи за якістю огранування: дуже добре, добре, середнє, погане. Допустимі відхилення для кожної групи приведені в таблиці 3.

Таблиця 3

Допустимі відхилення для вимірюваних параметрів

Параметри відхилень від вісі симетрії	Допустимі відхилення (в %) для різних груп якості огранування
	дуже добре	добре	середнє	погане
Діаметр по рундисту	< 2	2 – 3	3 – 4	> 4
Центр площадки	немає	2 – 3	3 – 4	–
Нахил площадки	немає	2 – 3	3 – 4	–
Калета	немає	2 – 3	3 – 4	–

Інші відхилення, що оцінюються візуально, мають відповідати таким вимогам поданим у таблиці 4.

Таблиця 4