Как образуются драгоценные камни: пути происхождения минералов

Откуда берутся алмазы?

Самые востребованные драгоценные камни возникли в глубинах земных слоев в расплавленной магме в условиях высокого давления. Как поясняет Галина Александрова, научный сотрудник геологического института РАН, минералы выплескиваются из недр через «трубки взрыва», попадая мгновенно на поверхность.

В других случаях потоки магмы на глубине отвердевают постепенно, в тех потоках, которые еще не успели застыть, присутствует много жидкостей и газов. Последние вырастают в крупные кристаллы, представляющие собой другие виды драгоценных минералов – изумруды, аметисты, топазы, турмалины, горный хрусталь.

Так как недра Земли не прекращают движение, изначально внутренние слои постепенно перемещаются к поверхности. В результате появляется возможность добычи самоцветов из горных пород. Древние горы со временем разрушаются под воздействием рек, стекающих с их склонов, так в низины поступают вместе с водой самоцветы и драгоценные камни. Есть и менее масштабные способы их образования: малахит появился в результате того, что погода испортила медную руду, янтарь стал итогом окаменения в древности смолы деревьев.

Топаз

Топаз – твердый минерал: 8,0 по шкале Мооса. Он с трудом поддаётся обработке, зато после огранки камень приобретает яркий блеск. На Руси топаз называли сибирским бриллиантом, а свое современное название он, согласно легенде, получил от названия острова в Красном море – Топазиос (ныне – Зебергет), где его впервые обнаружили.

Голубой топаз столетиями считался камнем, который дарит женщинам красоту, а мужчинам – богатство и славу, им украшали короны правителей и наряды легендарных красавиц прошлого. Этот драгоценный камень наделен мощной энергетикой.

Теории происхождения драгоценных и поделочных камней

В процессе остывания магмы (изначально ее температура составляет 1500°С) возникают минералы и породы: на поверхности – вулканиты, на глубине – плутонические. Кристаллизация камней зависит от вязкости, химической сущности лавы. Притом большинство минералов образуются в ходе постмагматических процессов, когда в пустотах пород вырастают сапфиры, кварцы, александриты, топазы, рубины. В тех случаях, когда поверхность потока обладает меньшей температурой, возникают узорчатые камни с ограниченной прозрачностью, такие как агаты, опалы, халцедон, малахит.

Движущей силой в осадочном происхождении минералов являются контакты пород с водой и атмосферными проявлениями. Породы распространяются на поверхности реками и осадками, в процессе они вымываются и выветриваются. Таким происхождением обладают гагаты, янтарь, жемчуг, коралл. Метаморфическая основа характерна для недрагоценных, хотя и полезных для человечества минералов – мрамора, полевого шпата, граната, кварцитов.

Гагаты, кораллы, перламутр, янтарь, аммонит, жемчуг, окаменелое дерево, чертов палец имеют органическое происхождение, все они образовались в результате окаменения моллюсков, древесной смолы, морских беспозвоночных. В частности, перламутр представляет собой радужный слой панцирей отдельных видов моллюсков. Гагат имеет в основе твердый черный уголь – окаменевшие элементы древних растений. Коралл воплощает древовидные образования из теплых морей с характерной известковой структурой. Аммонит – окаменевший моллюск, используемый для создания авторской бижутерии.

ГЛАВА II ЮВЕЛИРНЫЕ КАМНИ

Украшать ювелирные изделия камнями люди начали давно, при этом ценился в основном цвет камня. Яркие красивые камни вызывали у людей различные ощущения: ими любовались, приписывали им магическую силу предсказания, лечебные свойства и т. д. Используя таким образом камни, люди не обращали внимания на их прочность и огранку. Гораздо позже, в XIX в., камни начинают ценить за их истинные качества — твердость, чистоту, размеры. Со временем техника обработки камня совершенствовалась и вместе с этим открывалась красота все новых и новых минералов, горных пород. Потребность в ювелирных изделиях с красивыми камнями быстро увеличивалась, в качестве вставок начали использовать искусные подделки из менее дорогих камней и стекла, имитирующих самоцветы. Качество искусственных камней, полученных синтетическим путем, настолько возросло, что в настоящее время по своим свойствам они не уступают многим самоцветам. В этой главе основное внимание уделяется камням, применяемым в качестве вставок в ювелирные изделия из драгоценных металлов.

§ 8. Свойства и классификация ювелирных камней

В природе много минералов и горных пород, достойных внимания. Минералы — это естественные химические соединения в земной коре. Горные породы — природные образования, из которых построена земная кора. Природа щедро наделила их окраской. Велико разнообразие цветов камней, но далеко не все из них драгоценны. Драгоценность камня определяется целым рядом качеств. Это — твердость, окраска и химическая стойкость, прозрачность, блеск, способность преломлять свет и воспринимать огранку. Твердость камня — это способность сопротивляться внешнему механическому воздействию (пилению, царапанию). В определении камня твердость играет важную роль. Наиболее удобным способом определения твердости минералов считается определение по шкале Мооса. Минералы расположены в ней по возрастанию их твердости. Для сравнения с минералами в шкале приводятся некоторые металлы и другие материалы: 1 — тальк — соответствует твердости графита и свинца; 2 — каменная соль — соответствует твердости гипса, ногтя, золота, олова, алюминия; 3 — кальций — соответствует твердости меди, серебра; 4 — плавиковый шпат — соответствует твердости платины, цинка, железа, фосфористой бронзы; 5 — апатит — соответствует твердости стекла, никеля, палладия; 6 — полевой шпат — соответствует твердости иридия, малоуглеродистой каленой стали; 7 — кварц — соответствует твердости каленой инструментальной стали — напильника, осмия; 8 — топаз; 9 — корунд; 10 — алмаз. Окраска камня играет значительную роль в его оценке. Знакомясь с камнем, необходимо ясно различить цвет, оттенок, тон и интенсивность окраски. Окраску минералов можно разделить на два вида. В одном из них цвет камня постоянен и зависит не от примесей, а непосредственно от химического состава минерала. Такую окраску принято называть идиохроматической. Она присуща в основном непрозрачным цветным камням — лазуриту, гематиту, малахиту и др, Другой вид окраски с присутствием в химическом соединении какого-либо красителя — элемента, способного придавать окраску минералам, — называется аллохроматической. Такими элементами являются хром, титан, ванадий, железо, кобальт, марганец, никель, медь и т. д. Эти элементы акад. А. Ё. Ферсман назвал «красителями мира». Для умения определять драгоценные камни и при работе с ними необходимо знать о таких качествах камня, как: хрупкость — свойство минерала крошиться при механическом воздействии; химическая стойкость — способность сопротивляться действию кислот и щелочей, а также выдерживать высокую температуру; плотность — один из основных признаков определения камня; порочность — наличие в камнях трещин, инородных включений, пузырьков и т. д. Порочность является важым признаком при оценке драгоценных камней и во многом изменяет их физические свойства. Прозрачность — способность минерала пропускать свет. По прозрачности минералы делятся на прозрачные, полупрозрачные (просвечивающие) и непрозрачные. От прозрачности самоцветов во многом зависит огранка камня и его стоимость. Преломление характеризует разность скорости света при переходе его из воздушной среды в кристаллическую и обратно. От показателя преломления света минералом зависит его блеск. Различая минералы по блеску, считают, что они могут иметь блеск стеклянный, алмазный, полуметаллический. Стеклянный блеск характеризуется показателем преломления от 1,3 до 1,9; алмазный — от 1,9 до 2,6; полуметаллический — от 2,6 до 3,0. Блеск может быть также жирный, смолистый, шелковистый, перламутровый, восковой. Способность преломлять свет и принимать огранку позволяет подчеркивать оптические свойства камня и игру света в нем. Ограненный камень представляет собой выпуклый многогранник, грани которого могут быть различной формы и размера. Чтобы представить себе ограненный камень, необходимо иметь понятие о форме и типе огранки. По форме ограненные камни делятся на круглые, овальные, маркизы, каре (квадратные), прямоугольники, груши, капли, ромбы. Кроме того, допускаются и специальные формы. У некоторых камней, имеющих прямоугольную или иную форму с острыми углами, углы могут быть посечены (обрезаны). На рис. 2 — 13 представлены камни различных форм и типов огранки.

Существует семь основных типов огранки, не считая специальных: бриллиантовая, ступенчатая, смешанная, роза, кабошон, клиньями, таблитчатая. По установившейся традиции каждой форме соответствуют определенные типы огранки. Но, в свою очередь, каждая из форм камней может принимать большинство типов огранки. Тип огранки может быть обусловлен физическими и оптическими свойствами камней (порочностью, прозрачностью). Огранку «кабошон», например (см. рис. 11), придают, как правило, камням непрозрачным и полупрозрачным. Бриллиантовой огранкой гранят алмазы любой формы. Каждый тип огранки имеет разновидности. Наиболее разнообразна бриллиантовая огранка. Огранка считается полной, когда камень огранен сверху и снизу. Если же грани нанесены на камень только сверху, огранка носит название «розы» (см. рис. 13). Полностью ограненный камень (рис. 14) делится как бы на две части: верхнюю — коронка и нижнюю — павильон. Граница между коронкой и павильоном называется рундистом — это самая широкая часть камня. Толщина (высота) рундиста различных камней неодинакова и зависит от величины и характеристики камней. Гранью камня называется часть поверхности, ограниченная ребрами. Форма граней зависит от типа огранки и от местонахождения грани на камне. Грани могут иметь форму треугольника, четырехугольника и других многоугольников. Ребром называется граница схождения граней. Площадка — верхняя горизонтальная грань. Шип, или калетта, — вершина павильона. Углом шипа называется угол схождения граней при вершине павильона. От огранки зависит и угол шипа. Если вершина павильона подсечена (срезана), то горизонтальная площадка на срезе называется кюласа. Ювелирные камни классифицируют по трем основным признакам: химическому составу; природе окраски, назначению и происхождению; по ценности. По химическому составу камни — это сложные природные соединения — силикаты и окислы. Только алмаз состоит из чистого углерода. Силикаты — природные химические соединения кремневой кислоты с калием, натрием, магнием, кальцием, железом, алюминием и т. д. Окислы — соединения химических элементов с кислородом. Окислы металлов присутствуют почти во всех минералах. Камни сходного химического состава делятся на группы (семейства). Классификация по природе окраски, назначению и происхождению камней — это деление камней на самоцветы, цветные, поделочные и органические. Самоцветами принято считать прозрачные минералы, окрашенные или бесцветные, идущие в огранку. Цветными камнями (цветниками) считают просвечивающие (полупрозрачные) или непрозрачные камни, хорошо воспринимающие гладкую огранку и используемые как для ювелирных, так и для художественных декоративных поделок. Цветники, пригодные для художественных и декоративных поделок, называют поделочными камнями. Между самоцветами и цветными камнями нельзя провести строгой границы, так как в группах самоцветных камней могут быть цветные «родственники». Примером может служить группа кварца, в которой есть и ярковыраженные самоцветы (аметист, цитрин и др.), и ярковыраженные цветники (сердолик, агат и др.). Живые организмы образуют органические камни. Первый и второй признаки классификации камней взаимосвязаны, так как химический состав камней обусловливает их окраску, а значит, и назначение. Поэтому последовательность расположения камней в главе отвечает двум признакам классификации. Классификация камней по ценности разработана акад. А. Е. Ферсманом и представляет собой три группы: группа А — самоцветы; группа В — цветные камни; группа С — органические камни. Каждая группа делится на порядки (классы) и подклассы в порядке понижения ценности камней.

Камни группы А

I порядка:

Камни группы B

Камни группы C

Жемчуг, коралл, янтарь и гагат. К драгоценным камням относят самоцветы, имеющие высокую твердость, превосходную окраску, чистоту (камни группы A, I порядка), а также камни других групп и порядков, имеющие редкие индивидуальные качества (жемчуг, аметист, опал и др.). К полудрагоценным камнях относят самоцветы и цветные камни группы А, II и III порядков, обладающие твердостью в пределах 7 — 5 по Моосу, привлекательной окраской, способностью принимать огранку и шлифовку. К полудрагоценным поделочным относят камни группы A, III порядка, группы В, I порядка, группы С (кроме жемчуга), используемые кроме ювелирных целей как ценный поделочный материал.

Подробнее о свойствах ювелирных камней смотри ПРИЛОЖЕНИЕ

Износостойкость самоцветов

Чем меньшей прочностью обладает камень, тем он менее ценен: при ювелирной обработке самоцвета очень важно, чтобы его можно было без особых опасений резать, пилить, шлифовать и т. д. Таким образом, по твёрдости самоцветы делят на следующие виды:

• Мягкие (от 1 до 5) – тальк, известковый шпат, мрамор, оникс;
• Средние (от 5 до 6,5) – апатит, ортоклаз;
• Твёрдые (от 6,5 до 7,5) – кварц;
• Высокотвёрдые (более 7,5) – топаз, сапфир, алмаз.

На качество драгоценных и полудрагоценных камней влияет такое их свойство, как вязкость – способность изменять и восстанавливать форму во время действия на них деформирующихся сил. Самоцветы, обладающие высокой вязкостью (нефрит), легко сохраняют форму, и носить их можно без опасений, что они начнут крошиться, как, например, это могут сделать такие хрупкие полудрагоценные камни, как опал или обсидиан.

Также ювелиры ценят такое свойство камня, как спайность – его способность разбиваться по кристаллографическим пластинам (очень нужное свойство для получения плоской поверхности). Между тем, если эта характеристика выражена слишком сильно, ювелиры с самоцветом предпочитают не связываться: камень может покрыться трещинами и сколами.

Одной из характеристик прочности самоцвета является его чистота или дефектность – отсутствие пустот, трещин, примесей. Стоит учитывать, что абсолютно чистый минерал практически никогда не встречается и всегда содержит следы ранних этапов своего развития.

Трещины редко когда украшают самоцвет и всегда понижают его прочность – это касается и дорогостоящих бриллиантов.

Так, самый дорогой драгоценный камень «Куллинан» (название алмаз получил в честь владельца шахты, где его обнаружили) был подарен королю Великобритании Эдуарду VII в начале двадцатого века: он имел 3106 каратов, вес его превышал полкилограмма, а размеры составляли 100х65х50 мм. Поскольку в подаренном алмазе имелись трещины, из него было невозможно сделать один крупный бриллиант, а потому, прежде чем его расколоть, лучший гранильщик того времени Йозеф Ашер изучал его на протяжении нескольких месяцев.

Разбить его получилось не сразу: во время первой попытки сломался нож. А вот второй подход оказался удачней, и Куллинан разделил его на две части (интересно, что после первого точного удара, мастер от перенапряжения потерял сознание). В итоге из камня было изготовлено девять крупных бриллиантов и девяносто шесть мелких драгоценных камней, самый большой из них вставлен в королевский скипетр, а второй по величине украшает корону Британской империи.

Циркон

Украшения с цирконом никогда не выходили из моды. Его уникальные преломляющие свойства можно сравнить лишь с бриллиантом, недаром на Востоке циркон называют его младшим братом. А ювелиры часто создают изделия и даже коллекции в двух вариантах: с бриллиантами и ее более демократичную версию – с цирконами.

Месторождения циркона в основном находятся в Тайланде, а также на острове Шри-Ланка, во Вьетнаме и на Мадагаскаре. Гиацинты – розовые цирконы – также добывают в США, Бразилии, Канаде, Норвегии и в Австралии.

Известны месторождения циркона и в России: на Урале, в Якутии, на Кольском полуострове.

В древности этот камень носили мудрецы. Считается, что циркон делает человека наблюдательнее и наделяет даром предвидения, привлекает удачу и богатство, способствует укреплению здоровья, в частности помогает избавиться от лишнего веса. А в античной Греции верили, что циркон помогает преодолеть разлад между духом и телом. Что касается знаков Зодиака, астрологи в первую очередь рекомендуют носить украшения с цирконами Стрельцам и Водолеям.

Агат

Агат — один из самых красивых халцедонов. Насыщенная палитра окраски: зеленый, белый, оранжевый, красный, коричневый, черный, нарядно-полосчатый, с тонкими цветовыми переходами и вкраплениями…

Агат – камень мира и спокойствия, доброты и верности. Издавна считалось, что он защищает человека в рискованных начинаниях. Астрологи уверены, что этот камень положительно влияет на представителей всех знаков. Не зря считается, что и само название происходит от греческого слова «агатес» – счастливый! Покупайте украшения с агатами, верьте в себя и будьте счастливы!

Подведем итоги

Таким образом, все камни (и не только драгоценные, т.к. классификация камней и минералов до сих пор продолжает совершенствоваться), могут быть минерального или органического происхождения.

Минеральное происхождение — это три вида процессов, в результате которых образовывались горные породы и минералы:

• магматическое;
• осадочное и
• метаморфическое.

Органическое происхождение имеют: аммолит, буранит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец и янтарь.

Охрана литосферы

Добыча полезных ископаемых и эрозия земель ведут к тому, что территория становится непригодной для жизни и хозяйственной деятельности человека. Такие территории требуют проведения работ по их восстановлению (рекультивации). Эти работы включают в себя восстановление растительности, почв и рельефа (засыпка карьеров, уничтожение отвалов горных пород). Укрепление склонов и берегов водоёмов, посадка на них деревьев и создание ограждений помогают бороться с эрозией.

Человек, который хочет сберечь для будущих поколений природный рельеф, а также противостоять грозным силам , должен изучать каменную и разумно пользоваться богатствами её недр.

Узнаете информацию на эту тему.

Драгоценными камнями называют минералы, употребляемые как украшения, отличающиеся:

• совершенной прозрачностью,
• твердостью,
• красотой окраски и
• особенным блеском – игрой цвета,
• а также редко встречаются в природе.

Природные драгоценные камни имеют несколько классификаций.

Месторождения и добыча

Добыча алмазосодержащей породы – дело очень непростое. Требуется найти месторождение, разработать его и лишь после этого начать сам процесс добычи. Руду добывают с помощью машин, затем измельчают, сортируют, чтобы выделить чистую кимберлитовую породу, которая является сырьем.

Затем кимберлит отправляют на производство, где его сортируют по размеру и классу, после чего алмазы готовы к дальнейшему использованию. Часть идет на изготовление бриллианта, часть – на различные приборы.

Кимберлитовая руда есть на территории всей поверхности Земли, исключая Антарктиду. Лидерами по количеству запасов этого ценного камня являются Россия, Канада и Ботсвана. Первые же разработки появились еще в XVII веке.

Так называемый «царь камней» издавна привлекал людей большим количеством полезных свойств, основное из которых – его невероятная твердость. Но добыть кристаллы не так-то просто, особенно если учитывать, что происхождение алмазов исследовано далеко не полностью. Будем надеяться, что совсем скоро ученые решат эту проблему и поймут, как именно возникают месторождения минерала. Это позволит значительно расширить спектр его использования, а также увеличить объемы работ там, где камень уже используется.

Оникс

Особенно ценен черный оникс. Он действительно потрясающе красив! Угольно-чёрный цвет выгодно оттеняет нежную кожу женщины, подчёркивает черты лица и цвет глаз. Убедитесь в красоте этого камня, взглянув на эти украшения из коллекций «Алтына»!

Роскошный чёрный камень притягивает к себе все лучи из окружающего пространства. Его бархатная чёрная глубина поглощает все оттенки цветовой палитры. А среди магических свойств отмечают способность повышать внутреннюю энергию и давать силу. Возможно, поэтому стильные изделия с черным ониксом ценят и часто выбирают мужчины.

Александрит

Александрит, разновидность хризоберилла, – не только очень красивый, но и необычный камень.

Кажется, что это даже не один, а несколько камней: настолько по-разному он может выглядеть в зависимости от освещения. Его цвет меняется кардинально: от сине- или оливково-зелёного при дневном свете до розово-малинового, красно-фиолетового или даже пурпурного при вечернем или искусственном. Это явление получило название александритовый эффект или реверс. А вызвано оно особенностями кристаллической решётки и положением в ней ионов трёхвалентного хрома. Свое название камень получил, потому что открытие его совпало с

Синтетический александрит – это камень, который является полным аналогом природному по химическому составу, физическим свойствам, кристаллической решетке, цвету, блеску, дисперсии и другим свойствам. Единственной разницей является то, что создан такой камень в лабораторных условиях и потому намного дешевле натурального.

Нужно отметить, что стоимость александритов порой превышает стоимость бриллиантов. Связано это с тем, что в настоящее время месторождения александритов в природе практически исчерпаны, поэтому найти александрит на рынке практически невозможно.