Блиск і гра каменю

Блиск і гра каменю

В одній з попередніх глав цієї книги відзначалося, що завжди, коли світло падає на поверхня, що відокремлює одне середовище від іншої, частина світла відбивається в перше середовище, а інша частина йде в друге середовище, переломлюючись на границі. Виключення становить випадок, коли друге середовище має більшу заломлюючу здатність, а кут падіння перевищує відповідний кут повного внутрішнього відбиття. У випадку гранованого каменю, розглянутого в повітряному середовищі, частина світла завжди відбивається, а залишок проходить у камінь. Відношення кількості відбитого світла до переломленого частково залежить від кута падіння, але головним чином від природи каменю: його світлозаломлення й характеру поверхні. Величина цього відношення визначає блиск каменю: чим більше частка відбитого світла, тем яскравіше блиск
Виділяють п`ять різних видів блиску; яскравість кожного з них залежить від гладкості полірованої поверхні. Від тьмяної або матової, тобто нерівної, поверхні падаюче світло розсіюється, відбиваючись у багатьох напрямках, і по жодному з напрямків не утворюється яскравого відбиття. Усі дорогоцінні камені добре відполіровані й мають тому, поки поверхня зберігає полірування й нічим не забруднена, значний блиск; однак такі матеріали, як бірюза, не можна через м`якість пополірувати гладко, внаслідок чого вони завжди тьмяні
Виділяють наступні види блиску:.
1) алмазний, характерний для алмаза;.
2) скляний, як на поверхні зламу розбитого скла;.
3) смоляний, подібний блиску смол; дуже схожий на нього жирний блиск;.
4) перламутровий, як на поверхні перлів; він звичайно проявляється на поверхні спайності кристалів;.
5) шовковистий* характерний для волокнистих мінералів
Тільки рідкі дорогоцінні камені настільки сильно переломлюють світло,, що дають алмазний блиск. Іноді зустрічаються великі
і чисті шматки каситериту, блиск яких може посперечатися блискуче алмаза. Блиск дорогоцінних каменів, що володіють переломленням світла, близьким до переломлення в алмазі, наприклад блиск циркону, сфену, гранату й корунду, займає проміжне місце між алмазним і скляним. Типовим прикладом мінералу зі скляним блиском є кварц. Більшість дорогоцінних каменів має скляний блиск різної яскравості; у цілому більш тверді й сильніше заломлюючі види мають більш яскравий блиск
Оптичні ефекти, відомі за назвою «гра світла», обумовлені відбиттям світла від лінійних неоднородностей усередині каменю. Переливчатость світла, або «котяче око» (кольорове фото III), виникає через наявність пучка ліній, паралельних якомусь одному напрямку. Якщо на камінь дивитися під прямим кутом до цього напрямку, то видне смужку світла, що перетинає цей пучок. Чим тонше лінії, тем чіткіше світла смужка. Каменям з «котячим оком» треба надавати форму кабошона, а підстава робити паралельним довжині пучка ліній. Ефект проявляється найкраще тоді, коли камінь розглядають при світлі, що виходить від якогось одного джерела, наприклад від Сонця або від електричної лампи
Камінь, що має власну назву «котяче око»,— це різновид хризоберилу; довго вважалося, що лінійні неоднорідності в ньому обумовлені безліччю мікроскопічних каналів, що йдуть паралельно однієї з головних осей. Однак було встановлено, що в багатьох переливчастих мінералах лінійність пов`язана з наявністю пучків голчастих кристалів. У кварці ефект «котячого ока» у деяких випадках обумовлений присутністю рутилу, в інших — амфіболу, і хоча природа волокнистих включень у хризоберилі, що дають ефект «котячого ока», залишається поки неясної, принаймні в деяких випадках можна бачити, що це голчасті кристали
ДО «котячого ока» близько примикають «тигрове око» і «соколине око». Обоє вони були знайдені в Південній Африці, і обоє виявилися різновидами окремненного крокидолита, але в першому з них первісний блакитний колір перетворився в результаті окиснення в золотаво-жовтий, а в другому первинне фарбування збереглося без (або майже без) зміни. Переливи світла викликані субпараллельним розташуванням волокон окремненного амфіболу
Переливчатость зустрічається не тільки в хризоберилі й кварці. Будь-який просвітчастий мінерал з досить добре вираженою волокнистою структурою при відповідному огранюванні може виявити цей ефект. Так, відомі турмаліни з виразним ефектом «котячого ока». Переливчатость іноді проявляється в берилле, апатиті, диопсиде і як у рожевому, так і у фіолетовому скополите. Ці й інші різновиди показані на кольоровому фото III.
У деяких зразках корунду, якщо їх розглядати в напрямку головної кристалографічної осі, видне шість вузьких смуг світла, що розходяться від центру, або, що те ж, три смужки, що перетинаються один з одним під кутом 60°; картина в цілому нагадує умовне зображення сяючої зірки. Такі камені одержали назву зірчастих каменів — у цьому випадку зірчастого рубіна або зірчастого сапфіру. Саме явище називають астеризмом (кольорове фото III). Причина його та ж, що й переливчатости, але тут є пучки лінійних утворів, нахилених друг до друга під кутом приблизно 60°. У багатьох випадках вони були визначені як голки рутилу; останнім часом у результаті вивчення тонких голок у зірчастому сапфірі з острова Шри Ланка (Цейлон) було визначено, що вони являють собою ти-танат алюмінію Al
Ti0
. Зрідка можна бачити дві системи орієнтованих голок, і зірка тоді складається з 12 променів. Висновок
про те, що такі голки служать причиною астеризму в природному корунді, підтверджується тем фактом, що починаючи з 1949 р. виготовляються синтетичні зірчасті камені; при цьому домагаються випадання ТЮ
із твердого розчину в «бульке» шляхом теплової обробки після кристалізації. Короткі товсті голки, як у деяких синтетичних каменях, вироблених у ФРН, дають більш широку зірку, чому в каменях компанії «Лінді» з більш тонкими голками. Астеризм можна також одержати, роблячи на підставі прозорого каменю циліндричні жолобки або системи ліній, а це дозволяє припустити, що й порожні канали, що залишилися в камені після розчинення існуючих раніше волокнистих кристалів, можуть викликати те ж явище. Для найкращого ефекту зірчастим рубінам і сапфірам слід надавати форму кабошона, розташовуючи підставу каменю під прямим кутом до головної кристалографічної осі; інакше центр зірки не буде розташовуватися у вершини каменю
Астеризм найчастіше зустрічається й найкраще вивчений у корунді, але іноді проявляється й в інших дорогоцінних каменях. Форма зірки повинна бути, мабуть, безпосередньо пов`язана із симетрією кристала. У деяких гранатах, що володіють лінійністю, сприятливої для астеризму, внаслідок кубічної симетрії кристала, зірка утворено двома смугами світла, що перетинаються під прямим кутом; є три напрямки, розташованих під прямим кутом друг до друга, у яких ця зірка видна, і якщо простежити кожний промінь, повертаючи камінь, те можна помітити, що в напрямках, перпендикулярних граням октаєдра, цей промінь перетинає два інших променя під кутом 120° (або 60°). У деяких гранатах волокна розташовуються паралельно ребрам ромбододекаєдра, тому чотирипромінні зірки еидни в шести напрямках. Зелений циркон і аквамарин іноді проявляють астеризм завдяки закономірному розташуванню включень перпендикулярно головної кристалографічної осі. У рожевому кварці також часто буває видна шестипроменева зірка (кольорове фото III).
Включення, що викликають ті ефекти, про яких ішла дотепер мова, мають мікроскопічні, а часто навіть субмикроскопи-ческие розміри. Іноді зустрічаються інші включення — більші й рідше розташовані. Якщо вони розташовуються в тому самому напрямку, а світло видне в площині, перпендикулярної цьому напрямку, то виникають несподівані спалахи. Блиск, викликуваний такими включеннями, називається шовковистим, тому що він нагадує гру світла на шовку
У деяких мінералах звичайний блиск сполучається з оптичним ефектом, обумовленим інтерференцією або дифракцією. Перламутровий блиск, що є типовим прикладом цього оптичного ефекту, може проявлятися на площинах спайності, наприклад у топазі, але в гранованому камені він може спостерігатися тільки у випадку, якщо там зароджуються тріщини; тріщини спайності, що зароджуються в гранованому камені, називаються пір`ям
Ласкаве блакитне сяйво, яке так залучає нас у місячному камені, виникає завдяки інтерференції світла на дрібних тонких пластинках натрово-кальцієвого польового шпату, присутніх у пертитових вростках у лужних польових шпатах як фаза, що випала із твердого розчину. Ця властивість зникає при нагріванні каменю до високої температури, при якій відбувається гомогенізація пертитових вростков
. Такий же ефект іноді виникає в плагіоклазах (перистеритах) через мікроскопічні вростков, що також утворюються в результаті розпаду твердого розчину
Иризация, пов`язана з інтерференцією світла, найкраще проявляється в опалі. Тому чарівний ефект, що створив славу цьому дорогоцінному каменю, часто називають опалесценцією. Слід пам`ятати, що райдужна гра квітів — це иризация, а термін «опалесценція» можна вживати тільки у випадку молочно-білого або перламутрового світла, що відбивається від звичайного опала й зрідка від деяких інших дорогоцінних каменів, таких, як місячний камінь
Оцал утворювався з гелю кремнезему в результаті втрати частини, що втримувався в ньому води. Все-таки він містить змінну кількість води, іноді до 20%. Наскільки можна судити за даними оптичного вивчення, обпав не має правильної кристалічної структури й поводиться як аморфна речовина
Раніше передбачалося, що в міру формування цього «холодцю» у ньому виникають численні тріщини, які заповнюються потім таким же матеріалом з іншим змістом води, а виходить, і з іншої відбивною здатністю; ці тріщини й створюють плівки, що викликає иризацию. Це пояснення правдоподібне, але існування таких тріщин ніколи не було доведено. Однак деякі зразки обпала не иризируют, поки їх не занурять у воду; очевидно, це відбувається тому, що вони покриті тріщинами, що містять тільки повітря, і у звичайних умовах світло повністю відбивається від них різноманітно орієнтованих поверхонь. Коли тріщини наповнюються водою, вони стають просвітчастими й, якщо вони досить вузькі, виникає інтерференція світла. Такий опал відомий за назвою «гідрофан».
Дослідження великої кількості зразків обпала в рентгенівських променях показало, що тонка структура опала в різному ступені наближається до впорядкованої кристалічної будови, тому деякі автори вважають опал скритокристаллическим, а не аморфним. Характер дифракції рентгенівських променів в опала такий же, як у кристобалита — кристалічному різновиду кремнезему, метастабільної при нормальних тиску й температурі. Одна з можливих причин утвору структур, здатних викликати иризацию,- проростання матеріалу шарами з різної раскристаллизацией. Однак ступінь розвитку такої кристалічної структури дуже різна від досить зробленої (у звичайному опалі) до повністю аморфного стану ( найчастіше в кольорових різновидах обпала). При великому збільшенні, що досягається за допомогою електронного мікроскопа, видне, що шляхетний опал складається зі сферичних часток аморфного кремнезему (1700-3500 А в діаметрі), що мають таке впорядковане об`ємне розташування, що вони створюють тривимірну дифракційну решітку
, яка й дає характерну иризацию. При менш правильному розташуванні часток виникають тільки молочні переливи світла