В нашей стране наблюдается такое явление, что большинство из тех, кто хоть немного знаком с драгоценными камнями, пытаются купить натуральный, не диффузионный сапфир или другой самоцвет. Многие методы облагораживания минералов входят в таблицы классификации, и ежедневно придумываются новые методы обработки. С чем это связано?
По мере того как добываются в природе драгоценные камни — а происходит это довольно быстро — их запас на земле исчерпывается. Поскольку многие из них не обладают достаточным качеством даже для использования в недорогих украшениях, а высококачественных камней немного, то удовлетворить аппетиты всех желающих невозможно.
Диффузионные сапфиры
Причем многие готовы купить натуральный самоцвет не слишком хорошего качества, чем отдать предпочтение обработанному, а зря. Методов обработки, в том числе и диффузионной, существуют тысячи, и не все они как-либо ухудшают качество минерала и делают его не настоящим. В некоторых случаях без этого и вовсе нельзя обойтись, например, у сапфиров с оптическими эффектами; поэтому нельзя сказать что облагораживание — это зло. Более того, не совсем корректно делить камни по методам обработки на натуральные и нет.
Как бы там ни было, а из списка методов облагораживания камней часто удаляется механическая обработка. Но она также оказывает влияние на поверхностные слои минерала, как, например, в случае с диффузией титана. Происходит это потому, что при обработке камень нагревается. Но первое означает полностью необработанный натуральный камень, а второе — чуть ли не фальшивку. Поэтому грамотнее рассматривать такой вопрос, какая именно обработка применялась и как это влияет на стоимость изделия.
Диффузионная обработка сапфиров
В природе редко встречаются камни ювелирного качества и большого размера. Поэтому большинство из них подвергаются обработке, чтобы придать им хоть как-то товарный вид. В некоторых случая такой подход является нормальным явлением, а иногда он изменяет внешний вид камня ненадолго и вследствие некоторого воздействия может испортиться.
Для того чтобы камни обработать, их нагревают до высоких температур. Это необходимо и в случае внутренней и внешней диффузии. Даже чтобы заполнить чем-то трещины в камне, его греют.
Последнее применяется для того, чтобы улучшить прозрачность камня. Этого же можно добиться и обычным нагреванием без примесей. Во время повышения температуры сапфира многие включения расплавляются, при этом некоторые из них обладают способностью заполнять трещины. Корунды очищаются путем достижения температуры 1200 градусов.
Еще одна цель, которая преследуется при нагревании камней, — это усиление цвета. Большинство минералов от природы бледные и имеют неоднородную окраску. Любой цвет камням дают примеси, которые в них содержатся. Во время нагревания такие примеси начинают диффундировать по объему камня и равномерно распределяться, что делает оттенок минерала более выразительным.
Последний метод обработки заключается в диффузии вещества, которое попадает в камень снаружи. Обычно происходит это следующим образом. Во время температурной обработки камень покрывается специальным флюсом, в который можно добавить вещество. В зависимости от того, какой эффект пытаются получить, это может быть бериллий, хром, железо, титан или литий.
Лучший эффект достигается при диффузионном окрашивании бериллием и литием. Эти вещества обладают довольно небольшим размером атомов, что позволяет им проникать достаточно глубоко внутрь самого минерала, поэтому окрашивание получается равномерное. Но даже в этом случае не все так просто. Красителем заполняются в основном небольшие трещины, поэтому окончательный эффект зависит от изначального расположения этих самых трещин. Кроме того, многие примеси, которые оказывают влияние на цвет и структуру камня, в этом случае остаются неизменными, поэтому качественная обработка получается для некоторых конкретных минералов.
Раньше считалось, что все сапфиры, которые содержат бериллий, подверглись обработке. Но не так давно обнаружили, что некоторые из них изначально его содержат. Поэтому было сделано допущение, что в натуральных сапфирах должно быть бериллия не более пяти миллионных долей.
Не так давно случился некоторый скандал, связанный с сапфирами. В 2001 году на рынке стали появляться необычные оранжевые сапфиры, как впоследствии оказалось, это были розовые камни, которые обработали диффузией бериллия, хотя множество специалистов утверждало, что камни настоящие.
Титан, хром и другие вещества окрашивают сапфир только поверхностно, причем речь идет о долях микрона. Такое тонкое покрытие может сойти при любом, даже относительно небольшом, воздействии. При перепланировке или повторной огранке камня оно также уходит.
Украшения с диффузионными сапфирами
Идентификация такого окрашивания тоже не представляет большой проблемы. Достаточно рассмотреть камень в иммерсионной жидкости или в диффузном цвете.
Огранка минерала
Чтобы сапфир приобрёл красивый товарный вид, его обязательно следует подготовить. Для этого используется процесс огранки: фасеточный способ или метод кабошон. В первом случае пользуются популярностью такие формы:
- круглая;
- овал;
- «сердце»;
- «маркиз»;
- «груша»;
- «изумруд».
Кабошон преимущественно используется на больших минералах. Во время такой огранки камню придают круглую или овальную форму. Верхушка подвергается полировке. В результате получается привлекательный глянцевый блеск. Также метод актуален при работе с непрозрачными сапфирами, имеющими дефекты.
Если в руки попал «звёздчатый» камешек, то огранка кабошон позволит использовать игольчатое включение для придания интересного эффекта астеризма. В результате получается минерал со множеством лучей на поверхности.
Сапфиры с оптическими эффектами
Как известно, высокой ценой и популярностью обладают сапфиры, которые имеют заметные оптические эффекты, наиболее часто это звезда в центре камня. Их обрабатывают кабошоном, чтобы подчеркнуть всю красоту явления, и многие задаются вопросом, являются ли такие камни обработанными.
Необработанные корунды природного происхождения содержат тонкие иголочки рутила в виде усов. Такие эффекты, как шелк, который выглядит как распространение тоненьких иголок по всей толще камня, а также астеризм и кошачий глаз проявляются вследствие нагревания этих камней. Происходит это благодаря растворению усов рутила и высвобождению из-под них пустых канальцев.
Если камни обрабатывают кабошоном с гексагональной симметрией с нижним основанием, перпендикулярным оси шестигранной ячейки это и приводит к возникновению такого эффекта. Получается, что если рутил из канальцев не растворен, то их почти не видно. Для того чтобы отобразить эти эффекты четко, необходимо произвести термообработку минерала.
Таким образом, при покупке звездчатого корунда можно быть уверенным, что он обработан. В ином случае звезда проявляется еле-еле и очень размыта. Если изначально в камне содержалось много рутила, то его просто нагревали в боросиликатном флюсе, если рутила было мало, то во флюс добавляли оксид титана. Главное при этом — ориентирование перпендикулярно главной оси кристалла.
Многих покупателей уверяют в природном происхождении минерала, который имеет отчетливо видную звезду. Причем часто можно услышать, что такой качественный и необработанный камень можно приобрести только у них, а остальные продают диффузионные. Не стоит верить такому утверждению. В любом случае камень обработан, а если нет, то он, скорее всего, вообще, синтетический.
Месторождения
На фото: карта месторождений сапфира
Бывает, что на стоимость сапфиров влияет и фактор географического происхождения (место добычи). Лучшие синие и голубые сапфиры исторически добывали на севере Индии в штате Кашмир, но на данный момент разработка этого месторождения прекращена. Поэтому кашмирские экземпляры сейчас очень сложно найти на рынке, их продажа в основном осуществляется через аукционы. Для кашмирских экземпляров характерен насыщенный синий цвет и наличие бархатистых переливов из-за содержания большого количества включений рутила. Имейте ввиду, что сейчас слово «кашмирский» используется для сапфиров не только как указание их географического происхождения — сапфиры из Кашмира, но и для описания характерного «кашмирского» цвета сапфира, а сам камень может иметь иное происхождение. Сапфиры синего и голубого цвета из Мьянмы (Бирмы) идут на втором месте по ценности. Затем сапфиры с острова Шри-Ланка (Цейлон). Сапфиры из Кашмира, Цейлона и Бирмы — это основная тройка «брендовых» месторождений для сапфиров, славящихся своим высоким качеством. Сапфиры отличного синего цвета стали недавно поступать с месторождений Мадагаскара. Сапфиры же из Таиланда, Камбоджи, Лаоса, Австралии обычно представлены слишком тёмными экземплярами не очень крупного размера. Стоит знать, что некоторые «камбоджийские» камни, продающиеся на рынке близ месторождения Пайлинь (Камбоджа), привезёны туда из других стран. Тёмные австралийские сапфиры широко встречаются в массовых ювелирных изделиях. Вьетнамские корунды также можно встретить на мировом рынке. Месторождения сапфиров есть и в Африке, например, в Танзании и Нигерии, но цвет местных образцов обычно также нельзя отнести к разряду хороших.
Коды обработки сапфиров
Очень часто корунды подлежат обработке, потому что в природе практически не встречается идеальных экземпляров, а если таковые имеются, то стоят они очень дорого. Помимо нагревания и диффузии, сапфиры залечиваю стеклом и так далее. В зависимости от того, как был обработан сапфир, в документах будут указаны коды, которые означают следующее:
- N — необработанные. К этой категории относятся практически все камни, которые от природы имеют эффект изменения цвета. Кроме того, не обрабатывают камни либо очень светлых тонов, либо очень темных. Конечно, если цвет самоцвета насыщенный, то необработанным он будет стоить дорого. Признаки, которые можно увидеть невооруженным глазом: в многоцветных корундах резкая граница, высокая прозрачность, неяркий цвет.
- H — термически обработанный камень. Производится для улучшения цвета. Обычно делается под слоем боросиликатного флюса, чтобы кристаллы не загрязнялись фоновыми примесями.
- U — облагорожен диффузией. Обычно используется диффузия титана, бериллия или лития. Последняя не позволяет себя обнаружить множеством доступных геммологам методов.
- F — корунд с лечением трещин. Чаще всего для этого применяется свинцовое стекло, которое представляет собой стеклообразный расплав оксидов свинца, обладающий высокой прочностью и твердостью. Обычно такая категория камней является наиболее дешевой.
История изобретения камня
Сапфир – редкая находка в природе, его запасы ограничены. Известный с древности камень остается популярным до сих пор. К концу XIX века проблема стала носить острый характер. Это требовало пополнения ювелирного рынка новыми украшениями.
Многие химики и физики занимались вопросом создания искусственного камня. В итоге в 1907 г. Вернейлю удалось вырастить кристалл в искусственных условиях. Для этого он использовал оксид алюминия и пламя горелки. По методу Вернейля в лабораториях производят синтетические сапфиры до сих пор.
Признаки диффузионной обработки
Для того чтобы не попасться и не приобрести по цене натурального диффузионный сапфир, необходимо знать методы отличия и признаки обработанных сапфиров.
В первую очередь речь пойдет о гретых камнях, так как этот способ обработки условно также можно отнести к диффузии, однако не внешней, а внутренней, когда окрашивающий пигмент распространяется в толще камня. Признаками этого являются:
- В корундах синего оттенка равномерное замутнение кристалла микродефектами, которые будут заметны только в лупу с 20-кратным увеличением. Вокруг таких микродефектов могут быть образованы гало, шаровидные, плоские и другие.
- В термически обработанных сапфирах и рубинах — локальные, неоднородно распределенные облака гало и красной ваты.
- Иногда результатом термического отжига также является залечивание микроскопических трещин, в этом случае при большом увеличении в них можно будет заметить капли флюса. Могут быть белые канальца от растворенного рутила.
Признаками диффузионной обработки являются:
- Диффузия титана в некоторых случаях проявляется расширением лучей звезды у корундов с эффектом астеризма. Синие сапфиры с поверхностной диффузией имеют определенный цвет, который почти не меняется под разными освещениями.
- Бериллий оставляет только один след и то не всегда. Вокруг рудиниста обработанного камня можно заметить контур другого цвета, соседнего по спектру. Отсутствие такого контура не говорит о необработанном сапфире, а вот его наличие однозначно указывает на обработку бериллием.
- Признаков подкрашивания корундов литием, видимых без приборов, нет.
В большинстве случаев нет ничего плохого в диффузионной обработке сапфира. Если это сделано качественно и на высшем уровне, а для окрашивания использовали литий и бериллий, то такое воздействие будет совсем незаметным. Недостатком является то, что этими веществами нельзя получить красный рубин и синий сапфир, а методы, которые используются для окрашивания корундов в эти цвета, дают менее долгосрочный эффект.
Усиление цвета
Это становится возможным благодаря заполнению полости красящим пигментом. В качестве вещества используются красители, изготовленные на масляной основе. Иногда применяют водный или спиртовой раствор. Способ несовершенен – контурный оттенок выходит нестабильным. При этом краситель способен вытекать в процессе использования камня. Чтобы проверить наличие пигмента, нужно взять ватку, пропитанную ацетоном, и прислонить её к поверхности сапфира. Окрашенный экземпляр обязательно оставит след.
Чаще всего сапфировые камни классифицируют на натуральные и имитацию. Причём многое зависит именно от обработки. Если использована методика на основании бериллия, то минерал относят к природным камешкам. При заполнении полости свинцом или силикатом, а также проведении диффузной манипуляции на основании титана или хрома изделие считается имитацией.
Определение «низкой» температуры
В то время как некоторые дилеры, с которыми мы беседовали, определяли низкотемпературную обработку как обработку при температуре ниже 1000°C, в исследовательских целях мы определяли ее несколько иначе. Высокотемпературная обработка подразумевает растворение микрокристаллов, в то время как низкотемпературная обработка – нет. Наиболее распространенным из таких микрокристаллов в корунде является рутил. Растворение рутила может происходить при температуре 1200-1350°C, которую мы используем для определения приблизительной границы между низкотемпературной и высокотемпературной обработками. Поэтому мы сосредоточили наши эксперименты на четырех «низкотемпературных» раундах с температурой от 800 до 1100°C, одном «промежуточном» раунде с температурой 1300°C, который мы можем считать пограничной областью, и одном «высоком» раунде с температурой 1500°C для контраста.
Образцы
Двенадцать необработанных образцов мадагаскарского синего сапфира из трех месторождений были подготовлены для проведения экспериментов по нагреванию. Образцы 1-4 были собраны одним из авторов статьи в 2022 году в Бемайнти, Мадагаскар. Образцы 5-8 были приобретены компанией Lotus Gemology во время поездки в 2016 году в Илакаку, Мадагаскар. Образцы 9-12 были получены в Бангкоке от большого количества грубых сапфиров из Андранондамбо. Все камни были исследованы перед нагреванием и показали характеристики, соответствующие необработанному мадагаскарскому сапфиру.
