Самоцветы и их классификации

Говоря о самоцветах, о самоцветных камнях, мы часто вкла­дываем различное содержание в эти понятия. Для одних само­цвет- это любой красиво окрашенный камень (минерал), при­влекающий внимание пестротой своих красок и причудли­востью рисунка, для других - только прозрачный кристалл или галька высокой твердости, дающая сильный блеск после полирования граней. Возникают вопросы, какое свойство или сочетание свойств является необходимым и достаточным для того, чтобы отнести тот или иной камень к этой своеобразной группе минералов, по каким признакам распределять внутри этой группы вошедшие в нее камни, какие из них следует признавать более ценными и какие менее ценными?

В русском языке долгое время господствовали названия «драгоценные и полудрагоценные камни», которые иногда упо­требляются еще до сих пор. Эти названия указывают, что основным отличительным признаком таких минералов считалась их рыночная стоимость, а не природная окраска, высокие опти­ческие и другие свойства, благодаря которым их часто называют «неживыми цветами природы».

Между тем само название «самоцвет» говорит о том харак­терном, решающем признаке, который объединил некоторые минералы в эту группу, - о природной их окраске, цвете.

К самоцветам относят только прозрачные и полупрозрачные минералы. Прозрачность необходима для выявления глубины гона окраски, блеска и игры самоцвета в ограненном виде, обусловленных его высокими оптическими свойствами. Следовательно, высокие оптические свойства и, в частности, прозрачность являются вторым отличительным призна­ком самоцвето

Третьим отличительным признаком, который учитывают при отнесении тех или иных минералов к группе самоцветов, является их твердость, как правило превышающая шесть по 10 балльной шкале. Этот признак определяет постоянство (во вре­мени) качества поверхности самоцвета, его устойчивость к воздействию окружающей среды и может быть назван долговечностью самоцвета.

Минералы, обладающие тремя указанными свойствами, пред­ставляют собой при малом объеме большую материальную цен­ность. Важным фактором ценности самоцветов является также сравнительная редкость нахождения их в природе, связанная с особыми условиями их образования.

Таким образом, совокупность перечисленных свойств и осо­бенностей самоцветов определяет их ценность и по этим призна­кам их выделяют в обособленную группу минералов.

В Советском Союзе была принята классифика­ция, разработанная академиком А. Е. Ферсманом. Эта класси­фикация предусматривает три характерные группы минералов:

группу А - самоцветы, к которой отнесены все драго­ценные и многие полудрагоценные камни, преимущественно ограночные;

группу Б - цветные камни, в которую вошли все по­делочные камни и некоторые полудрагоценные камни, применя­емые в более крупных монолитах.

«В этой группе обособленный кристалл уступает место полу­кристаллическим массам, самоцветный минерал часто вытесня­ется самоцветной узорчатой породой» . Изделия из этих минералов рядом переходов связываются с областью скульпту­ры и художественного зодчества;

группу В - органогенные минералы, т. е. органичес­кие вещества, относимые к драгоценным камням.

Нас интересуют только минералы, вошедшие в группу А - самоцветы - и лишь те из них, которые применяются в граниль­ном производстве².

Если исключить самоцветы, не применяемые для огранки, то группа А будет иметь следующий вид:

• I класс (порядок): алмаз, изумруд, рубин, сапфир, алексан­дрит, благородная шпинель, эвклаз;
• II класс (порядок): аквамарин, берилл, бирюза, пироп, аль­мандин, демантоид (хризолит), гессонит, уваровит, густоокра- шенный аметист, благородный опал, топаз, красный турмалин (рубеллит), фенакит, циркон (гиацинт);
• III класс (порядок):

I подкласс - зеленый турмалин, полихромный турмалин (полихроит), Эпидот,  

II подкласс - горный хрусталь, дымчатый кварц, свет­лый аметист, хризопраз,

III подкласс - нет,

IV подкласс - золотистый кварц (цитрин).

Ниже наиболее подробно разобраны физические и хими­ческие свойства, определяющие принадлежность минерала к группе самоцветов и имеющие существенное значение для тех­нологии их обработки. При этом в основу классификации самоцветов, как это принято, взят их химический состав.

Химический состав самоцветов, в связи с различными усло­виями их образования, необычайно разнообразен. Среди них встречаются минералы, начиная от простых элементов, как на­пример алмаз, и кончая сложнейшими силикатами, как напри­мер турмалин. Наряду со значительным разнообразием химического состава самоцветов, количество входящих в него химических элементов довольно ограничено. Чаще всего встречаются кислород, кремний и алюминий; это естественно, если учесть, что в земной коре таких элементов содержится (в весовых процентах) соответственно - 49,13; 26 и 7,45.

В природе самоцветы встречаются в виде отдельно образо­ванных кристаллов, сростков, щеток, друз, лучистых агрегатов, окатанных галек, мелких зерен и тонких прожилок. Рассмотрим вкратце особенности этих образований.

Слово «кристалл» употреблялось еще задолго до нашей эры и означало лед. Позднее по сходству со льдом это название было перенесено на горный хрусталь. С XVII века так стали назы­вать все тела, имеющие природную форму правильных много­гранников и своеобразную внутреннюю структуру.

Отличительным внешним признаком кристалла является его правильная геометрическая форма обычно с плоскими гранями и прямыми ребрами. Ее грани, ребра и углы образуют иногда очень сложные многогранники. Однако не всегда в природе кристаллы встречаются в их нормальной форме. Нередко она бывает сильно искажена, и кристалл совершенно теряет свое правильное внешнее очертание.

Очень часто в природе при одновременном росте многих кристаллов отдельные кристаллики, тесня друг друга, мешают нормальному росту и обусловливают искажение нормальных форм. Поэтому, например, отдельные зерна полевого шпата, кварца, слюды в граните, будучи кристаллическими, не обла­дают, вследствие условий образования, геометрически правиль­ной внешней формой. Наряду с этим, если правильно огранен­ный кристалл, оказавшийся на поверхности земли, в результате выветривания месторождения попадет в реку и, увлекаемый течением, будет перекатываться по камням дна, то его углы и ребра будут постепенно притупляться, грани истираться, и он по прошествии тысячелетий примет округлую форму гальки, ока­тыша или зерна. То же произойдет, если кристалл попадет в жидкость, которая его растворяет.

Однако как бы ни менялся внешний облик кристалла, его внутренняя структура всегда остается неизменной. В кристал­лах элементарные частицы (атомы, молекулы) расположены в строго определенном порядке; этим они качественно отличаются от аморфных тел (кварцевое стекло, янтарь, опал, стекло и т. п.), в которых частицы находятся в хаотическом беспорядке.

Одно и то же твердое тело может встречаться в кристал­лическом и в аморфном состоянии, и хотя химический состав тела одинаков, но свойства, например физические, будут различны. Так, удельный вес кристаллического кварца - 2,65, в то время как у кварцевого стекла он равен 2,2.

Такой большой удельный вес, т. е. уплотнение, у тела в кристаллическом состоянии сравнительно с аморфным имеет место в большинстве случаев. Он показывает, что в кристалли­ческом состоянии молекулы и атомы расположены плотнее, чем и аморфном.

Но не только повышенная плотность характерна для кристаллов. Наиболее существенное отличие их от аморфных тел заключается в том, что у кристалла физические свойства в раз­ных его направлениях (за исключением отдельных случаев) различны (например, показатели светопреломления, прочность, твердость, электрические, тепловые, упругие и другие свойства), в то время как у аморфного тела они одинаковы.

Это своеобразное свойство кристаллов называется анизотропностью (неравносвойственностью) - кристалл прежде всего анизотропное тело. Кристалл обладает, кроме того, однородностью или так на­зываемой «гомогенностью», заключающейся в том, что его строение и свойства вокруг одной, взятой внутри него точки совершенно одинаковы со строением и свойствами любой дру­гой, произвольно взятой внутри него точки. Например, величи­на показателя преломления зависит от взятого направления в кристалле, но она одинакова для всех точек кристалла в данном направлении. Если кристалл свободно и нормально развивается, То он всегда принимает правильную геометрическую форму в виде плоскогранного многогранника.

Из всего сказанного следует, что кристалл можно опреде­лить как однородное, физически анизотропное твердое тело, об­разующееся в форме выпуклого многогранника.

Структура всех самоцветов, применяемых в гранильном про­изводстве (кроме опала), - кристаллическая.

 Слово «самоцвет» применялось гранильщиками Урала в XIX и на­чале XX в. сначала лишь для турмалинов - первых самоцветов, поразивших их густотой и яркостью своей окраски, а затем было распростра­нено на другие минералы, подвергавшиеся огранке.