Поляризация. Кристаллы драгоценных камней поляризуют проходящий свет, вызывая колебания его волн в направлении, перпендикулярном пути светового луча. Часть света, отражаясь от полированной поверхности камня, поляризуется в зависимости от угла падения.

В камнях с двойным лучепреломлением свет поляризуется полностью (за исключением лучей, распространяющихся вдоль оптических осей, т.е. направлений в кристалле, в которых двупреломление отсутствует). Каждый из двух лучей, возникших в результате двупреломления, проходит в разных направлениях, и световые волны этих лучей колеблются почти взаимоперпендикулярно. Каждое направление колебаний характеризуется разным поглощением цвета, что и обусловливает дихроизм. Знание характера поляризации света в минерале необходимо для его квалифицированной огранки, выявляющей выигрышный цвет.

Астеризм. Эффект звездчатости, свойственный лишь немногим драгоценным камням, называется астеризмом. Он обусловлен отражением (дифракцией) света от включений в камне, ориентированных вдоль определенных кристаллографических направлений. Лучшими примерами служат звездчатый сапфир и звездчатый рубин. В минералах волокнистого строения, таких, как кошачий глаз, наблюдается полоска света, меняющая свое положение при повороте камня (переливчатость). Игра света в опале или сияющие павлиньи цвета лабрадорита объясняются интерференцией света, т.е. смешением световых лучей при их отражении от слоев регулярно уложенных шариков кремнезема (опал) или от тончайших пластинчатых кристаллических вростков (лабрадорит, лунный камень).

Люминесценция наблюдается у ряда драгоценных камней: под воздействием ультрафиолетового излучения они начинают светиться, причем совсем другим цветом, нежели при дневном свете. Если свечение происходит только в течение того времени, когда драгоценный камень освещен ультрафиолетовыми лучами, это явление называется флуоресценцией; если же он продолжает светиться в течение некоторого времени после прекращение воздействия ультрафиолетового излучения – фосфоресценцией.

Люминесценция драгоценного камня, так же как и окраска, обусловлена присутствием в нем примесей (активаторов). Поскольку камни из различных месторождений содержат разные примеси и в разных количествах, флуоресценция не всегда может служить надежным диагностическим признаком.

Подавляющее большинство алмазов флуоресцируют. Например, алмазы из ЮАР обычно характеризуются небесно-голубым свечением. Флуоресценция жемчуга зависит от химического состава воды, в которой он вырос. Отчетливо флуоресцируют янтарь (обычно в голубовато-белых тонах) и многие опалы. Уникальная особенность жада заключается в том, что сразу после обработки он флуоресцирует значительно ярче, чем старые изделия. Рубин (особенно из Мьянмы и Шри-Ланки) и некоторые другие драгоценные камни флуоресцируют на обычном солнечном свету. Это свойство весьма усиливает привлекательность рубина и отличает его от прочих красных камней.

Происхождение драгоценных камней. Существует множество путей образования драгоценных камней в природе. Некоторые из них возникли в результате мощных горообразовательных процессов, включающих тектонические движения, землетрясения и вулканические извержения. Другие являются продуктами осаждения из вод минеральных источников или медленного захоронения древних лесов.

Почти все драгоценные камни ассоциируют с определенными горными породами земной коры, подразделяющимися на три главных типа: изверженные (магматические), осадочные и метаморфические. Изверженные породы образуются при остывании магмы в недрах Земли либо на ее поверхности из лавы, излившейся по трещинам или вулканическим жерлам. В процессе медленного остывания и затвердевания магмы по мере того, как повышается концентрация веществ, растворенных в расплаве, начинают расти кристаллы минералов. Если эти процессы протекают на больших глубинах, кристаллы могут достигать значительных размеров, если на поверхности, то они обычно невелики, так как лава затвердевает очень быстро. Крупные кристаллы правильной формы вырастают в полостях и открытых трещинах, где у них достаточно свободного пространства для роста.

Часть магмы, затвердевающая в последнюю очередь и обогащенная парами и газами, образует пегматиты. Структура пегматитов чрезвычайно неравномерна, нередко в них присутствуют гигантские кристаллы массой в несколько тонн и длиной в десятки метров. Мощные выходы молочно-белого кварца – хороший поисковый признак на пегматиты, в которых такой кварц часто слагает центральные зоны. Пегматитовые жилы – один из важнейших типов месторождений ювелирных камней и главный первичный источник лунного камня, розового и дымчатого кварца, берилла и сподумена (кунцита). Пегматиты с драгоценными камнями приурочены к кислым изверженным породам, богатым кремнеземом. Минералы, не содержащие кремнезема, такие, как алмаз, рубин, сапфир и шпинель, кристаллизуются в основных и ультраосновных породах.

Все горные породы испытывают воздействие агентов эрозии (воды, ветра и льда). Продукты выветривания переносятся в форме обломков, песка и алеврита. Этот обломочный материал отлагается в виде пластов или покровов. В ходе геологической истории осадки уплотняются и цементируются, превращаясь в осадочные породы. Главные их типы – песчаники, сланцы, известняки и конгломераты. Пустоты в осадочных породах могут служить сокровищницами горного хрусталя, декоративного кальцита и флюорита.

Под воздействием высокой температуры, давления или химических реакций как изверженные, так и осадочные породы преобразуются в метаморфические, которые, в свою очередь, выветриваются и снова образуют осадочные породы. К метаморфическим породам бывают приурочены жад, лазурит и гранат.

Добыча драгоценных камней из коренных пород ведется с помощью подземных горных выработок или открытыми карьерами. Камни, освобожденные из материнской породы в результате процессов эрозии, а затем снесенные и переотложенные водными потоками, формируют россыпные месторождения, которые разрабатываются путем ручной промывки или с помощью драг. Такие месторождения обычно рентабельны в эксплуатации. Например, галечные россыпи Шри-Ланки славятся своими сапфирами, рубинами и шпинелью. Прибрежно-океанические россыпи на западном побережье Африки (в Намибии) весьма богаты алмазами, и для их извлечения промывают многие тонны песка. На балтийском побережье прибоем намывается янтарь.

В россыпях встречаются полые желваки, стенки которых сложены плотным халцедоном и выстланы изнутри кристаллами. Подобные образования, называющиеся жеодами, – поистине природные шкатулки с сюрпризами, ведь снаружи жеода выглядит как обычный валун и ничем не примечательна. Только если расколоть жеоду, можно увидеть красивые скрывающиеся в ней кристаллы драгоценных камней. В жеодах были найдены великолепные экземпляры аметистов. Такие желваки, обычно размером в 10–15 см в поперечнике, образуются чаще всего в известняках, реже – в сланцах или глинистых осадках. При выветривании они высвобождаются из материнской породы и поступают в россыпи. Опал, халцедон и агат часто формируются в пустотах – газовых пузырях базальтовых и андезитовых лав; лучшие австралийские опалы связаны с корами выветривания. Бирюза встречается в районах с сухим жарким климатом и образуется вблизи поверхности при участии просачивающихся растворов, отлагаясь в трещиноватых породах. Оливин настолько чувствителен к атмосферным воздействиям, что встречается в неизмененном виде только в свежих невыветрелых породах. В метеоритах обнаружены два драгоценных камня – алмаз и оливин-хризолит. Для роста кораллов необходимы морские воды с постоянной температурой. Они развиваются на глубинах не более 20 м.

Окаменелая древесина образуется, когда полностью погребенные деревья на протяжении тысячелетий постепенно пропитываются минеральными растворами и их первичные растительные волокна замещаются минеральным веществом. Янтарь – это смола древних хвойных деревьев; нередко он содержит включения прекрасно сохранившихся насекомых. Гагат, близкий по составу и происхождению к обычному каменному углю, отличается от него более плотным сложением.

назад   дальше