Кварц
Бурый кварц. Отжиг бурого кварца при температурах 450-500oС приводит к переходу бурой окраски в зеленую с характерным для нее спектром оптического поглощения.
Бесцветный и дымчатый кварц. Под воздействием различных видов ионизирующего облучения бесцветный кварц окрашивается в дымчатую, дымчато-цитриновую или цитриновую окраску, обнаруживая при этом отчетливое зонально-секториальное строение кристаллов. Природная исходная дымчатая окраска кварца после ионизирующего облучения обычно усиливается. При осторожном нагреве дымчатый кварц может превратиться в желтый или бесцветный.
Розовый кварц после ионизирующего облучения становится дымчатым (вплоть до мориона).
Аметист, цитрин, аметрин
Все аметистовые вставки, которые можно приобрести на рынке в той или иной степени подвергались термообработке с целью выравнивания цвета и устранения бурого оттенка.
Цвет аметистов вызван повышенным содержанием трехвалентного железа. При отжиге (300-450oС) аметисты теряют окраску, которая восстанавливается при ионизирующем облучении. Иногда при этом кристаллы приобретают дымчатый оттенок. Прокаливание при более высоких температурах (около 700oС) приводит к необратимому разрушению центров аметистовой окраски с превращением кристаллов в железистые цитрины.
Природный цитрин встречается относительно редко, но поскольку камень популярен, сегодня хорошо развиты технологии его получения посредством облагораживания природного кварца менее редких разновидностей, и большая часть поступающих в продажу камней получена именно этим путем.
Существует две технологии облагораживания кварца до цитрина: термическая обработка (аметист, дымчатый и черный кварц), и облучение (горный хрусталь).
Технология термического облагораживания цитрина известна давно. Еще в Средневековье этот камень получали путем обжига кристаллов аметиста. А на Урале в XVIII в., запекая в хлебе крупные кристаллы дымчатого кварца, получали золотистые цитрины, модные при дворе Екатерины II. Чтобы избежать растрескивания, камень вынимали только после полного остывания теста. Более мелкие камни закладывали в глиняный горшок, засыпали золой и ставили в горячую печь до следующего дня. Чем темнее и равномернее дымчатая окраска в кристалле, тем ярче получался золотистый цвет. Фиолетовый аметист при таком нагревании становится желто-оранжевым.
В настоящее время большая часть термически облагороженного цитрина желто-оранжевого цвета, наиболее ценимого ювелирами, производится в Бразилии. Эта страна богата природным аметистом, и технология его термического облагораживания доведена здесь до совершенства.
Другая технология построена на изменении цвета кварца при его облучении. Под воздействием различных видов ионизирующего излучения и последующего отжига горный хрусталь окрашивается в различные оттенки: от желтых и оливковых до темно-бурых, включая и входящий в моду лимонный цвет.
Наибольшей ювелирной ценностью обладают цитрины густого желто-оранжевого цвета (сорт мадера), получаемые обычно путем отжига аметиста (450-500oС) или мориона (300-400oС). Цитрины, получаемые путем отжига аметиста или мориона, обладают наибольшей свето- и термоустойчивостью. Значительно менее устойчивы к дневному свету и температурному воздействию облученные цитрины желтого цвета с зеленоватым оттенком. Они, как правило, выцветают при нагревании до 200-300 °С. Различия в устойчивости окраски цитринов и разнообразие ее оттенков связаны с ее различной природой.
Цитрины, полученные путем отжига морионов, обладают особенно красивыми на взгляд потребителя оттенками, обнаруживают высокую устойчивость к воздействию дневного света и обесцвечиваются при температуре 400-500oС. Их окраска объясняется неполным разрушением при отжиге других присутствующих в кристалле центров окраски, в частности аметистовой и дымчатой. Последний тип природных цитринов связан с образованием дефектных тетраэдров, в которых ионы кремния замещены ионами алюминия. Под воздействием ионизирующего облучения на таких дефектных тетраэдрах возникают дырочные парамагнитные центры, подобные центрам дымчатой окраски. Это в целом и дает результирующую желтую окраску кристаллов.
Эти особенности цитринов, полученных в результате применения разных технологий, нужно учитывать при выкладке изделий на витрины. Сильное освещение ювелирных витрин нагревает их до значительных температур, что может привести к обесцвечиванию облученных камней (к термически окрашенным цитринам это не относится). Термически облагороженный цитрин можно отличить от облученного и от природного по более густой окраске с заметным оранжевым оттенком. Облученный цитрин от природного практически не отличим.
Привлекательность и высокий спрос на боливийский аметрин - двухцветную разновидность кварца в которой сочетаются аметистовая пурпурная и цитриновая желтая окраски послужили толчком к попыткам облагораживания натурального аметиста до аметрина и производству его синтетических аналогов.
Аметист-цитриновую двухцветную окраску можно получить путем комбинации радиационного облучения и нагревания некоторых аметистов Бразилии. При этом остается некоторое визуальное различие между облагороженными "бразильцами" и натуральными боливийскими аметринами. В бразильских "аметринах", как правило, сочетание цветов менее контрастное, а сами цвета менее чистые. Точно же определить облагороженный аметист позволяют только специальные оптические исследования, да и то не всегда.
В настоящее время в России разработаны технологии промышленного производства кристаллов двухцветного аметист-цитринового кварца, который является синтетическим аналогом природного аметрина, добываемого в Боливии. Поскольку технологии производства синтетических аналогов аметрина совершенны, а цвета очень яркие и контрастные, определение камней, ограненных из синтетических кристаллов, требует комплексной геммологической экспертизы. Стоит отметить, что цена на синтетический аметрин значительно (почти на два порядка) ниже, чем цена на природные боливийские аметрины лучших сортов.
В дополнение можно отметить, что радиационно-окрашенные кристаллы под воздействием температуры 200-400oС вновь обесцвечиваются, причем температурная устойчивость разных типов окраски неодинакова: наибольшая — для морионов и наименьшая — для некоторых разновидностей радиационных цитринов. Аметисты по температурной устойчивости занимают между ними промежуточное положение.
Агат
скрытокристаллическая, полосчатая разновидность кварца (SiO2), чаще всего в природе встречается в виде натечных агрегатов серого цвета. Для окраски агатов используют неорганические соли хрома (зеленый цвет), железа (желтый цвет), кобальта (синий цвет), никеля, меди и других металлов. Часто химическую пропитку агатов сочетают с температурным обжигом: в старину невзрачные серые агаты выдерживали в сахарном сиропе, а затем обжигали в печах, получая при этом замечательные ониксы, с контрастным цветным рисунком. Окрашенные старыми мастерами агаты практически невозможно отличить от лучших природных образцов.
Месторождения Южной Америки поставляют на рынок агаты, имеющие в естественном виде невыразительную серую окраску; рисунок в них едва различим, а то и вовсе не виден. Лишь окрашивание придает им привлекательный облик, выявляя красоту и необычайность строения.
Способность к окрашиванию у различных полос агатов неодинакова: она определяется их пористостью, толщиной волокон минералов кремнезема и содержанием воды. Белые полосы, состоящие из плотных агрегатов кварцина или кварца, почти или совсем не впитывают красящее вещество. Специалисты называют их «твердыми», в отличие от хорошо окрашивающихся — «мягких». Тонкости технологии окрашивания агатов хранятся в секрете. Как правило, применяются неорганические красители, так как действие органических красителей слабее и окраска часто оказывается неустойчивой. Перед окрашиванием, вслед за очисткой их нагретыми кислотой или щелочью, агатам придают окончательную форму и шлифуют.
* Красная окраска, превращающая серый невзрачный агат в карнеол или сердолик, достигается оксидом железа. Агат помещают в раствор азотнокислого железа и затем «обжигают» (то есть сильно нагревают). Варьируя технологию этого процесса, удается добиваться различных тонов красного цвета. Желтые слои становятся красными за счет одного лишь прокаливания.
* Желтая окраска получается тоже с помощью оксида железа. Пропитка агатов соляной кислотой с последующим легким нагреванием приводит к появлению лимонно-желтого цвета.
* Черная окраска, имитирующая оникс, получается с помощью углерода. Агаты выдерживают в концентрированном сахарном растворе, а затем обрабатывают нагретой серной кислотой. Это приводит к появлению у агатов глубокого черного цвета. В последнее время для черной окраски применяется также нитрат кобальта.
* Коричневая окраска, имитирующая сардер. Варьируя приемы, используемые для черной окраски агатов, можно добиться получения коричневой окраски.
* Синяя и голубая окраска, достигается применением двухвалентного железа. Агаты сначала помещают в насыщенный раствор желтой кровяной соли (ферроцианида калия), а затем кипятят в железном купоросе.
* Хризопраз. Для получения яблочно-зеленой окраски, имитирующей хризопраз, халцедоны пропитывают раствором солей хрома, а затем подвергают сильному нагреванию до появления зеленой окраски. К такому же эффекту приводит и воздействие нитрата никеля с последующим обжигом. Окраска хризопраза может выцветать от продолжительного воздействия солнечного света, однако она восстанавливается, если поместить камень во влажную среду.
Применяются и современные физические методы искусственного окрашивания агатов — путем облучения их потоками частиц высоких энергий с помощью атомных реакторов.
Благородный опал
Опал - твердый природный гидрогель двуокиси кремния с непостоянным содержанием воды: ее может быть от нескольких процентов до одной трети массы камня. Опал хрупок и не очень тверд (примерно 5,5-6,5 по шкале Мооса).
Благородные опалы встречаются редко. Даже в весьма богатых месторождениях опала, благородные его разновидности составляют всего 1%. Промышленные месторождения благородных опалов известны в Европе и Южной Америке, но уникальными считаются месторождения Австралии, дающие 80-95% мировой добычи опала.
Буйная окраска является следствием сложной игры отраженного света (опалесценции), и никак не связана с химическим составом камня, то есть цвет опала - всего лишь оптический эффект. Исключением является драгоценный огненный опал, здесь цвет камня обусловлен примесями-хромофорами.
"Благородство" и ценность опала определяется количеством чистых цветов (максимально четыре: красный, желтый, зеленый, синий), которые можно разглядеть на поверхности камня, иными словами, спектром, в который раскладывается отраженный свет. Именно этот феномен - причина игры бриллианта, благодаря которой его называют "королем драгоценных камней".
В зависимости от окраски и вида опалесценции выделяют следующие разновидности благородного опала: белый опал - с опалесценцией на фоне светло-серых или светло-голубых тонов; арлекин - с полихромным мозаичным рисунком опалесценции, разные цвета складывают мозаику из геометрических фигур; черный опал - цвет фона темных тонов, на нем опалесценция смотрится особенно эффектно; огненный опал - желтый, красный с эффектной опалесценцией цвета пламени.
И это далеко не все, поскольку опалы - это отдельный космос.
Самым ценным считается черный благородный опал, привлекательность камня обусловлена его редкостью и красивой бриллиантовой игрой отраженного света в бархатно-черном, темно-фиолетовом, темно-синем, темно-зеленом, темно-буром фоне.
Благородные опалы обычно обрабатываются в форме плоских кабошонов, так как в этом случае опалесценция проявляется по всей поверхности вставки. Фасетной огранкой, принятой для прозрачных самоцветов, обрабатывают только огненные опалы. Поскольку в минерале есть вода, поведение камня часто непредсказуемо. Иногда он "высыхает" и теряет блеск, в нем появляются трещины. Иногда, опущенный в жидкость с красителем или просто в грязную воду, меняет свой цвет до неузнаваемости. Камень не выносит нагрева, поэтому требует от ювелиров особой точности и осторожности, а от владельцев - бережного отношения.
Здесь речь идет не столько об облагораживании самоцвета с целью повышения его цены, сколько о способах сделать этот камень более доступным. Одним из них стало изготовление дублетов и триплетов . Дублеты создаются из тонких пластинок природного опала, к нижней части которых приклеивается пластинка черного оникса. Таким образом, создается эффект черного опала, но по цене они значительно более доступны.
Природным дублетом является так называемый болдер-опал , где тонкая корка благородного опала не отделяется при обработке от породы-подложки. Триплеты состоят дополнительно из слоя чистого кварцевого стекла, обработанного в форме кабошона и перекрывающего дублет. С одной стороны, дублеты и триплеты состоят из некоторого количества природного материала, с другой - из чужеродных элементов. При продаже украшений с такими вставками стоит отметить, что главное качество опала - опалесценция - специфическая игра света, имеет в данном случае природное происхождение.