Кварц синтетический что это за камень
Синтетические ювелирные камни, выращенные гидротермальным методом синтеза
завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Другие публикации эксперта:
В последние годы на рынке ювелирных камней особенный интерес проявляется к различным синтетическим камням. Как известно, синтетические камни имеют такой же химический состав, кристаллическую структуру и свойства, как и природные камни. Но стоимость у большинства значительно ниже, чем у их природных аналогов. Использование синтетических вставок в ювелирных изделиях, таким образом, становится достаточно популярным, особенно в условиях экономического кризиса. И очень важно, чтобы информация при продаже подобных изделий была правильно раскрыта.
Методов синтеза, применяемых для производства ювелирных материалов, достаточно много. Мы рассмотрим гидротермальный метод синтеза, используемый в настоящее время для получения достаточно большого диапазона синтетических камней. При гидротермальном методе синтеза кристаллы выращивают из водного раствора питающего материала в зарытом герметично сосуде высокого давления, представляющего собой стальной автоклав. Высокое давление используется для того, чтобы поднять точку кипения воды и увеличить таким образом реакционную способность воды. Внутренние стенки автоклава часто делаются из благородных металлов (золото, платина, серебро). Первоначально метод разрабатывался для выращивания кристаллов кварца. Первые кристаллы синтетического кварца были получены в 1905 г. в Италии. В России опыты по синтезу кварца начались в 1945 г., когда начались планомерные исследования по выращиванию этого минерала в институте кристаллографии АН СССР.
Диагностика синтетического кварца часто является огромной проблемой, но, к сожалению, ей не придается серьезного значения. Тот факт, что кварц является недорогим ювелирным камнем, создает ощущение того, что не стоит беспокоиться по поводу его идентификации, однако важно понимать, что синтетический кварц производится и продается в больших количествах, и в торговле необходимо давать правильное представление о продаваемом материале. Иногда синтетические аметисты бывают подмешаны в лоты природных камней. Иногда для точной идентификации может потребоваться исследование в хорошо оснащенной лаборатории, и бывают случаи, когда определение происхождения кварца практически невозможно.
Синтетический кварц выращивают различных цветов, в том числе бесцветный, зеленый, синий и др., но наибольший интерес для покупателя представляют такие разновидности кварца, как аметист, цитрин и аметрин. При определении происхождения кварца необходимо в первую очередь исследовать внутренние особенности. Наличие газово-жидких включений, называемых часто «тигровая шкура», минеральных включений (гематита, гетита и др.), контрастное зонально-секториальное распределение окраски, наличие абсолютно бесцветных зон, угловатая цветовая зональность доказывают природное происхождение кварца.
В синтетических кварцах могут присутствовать включения, напоминающие так называемые «хлебные крошки» (рис. 1), специфические трехфазные включения, похожие на гвоздики со шляпками (заполненные жидкостью ростовые каналы, с одной стороны оканчивающиеся включением), которые называют «спикулы» или «морковки» (рис. 2). Иногда в некоторых природных камнях могут наблюдаться включения, напоминающие «хлебные крошки», но при большом увеличении подобные включения в природных камнях более похожи на очень мелкие белесые хлопья ваты.
Наиболее часто на рынке встречается аметист. Синтетический аметист обычно никогда не проявляет сильно выраженной цветовой зональности, которая присутствует в некоторых природных аметистах (яркие цветные зоны граничат с бесцветными). Синтетический материал проявляет исключительно четкую цветовую зональность только тогда, когда в камне сохранилась затравочная пластина. В синтетических аметистах наблюдается линейная цветовая зональность только в одном направлении, и при этом нет абсолютно бесцветных зон. Двойникование, развивающееся в синтетическом аметисте, приводит к появлению конусообразных ярких или темных секторов, расширяющихся от затравочной пластины к периферии кристалла. Наличие данных выделенных цветом секторов служит четким диагностическим признаком синтетического происхождения аметиста (рис. 3).
Первоначально идентификация синтетического аметиста была несложной, так как не синтезировалось сдвойникованного материала. Большинство природных аметистов проявляет двойникование по бразильскому закону (рис. 4), которое никогда не проявлялось в более старом синтетическом кварце. Исключение из этого правила составляли природные аметисты из района Брандберг в Намибии и многие аметисты из Мексики, но эти месторождения не имеют высокого коммерческого значения.
Диагностика усложнилась, когда производители синтетического кварца стали использовать затравочные пластины, в которых было проявлено бразильское двойникование, переходящее в синтетический кварц. Но это остается сегодня относительной редкостью.
В синтетических цитринах может формироваться волнистая цветовая зональность в одном направлении, перпендикулярно оптической оси, что служит неопровержимым доказательством синтетического происхождения камня. В некоторых случаях в ограненных камнях могут присутствовать фрагменты затравочных пластин из бесцветного синтетического кварца, отделенных от наращенного слоя выраженной, как бы припыленной здиков со шляпками». [2]
Рис. 1. Включения в виде «хлебных крошек» в синтетическом кварце, фото David Hargett. [1]
Рис. 2. Включения в синтетическом кварце, так называемые «спикулы в виде гвоздиков со шляпками». [2]
Рис. 3. Зональность в виде фрагментов конусообразных секторов насыщенной окраски в синтетическом аметисте. Фото Shane McClure. [1]
Рис. 4. Двойникование по бразильскому закону (в скрещенных поляризационных фильтрах в природном аметисте. [2]
Бывают случаи, когда не очень добросовестные продавцы ювелирных камней предлагают синтетические бериллы под видом турмалина, а иногда даже выдают за синтетический турмалин!
Рис. 5. Синтетические бериллы, выращенные в России. [5]
Рис. 6. Синтетический берилл сине-зеленого цвета, продаваемый под торговым названием «синтетический берилл цвета «Параиба».
Рис. 7. Субпараллельные неоднородные структуры роста в синтетическом гидротермальном синем берилле производства Россия.
Основные физические свойства синтетических бериллов, такие как значения показателей преломления, плотность, проявление плеохроизма, не отличаются от свойств природных бериллов. Диагностическим же признаком данных камней являются характерные внутренние особенности. В первую очередь – это наличие неоднородных структур роста: так называемый «шеврон» и волнистые субпараллельные линии роста (рис. 7). Возникновение подобных структур связано с ориентировкой затравочной пластины.
Также в синтетических бериллах могут наблюдаться жидкие и газово-жидкие включения и встречаться так называемые «спикулы», образованные твердым включением и отходящим от него коротким коническим каналом, содержащим жидкость или жидкость и газ, которые являются также характерными внутренними особенностями для синтетических камней, получаемых гидротермальным методом.
В дополнение к микроскопическому исследованию для определения происхождения камня иногда необходимо применение неразрушающих аналитических и спектроскопических методов исследования для определения содержания элементов примесей.
История гидротермального синтеза корунда началась, когда в конце 1950-х годов Альбертом Болменом, Бобом Лодайзом в лаборатории «Белл» были получены первые кристаллы синтетических лейкосапфиров. Модифицированный вариант их метода можно было использовать для выращивания кристаллов синтетических рубинов. Гидротермальные синтетические корунды различных цветов, произведенные в России Институтом геологии, геофизики и минералогии (в Новосибирске), появились на рынке цветных камней в 1993 году. Технология производства синтетического корунда различных цветов гидротермальным методом была разработана исследователями совместного российско-тайского предприятия Tairus («Тайрус»). Это было достигнуто введением в синтетический корунд комбинаций различного количества примесей Ni2+, Ni3+ и Cr3+. Наиболее популярны на рынке синтетические рубины и синтетические сапфиры, хотя встречаются синтетические корунды других цветов.
Основным диагностическими признаками синтетических корундов, выращенных гидротермальным методом, являются так называемые субпараллельные (не совсем параллельные) полосы – границы между разноокрашенными секторами роста диагностических ростовых структур, образованных длинными тонкими микрокристаллами корунда, которые ассоциируются с характерным типом тонкой цветовой зональности (рис. 8). Иногда для ее наблюдения необходимо использование иммерсионной жидкости или применение скрещенных поляризационных фильтров. Если повернуть камень и посмотреть в направлении этих субпараллельных полос, то можно наблюдать характерные зигзагообразные или мозаичные ростовые структуры, называемые «шеврон» (рис. 9). Эти структуры можно видеть как в иммерсионный микроскоп, так и иногда без применения иммерсии. Однако в желтых и светло-голубых камнях данные ростовые особенности не видны и их диагностика осложнена.
Образцы синтетических гидротермальных корундов могут не иметь включений. Но в ряде случаев в камнях практически всех цветов наблюдаются газово-жидкие включения в виде «отпечатков пальца», идентичные подобным включениям в природных корундах. В желтых образцах наблюдаются большие двухфазные включения неправильных, удлиненных форм, расположенных вдоль плоскости перпендикулярно затравке.
Также в камнях различного цвета возможны включения хлопьевидных агрегатов медьсодержащих соединений синего цвета.
Плеохроизм сине-зеленых до зеленых синтетических гидротермальных сапфиров отличается от природных камней аналогичных цветов. У природных наблюдается сильный до среднего желтовато-зеленый, зеленый или синевато-зеленый параллельно оси С до синевато-зеленого и синего перпендикулярно оси С. У синтетических – красновато-оранжевый до желтовато-оранжевого параллельно оси С и синевато-зеленый до желтовато-зеленого перпендикулярно оси С. В камнях с содержанием Cr вдоль оптической оси наблюдается красновато-фиолетовый цвет плеохроизма, а перпендикулярно оптической оси – сине-зеленый (рис. 10). При исследовании химического состава синтетических корундов обнаруживается наличие примеси Ni, что никогда не отмечалось в природных камнях.
Рис. 8. Диагностические ростовые структуры в синтетических гидротермальных рубинах
Рис. 9. Характерные зигзагообразные структуры роста (так называемый «шеврон») в синтетических гидротермальных зеленых сапфирах. [10]
Рис. 10. Характерный плеохроизм, наблюдаемый в синтетических гидротермальных сапфирах: параллельно оси С красновато-фиолетовый, а перпендикулярно – сине-зеленый цвет
АВТОРЫ
Хомрач Маргарита Владимировна, завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Романова Екатерина Ивановна, доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», доцент кафедры геммологии МГРИ-РГГРУ, Graduate Gemologist GIA
Синтетический кварц
Кварц SiO2 — самый распространённый и в то же время самый необычный минерал, который представлен неимоверным множеством самых разнообразных разновидностей, форм и расцветок. Среди различных видов кварца есть и известный аметист, аквамарин, агат, горный хрусталь, цитрин, кошачий глаз и многие другие камни.
Полностью синтетический кварц обычно выращивают гидротермальным способом. Преимуществом синтетического кварца для промышленности является однородность распределения примесей, более высокая химическая чистота. Большое значение имеет то, что результатом выращивания являются монокристаллы, которые по своим свойствам более пригодны для использования в качестве пьезооптического кварца, чем широко распространённые в природе сдвойникованные кристаллы.
Для ювелирной промышленности метод синтеза является также немаловажным, так как позволяет получать кварц любых цветов и нужной насыщенности, при необходимости даже с переходами одной окраски в другую. Искусственным кристаллам придают зелёную (очень редкий в природе) и голубую (природных аналогов нет) окраски, выращивают даже несуществующий в природе синий кварц.
Также продаются друзы, называемые «Тибетский кварц» с зелёными включениями. Не существуют в природе кристаллов с такой структурой и цветом, это кварц, выращенный гидротермальным способом.
В 2014 году на международной выставке камней в Тусоне (США) были представлены великолепные образцы искусственно выращенных монокристаллов энгидросинтетического кварца, среди них и скипетры и дорощенные кристаллы, и друзы.
В настоящее время для получения достаточно большого диапазона синтетических камней используется гидротермальный метод синтеза. При гидротермальном методе синтеза кристаллы выращивают из водного раствора питающего материала в зарытом герметично сосуде высокого давления, представляющего собой стальной автоклав.
Синтетический кварц выращивают различных цветов, в том числе бесцветный, зеленый, синий и др., но наибольший интерес представляют такие разновидности кварца, как аметист, цитрин и аметрин. При определении происхождения кварца необходимо, в первую очередь, исследовать внутренние особенности. Наличие газово-жидких включений, называемых часто «тигровая шкура», минеральных включений (гематита, гетита и др.), контрастное зонально-секториальное распределение окраски, наличие абсолютно бесцветных зон, угловатая цветовая зональность доказывают природное происхождение кварца.
В синтетических кварцах могут присутствовать включения, напоминающие так называемые «хлебные крошки», специфические трехфазные включения, похожие на гвоздики со шляпками (заполненные жидкостью ростовые каналы, с одной стороны оканчивающиеся включением). Иногда в некоторых природных камнях могут наблюдаться включения, напоминающие «хлебные крошки», но при большом увеличении подобные включения в природных камнях более похожи на очень мелкие белесые хлопья ваты.
Синтетический аметист обычно никогда не проявляет сильно выраженной цветовой зональности, которая присутствует в некоторых природных аметистах (яркие цветные зоны граничат с бесцветными). Синтетический материал проявляет исключительно четкую цветовую зональность только тогда, когда в камне сохранилась затравочная пластина.
В синтетических аметистах наблюдается линейная цветовая зональность только в одном направлении, и при этом нет абсолютно бесцветных зон. Двойникование, развивающееся в синтетическом аметисте, приводит к появлению конусообразных ярких или темных секторов, расширяющихся от затравочной пластины к периферии кристалла. Наличие данных выделенных цветом секторов служит четким диагностическим признаком синтетического происхождения аметиста.
Диагностика друз усложнилась, когда производители синтетического кварца стали использовать затравочные пластины, в которых было проявлено бразильское двойникование, переходящее в синтетический кварц. Но это остается сегодня относительной редкостью.
А для точного определения натуральности кристалла необходим микроскоп (геммологический), спектральный и рентгеноструктурный анализ. Подделывание камней сейчас достигло необычайных высот. Продают искусственный хрусталь вместо горного кварца, облучают обычный кварц, чтобы выдать его за дымчатый
Пожалуйста, продавайте кристаллы и камни точно указывая об их происхождении: выращены ли они в лаборатории синтетическим путём или добыты в карьерах и на поверхности земли. А покупателям советую при покупке друзы проконсультироваться со специалистом или довериться своему внутреннему ощущению. Даже если вы приобретёте искусственно выращенные кристаллы, пусть они будут вас радовать своей красотой и теплом человеческих рук, которые их вырастили:))
Кварц
Кварц является одним из наиболее распространенных в земной коре минералов. Его свободное содержание — около 12%. Самоцвет образует большинство метафорических и магматических пород, содержится в морском и речном песке, входит в состав других камней в виде силикатов и примесей. Его общая массовая доля в земной коре составляет свыше 60%.
Кварц по-своему прекрасен и уникален. Особое восхищение вызывает редкий голубоватый аквакварц. Минерал имеет множество разновидностей. Он, как ни один другой самоцвет, многообразен по цвету, форме, генезису. В природе встречаются удивительный снежный и сахарный кварц, абсолютно прозрачные и насыщенно черные экземпляры.
Физические и химические свойства минерала
Самоцвет самобытен и уникален. По химическому составу он представляет собой диоксид кремния, может содержать примеси алюминия и железа. Чистый представитель вида, который иначе называется горным хрусталем, обладает высокой теплопроводностью. Он прохладен на ощупь даже в теплую погоду. Самоцвет обладает повышенной устойчивостью к сильным кислотам и прочим химическим веществам. Расплавить его могут только щелочь или плавиковая кислота. За счет высокой плотности кварц является довольно твердым минералом. Поэтому показателю он уступает только топазам, корундам и алмазам.
Температура плавления самоцвета +1700°С. Чистый минерал отличается удивительной красотой и прозрачностью. Не зря многочисленные народы отмечали его льдистость, называя камушки маленькими частичками замерзшей воды. Однако при соединении с другими минералами или химическими элементами самоцвет кардинально меняет свой облик. Он может окрашиваться в самые неожиданные и яркие цвета, образуя новые группы минералов. Например, в природе нередко встречается красный и синий, зеленый и голубой кварц.
Немного истории
Минерал известен человечеству с давних времен. Прекрасными переливами его цвета восхищались еще наши далекие предки. Описание самоцвета, его магических и лечебных свойств встречается практически в каждой культуре. Ученые считают, что свое нынешнее название минерал получил от немецкого «querklufterz». Переводится это слово как «поперечно расположенные жилы». Имя минерала полностью отражает его структуру. Другие исследователи полагают, что слово «кварц» произошло от старокорнуэльского «cross-course-spor». Переводится этот термин точно также, как и предыдущий.
Кристаллический кварц являлся объектом поклонения людей, проживающих на территории древней Индии, Китая, Египта. Несмотря на то что материал невероятно прочен и сложен в обработке, мастера научились создавать из него истинные шедевры. Материал идеально подходит для создания прекрасной посуды, предметов интерьера, украшений. Вещи, изготовленные из него, находили при многочисленных раскопках. В Средневековье кристаллы кварца широко применяли для производства церковной утвари, скульптур, ювелирных изделий. Большинство таких вещей хранилось в царских сокровищницах.
В XVI веке в европейских странах особой популярностью пользовались сосуды различной форы, изготовленные из природного кварца. Для их декора использовали позолоту, драгоценные алмазы, изумруды, рубины. Многие известные исторические личности питали к волшебному самоцвету особую страсть:
Ученые до сих пор не могут сойтись во мнении, когда было создано первое научное описание самоцвета. Связано это с тем, что многочисленные типы кварца открывали в разное время. Зачастую их путали между собой.
Разновидности кристаллического кварца
Вне зависимости от того, какой у минерала цвет, кварц по определению прекрасен. А вот его ценность во многом зависит именно от оттенка:
Удивительная красота всех видов кристаллического минерала очаровывает с первого взгляда. Вовсе не удивительно, что украшения из кварца пользуются неизменной популярностью у покупателей.
Виды скрытокристаллического кварца
Скрытокристаллический кварц не менее распространен, чем кристаллический. Многообразие его форм и расцветок также поражает воображение.
Ювелиры стараются придать кварцу различные фантазийные огранки, поэтому в ювелирных изделиях он смотрится невероятно красиво. Разные виды минерала прекрасно смотрятся в объятиях драгоценных металлов.
Где добывают кварц?
Самоцвет очень распространен и имеет множество видов. Поэтому вовсе не удивительно, что кварцевые месторождения находятся в разных уголках мира:
Где добывают кварц в нашей стране? Преимущественно на Кавказе, Кольском полуострове, Камчатке. Камни, пригодные для создания ювелирных украшений, встречаются гораздо реже, чем поделочные. Это делает их еще более ценными.
В каких сферах применяют кварц?
Горный кварц — ценное минеральное сырье. Сфере его использования не ограничивается одним ювелирным искусством. Минералы широко используют при изготовлении генераторов ультразвука, оптического оборудования, радио- и телефонной аппаратуры.
Применение кварца распространено в стекольной и керамической промышленности. Наиболее востребованы в этих областях горный хрусталь и чистый кварцевый песок. Подходит минерал для производства кремнеземистых огнеупоров и кварцевых стекол. Конечно, не стоит забывать о ювелирном деле. Здесь льдистый кварц и другие разновидности минерала применяют в качестве вставок в ювелирные изделия.
Самое важное свойство самоцвета — пьезоэффект. Его открыли в 1880 г французские ученые, братья Поль и Пьер Кюри. А использовать удивительное свойство минерала на практике впервые предложил их соотечественник Поль Ланжевен. Свое открытие он совершил в годы первой мировой войны. Француз предложил использовать ультразвук для того, чтобы обнаруживать подводные лодки неприятеля. А вот получать этот ультразвук и планировалось с помощью пьезоэффекта.
Изобретатель взял за основу плоскую, гладкую, полированную пластину кварца. Оборудовал ее электродами и держателем. В результате получился пьезоэлектрический резонатор — колебательный контур, обеспечивающий определенную частоту резонансных колебаний. В кратчайшие сроки необычное изобретение обрело широкую популярность не только во Франции, но и в других странах мира.
До недавнего времени пьезокварц использовали исключительно для военных нужд. Однако сегодня ситуация изменилась. Элементы применяют в различных отраслях промышленности, медицины и науки в качестве хороших источников ультразвука. Например, большое распространение получили пьезозажигалки и ультразвуковые устройства для борьбы с грызунами. Такое оборудование, работающее в течение нескольких дней, вызывает у вредителей дискомфорт. Они стремятся как можно быстрее покинуть помещение.
Какими лечебными свойствами обладают украшения с кварцем?
Наши далекие предки верили, что кварц обладает массой полезных свойств. Его в своей практике широко использовали древние лекари и знахари. Считалось, что камни могут наполнять тело человека живительной энергией. Это способствовало восстановлению здоровья, возвращению тонуса, психологического равновесия и физической активности.
Минерал оказывает комплексное воздействие на организм:
Не следует забывать, что самоцвет имеет множество разновидностей. Лечебные свойства камня кварц во многом зависят от его вида. Например, аметист способен победить алкогольную зависимость. Кроме того, он уменьшает голод, что необходимо людям с очень хорошим аппетитом. Характеристика мориона свидетельствует о том, что он оптимально подходит людям, которые имеют проблемы с кровеносной системой. Камень укрепляет сосудистые стенки и восстанавливает нормальный сердечный ритм.
От каких недугов спасет кварцевая вода?
Современные литотерапевты согласны с тем, что камень, чей потенциал огромен, обладает мощными лечебными свойствами. Чтобы добиться нужного эффекта, специалисты советуют использовать кварцевую воду. Приготовить ее предельно просто даже в домашних условиях:
Специалисты утверждают, что такая вода подойдет для любых лечебных процедур. Ее можно пить, использовать для компрессов и растираний. Жидкость помогает:
Кварцевая вода широко применяется и в сфере косметологии. С ее помощью удается избавляться от угрей и прыщей. Если использовать волшебное средство регулярно, можно заметить, что кожа стала более гладкой и эластичной, а количество морщин уменьшилось. Жидкость эффективна и в лечении открытых ран. Ее можно использовать для приготовления примочек при ушибах, порезах, травмах. Болевые ощущения снижаются, а рана заживает гораздо быстрее.
Магические свойства камня
Люди ценят не только лечебные, но и магические свойства кварца. Еще во времена древних цивилизаций удивительный камень использовался для создания ритуальных аксессуаров. Например, всем известные прозрачные хрустальные шары изготавливали из горного хрусталя. Этот же материал идеально подошел для создания линз, которые использовали в храмах для зажигания священного огня.
Особо высока в магическом мире популярность фантомного кварца. Этот самоцвет завораживает одним своим внешним видом. В нем удивительным образом сочетаются переливы желтого, красного, оранжевого, зеленого, синего цветов. Выглядит все это действительно впечатляющее.
Все разновидности кварца удивительным образом влияют на характер и поведение людей:
Конечно, своими магическими свойствами обладает и практически каждая разновидность прекрасного самоцвета.
Изделия из кварца обладают поистине мистической силой. Главное — верить в их чудодейственные свойства, тогда минералы обязательно помогут.
Кому подходит волшебный минерал?
Однозначно ответить на этот вопрос невозможно из-за большого многообразия видов минерала, различающихся по энергетике и свойствам. Астрологи рекомендуют рассматривать влияние конкретного типа камня на человека с определенной датой рождения.
Ко всем остальным знакам зодиака минерал относится нейтрально. Он не принесет ни пользы, ни вреда.