Przeglądasz dział GEMMOLOGIA (id:27)
w numerze GEMMOLOGIA (id:27)
Ilość artykułów w dziale: 52
|
|
Od 1 do 11 września odbył, się przetłumaczony i zorganizowany wyłącznie dla grupy polskiej, kurs diamentów surowych Introducing to Sorting and Planning of Rough Diamonds HRD Antwerp.
Kurs obejmował zakres wiedzy dotyczącej wyrzeźbienia pięknego klejnotu, jakim jest oszlifowany diament, z jego surowej, kryształowej formy. Szkolenie, jak każdy kurs Instytutu HRD Antwerp, było dla eksperterów diamentów chcących poszerzać horyzonty wiedzy na najwyższym światowym poziomie. Z tego powodu wśród dziewięciorga polskich studentów, którzy wzięli udział w kursie, znalazło się pięcioro weteranów posiadających już tytuł Graduate Gemmologist HRD Antwerp, czyli Dyplomowanego Gemmologa Instytutu HRD Antwerp. Wykładowcą i przewodnikiem po tym tajemniczym świecie był senior lector education Wouter Vansteelant – znakomity praktyk i wykładowca oraz dyplomowany gemmolog. Kurs trwał dwa tygodnie i składał się zarówno z wykładów teoretycznych, jak i zajęć praktycznych, kładąc jednak zdecydowany nacisk na ćwiczenia z kamieniami – tymi mniejszymi w parcelach, jak i tymi kilkukaratowymi, nazywanymi w branży „Kamienie i kryształy, ang. stones and crystals. Studenci mieli też okazję, podczas odwiedzin w jednej z kilku antwerpskich szlifierni na własne oczy zobaczyć jak wygląda szlifowanie diamentów. A także zobaczyć miejsce, które zajmuje się tradycyjnym manualnym oraz laserowym cięciem diamentów. Wykłady i ćwiczenia odbywały się w profesjonalnie wyposażonej sali wykładowej w budynku HRD przy ulicy Hoveniersstraat 22 w Antwerpii. Każdy ze studentów posiadał własne stanowisko pracy składające się z mikroskopu diamentowego D-Scope, padu, oklularów oraz łopatki do sortowania surowych diamentów, specjalnej suwmiarki do ich pomiaru, lampy światła dziennego D65, lupy aplantyczno-achromatycznej i pincety jubilerskiej. Do dyspozycji były też wagi karatowe, a także lampy długiego (366 nm) i krótkiego (254 nm) UV, oraz polaryskopy niezbędne do sprawdzenia wewnętrznego napięcia kamieni.
Zajęcia podczas kursu
Podczas zajęć teoretycznych można było poznać: morfologię surowych diamentów monokrystalicznych i polikrystalicznych, teksturę powierzchni diamentów surowych, teorię ewaluacji diamentów surowych: wycenę parceli małych kamieni oraz obliczanie wartości pojedynczych kamieni. Uczestnicy kursu nauczyli się także tradycyjnego rozłupywania diamentów zgodne z płaszczyzną wzrostu i łupliwości. Każdy uczestnik kursu pomimo trudnego egzaminu praktycznego ukończył go z bardzo dobrymi wynikami. Podczas uroczystego zakończenia wszyscy studenci otrzymali prestiżowy i znany na całym świecie certyfikat Sorting and Planning of Rough Diamonds.
W Paradise rząd pozwala górnikom wykorzystać zmechanizowane metody wydobycia. Głównymi odbiorcami kamieni szlachetnych są kupcy z Tajlandii i Japonii.
Urządzenie używane przez szlifierzy nazywa się hanapôruwa i składa się z drewnianej ramy z pionowymi ramionami podtrzymującymi wyżłobiony drewniany cylinder, który linka łączy z prętem. Cynlinder jest połączony z dyskiem. Szlifierz przyciąga pręt, uruchamiając cylinder i dysk. Zwykle szlifowany kamień jest przymocowany woskiem do końcówki drewnianego kija, ale w tym przypadku szlifierz trzymał kamień w swojej dłoni.
Wydobycie górnicze w Karawita
Wydobycie górnicze jest zdecydowanie najczęściej stosowaną metodą wydobycia na Sri Lance. Wymaga ono budowy pionowych kopalni o głębokości do 30 metrów, z poziomymi tunelami, których długość sięga 10 metrów. Kopalnia zbudowana jest z tylko z paproci i drewna. Paprocie zapobiegają przesączaniu się wody (wody podziemne lub zalanie), a drewniana rama stabilizuje i wzmacnia tunele. Podkreślenia wymaga fakt, że do budowy tuneli nie używa się gwoździ, aby uniknąć pęknięcia konstrukcji. Sprzęt mechaniczny ogranicza się do pompy, która potrzebna jest, aby usunąć wodę zgromadzoną w kopalni, gdzie wydobywa się kamienie szlachetne. Do oświetlenia tuneli wykorzystywane są świece, które gwarantują, że w kopalni nie zabraknie tlenu. Jeśli świece gasną, górnicy wiedzą, że otoczenie nie jest już dla nich bezpieczne.
Wydobycie illamu
Z kopalni wydobywany jest illam, czyli żwir zawierający kamienie szlachetne, który umieszczany jest w koszu i wyciągany na zewnątrz.
Ratnapura, leżąca 101 km na południwy wschód od Kolombo, jest dużym miastem oraz stolicą prowincji Sabaragamuwa i obszaru Ratnapura.
Powszechnie wiadomo, że Tajlandia przoduje w metodach traktowania kamieni jubilerskich, zwłaszcza szafirów i rubinów. Należy zauważyć, że Sri Lanka zalegalizowała obrót geudy z Tajlandią 1 sierpnia 1987 r., kiedy to tajscy dilerzy uzyskali monopol na jej kupno. W tym samym roku powstała Platforma Handlowa i Centrum Eksportowe Geudy, ułatwiające kupno i eksport kamienia poza granice kraju.
Nazwa pochodzi od syngalskiego „ratna” oznaczającego kamienie szlachetne i „pura” oznaczającego miasto. Jest to centrum wydobycia kamieni szlachetnych posiadające długoletnią tradycję. Trzeba zauważyć, że w pobliżu handluje się tylko geudą.
Geuda
Lankijska definicja geudy to półprzezroczysta do nieprzezroczystej odmiana korundu z mlecznym, opalowym, zadymionym, jedwabistym lub przypominającym olej napędowy wyglądem widocznym w odbitym lub przepuszczonym świetle. Pod wpływem gorąca zmienia się w wysokiej jakości materiał jubilerski nie tylko dzięki pozbyciu się występującej nieprzezroczystości, lecz także poprawianiu albo wytworzeniu wewnętrznej barwy. Termin ten jest zarezerwowany nie tylko dla korundu, ale także dla jakiejkolwiek odmiany minerału wykazującej te cechy – oprócz korundu używa się jej w odniesieniu do chryzoberylu. W ciągu ostatnich trzech dekad, od kiedy dilerzy kamieni szlachetnych z Tajlandii włączyli się do handlu geudą, rynek sprzedaży tego kamienia stał się bardzo ważny dla Sri Lanki. Powszechnie wiadomo, że Tajlandia przoduje w metodach traktowania kamieni jubilerskich, zwłaszcza szafirów i rubinów. Należy zauważyć, że Sri Lanka zalegalizowała obrót geudy z Tajlandią 1 sierpnia 1987 r., kiedy to tajscy dilerzy uzyskali monopol na jej kupno. W tym samym roku powstała Platforma Handlowa i Centrum Eksportowe Geudy, ułatwiające kupno i eksport kamienia poza granice kraju. W roku 1990 roku umowa, która dała Tajom wyłączność na zakup i eksport geudy, wygasła, co umożliwiło otwarcie rynku dla cudzoziemców.
Wygrzewanie kamieni
Wygrzewanie kamieni stało się popularne na Sri Lance, miejscowi kupcy byli dobrą konkurencją dla Tajlandczyków skupujących geudę. To spowodowało, że cena geudy była o ponad połowę wyższa niż cena równoważnej masy dobrej jakości niebieskich szafirów!! W sumie Tajowie kupili na Sri Lance ponad 20 ton geudy, którą przetworzyli i wyprodukowali z niej przede wszystkim skalibrowane kamienie (oszlifowane do standardowych rozmiarów odpowiadającym zapotrzebowaniu podczas odlewania przy produkcji biżuterii) podbijając tym samym światowy rynek niebieskich szafirów
Różnorodność geudy
Geuda w zależności od wyglądu i wewnętrznej struktury dzieli się na różne kategorie, i nie wszystkie nadają się do tych samych metod traktowania. Niektóre z najczęściej występujących to: jedwabista, diesel, mleczna, dhum, ottu, woskowa, pita, athul. – Silky / Jedwabista: igły rutylu
– Diesel:
żółtawo brązowa barwa (jak olej napędowy). Mówi się , że im ciemniejsza, tym lepsza będzie niebieska barwa po wygrzewaniu.
– Milky / Mleczna:
Półprzezroczysta, jasnoniebieska lub żółtawa barwa na powierzchni. – Dhum: bezbarwna do jasnoniebieskiej, zanurzona w wodzie, wykazuje dymny brąz.
– Ottu:
Nakrapiana, kropkowana, linowa, strefa niebieskiej barwy na powierzchni lub wewnątrz, reszta kamienia jest bezbarwna do jasnoniebieskiej.
Podnoszenie wartości podczas wygrzewania przyjmuje się na ponad 100 proc., a karat najlepszej jakości niebieskiego szafiru może osiągnąć ponad 30-40 tys. rupii (240-320 dolarów).
Na Sri Lance handel kamieniami szlachetnymi zdominowany jest przez muzułmanów, potomków Maurów. Ich umiejętności oceny kamieni szlachetnych, a także działalność handlowa, pochodzi jeszcze z czasów, kiedy Berberowie z Afryki Północnej zdominowali rejon od Morza Śródziemnego do Oceanu Indyjskiego.
Niezwykle ciekawa wydaje się kopalnia Thammannawa. Złoże znajduje się na 6°22’14.08”N i 81°17’19.04”E, na południowej granicy z Monaragala w prowincji Uva, 4 km od Kataragama.
Wydobycie kamieni szlachetnych
Cały obszar wydobywczy mierzy około 600 mkw. Podzielony jest przez NGJA i FCD (Departament Konserwacji Lasu) na 50 bloków. Prawa wydobywcze zostały sprzedane w przetargu publicznym 24 lutego 2012 roku, a licencje zostały wydane na rok. Miejscowa władza nie zamierza wznowić pozwoleń. Złoża znajdują się w górzystym kompleksie Kataragama, który uważany jest za metamorficzną czapkę tektoniczną. Mineralizacja korundu wiąże się tam z pegmatytowymi intruzjami i okolicznymi warstwami mikowymi. Badania ziemi obok miejsca pozwoliło na znalezienie wielu małych surowych spineli, co pozwala sądzić, że znajduję się tam więcej manganu niż aluminium, co z kolei sprawia, że w rejonie tym niemożliwa jest formacja korundu.
Obszar wydobywczy Kochipadana
Kochipadana znajduje się około 5 km na wschód od Kataragama, blisko Narodowego Parku Yala. W kopalni pracuje od 300 do 500 górników. Jednocześnie w rejonie tym odbywa się nielegalne pozyskiwanie kamieni szlachetnych. Nielegalne wydobycie odbywa się tam z pomiędzy skał, a materiał jest następnie płukany. Kodeksem nielegalnych górników jest ostrzegać się nawzajem przed odwiedzającymi działki: jeśli usłyszą 3 petardy, przerywają pracę i spokojnie czekają, a w ostateczności odchodzą.
„Sri Lanka jest znana od 2 tys. lat dzięki swojej historii powiązanej z kamieniami szlachetnymi oraz produkcji kamieni jubilerskich – wyjątkowej, zarówno jeśli chodzi o jakość, jak i różnorodność. Rozważając ilości i liczne odmiany, które są teraz wydobywane, można stwierdzić, że nigdzie indziej na świecie nie występuje taka różnorodność, stężenie i koncentracja minerałów szlachetnych na tak stosunkowo małym obszarze, jak w Sri Lance”. Natural Ressources of Sri Lanka, GSMB, 2000
Na terenie Sri Lanki nadzorem nad wydobyciem kamieni szlachetnych zajmuje się National Gem and Jewelry Authority (NG&JA). Jest to powstały w 1993 roku krajowy organ władzy ds. strategii i priorytetów dla rozwoju przemysłu jubilerskiego i kamieni szlachetnych Sri Lanki. Organizacja wydaje każdego roku około 5 tys. licencji na wydobycie kamieni szlachetnych, pozwalających każdemu posiadaczowi licencji wykopać w określonym miejscu od dwóch do czterech szybów na raz. Legalnie funkcjonuje około 10 do 15 tys. szybów wydobywających kamienie szlachetne, ilość szybów nielegalnych jest porównywalna. Szyby tradycyjne są obsługiwane przez sześć osób. Wydobyciem kamieni szlachetnych zajmuje się około 60 do 90 tys. osób. Dodając kopalnie nielegalne, całkowita liczba osób bezpośrednio zaangażowanych w wydobycie kamieni szlachetnych to około 135 tys.
Wydobycie kamieni
Elahera jest krainą bogatą w kamienie szlachetne. Podczas panowania króla Parakramabahu (XII wiek naszej ery) nawet cudzoziemcom pozwalano na wydobycie kamieni. Z powodu wojen domowych i obcych inwazji kopalnie kamieni szlachetnych były stopniowo opuszczane i wiele z nich pokryły pola ryżowe. Około roku 1950 robotnicy budujący drogę Elahera-Pallegama znaleźli wiele szafirowych otoczaków, co spowodowało, że miejscowi farmerzy zaczęli wydobycie na swoich polach ryżowych. Podkreślenia wymaga fakt, że pola bogate w kamienie szlachetne pokrywają około 150 tys. mkw. Elahery i leżą w obrębie regionów górzystych. Wydobyciem kamieni zajmują się górnicy, którzy posiadają tzw. rzemieślniczą licencję górniczą, przyznającą im wyłączność wydobycia, obróbki i handlu wszystkimi minerałami opisanymi w licencji na obszarze nie większym niż dziesięć hektarów i na głębokości nie przekraczającej dwudziestu pięciu metrów. Podczas pory suchej górnicy usypują na działce pojedyncze kopce żwiru zawierające kamienie szlachetne, które później są tam wypłukiwane. Płukanie jest najważniejszym etapem pracy podczas wydobycia. Aby wypłukać zawartość kopca, w zależności od tego czy mechanicznie czy nie, potrzebne jest od miesiąca do trzech.
Kamienie szlachetne na polach ryżowych
Na polach ryżowych żwir zawierający kamienie szlachetne można znaleźć na głębokości mniejszej niż metr. Wydobycie kamieni szlachetnych często odbywa się na małą skalę i na zasadzie współpracy, przy użyciu tradycyjnych metod. Kilku górników tworzy grupę i dzieli się pracą, kosztami, jak również dochodami ze sprzedaży wszystkich kamieni, jakie znajdą. Taka grupa nazywana jest karuhaula. Właściciel licencji na ten typ wydobycia jest właścicielem kopalni. Jego licencja legalizuje członkostwo w grupie i jego haula lub udziały w kopalni. Każdy pracownik kopalni posiada haula uzasadniony przez wkład jego pracy. Inne osoby, które obejmuje karuhaula, to właściciel ziemi, właściciel pompy wodnej oraz dostawcy drewna i bali do wykładania szybów. Wypłata górników to tygodniowy zasiłek, jedzenie i podstawowe zakwaterowanie. Są oni jednak uprawnieni do procentu od każdego zysku wypracowanego przez kopalnię (zazwyczaj poniżej 5 proc.). Wszyscy inni członkowie karuhaula również otrzymują swój procentowy udział w zysku.
Rynek kamieni jubilerskich składa się w nierównych częściach z sektora diamentów jubilerskich, sektora kamieni kolorowych i sektora pereł. Około dwadzieścia lat temu zapoczątkowane zostały na świecie duże zmiany polityczne, które znalazły swój wyraz także w zmianie reguł gospodarczych.
Zmiany na rynku kamieni szlachetnych
W odniesieniu do kamieni jubilerskich czynnikiem istotnie zmieniającym sytuację było odkrycie, udostępnienie i podjęcie eksploatacji bogatych złóż diamentów jubilerskich ulokowanych poza Afryką, na przykład w Kanadzie, Australii i Rosji. W tym samym czasie pękła też żelazna kurtyna, zmieniając zasadniczo warunki polityczne gospodarowania. Stworzyło to możliwość podjęcia przez zainteresowane kraje działań, których ubocznym, ale jakże doniosłym skutkiem, było poważne osłabienie dotychczasowej pozycji grupy De Beers, przez blisko sto lat monopolisty w dziedzinie diamentów jubilerskich. W rezultacie w następnych latach grupa De Beers musiała się podzielić rolą z innymi ważnymi graczami sektora diamentów jubilerskich, na przykład z grupą Rio Tinto, Alrosą czy BHP Bilinton. Monopolistyczny rynek diamentów przekształcił się w polimonopol, hybrydę złożoną z kilku współpracujących, ale i do pewnego stopnia konkurujących centrów decyzyjnych. W efekcie na przestrzeni minionego dwudziestolecia średnie ceny diamentów jubilerskich stagnowały lub wzrosły bardzo nieznacznie w porównaniu z kilkusetprocentowymi w tym samym czasie wzrostami średnich cen najważniejszych kamieni kolorowych, szczególnie zaś rubinów i szafirów (fig. 1). Druga zmiana, bodaj równie ważna jak poprzednia, miała miejsce na Madagaskarze i w Afryce Wschodniej i polegała na zapoczątkowaniu całej serii odkryć bardzo bogatych złóż kamieni kolorowych. Początkowo były to głównie złoża szafirów i rubinów, potem także wielu innych kamieni. Zwiastunem tego typu zdarzeń było odkrycie złoża szafirów Andranondambo. Natrafiono na nie w 1993 roku na południowym krańcu Madagaskaru (fig. 2). Odkrycie zaowocowało intensyfikacją poszukiwań. Objęto nimi również sąsiednie kraje afrykańskie, zwłaszcza należące geologicznie do tzw. Pasa Mozambickiego czyli Mozambik, Zambię, Tanzanię i Kenię. Dzięki temu już w 1998 roku w malgaskim regionie Ilakaka/Sakaraha odkryto, jak się potem okazało największe w świecie, złoże wysokiej jakości szafirów jubilerskich, których eksploatacja trwa do dziś i pewnie potrwa jeszcze czas jakiś. Zaledwie w dwa lata po dokonanym odkryciu w promieniu kilkudziesięciu kilometrów od Ilakaki wyrosło prawie z niczego wiele, przypominających zarazem brytyjskie slumsy, brazylijskie fawele i frankofońskie bidonwille. W szczytowych momentach szafirowej gorączki liczyły one nawet po kilkadziesiąt tysięcy mieszkańców. Dziś, mimo upływu kilkunastu już lat, sytuacja jest nadal nieuregulowana, a okolice Ilakaki to jedno wielkie kretowisko (fig. 3). Eksploatacja prowadzona jest bardzo prostymi metodami (szybikowo lub odkrywkowo) i narzędziami (łopata, kilof, wiadro, kołowrót, lina, plastikowy worek do wentylowania wyrobiska), przy ogromnym nakładzie pracy ludzkich rąk (fig. 4). Dlatego też pozyskiwaniem kamieni w tym rejonie nadal zajmuje się przeszło 100 000 osób.
Nowe odkrycia
Dotychczas na Madagaskarze dokonano bardzo wielu odkryć różnej wielkości złóż szafirów i rubinów. Najbardziej znane z nich to: Ambatomena, Ambinda, Ambondromifehy, Andilamena, Andranondambo, Anivorano, Anjomakely, Antsahanandriana, Ejeda, Faratsiho, Fotadrevo, Gogogogo, Iankaroka, Ilakaka- Sakaraha, Kianjanakanga-M androsohasina, Miarinarivo, Nosy Be, Sahambano, Vatomandry, Vohitany i Zazafotsy. Mimo tego nadal nie ma roku, by nie pojawiały się kolejne odkrycia. W ostatnim roku bodaj najbardziej spektakularnym było odkrycie złoża wysokiej jakości rubinów i szafirów w rejonie wsi Didy, w obszarze przyrodniczo chronionym, około 50 km na południe od miasta Ambatondrazaka w środkowo-wschodnim Madagaskarze (fig. 2). Już po kilkunastu dniach od upowszechnienia się informacji o dokonanym odkryciu prace wydobywcze prowadziło tam kilkanaście tysięcy poszukiwaczy szczęścia (fig. 5), a wydobyte kamienie kupowało od nich około 400 lankijskich i tajlandzkich pośredników, którzy na ten czas opuścili swoje kantory w Andilamena, Diego Suarez, Ilakaka, Vatomandry i Toamasina. Ambatondrazaka stała się na ten czas głównym ośrodkiem handlu surowymi malgaskimi szafirami i rubinami (fig. 6).
Nieznane kamienie jubilerskie
Odkrycia wcześniej nieznanych kamieni jubilerskich są zawsze ewenementem i budzą światowy oddźwięk. Madagaskar jest miejscem, gdzie takie zdarzenia mogą potencjalnie zawsze mieć miejsce, głównie z uwagi na szczególną przeszłość geologiczną wyspy (ramka). Nie dziwi zatem, że do takiego odkrycia w końcu doszło. Stało się to w 2002 roku, a nowym kamieniem jubilerskim okazał się pezzottait – purpurowo- różowy, trygonalny, cezowy analog berylu. Natrafił nań dr Federico Pezzotta, włoski znawca i badacz malgaskich minerałów. Odkrycia dokonał w pegmatycie, którego wychodnia o miąższości około 6 m i rozciągłości około 200 m usytuowana jest w centrum Madagaskaru, kilka kilometrów na południe od wsi Mandrosonoro (140 km na zachód od miasta Ambatofinandrahana). Intensywne rozpoznanie geologiczne i liczne prace poszukiwawcze umożliwiły odkrycie na Madagaskarze także wielu innych złóż kamieni jubilerskich, choćby takich jak złoża aleksandrytu (chryzoberylu), akwamarynu (berylu), chryzoberylu, cyrkonu, granatów w różnych odmianach barwnych, w tym najrzadszych i najcenniejszych, heliodoru (berylu), ijolitu (kordierytu), morganitu (berylu), sfenu (tytanitu), skapolitu, spinelu, spodumenu (piroksenu), szmaragdu (berylu), topazu oraz turmalinu w różnych odmianach barwnych, w tym indigolitu, rubelitu i verdelitu. Sprawiło to, że Madagaskar jest dziś niekwestionowanym liderem w pozyskiwaniu kolorowych kamieni jubilerskich. Na przykład aż 80 proc. światowego wydobycia różowych szafirów i 60 proc. niebieskich szafirów lokowane jest aktualnie na Madagaskarze. Również piąta część wysokiej jakości rubinów pochodzi z Madagaskaru. W sumie łatwiej jest wymienić te kolorowe kamienie jubilerskie, które nie są wydobywane na Madagaskarze niż te, które się tam wydobywa. I zapewne na tym nie koniec. Ostatnio pojawiły się poważne doniesienia o pierwszych znaleziskach malgaskich diamentów oraz o ponownie szybko rosnącym wydobyciu złota, zarówno ze złóż aluwialnych jak i pierwotnych. Notabene pierwsza gorączka złota miała miejsce na Madagaskarze już ponad sto lat temu. Wszystko to sprawia, że Madagaskar stał się dziś dla wielu krainą cennych kamieni i złota, malgaskim Eldorado.
Wydobycie kamieni
Na Madagaskarze, podobnie zresztą jak w wielu innych krajach Afryki Wschodniej, prawie całość wydobytych kamieni skupowana jest przez Tajlandczyków i Lankijczyków (fig. 7). Ich kantory lokowane są bardzo blisko czynnych złóż. Mogą też łatwo przemieszczać się lub obejmować swym zasięgiem nowo odkryte złoża, co doskonale ilustruje niedawny przykład Didy. Poziom wydobycia i skupu malgaskich kamieni waha się w dość szerokich granicach. W lepszych latach sięga nawet 10 ton w skali roku, by w gorszych spaść tylko do 5 ton. Kamienie nabyte na Madagaskarze przekazywane są przetwórniom ulokowanym w Azji Południowo-Wschodniej, np. w Chanthaburi w Tajlandii, dla których dystrybutorami są z kolei wyspecjalizowane firmy handlowe ulokowane przede wszystkim w Bangkoku i Hongkongu.
Tutaj zresztą odbywają się największe imprezy handlowe współczesnego świata dotyczące jubilerskich kamieni kolorowych, jak też tutaj ponad 95 proc. z nich poddaje się upiększaniu, czyli traktowaniu różnymi metodami, a te rozwinęły się i upowszechniły niebywale w ostatnich latach. System działa na zasadzie quasimonopolu, który pełni w istocie rolę swoistego cenowego rurociągu czyli ceno-ciagu (fig. 7). Tak uformowany system pełni w sektorze kolorowych kamieni jubilerskich rolę dość podobną do tej, jaką w sektorze diamentów pełnią grupy kapitałowo-górnicze typu De Beers, Alrosa, Rio Tinto czy BHP Billinton, operujące w ramach polimonopolu diamentowego. System ceno-ciągu odpowiedzialny jest za zasadniczą alokację korzyści z Madagaskaru do Azji Południowowschodniej, jako że kamienie wydobyte i skupione na Madagaskarze za stosunkowo niską, zwykle dość arbitralnie i w porozumieniu ustalaną cenę, są następnie „leczone”, obrabiane i oprawiane, a potem zbywane ze sporym zyskiem przez gestorów ulokowanych w Azji Południowo- Wschodniej . Tutaj też lokowane są ich zyski, walnie przyczyniając się do przyspieszenia rozwoju tego regionu. W rezultacie Madagaskar ma z wydobycia kamieni jubilerskich dużo mniejsze korzyści niż mógłby potencjalnie mieć. Głównej przyczyny takiej sytuacji należy upatrywać w zapóźnieniu cywilizacyjnym Madagaskaru.
Na naturalny moissanit natrafiono dotychczas jeszcze tylko w kimberlitach diamentonośnych oraz w meteorytach. Nie powinno to dziwić, synteza węglika krzemu wymaga wysokiej temperatury (2500-2700oC) i beztlenowego środowiska, bo krzem i węgiel chętniej łączą się z tlenem niż ze sobą.
Pierwotnie używano nazwy moissanit (SiC) dla odróżnienia naturalnego węglika krzemu od jego syntetycznego odpowiednika. Chodziło też o upamiętnienie wielkiego francuskiego chemika i laureata Nagrody Nobla Ferdynanda Henri Moissana (1852-1907), który jako pierwszy natrafił w 1905 roku na naturalny węglik krzemu we fragmentach meteorytu z Canyon Diablo w Arizonie (USA), (fig. 1).
Nie był to przypadek, już wcześniej zasłynął on z prób syntezy diamentu (1883), z otrzymania fluoru (1886) i jego wielu związków, z konstrukcji elektrycznego pieca łukowego (1892), z otrzymania karbidu (1892) i innych węglików, wodorków, krzemków, borków, wreszcie z uzyskania czystego molibdenu (1895), wolframu (1897), tudzież uranu i wanadu.
Naturalny moissanit
Na naturalny moissanit natrafiono dotychczas jeszcze tylko w kimberlitach diamentonośnych oraz w meteorytach. Nie powinno to dziwić, synteza węglika krzemu wymaga wysokiej temperatury (2500- 2700oC) i beztlenowego środowiska, bo krzem i węgiel chętniej łączą się z tlenem niż ze sobą. W obecności tlenu, miast węglika krzemu (SiC), zawsze powstanie krzemionka (SiO2) i dwutlenek węgla (CO2). Litosfera ziemska zawiera pokaźne ilości tlenu. Toteż wysokotemperaturowe warunki beztlenowe są w niej bardzo rzadkie, aczkolwiek możliwe, jak dowodzą tego nieliczne znaleziska skał zawierających moissanit. W mineralogii naturalny węglik krzemu nazywany jest powszechnie moissanitem. Również gemmolodzy i jubilerzy używają powszechnie tej nazwy tyle, że również w odniesieniu do syntetycznego węglika krzemu. Autorem pierwszej syntezy węglika krzemu był szwedzki uczony Jöns J. Berzelius (fig. 1), który dokonał tego odkrycia niejako przypadkiem w 1824 roku przy okazji prób syntezy diamentu, a więc ponad osiemdziesiąt lat przed odkryciem jego naturalnego odpowiednika. Przemysłową produkcję węglika krzemu pod postacią proszku, tudzież jego spieków, czyli tzw. karborundu wdrożono dopiero w ostatniej dekadzie XIX wieku w Pensylwanii (USA ), bazując na procesie opracownym przez Eugena G. Achesona. Polegał on na spiekaniu koksu z piaskiem kwarcowym w temperaturze 2500-2600oC w warunkach beztlenowych. Przez wiele lat stosowanie węglika krzemu ograniczało się do wykorzystania jego twardości, podobnie wysokiej jak diamentu (9,25 w skali Mohsa), tudzież wysokiej odporności chemicznej i termicznej. Dopiero w 1907 roku Henri J. Round spostrzegł szczególne właściwości elektroluminescencyjne moissanitu. Do ich praktycznego wykorzystania doszło dopiero w połowie minionego stulecia w związku z zaistnieniem realnego zapotrzebowania ze strony przemysłu zbrojeniowego. Potrzebne były odpowiedniej wielkości i jakości monokryształy węglika krzemu. Już w 1955 roku Joseph A. Lely zaproponował metodę syntezy takich monokryształów. Jednak mankamenty produktu (mała wielkość kryształów, ograniczona powtarzalność właściwości) mocno ograniczały ich praktyczne wykorzystanie (fig. 2). Dopiero udoskonalenie metody zaproponowane przez Yu. M. Tairov’a i V. F. Tsvetkov’a pod koniec lat siedemdziesiatych minionego wieku pozwoliły na efektywną produkcję dużych, wysokiej jakości monokryształów. Kolejne udoskonalenia oraz potanienie technologii otrzymywania czystych monokryształów węglika krzemu (SiC) otworzyły drogę do ich wykorzystania jubilerskiego. Stało się to w końcu lat dziewięćdziesiątych minionego wieku za sprawą firmy Cree Research Inc. (USA ), która w końcu 1997 r. podjęła produkcję syntetycznego moissanitu z myślą o rynku jubilerskim. Na rynku amerykańskim taki moissanit pojawił się w 1998 r., w Europie rok później.
Mossanit jako diament
Węglik krzemu tworzy rozległą rodzinę kryształów różniących się znacząco między sobą symetrią tworzącej je sieci krystalicznej. Mogą to być kryształy krystalizujące w układzie regularnym, trygonalnym lub heksagonalnym. Dotychczas doliczono się blisko 200 politypów węglika krzemu, aczkolwiek generalnie o dość podobnych właściwościach. Jeden z nich, krystalizujący w układzie heksagonalnym (tzw. polityp 6H), formujący kryształy duże i bezbarwne, ale mogący tworzyć też kryształy barwne, chętnie wykorzystywany jest do celów jubilerskich (fig. 3). W chwili pojawienia się na rynku jubilerskim wywołał spory popłoch i zamieszanie. Początkowo traktowano go jak wielkie zagrożenie dla rynku diamentów jubilerskich. Wynikało to z pozornie dużego podobieństwa oraz z identycznej reakcji ze stosowanymi wówczas testerami, w zdecydowanej większości opartymi na przewodnictwie cieplnym. W rezultacie bardzo wiele mossanitów sprzedano wówczas jako diamenty, zaopatrując je zresztą w certyfikat autentyczności. Być może część z nich nadal pozostaje w rękach nieświadomych tego nabywców. Szybkie wprowadzenie testerów zdolnych wykryć moissanit uspokoiło nieco sytuację, aczkolwiek nie tak całkiem, niektóre z nich nie są dostatecznie skuteczne. W pewnych sytuacjach okazują się zawodne.
Identyfikacja moissnitu
Znacznie pewniejszym sposobem identyfikacji moissnitu jest oparcie się na reperowych cechach diagnostycznych, takich choćby jak:
- wysoka dwójłomność moissanitu znamionowana zdwojeniem krawędzi faset w obszarze korony podczas ich obserwacji w kierunku prostopadłym do powierzchni faset pawilonu lub odpowiednio krawędzi faset pawilonu podczas obserwacji w kierunku prostopadłym do powierzchni faset korony, jednakowoż z wyłączeniem tafli, jako że w kierunku prostopadłym do tafli sytuowana jest zwykle oś optyczna szlifowanego w brylant moissanitu,
- niższa gęstość względem diamentu, co można sprawdzić metodą hydrostatyczną, oszacować z miar szlifu lub poprzez próbę pławności w cieczy ciężkiej, np. w jodku metylenu, którego gęstość (3,33) zawiera się pomiędzy gęstością diamentu (3.52) i moissanitu (3.22),
- charakter inkluzji moissanitu, białawych, igłowatych, nitkowatych, rurkowatych, równoległych względem siebie i prostopadłych względem tafli i zupełnie nie przypominających znanych z diamentu (fig. 4),
- wysoka dyspersja moissanitu, blisko dwukrotnie przewyższająca dyspersję diamentu, powodująca wyraźnie silniejszy ogień i scyntylację tego pierwszego,
- wygląd rondysty, która w moissanicie jest zwykle gładka, podczas gdy w sporej części brylantów jest chropowatą, a czasem nawet brodata; diamenty o innych szlifach będą mieć przeważnie rondystę gładką; z kolei większe kamienie będą mieć rondystę fasetowaną; w takich wypadkach warto zwrócić uwagę na połysk rondysty, stłumiony szklisty u moissanitu i diamentowy u diamentu,
- linie szlifowania, które na sąsiadujących fasetach będą układały się zgodnie ze sobą w moissanicie i niezgodnie w diamencie.
Monopol na rynku
Wśród gemmologów i jubilerów utarło się nazywać moissanitem wysokiej jakości syntetyczny monokrystaliczny węglik krzemu, bezbarwny lub barwny, zależnie od użytych chromoforów. Tak prosty związek otrzymywany tak prostym sposobem, jakim jest sublimacja, powinien być równie tani i łatwo dostępny jak powszechnie znana cyrkonia, inny prosty syntetyk naśladujący wyglądem i właściwościami diament. Tak jednak nie jest, bo firma produkująca krystaliczny węglik krzemu zabezpieczyła patentem metodę syntezy dużych, czystych i przezroczystych monokryształów (Cree Research Inc., Północna Karolina, USA ). Jednocześnie udzieliła wyłączności na ich zakup tylko firmie Charles & Clovard z Północnej Karoliny (USA ). Podążając tym tropem firma K&G z Florydy uzyskała wyłączność na produkcję biżuterii z moissanitem, a księżniczka Yorku Sarah Ferguson wyłączność na promocję biżuterii z takim moissnitem. Przypomina to do złudzenia monopolistyczną strategię De Beers stosowaną z powodzeniem przez długi czas w sektorze diamentów naturalnych, czyli monopolistyczny ceno-ciąg, w którym ceny i obrót są kontrolowane począwszy od surowca po produkt finalny. To powoduje, że karatowy moissanit kosztuje dziś około 300-350 dolarów amerykańskich i cena ta może jeszcze wzrosnąć, firmy tworzące moissanitowy ceno-ciąg dokładają wszelkich starań, by promować moissanit jako odrębny, niezwykle atrakcyjny w ich mniemaniu kamień jubilerski (fig. 5). Temu zapewne służy też tworzenie i promowanie atrakcyjnych odmian barwnych moissanitu, np. brązowej, zielonej, niebieskiej czy czarnej (fig. 6, 7). Dotychczas moissanit funkcjonował w powszechnej świadomości jubilerów, ale i sporej części nabywców głównie jako imitacja diamentu.
Konwencja o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem, znana powszechnie jako Konwencja Waszyngtońska albo CI TES, czyli Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, to międzynarodowy układ regulujący i kontrolujący transgraniczny handel roślinami i zwierzętami oraz wytwarzanymi z nich przedmiotami.
Niektóre z chronionych gatunków są dość powszechnie wykorzystywane jubilersko bądź do niedawna jeszcze były, np. ciosy słonia (kość słoniowa), skorupa żółwia szylkretowego (szylkret, fig.1), niektóre gatunki koralowców (koralowina jubilerska), jak też niektóre gatunki słodkowodnych i słonowodnych małży i ślimaków (masa perłowa, biokonkrecje, perły).
Prawa i obowiązki wynikające z CI TES
CITES podpisano 3 marca 1973 r. W życie weszła 1 lipca 1975 r. Rzeczpospolita Polska ratyfikowała przystąpienie do konwencji 12 grudnia 1989 roku. W Polsce weszła w życie 12 marca 1990 r. Obecnie stronami CITES jest objęte 175 państw. Głównym celem CITES jest kontrola, redukcja lub całkowita eliminacja handlu okazami gatunków, których liczba i/lub stan sugerują, że niekontrolowane pozyskanie z naturalnego środowiska stanowi bezpośrednie zagrożenie dla ich trwania. Konwencja reguluje transgraniczny transfer ponad 34 tys. gatunków, z czego ponad 5 tys. to zwierzęta. Są wymienione w trzech załącznikach do konwencji różniących się rygorami ochronnymi (wgląd w aktualne wersje załączników na oficjalnej stronie CITES http://www.cites.org oraz na stronie Ministerstwa Środowiska RP http://www.mos.gov.pl/kategoria/ 2496_konwencja_waszyngtonska_cites). Większość, czyli ponad 33 tys. gatunków ujęta jest w załączniku II. Są to gatunki, które co prawda nie są bezpośrednio zagrożone wyginięciem, ale mogą niebawem takimi się stać, jeśli handel ich okazami nie zostanie poddany ścisłej kontroli i reglamentacji.
Z kolei załącznik I obejmuje wszystkie gatunki bezpośrednio zagrożone wyginięciem, które są lub mogą być przedmiotem handlu. Obrót okazami tych gatunków jest poddany szczególnie ścisłej reglamentacji w celu zapobieżenia ich wyginięciu i jest dozwolony tylko w wyjątkowych okolicznościach, np. dla celów naukowo-badawczych. Na tej liście umieszczono aktualnie kilkaset gatunków roślin i zwierząt. Z kolei załącznik III skupia gatunki będące przedmiotem troski któregokolwiek z państw-stron konwencji, dla których niezbędna jest międzynarodowa współpraca w celu ograniczenia lub zaprzestania ich eksploatacji. Handel gatunkami wymienionymi w załącznikach jest możliwy w przypadku okazów pochodzących z hodowli lub uprawy. W handlu takimi okazami wymagane są specjalne zezwolenia CITES. Postanowienia CITES są harmonizowane z przepisami prawa kraju będącego stroną członkowską konwencji. Tak jest i w Polsce. Z tą różnicą, że obok przepisów prawa krajowego, które do 2004 roku stanowiła Ustawa o Ochronie Przyrody, podlegamy również, jako członek Unii Europejskiej, odpowiednim rozporządzeniom Komisji Unii Europejskiej. Zgodnie z zasadami konwencji Unia Europejska stanowi państwo-stronę CITES. W związku z tym zezwolenia importowo-eksportowe CITES dotyczą obrotu dokonywanego przez granice Unii Europejskiej, a nie na jej terenie. W obrocie wewnątrz Unii Europejskiej posługujemy się zwykłymi dokumentami określającymi pochodzenie roślin i zwierząt. Tak jak CITES szereguje gatunki objęte konwencją w trzy załączniki (I-III), tak przepisy Unii Europejskiej grupują gatunki objęte regulacjami prawnymi w cztery aneksy (A-D; patrz http://www.cites.info.pl/prawo_ UE/UE338_A.pdf). Warto zaznaczyć, że lista gatunków objętych przepisami unijnymi (aneksy A-D) nie jest tożsama z listą gatunków prezentowaną w załącznikach CITES (załączniki I-III).
Możliwość wykorzystywania zwierząt
W załączniku I CI TES, czyli wśród najbardziej zagrożonych umieszczone są następujące gatunki zwierząt wykorzystywanych lub mogących być wykorzystane jako surowiec jubilerski: z małży słodkowodnych – Unionidae; z żółwi – żółwie morskie i Tortoises; z syren – Dugong dugon; ze słoni – Elephas maximus, Loxodonta africana (z wyjątkiem populacji bytującej na terenie Botswany, Republiki Południowej Afryki, Namibii i Zimbabwe – te ujęte są w załączniku II CI TES). W załączniku II CI TES, czyli wśród mniej zagrożonych wyginięciem znajdują się następujące gatunki zwierząt wykorzystywanych lub mogących być wykorzystane jako surowiec jubilerski, ze stułbiopławów: Lace corals: Stylasteridae sp. (skamieliny są wyłączone z postanowień konwencji) i Fire corals: Milleporidae sp. (skamieliny są wyłączone z postanowień konwencji); z koralowców: Blue corals: Helioporidae sp. (skamieliny są wyłączone z postanowień konwencji), Stony corals: Scleractinia sp. (skamieliny są wyłączone z postanowień konwencji), Organ-pipe corals: Tubiporidae sp. (skamieliny są wyłączone z postanowień konwencji) i Black corals: Antipatharia sp.; ze ślimaków morskich: Strombus gigas; z małży: Giant Clams: Tridacnidae sp.; ze słoni: Loxodonta africana (wyłącznie populacje bytujące na terenie Botswany, Republiki Południowej Afryki, Namibii i Zimbabwe). W załączniku III CI TES, czyli wśród najsłabiej chronionych umieszczone zostały następujące gatunki zwierząt wykorzystywanych lub mogących być wykorzystane jako surowiec jubilerski: z koralowców: Corallium elatius (postulat Chin), Corallium japonicum (postulat Chin), Corallium konjoi (postulat Chin), Corallium secundum (postulat Chin).
Kość mamucia a kość słoniowa
Laboratoria gemmologiczne i rzeczoznawcy jubilerscy dość często stykają się z problemem gatunków objętych ochroną CI TES choćby przez to, że są indagowani przez służbę celną. Wbrew pozorom wyroby jubilerskie wykonane z surowców objętych ochroną CI TES wcale nie są tak rzadkie jak by można było przypuszczać. Problemem jest to, że niektóre z nich, niewiele różnią się od surowców nie objętych ochroną CI TES. Przykładem może być tzw. kość słoniowa i kość mamucia, czy też niektóre gatunki koralowiny jubilerskiej.
Jedne są chronione, na przykład kość słoniowa, inne nie, na przykład kość mamucia, mimo że na pierwszy rzut oka są dość podobne do siebie. Brak ochrony kości mamuciej przez CI TES wynika z tego, że zwierzęta te wymarły około 10 tys. lat temu, a skamieliny są generalnie wyłączone z postanowień owej konwencji. W związku z tym zachodzi bezwzględna konieczność odróżniania ich od siebie. W wielu wypadkach dylemat rozstrzygają łukowate linie wzrostu czyli tzw. linie Schregera. W kości mamuciej kąt między nimi jest mniejszy od kąta prostego, podczas gdy w kości słoniowej jest on sporo większy (fig. 2). Wykorzystywane czasem jubilersko kły hipopotama, guźca i morsa czy też zęby walenia bądź narwala takowych nie posiadają. Niestety nie zawsze linie Schregera są widoczne. Wówczas trzeba się odwołać do pomocy tomografii komputerowej (patrz Polski Jubiler 11/2011). Możliwa jest też do stwierdzenia wymagana czasem geograficzna lokalizacja źródła kości słoniowej.
By tego dokonać konieczne są skoordynowane badania spektroskopowe, mikrochemiczne, izotopowe, a w pewnych wypadkach także DNA . Innym przykładem może być wysoko ceniona czerwona koralowina Corallium sp. (fig. 3). Tą samą barwę może mieć również koralowina Lace corals (Stylasteridae sp.). Ta jest jednak chroniona przez CI TES (załącznik II ). Zwykle odróżnia się je za pomocą standardowej obserwacji mikroskopowej (odmienna struktura wzrostu Corallium sp. i Stylasteridae sp.). W niektórych wyrobach bywa ona jednak niewidoczna. Wówczas, skuteczne okazują się widma ramanowskie. Dużo trudniejsze jest rozróżnienie chronionych i nie chronionych gatunków Corallium sp. Jeszcze większy kłopot mogą sprawić koralowiny czarne (Antipatharia sp., fig. 4) i niebieskie (Helioporidae sp., fig. 5). Wymaga to wysoce specjalistycznego przygotowania rzeczoznawcy. Również niektóre mięczaki chronione przez CI TES mogą być kłopotliwe w identyfikacji. Przykładem może być morski ślimak Strombus gigas dostarczający atrakcyjnych biokonkrecji znanych pod nazwą pereł konchowych (fig. 6). Bardzo podobne, a w pewnych wypadkach prawie identyczne biokonkrecje tworzy mięczak Cassis sp. nie chroniony przez CI TES. Jednoznacznie można je odróżnić dopiero po skoordynowanej analizie widm UV-Vis-NIR i widm Ramana. Podobna sytuacja dotyczy chronionych przez CI TES małży Tridacnidae sp., które dostarczają zarówno biokonkrecji (fig. 7), jak też szlifuje się z ich muszli jądra pereł hodowanych, tudzież tzw. perły helowe, czyli imitacje pereł. Analogicznych biokonkrecji dostarczają jednak także niektóre inne małże nie objęte ochroną CI TES. I znów pojawia się problem identyfikacyjny, jak też możliwość mniej lub bardziej poważnych nadużyć.
Podsumowując, większość surowców wykorzystywanych niegdyś jubilersko, a objętych obecnie ochroną CITES, jest w pełni identyfikowalna, choć nie zawsze da się to zrobić prostymi metodami. W wielu wypadkach konieczna jest do tego specjalistyczna wiedza i kosztowne przyrządy analityczne. Tylko w rzadkich wypadkach mogą pojawić się trudne do rozstrzygnięcia dylematy. Na szczęście jest ich stosunkowo niewiele.
Udział kamieni kolorowych w światowym rynku jubilerskim szacowany jest obecnie na 7-8 proc. i z każdym rokiem rośnie, szczególnie na rynkach azjatyckich. Wartościowo jest to około 10-12 mld dolarów rocznie. Z tego blisko jedna trzecia przypada na rubiny i szafiry, a ponad dziesiąta część na szmaragdy (fig. 1). Z rynkowego punktu widzenia są to zatem najważniejsze kamienie kolorowe.
Wydobycie kamieni kolorowych
Ponad 80 proc. wydobycia kamieni kolorowych dokonywane jest okazjonalnie bądź sezonowo przez niewielkie, niezależne, najczęściej kilkuosobowe grupy górników o bardzo niskich kwalifikacjach i/lub dorywczo parających się tym zajęciem rolników, a czasem nawet dzieci. Wydobycie prowadzone jest prostymi, by nie powiedzieć prymitywnymi metodami i narzędziami, przy minimalnym nakładzie sił i środków. Zyski z takiej działalności są niskie. Sytuacja kamieni kolorowych jest w tym względzie dokładnie odwrotna do sytuacji diamentu, którego 90 proc. wydobycia realizowane jest przez duże grupy kapitałowo-przemysłowe typu De Beers czy Rio Tinto, używające wysokowydajnych metod i sprzętu, zatrudniające wysoko wykwalifikowany personel, jak też angażujące spore środki. W rezultacie przynosi im to odpowiednio wyższe zyski (tab. 1).
Tabela 1. Porównanie warunków wydobycia kolorowych
kamieni jubilerskich i diamentu
Każdy etap wędrówki diamentu od złoża do nabywcy finalnego jest w większości zarządzany i kontrolowany. Taka sama droga kamienia kolorowego jest często wynikiem przypadkowego zbiegu okoliczności, co potencjalnie naraża go na wiele zagrożeń i pokus. Składa się na to wielość rodzajów i odmian kamieni kolorowych (fig. 2), wielość złóż, jak też krajów je posiadających, wielość formalnych i nieformalnych pośredników, tudzież różnorakich przetwórców działających na poziomie lokalnym i międzynarodowym oraz współpracujących z nimi hurtowników i sprzedawców (fig. 3).
W ostatnich latach odkryto bardzo dużo nowych złóż kamieni kolorowych, zwłaszcza rubinów, szafirów, granatów, spineli i turmalinów, ale nastąpiło też wyczerpanie sporej liczby dawniej wykrytych. Nowo odkryte sytuują się głównie w dwóch regionach świata (tab. 2). Jeden okala Ocean Indyjski (Madagaskar i Afryka Wschodnia, czyli tzw. pas mozambicki oraz Indie, Sri Lanka i Azja Południowo-Wschodnia), a drugi towarzyszy azjatyckim alpidom (Afganistan, Pakistan, Indie Północne, Nepal, Burma, Wietnam). Odkryto też obiecujące złoża na Grenlandii i Antarktydzie. Kryzys ekonomiczny ostatnich lat oraz coraz bardziej konsekwentne traktowanie kwestii ochrony środowiska naturalnego spowodowały pewne spowolnienie wzrostu wydobycia. Jednak szybki przyrost popytu ze strony krajów
Fig. 3. Droga kolorowych kamieni jubilerskich od złoża do nabywcy finalnego
szybko rozwijających się, głównie Chin i Indii, notabene wyrastających na najważniejszych nabywców kamieni kolorowych, ponowne ożywił wydobycie. Co więcej, dzięki tym rynkom poszerzył się wachlarz kamieni budzących największe zainteresowanie nabywców. Na przykład rynek chiński zainteresowany jest ostatnio żywo rubelitem, tudzież innymi turmalinami, jak też różowym kwarcem, kamieniem księżycowym, no i tradycyjnie jadeitem. Mimo sporego wzrostu znaczenia nowych afrykańskich i azjatyckich złóż kamieni kolorowych tradycyjne ośrodki ich wydobycia też nie tracą na znaczeniu. Na przykład Brazylia pozostaje nadal bardzo ważnym krajem producenckim, i to mimo restrykcji narzuconych na południowoamerykański przemysł wydobywczy przez zaostrzone podejście do kwestii ochrony środowiska naturalnego.
Bezpieczne eksploatacja
Jak już wspomniano, światowe wydobycie kamieni kolorowych realizowane jest w zdecydowanej większości w sposób chałupniczy. Tylko w niewielu wypadkach ma ono charakter planowy i dokonywane jest w sposób przemysłowy przez bardzo dobrze zorganizowane firmy przestrzegające zasad ochrony środowiska naturalnego, dbające o warunki pracy i płacy, a często także wspierające rozwój opieki medycznej i szkolnictwa na obszarze swego działania. Do takich firm z pewnością należy TanzaniteOne Ltd. z Merelani w Tanzanii zajmująca się poszukiwaniem i wydobyciem tanzanitu (fig. 4), a ostatnio także tsavorytu, tudzież paru innych atrakcyjnych kamieni kolorowych występujących w regionie. Podobnie dobrą opinią cieszy się Gemfields Plc. z Londynu, która debiutowała pozyskaniem zambijskich szmaragdów ze złoża Kagem w dystrykcie Kafubu w Zambii, a obecnie zajmuje się także poszukiwaniem złóż szmaragdu, rubinu i szafiru na Madagaskarze, jak też jest właścicielem kopalni ametystu Kariba w Zambii i szlifierni kamieni kolorowych w Jaipur w Indiach. Najmłodszą tego rodzaju firmą jest True North Gems Inc. z Kanady, specjalizująca się w poszukiwaniu i wydobyciu rubinów, szafirów i szmaragdów, której najbardziej znanym dziełem jest pierwsza z prawdziwego zdarzenia kopalnia rubinów na Grenlandii (fig. 5), a której roczna produkcja szacowana wartością wydobytych i oszlifowanych rubinów planowana jest wartościowo na blisko 2 mld dolarów.
Fig. 5. Wystąpienie grenlandzkich rubinów
„Ulepszanie” kamieni
Niestety postęp technologiczny ostatnich lat oraz szybko rosnący popyt na kolorowe kamienie jubilerskie zaowocował także zjawiskami negatywnymi. Niewątpliwie jednym z nich jest gwałtowny rozwój metod traktowania kamieni jubilerskich. Niektóre z nich bardzo mocno deprecjonują poddane nim kamienie jubilerskie. Przykładem może być tzw. „szklenie” rubinów, które tak bardzo rozpowszechniło się w ostatnim czasie, iż spreparowane tym sposobem rubiny trafiają już do najodleglejszych zakątków współczesnego świata. Wątpliwą „zasługę” mają w tym handlowe witryny internetowe. W istocie rzeczy jest to zwulgaryzowana odpowiedź niektórych uczestników rynku jubilerskiego na niezaspokojony popyt. Co więcej, owe traktowania są bardzo często skrzętnie skrywane przed nabywcami, a ujawniane – bałamutnie usprawiedliwiane na wiele sposobów. Na szczęście międzynarodowe organizacje jubilerskie i najpotężniejsze laboratoria gemmologiczne prowadzą nieustanną walkę z takimi praktykami. Paradoksalnie wielkim sojusznikiem w ich ujawnianiu stał się również internet. Dzięki szybkiemu rozwojowi „sieci” nabywcy są bezpośrednio i przeważnie bardzo skutecznie informowani o coraz to nowych zagrożeniach w tym względzie. Jeśli tylko chcą, to mogą łatwo uchronić się przed konsekwencjami wynikającymi z nabycia zmanipulowanego towaru. Mają do wyboru dwie drogi. Jedna polega na sprawdzeniu kamienia jubilerskiego przez wiarygodne laboratorium gemmologiczne jeszcze przed jego zakupem, a druga na substytucji powszechnie traktowanego kamienia innym, o którym wiadomo, że standardowo nigdy nie jest poddawany traktowaniu, a który posiada ekwiwalentne właściwości. Przykładem może być szmaragd (zielony beryl chromowy lub chromowo-wanadowy) i tsavoryt (zielony granat wanadowo-chromowy).
Fig. 6. Szmaragd i tsavoryt
Barwa i szereg innych własciwości sprawiają, że tsavoryt może doskonale substytuować szmaragd, a przez niektórych nabywców oceniany jest nawet wyżej od szmaragdu (fig. 6). Niestety tsavorytu jest dużo mniej na rynku niż szmaragdu. Podobnie czerwony spinel może doskonale substytuować rubin (fig. 7), choć w tym wypadku zawsze istnieje pewne ryzyko traktowania termicznego spinelu i bez sprawdzenia go przed zakupem przez wiarygodne laboratorium gemmologiczne zapewne się nie obejdzie. Wzrost i dywersyfikacja popytu, szczególnie krajów azjatyckich, spowoduje w nieodległej już przyszłości znaczne zmiany w sektorze kolorowych kamieni jubilerskich. Z pewnością zainwestowane zostaną spore środki w poszukiwanie i uruchomienie wydobycia zarówno tradycyjnych jak i mniej popularnych dotąd kamieni jubilerskich. Będzie to możliwe tylko przy znacznym wzroście udziału dużych firm wydobywczych, a przez to doprowadzi do ucywilizowania sektora, czyli uregulowania i uporządkowania drogi kamieni kolorowych ze złoża do nabywcy finalnego, co zmniejszy potencjalne zagrożenia dla nabywcy finalnego. Z pewnością będzie to korzystne dla całego rynku kolorowych kamieni jubilerskich. \
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Już blisko dwa wieki temu podejmowano pierwsze poważne próby syntezy diamentu. Sukcesem zakończyły się dopiero w drugiej połowie XX wieku. Wytyczono wówczas dwie drogi syntezy diamentu jubilerskiego, nazwane odpowiednio: HPHT (High pressure and high temperature) i CVD (Chemical vapor deposition).
Wyjątkowa rola diamentu wynika z jego niezwykłych właściwości. Naturalny diament jest dobrem rzadkim, a nowych złóż przybywa niewiele. Pierwsze kopalnie diamentów pracowały ponad sto lat.
Uruchamiane obecnie, intensyfikując wydobycie, będą pracowały najwyżej 20-25 lat. Można zaryzykować tezę, że opłacalne wydobycie diamentów zakończy się w nieodległym już czasie. Jest jednak alternatywa – diament syntetyczny. Już dziś zapotrzebowanie na diament techniczny prawie w całości pokrywa diament syntetyczny. Jedynie diament jubilerski jest jeszcze w większości diamentem naturalnym. Choć i tu sytuacja dojrzała do zasadniczej zmiany.
Tworzenie diamentu
Już blisko dwa wieki temu podejmowano pierwsze poważne próby syntezy diamentu. Sukcesem zakończyły się dopiero w drugiej połowie XX wieku. Wytyczono wówczas dwie drogi syntezy diamentu jubilerskiego, nazwane odpowiednio: HPHT (High pressure and high temperature) i CVD (Chemical vapor deposition). Pierwsza z nich w istocie powiela proces naturalny i polega na długotrwałym działaniu wysokim ciśnieniem (5-6 GPa) w gradiencie wysokich temperatur (1350-1400oC) na węgiel rozpuszczający się w metalicznym katalizatorze zmuszając go do migracji w zjonizowanej postaci i osadzania się na diamentowym zarodku. Pierwsze syntetyczne diamenty jubilerskie wytworzyła amerykańska firma General Electric. Dokonała tego w 1970 r. Wytwarzane tym sposobem diamenty jubilerskie były początkowo bardzo kosztowne. Nie stanowiły realnej konkurencji dla diamentów naturalnych. Jednak doskonalenie pras HPHT, a zwłaszcza wynalezienie tzw. prasy sferycznej diametralnie zmieniło sytuację już w ostatniej dekadzie minionego wieku.
Fig. 2. Pręty diamentu nanopolikrystalicznego
w stanie surowym.
Następne lata pogłębiły powstałą przewagę do tego stopnia, że już na początku tego wieku syntetyczne diamenty jubilerskie HPHT stały się trwałym elementem rynku jubilerskiego. Są dziś powszechnie znane pod nazwą syntetycznych diamentów jubilerskich typu Gemesis. Druga droga polega na osadzaniu na diamentowym zarodku zjonizowanych atomów węgla w osłonie wodoru (CVD czyli Chemical vapor deposition). Proces odbywa się w podciśnieniu (około 1/3 at) i w stosunkowo niskiej temperaturze (około 1000oC). Pomysł pojawił się równolegle z metodą HPHT. Jednak przez lata nie był doskonalony z uwagi na mocno konkurencyjne osiągnięcia metody HPHT. Dopiero w latach siedemdziesiątych minionego wieku Japończycy zabrali się do jego ulepszania. Szybko okazało się, że może być bardzo obiecujący. W rezultacie na początku minionej dekady wytwarzano już tym sposobem syntetyczne diamenty jubilerskie znacznie przewyższające jakością, wielkością i opłacalnością przedsięwzięcia – analogiczne wytwory metody HPHT, tudzież natury. Szybko stały się trwałym i mocno konkurencyjnym elementem rynku jubilerskiego. Ich koszt wytwarzania porównywalny jest z kosztem wytwarzania cyrkonii. Powszechnie znane są pod nazwą syntetycznych diamentów jubilerskich typu Apollo. Aż do początku minionej dekady wydawało się, że będą to jedyne efektywne, niskokosztowe sposoby syntezy diamentów jubilerskich. Niebawem okazało się jednak, że jest jeszcze jedna bardzo opłacalna droga syntezy diamentów jubilerskich. Jest nią synteza diamentów nanopolikrystalicznych zwanych w skrócie NPD (nanopolycrystalline diamonds). Początki tej metody sięgają niedawnego przełomu tysiącleci, a dokładniej 2003 roku.
Fig. 3. Pręty diamentu nanopolikrystalicznego
i wytworzone
z nich brylanty.
Diamenty nie do jubilerstwa
Naturalne diamenty polikrystaliczne znane są od dawna. Z uwagi na ich nieodpowiednie właściwości bardzo rzadko wykorzystywane są jubilersko. Do ich bardziej charakterystycznych odmian należą: karbonado, czyli polikrystaliczny agregat 2-40 μm krystalitów diamentu, tudzież innych składników mineralnych. Jest porowaty i zabarwiony na czarno, szaro lub ciemnozielono; karbonado spotykane jest w złożach aluwialnych Brazylii i Republiki Środkowoafrykańskiej; ogólnym wyglądem przypomina koks; jego bryłki mogą osiągać wielkość pięści dziecka. Kolejną odmianą jest ballas, czyli globularny, polikrystaliczny agregat anhedralnych krystalitów diamentu o wielkości do 40 μm; globule ballas mogą osiągać nawet kilkanaście centymetrów średnicy; przeważnie mają budowę radialną; w ich skład, prócz diamentu, wchodzą również granaty, magnetyt, biotyt, cyrkon i kwarc.
Fig. 4. Typowe kształtki
z nanopolikrystalicznego
diamentu: kulka, brylant,
kostka.
Charakterystyczną odmianą jest bort, czyli drobnokrystaliczna, anhedralna, zwykle dość mocno zanieczyszczona innymi minerałami odmiana polikrystalicznego diamentubarwy szarej lub czarnej; głównym źródłem bort są złoża kongijskie (3/4 podaży). Próby ulepszania czy też kopiowania tego rodzaju tworów natury poprzez wysokociśnieniowo-wysokotemperaturową konsolidację karbonado, ballas czy grit (drobnokrystalicznego syntetycznego proszku diamentowego) podejmowano już dawno, jednak z miernym skutkiem. Jeszcze do niedawna przemysłowe wykorzystanie znajdowały jedynie wytworzone w ten sposób polikrystaliczne diamentowe kompozyty konsolidowane metalicznym spoiwem, np. kobaltem. Nowe podejście w kwestii diamentu polikrystalicznego zaproponował zespół badawczy Geodynamic Research Center z Ehime University w Japonii (T. Irifune, A. Kurio, S. Sakamoto, T. Inoue, H. Sumiya, 2003 r.: Ultrahard polycrystalline diamond from graphite, Nature, 421, 599–600). Dokonano po prostu bezpośredniej przemiany grafitu w diament w warunkach znacznie przewyższających równowagę fazową grafit/diament. Dokonano tego w temperaturze 2300-2500oC przy ciśnieniu 15-16 GPa. czyli w parametrach znacznie wyższych od stosowanych dotychczas w tego rodzaju eksperymentach. Aplikacja bardzo wysokiego ciśnienia i bardzo wysokiej temperatury, znacznie przewyższających równowagę fazową grafit/diament, przekształca grafit w spiek złożony z ogromnej liczby nanokryształów diamentu (fig. 1). Spiek ów nazwano nanopolikrystalicznym diamentem (NPD). Co ważne, synteza taka trwa ledwie kilka do kilkunastu minut, podczas gdy wzrost 2-3 karatowego monokryształu diamentu syntetyzowanego klasyczną metodą HPHT trwa zwykle kilka dni. Aktualnie produkowane są tym sposobem walcowate pręty NPD o średnicy nieco powyżej centymetra i masie sięgającej kilkunastu karatów (fig. 2). Można z nich wykonać całą gamę narzędzi, ale też kilkukaratowe brylanty (fig. 3).
Fig. 5. Widma UV-Vis-NIR diamentu nanopolikrystalicznego i innych
diamentów naturalnych i syntetycznych.
Diament nanopolikrystaliczny
Nanopolikrystaliczny diament ma twardość podobną, a nawet wyższą od większości monokryształów diamentu, jak również bardzo wysoką sprężystość. Jednocześnie właściwości te mają charakter izotropowy, co umożliwia wykonanie z takiego materiału idealnie krągłych kulek i gładkościennych kostek (fig. 4). Wyróżnia go też stosunkowo niskie przewodnictwo cieplne i bardzo wysoka odporność na pękanie. Predestynuje to go do roli materiału konstrukcyjnego pistonów najwyższej jakości pras diamentowych. Te, jak wiadomo mogą generować ciśnienia i temperatury panujące w jądrze Ziemi (około 365 GPa i 6000oC). Nanopolikrystaliczny diament (NPD) jest przezroczysty dla promieniowania podczerwonego i sporej części promieniowania widzialnego. Słaba absorpcja narastająca stopniowo w krótszych falach widma widzialnego (fig. 5, od około 700 nm) powoduje jego żółtawe zabarwienie (fig. 2, 3, 4). Nanopolikrystaliczny diament (NPD) jest jednym z największych sukcesów współczesnej produkcji syntetycznych diamentów jubilerskich.
Fig. 7. Widma FTIR diamentu nanopolikrystalicznego
i innych diamentów naturalnych i syntetycznych
Nanopolikrystaliczny diament (NPD) ma wiele cech monokryształów syntetycznych diamentów jubilerskich otrzymywanych metodą HPHT i CVD. Predestynuje to go zatem także do wykorzystania jubilerskiego, na razie eksperymentalnie. Rodzi to jednak określone kłopoty i zagrożenia rynku diamentów jubilerskich. Ich zwalczanie jest możliwe poprzez skuteczne ujawnianie wszelkich mistyfikacji. Na szczęście NPD ma cechy różniące go od monokryształów syntetycznych diamentów otrzymywanych metodą HPHT i CVD. Dzięki nim laboratoria gemmologiczne będą w stanie łatwo go identyfikować. Na podstawie dotychczasowych badań brylantów wykonanych z nanopolikrystalicznego diamentu (NPD) stwierdzono, że wyróżniają się pewną mętnością, zauważalnymi punktowymi wtrąceniami i „zmęczonym” wyglądem. Choć cechy te wydają się być charakterystyczne dla tego materiału, to nie są wystarczająco jednoznaczne diagnostycznie. Dopiero obraz uzyskany za pomocą Diamond View dokumentujący nietypowy wzór czerwonej luminescencji oraz widma FTIR i UV-Vis-NIR istotnie różne od pozostałych typów diamentów jednoznacznie identyfikują brylanty z nanopolikrystalicznego diamentu (fig. 6, 7). Choć pewnie minie jeszcze trochę czasu nim nowy materiał pojawi się na rynku jubilerskim w większej liczbie wyrobów, to już dziś można powiedzieć, że jego właściwości umożliwiają stosunkowo łatwą identyfikację w badaniu laboratoryjnym. Tego samego nie można powiedzieć o standardowym jubilerskim czy gemmologicznym badaniu organoleptycznym. Tym bardziej, że żółtawą barwę diamentów nanopolikrystalicznych (NPD) da się łatwo modyfikować.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Magnetyzm to jedna ze starszych dziedzin fizyki, którą interesowano się już pięć tysięcy lat temu. Powodem było szczególne zachowanie magnetytu, minerału przyciągającego tajemniczą siłą opiłki żelaza (fig. 1).
Jego nazwa wiąże się z Magnesią – miastem w starożytnej Grecji. Do XIX wieku wykorzystanie magnetyzmu ograniczało się do kompasu magnetycznego. Odkrycia Oersteda, Faradaya, Ampera, Maxwella i innych pokazały, że magnetyzm to coś więcej niż tylko minerały magnetyczne i pole magnetyczne Ziemi. W konsekwencji nastąpił szybki rozwój wielu dziedzin nauki i techniki, bez których trudno wyobrazić sobie funkcjonowanie współczesnej cywilizacji (telefonia, radio, telewizja).
Przyciąga nie kamieni
Choć o magnetyzmie kamieni jubilerskich wspomina już Pliniusz Starszy w sławnej Naturalis historia, to jego systematyczne badania zaczęto całkiem niedawno. Gdy mówi się o magnetyzmie kamienia jubilerskiego, to zwykle myśli się o przyciąganiu go przez magnes. Siła ta jest mierzalna (fig. 2). Na jej podstawie da się grupować, a nawet identyfikować niektóre kamienie jubilerskie. Wiadomo, że wszystkie substancje reagują z polem magnetycznym. Niektóre są przyciągane, inne odpychane.
Fig. 1.
Kryształ magnetytu
Jednak większość reakcji jest tak słaba, że niezauważalna. W takich wypadkach zwykło się nazywać ciała niemagnetycznymi. Właściwości magnetyczne posiada sporo minerałów, szczególnie tych zawierających żelazo (Fe), mangan (Mn) czy nikiel (Ni). Niektóre mogą być nawet naturalnymi magnesami, jak magnetyt, choć bardzo słabymi w porównaniu z magnesami syntetycznymi. Pozostałe są tylko lepiej lub gorzej przyciągane przez magnes. W związku z tym minerały dzieli się z uwagi na magnetyzm na: ferromagnetyczne (magnetyt, pirotyn, żelazo rodzime), czyli silnie przyciągane przez magnes; paramagnetyczne (syderyt, ilmenit, metale rodzime), czyli słabo przyciągane przez magnes. Siła przyciągania paramagnetycznego może być nawet milion razy słabsza od ferromagnetycznego. Pole paramagnetyków jest tymczasowe i indukowane przez oddziaływanie zewnętrznego pola magnetycznego. Musi być silne, by skutek był zauważalny. W przyrodzie istnieje wiele ciał paramagnetycznych. W pewnych okolicznościach mogą zachować się też ferromagnetycznie. Na przykład żelazo w postaci metalu lub stopu jest ferromagnetyczne. Gdy jest jonem powoduje już tylko paramagnetyzm zawierającego je kamienia. Jony powodujące paramagnetyzm są dość powszechne w kamieniach jubilerskich. Przeważnie pełnią rolę chromoforu (składnika barwotwórczego), diamagnetyczne, czyli odpychane przez magnes, np. baryt, a z bardziej pospolitych lód. W ciałach diamagnetycznych indukowane pole magnetyczne przeciwstawia się polu magnetycznemu magnesu trwałego. Wszystkie reakcje diamagnetyczne są bardzo słabe i dość stałe. Blisko 1/3 kamieni jubilerskich jest diamagnetyczna.
Rozeznanie magnetyczności kamieni jubilerskich
Wiele osób jest dość mocno zaskoczonych, gdy dowiaduje się, że kamienie jubilerskie mogą być magnetyczne. Jest tak, gdyż większość kamieni jubilerskich nie wykazuje żadnej widocznej reakcji w zetknięciu z pospolitym magnesem trwałym. Powszechnie dostępne magnesy z alnico (stop Al-Ni-Co), choćby magnes podkowiasty, są zbyt słabe by wywołać zauważalną reakcję magnetyczną w kamieniach jubilerskich. Magnesy ferrytowe – równie częsty typ w zastosowaniach domowych – są jeszcze słabsze, a tym samym jeszcze mniej zdolne do powodowania widocznej reakcji magnetycznej kamieni jubilerskich. Dopiero użycie bardzo mocnych magnesów daje szansę ujawnienia reaktywności magnetycznej całkiem sporej gromadki kamieni jubilerskich. Dostatecznie silne są w tym względzie magnesy wytwarzane na bazie pierwiastków ziem rzadkich. Najtańsze z nich, a jednocześnie wystarczająco sprawne to magnesy neodymowe (Nd-Fe-B). Wytwarza się je już blisko pół wieku (fig. 3). Badania magnetyczności kamieni jubilerskich stały się możliwe dzięki rozpowszechnieniu się bardzo silnych magnesów neodymowych oraz przez zastosowanie metod umożliwiających znaczącą redukcję, a nawet eliminację tarcia. Połączenie magnesu neodymowego o dużej gęstości energii magnetycznej, np. Nd52 z eliminacją tarcia daje szansę ujawnienia nawet bardzo słabych oddziaływań magnetycznych. Siła magnesu neodymowego jest tak wielka, że zdolny jest unieść ciężar 1300 razy większy od własnego. Ponieważ neodym jest pierwiastkiem o wysokiej aktywności chemicznej, to zabezpiecza się go przed tym warstwą ochronną, najczęściej niklową. Pewną wadą magnesów neodymowych jest mała wytrzymałość mechaniczna (kruchość) i temperaturowa (rozmagnesowanie następuje już w temperaturze około 80 oC).Rozeznanie magnetyczności kamieni jubilerskich nie wymaga żadnych obliczeń, kosztownych urządzeń czy znajomości fizyki ciała stałego. Wystarczy prosty test, którego rezultat da się skutecznie ocenić wzrokowo.
Nie jest on zbyt wyszukany, jednak wystarczająco czuły, by rozdzielić sporą część kamieni jubilerskich na podstawie zawartości czynnika magnetogennego. Testowane kamienie mogą być surowe bądź opatrzone szlifem fasetowym czy kaboszonowym. Ich masa nie powinna być jednak mniejsza od 0,1 ct. Test można wykonać według jednego z trzech najbardziej popularnych sposobów korespondujących z trzema różnymi czułościami magnetycznymi badanych obiektów, a dobieranych odpowiednio do masy kamienia i przewidywanej zawartości składnika magnetogennego. Najbardziej popularne sposoby testowania magnetyzmu kamienii jubilerskich to metoda bezpośrednia (fig. 4); polega na umieszczeniu testowanego kamienia na gładkiej, śliskiej powierzchni, np. szklanej czy ceramicznej, w znacznym oddaleniu od przedmiotów metalicznych i horyzontalnym oddziaływaniu magnesem z różnych stron celem stwierdzenia czy ma miejsce przyciąganie/ odpychanie kamienia i z jaką siłą się to dzieje.
Dla ograniczenia tarcia do minimum, kaboszony układa się do testowania opierając je na stronie wypukłej. Testować magnetyzm kamieni jubilerskich można także metodą wahadłową (fig. 5), która polega na zawieszeniu badanego kamienia na długiej nitce przytwierdzonej na wysokości i horyzontalnym oddziaływaniu magnesem z różnych kierunków celem sprawdzenia czy zachodzi przyciąganie/ odpychanie kamienia i z jaką siłą się to odbywa. Istnieje także metoda miniaturowej tratwy (fig. 6), która polega na umieszczeniu badanego kamienia na pławnej płytce, wykonanej np. ze styropianu i umieszczeniu takiej minitratwy na powierzchni wody wlanej do miski. Horyzontalne oddziaływanie magnesem z różnych stron pozwala stwierdzić czy ma miejsce przyciąganie/odpychanie i z jaką siłą się to dzieje. Istnieje też test znacznie dokładniejszy. Wymaga jednak użycia bardzo silnego magnesu neodymowego i wagi o czułości rzędu 0,001- 0,002 ct. Metoda pozwala mierzyć nawet bardzo niewielkie różnice energii diamagnetycznej/ paramagnetycznej występujące między kamieniami jubilerskimi.
Szybkość badania
Ocena magnetyzmu kamieni jubilerskich jest szybkim, prostym i nieniszczącym sposobem separacji kamieni jubilerskich surowych i szlifowanych, który z powodzeniem da się użyć zarówno w terenie, choćby przy zakupie kamienia, jak i w laboratorium. Pozwala skutecznie rozdzielić kamienie o podobnej barwie. Na przykład granaty słabo, umiarkowanie i aktywnie reagujące na magnes neodymowy zostaną szybko oddzielone od podobnej barwy przezroczystych spineli, korundów, chryzoberyli czy cyrkonów. Równie skutecznie da się oddzielić od naturalnych niektóre diamenty syntetyczne HPHT (fig. 7). Z powodu niskiego kosztu zakupu, łatwości użycia i czytelności rezulatu silny magnes neodymowy powinien być w standardowym wyposażeniu gemmologa, tudzież jubilera. Testowanie silnym magnesem nie jest przesądzające diagnostycznie, ale często daje ważną wskazówkę. Jest wielce prawdopodobne, że precyzyjne pomiary magnetyzmu kamieni jubilerskich w powiązaniu z innymi właściwościami pomogą w przyszłości rozróżniać odmiany, identyfikować złoża, a może także sposoby traktowania i syntezy kamieni jubilerskich.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Dla celów zdobniczych stosowano koralowinę od najdawniejszych czasów. Była popularnym materiałem służącym do produkcji ozdób i intarsji już w czasach faraonów czy imperium rzymskiego. Używano najbardziej atrakcyjnych zdobniczo gatunków koralowiny, a największym uznaniem cieszyła się masywna koralowina gatunku Corallium rubrum, zachowująca intensywnie czerwoną barwę również po wysuszeniu.
Współcześnie koralowina jubilerska poddawana jest dość powszechnie różnorakiemu traktowaniu. Niestety, tworzy to możliwość mistyfikacji i nadużyć. Obroną przed tym procederem może być stałe podnoszenie kwalifikacji osób działających w sektorze jubilerskim i uważne śledzenie informacji dostarczanych przez prasę fachową.
Zdj. 1
Antyczne kolczyki
z Corallium rubrum
Barwa i pozyskiwanie
Koralowina jest pożądanym surowcem jubilerskim, gdy ma atrakcyjną barwę (karminową, czerwoną, różową, śnieżnobiałą, czarną, złotą, niebieską) i korzystne właściwości fizyczne. Bywa opatrywana mianem koralowiny szlachetnej, gdy buduje ją masywny kalcyt (twardość 3,5-4,0 w skali Mohsa) o wysokiej zawartości magnezu (do 40%), dający się dobrze obrabiać i pięknie polerować (zdj. 2). Z kolei koralowina czarna i złota jest w głównej części organiczna (konchiolinowa), gdyż formowana jest przez substancję białkową (proteinową) z niewielkim udziałem substancji mineralnej (węglanowej). Również i ona doskonale nadaje się do obróbki i polerowania, dostarczając wyrobów atrakcyjnych wizualnie. Aż do XIX wieku koralowinę jubilerską pozyskiwano głównie z Corallium rubrum, endemicznego gatunku bytującego poniżej strefy fotycznej, głównie w zachodnim basenie Morza Śródziemnego. W czasach antycznych surowiec ten, jak też wyroby z niego rozchodziły się stąd do najdalszych zakątków ówczesnego świata. Odkrycie siedlisk dalekowschodnich koralowców jubilerskich w połowie XIX wieku znacząco zmieniło sytuację. Poławiane wokół wysp japońskich, np. Corallium japonicum czy Corallium elatius, dorównywały walorami estetycznymi Corallium rubrum z Morza Śródziemnego. Zasobność siedlisk sprawiła, że w pewnym momencie ich podaż wielokrotnie przewyższyła popyt (trafiły nawet pod ówczesne strzechy – stały się typowym elementem stroju ludowego, np. góralskiego). Kolejna znacząca zmiana dokonała się w latach sześćdziesiątych minionego wieku wraz z odkryciem kolejnych obfitych siedlisk koralowców jubilerskich, tym razem hawajskich. Do powszechnego użytkowania wprowadzono nie tylko nowe gatunki o tradycyjnie karminowej, czerwonej, różowej, czy białej barwie, np. Corallium secundum, Corallium sp. Nov., ale także gatunki mające koralowinę barwy złotej (Gerardia sp.), (zdj. 3). Równocześnie coraz większym zainteresowaniem cieszyły się koralowiny barwy czarnej (Antipathes dichotoma, Antipathes grandis), (zdj. 4), czy przypominającej wyglądem kość słoniową (tzw. koralowce bambusowe, np. Acanella sp., zdj. 5). W ostatnich latach gamę barw użytkowanej jubilersko koralowiny poszerzono o niebieską (Coenothecalia sp.) i ceglastą (Milleporidae sp.). Są to jednak koralowiny o bardzo wysokiej porowatości i przez to znacznie mniej przydatne jubilersko. Identyfikację i ocenę koralowiny prowadzi się nadal przeważnie metodami tradycyjnymi, głównie przez obserwacje cech postrzeganych okiem uzbrojonym w lupę gemmologiczną (pow. 10x), rzadziej w binokular (pow. do 120x). Nowoczesne, bardziej wyrafinowane metody identyfikacji stosowane są rzadko, głównie przez odpowiednio wyekwipowane laboratoria gemmologiczne. Powodem jest wysoki koszt niezbędnej do tego aparatury i unikatowość potrzebnych kwalifikacji.
Zdj. 2 Polerowane gałązki Corallium rubrum
Poprawianie surowca
Gorsze gatunki użytkowanej zdobniczo koralowiny poprawia się dziś niemal rutynowo. Niektóre, bez uprzedniej waloryzacji, po prostu nie nadają się do celów zdobniczych. W istocie tylko koralowiny najwyższej jakości nie są dziś poprawiane; inne upiększa się powszechnie sposobami zależnymi od przeznaczenia koralowiny. Najczęściej używane metody poprawiania koralowiny zmierzają do: ulepszenia/skorygowania istniejącej barwy bądź do wytworzenia nowej barwy, kamuflażu, redukcji bądź eliminacji istniejącej porowatości, tudzież innych defektów wyglądu, a także wytworzenia bądź polepszenia połysku czy zwiększenia trwałości (ograniczenia podatności na ukruszenia). Największy wpływ na wizualną atrakcyjność wyrobów z koralowiny ma barwa. Najbardziej pożądane to: karminowa, czerwona i różowa. Nie dziwi zatem, że modyfikacja barwy jest głównym celem wielu zabiegów traktowania koralowiny. W większości procedury traktowania zmierzają do wytworzenia możliwie najbardziej atrakcyjnie, a jednocześnie najbardziej naturalnie wyglądającej barwy czerwonej. Polega to zwykle na impregnacji wyrobu substancją barwiącą, która wnika w koralowinę wykorzystując jej naturalną mikroporowatość (zdj. 6).
Zdj. 3 Wyroby z Gerarda sp. (korala złotego)
W nielicznych wypadkach konieczna bywa ingerencja chemiczna celem poprawienia lub wytworzenia zdolności sorpcyjnych koralowiny przez wytworzenie mikroporowatości. Impregnacja barwnikiem jest szczególnie chętnie stosowana względem koralowin mineralnych, tym chętniej, że koralowiny te mają wiele istotnych właściwości fizycznych (skład mineralny, struktura, gęstość względna) dość podobnych do koralowiny najbardziej szlachetnych gatunków i w wielu wypadkach udatnie je naśladują. „Naturalność” wyglądu i trwałość rezultatu w dużym stopniu zależy od jakości i rodzaju użytych barwników oraz stosowanego sposobu barwienia. W niektórych wypadkach używa się tak wysokiej jakości barwników i jest to tak solidnie zrobione, że tradycyjny test diagnozujący barwienie, a polegający na przetarciu koralowiny białym wacikiem nasączonym odpowiednio dobranym
rozpuszczalnikiem jest nieskuteczny. W ostateczności zawsze można posłużyć się badaniem rysy, ale nie jest to zbyt polecane, gdyż wiąże się z koniecznością drobnego uszkodzenia koralowiny. Koralowiny naturalnie barwne mają rysę praktycznie białą, podczas gdy koralowiny o nałożonej barwie mają z reguły rysę barwną, często nawet dość intensywnie. Godna polecenia jest też spektrometryczna weryfikacja barwy, np. laserowym spektrometrem ramanowskim lub spektrometrem podczerwieni. Niekiedy celem barwienia nie jest naśladowanie naturalnego wzorca, ale stworzenie nowego atrakcyjnego wyglądu. Przykładem może być koralowina korala bambusowego barwiona w ten oto sposób, by możliwie najbardziej udatnie przypominać wyglądem skórkę dojrzałego, ładnie wybarwionego jabłuszka.
Zdj. 4 Gałązki korala czarnego (proteinowe)
„Utlenianie” koralowiny
Procedura skutkująca istotną zmianą barwy koralowiny, aczkolwiek bez wprowadzenia do niej barwnika, może polegać na chemicznym oddziaływaniu na koralowinę, na przykład silnym utleniaczem. Stosowana jest powszechnie do tworzenia koralowiny o barwie złotej, czyli tzw. korala złocistego. Zabieg stosowany jest względem koralowiny pierwotnie czarnej (proteinowej) i polega na rozjaśnieniu jej barwy przy pomocy silnego utleniacza, np. perhydrolu. W niektórych odmianach skuteczniejszy bywa kwas azotowy bądź mieszanina utleniaczy. W rezultacie barwa czarnej koralowiny staje się atrakcyjnie złocista i jest dość podobna do koralowiny korala złotego. Wykrycie tego traktowania bywa trudne, zwłaszcza przy braku dobrych wzorców koralowiny o barwie naturalnie złotej.
Zdj. 5 Gałązki korala bambusowego (mineralno-proteinowe)
Pomocne może być binokularne badanie tekstury i powierzchni koralowiny, dokładne ustalenie jej gęstości względnej oraz współczynnika refrakcji. Jednak traktowanie utleniaczami pogarsza wytrzymałość fizyczną spreparowanej tak koralowiny; staje się porowata i krucha. By poprawić wytrzymałość fizyczną, bywa impregnowana bezbarwnymi żywicami bądź lakierowana. Zresztą, ten sam zabieg bywa stosowany także wobec koralowiny czarnej, nie poddanej uprzednio działaniu silnych utleniaczy.
Zdj. 6 Barwione
kawałki koralowiny
korala bambusowegoCel jest podobny; chodzi o poprawienie wytrzymałości, ujednolicenie i podwyższenie połysku oraz ujednolicenie barwy. Impregnacja może mieć na celu także znaczącą redukcję istniejącej naturalnie porowatości, szczególnie niektórych mniej wartościowych gatunków koralowiny, np. o barwie ceglastej czy niebieskiej, ale też różnorakich ubytków i defektów bardziej szlachetnych gatunków koralowiny. Używa się do tego różnorakich żywic, klejów i plastików. W wielu wypadkach obecność obcych substancji widoczna jest wprost, np. w silnie porowatej koralowinie ceglastej. W innych, zwłaszcza gdy chodzi o uzupełnienia drobnych defektów i ubytków, konieczny bywa test gorącą igłą, bardzo uważna obserwacja binokularna lub nawet odwołanie się do metod laboratoryjnych, np. spektralnych. Obecność niektórych obcych substancji może być ujawniona przez naświetlenie ultrafioletem, jednakże pod warunkiem, że fluoryzują (zdj. 7).
Zdj. 7 Barwiony koral bambusowy w świetle widzialnym (po lewej) i w ultrafiolecie (po prawej)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Obsydian jest szkłem wulkanicznym powstającym przez szybkie krzepnięcie lawy
zasobnej w krzemionkę. Wysoka zawartość krzemionki (około ¾ objętości) jest
powodem dużej lepkości i wysokiego stopnia jej polimeryzacji.
Fig. 1. – szczególna postać
obsydianu.
Krzemionka
h a m u j e
dyfuzję atomów,
zapob
i e g a j ą c
wczesnej krystalizacji.
Brak struktur krystalicznych
pozwala uzyskiwać
z obsydianu skrajnie
cienkie krawędzie. Ich
grubość może sięgać
wartości mikronowych.
Jednocześnie jest to
materiał o wysokiej twardości
(około 5-6 w skali
Mohsa). Właściwości te
dostrzeżono w dość odległej
przeszłości i używano
obsydianu na groty
strzał i inne ostrza już we
wczesnej epoce kamienia
(kultura olduwajska
paleolit dolny).
„Łzy i włosy Pele”
– szczególna postać obsydianu
Dawne sposoby
na wykorzystanie
W Mezopotamii
powszechnie wyrabiano
z niego narzędzia
codziennego użytku, broń oraz rzeźby
i różnorakie ozdoby. Ale współcześnie
też bywa podobnie używany, np. w roli
ostrzy niektórych skalpeli. Obsydian był
też surowcem na pierwsze implanty
zębowe. Przymocowane złotym drutem
do sąsiednich zębów doskonale kamuflowały
braki w uzębieniu. Znaleziska
takie pochodzą głównie z Ameryki
Środkowej i datowane są na około 800
rok naszej ery. Ameryka Środkowa była
wówczas zamieszkiwana przez Majów
i Azteków.
Słowacki obsydian z okolic Viniček
Właściwości obsydianu
Obsydian jest typem magmowej skały
wulkanicznej szeroko rozpowszechnionej
w aktywnych wulkanicznie rejonach
Ziemi. Znajdowany jest w wylewach
lawowych najmłodszych okresów geologicznych
(o wieku poniżej
około 60 mln lat nie
starszych od kredy), jako
że z upływem czasu
spontanicznie rekrystalizuje,
przyjmując stopniowo
wygląd zwyczajnej,
niezbyt atrakcyjnej, drobnokrystalicznej
skały wulkanicznej.
Obsydian jest
na ogół ciemny w barwie,
która w dużym stopniu
zależy od rodzaju i ilości
zawartych w nim wtrąceń.
Najczęściej jest brunatny,
ciemnoszary, czarny,
niekiedy oliwkowy,
pomarańczowy, czerwony,
złocisty czy niebieski,
ale czasem może być też
tęczowy.
Słowacki obsydian z Gór Vihorlat
Bardzo niewiele
jest w przyrodzie obsydianu
prawie zupełnie
bezbarwnego. Barwa
zależy w głównej mierze
od charakteru zawartego
w nim pigmentu, a ten
może być hematytowy,
biotytowy, skaleniowy,
skaleniowcowy, kwarcowy, hornblendowy,
itp. Rozmieszczenie
pigmentu,
a przez to i barwy bywa równomierne,
ale może być też nierównomierne, np.
pasiaste, wstęgowe czy plamiste. Zdarzają
się też obsydiany obficie nasycone
pęcherzykami gazowymi, czyli silnie
zgazowane. Z kolei obsydiany obficie
wyposażone w silnie zdyspergowany
ciemny pigment są czarne.
Kaboszony – słowacki obsydian
W zależności od charakteru barwności
i towarzyszących jej efektów optycznych
bywa nazywany obsydianem: falistym,
iryzującym (tęczowym), śnieżnym, kwiatowym,
onyksowym lub połyskliwym.
Szczególnymi formami obsydianu są tzw.
łzy Apacza (fig. 1) oraz tzw. łzy i włosy
Pele (Fig 2). Łzy Apacza są czarne, wręcz
smoliste, lecz gdy patrzy się przez nie
pod światło, to dobrze przeświecają
brunatnawo. Dla poprawy wyglądu
bywają nierzadko bębnowane. Dlatego
wyglądem przypominają niewielkie
otoczaki (fig. 1). Łzy i włosy Pele to
obsydian uformowany w długie, cienkie,
często gęsto splątane złociste włókna
(wiskery) i kroplowate nabrzmienia
(fig. 2).
Pierścień ze słowackim obsydianem.
Występowanie szkła
wulkanicznego
W Europie nie ma zbyt wielu wystąpień
obsydianu. Jednym z bardziej znanych,
a jednocześnie takim, który odegrał
znaczącą rolę w starożytnej historii człowieka
jest obsydian pozyskiwany z obszaru
położonego we wschodniej części
kotliny karpackiej (na wschodzie
Słowacji). Słowacki obsydian był użytkowany
już w starszej epoce kamienia, ale
szczyt wykorzystania osiągnął dopiero
w młodszej epoce kamienia. Wyraźne
ślady szerszego wykorzystania wiążą się
zwłaszcza z tzw. kulturą bukowogórską,
jedną z kultur neolitycznych rozwijanych
się na przełomie VI i V tysiąclecia p.n.e
na terenie dzisiejszej wschodniej Słowacji
i północno-wschodnich Węgier. Z badań
archeologicznych wiadomo, że ludność
kultury bukowogórskiej zajmowała się
między innymi również pozyskiwaniem
i obróbką obsydianu występującego
w pobliżu jej siedlisk. Wyroby ze słowackiego
obsydianu były w tamtych czasach
bardzo wysoko cenione. Wskazuje na to
ich ekspansja sięgająca nawet tysiąca kilometrów od miejsc pozyskiwania
i obróbki. Dość często spotykane są
na bałkańskich i niemieckich stanowiskach
archeologicznych. Docierały
również do terenów dzisiejszej
południowo-wschodniej Polski,
gdzie spotyka się je w stanowiskach
kultury ceramiki wstęgowej rytej
wraz z pojedynczymi naczyniami
kultury bukowogórskiej.
Słowacki skarb
Słowacki obsydian powstawał
w środkowym miocenie, na przestrzeni
około 10 mln lat, w warunkach
finalnej aktywności wulkanicznej
geosynkliny Tetydy. Sfałdowane
i wypiętrzone osady owej geosynkliny
tworzą dziś łańcuchy górskie
euroazjatyckich alpidów (Alp,
Karpat, Kaukazu, Hindukuszu,
Himalajów). Współczesnymi pozostałościami
po tej geosynklinie są
też morza: Śródziemne, Czarne,
Kaspijskie oraz Zatoka Perska.
Mioceńska aktywność wulkaniczna
była w ogólnych zarysach bardzo
podobna do współczesnej aktywności
wulkanicznej basenu Morza
Śródziemnego. W środkowym miocenie
w południowej części wynurzającego
się z Oceanu Tetydy łuku
karpackiego funkcjonowały liczne
wyspy wulkaniczne przypominające
w charakterze współczesną aktywność
wulkaniczną Wysp Liparyjskich,
wyspy Santoryn czy Sycylii.
Ulokowane na nich wulkany emitowały
lawy o zmieniającym się
nieco w czasie chemizmie.
Większość erupcji dostarczała perlitu,
pumeksu oraz skorii. Pełnowartościowy
obsydian powstawał raczej
incydentalnie. Współcześnie znajdowany
jest w postaci kawałków
różnej wielkości (do 20 cm; zwykle
1-5 cm) i kształtu w okolicach miejscowości
Viničky w południowowschodniej
Słowacji, w okolicach
miejscowości Mád i Tolcsva
w Górach Tokaj w północnowschodnich
Węgrzech oraz
w górach Vihorlat, na pograniczu
Słowacji i Ukrainy (fig. 3, 4).
Obsydian w jubilerstwie
Najlepszy gatunkowo słowacki obsydian
jest przeważnie jednolicie smoliście
czarny, połyskliwy, z bardzo
wyraźnym przełamem muszlowym.
Czasem bywa też siwawy w barwie.
Charakteryzuje go tekstura fluidalna.
W swym wnętrzu zawiera nieco
mikrolitów magnetytu, biotytu i cyrkonu
(poniżej 1 proc. obj.), a ich
wielkość nie przekracza na ogół 0,2
mm. Zdarzają się też fenokryształy
plagioklazów i biotytu. Analizy chemiczne
słowackiego obsydianu pokazują
wysoką zawartość krzemionki,
alkaliów i glinki. Zawartość wody, jak
na obsydian, jest bardzo niska i wynosi
ledwie 0,2-0,3 proc. W większości
obsydianów z law riolitowych jest ona
zwykle nieco wyższa. Riolitowy charakter
potwierdza również ich gęstość
względna (2,3-2,4), tudzież twardość
(5,0-5,5 wg skali Mohsa). Również
porowatość jest niska i na ogół nie
przekracza 1 proc.. Słowacki obsydian
to materiał homogeniczny, podatny
na obróbkę. Jego walorem jest niewielka
zawartość pęknięć. Oszlifowany,
charakteryzuje się silnym szklistym
połyskiem. Najczęściej nadawana jest
mu postać kaboszonu okrągłego,
owalnego lub kroplowego (fig. 5, 6).
Jeśli jest przeświecający, to bywa
opatrywany szlifem fasetowym. Partia
przeciętnego surowca poddana szlifowaniu
dostarcza w ¾ kaboszonów,
a w ¼ kamieni fasetowanych. Niektóre
tak oszlifowane obsydiany doskonale
imitują morion (dymną odmianę
kwarcu) lub zabarwiony na czarno
chalcedon. Współcześnie najczęściej
używa się go do wytwarzania atrakcyjnych
oczek, głównych elementów
różnych wyrobów jubilerskich (fig. 7)
lub jako podstawowego materiału do
wyrobu medalionów i różnego typu
zawieszek (fig. 8). Standardowe
ozdoby
z obsydianu osiągają zwykle cenę
od kilku do kilkunastu dolarów.
Wyjątkowe mogą kosztować jednak
nawet kilkaset dolarów.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
W trzeciorzędzie, około 14,5 miliona lat temu, meteoryt o średnicy około 1,5
kilometra uderzył z wielką siłą (72 000 km/godz.) w powierzchnię globu ziemskiego
w okolicy obecnego miasta Nördlingen w Bawarii (południowe Niemcy), żłobiąc przy
tym krater mający początkowo głębokość około 0,5 km i średnicę około 12 km.
W momencie zderzenia
wyzwoliła się energia
przewyższająca 2 mln
razy energię bomby
atomowej zrzuconej
na Hiroszimę. Meteoryt i skały ziemskie
usytuowane w centrum kolizji uległy totalnej
destrukcji oraz częściowemu odparowaniu
pod wpływem ogromnego ciepła
(około 5-6 tys. oC) i szokowego ciśnienia
(10-100 Gpa) wyzwolonego w trakcie
zderzenia.
Fig. 1. Suevit – brekcja kolizyjna złożona z różnej wielkości strzępów
szkła szokowego (ciemne), zgruchotanych fragmentów granitów
i wapieni (jasne).
Działanie meteorytu
Inne skały – położone w pewnym oddaleniu
od miejsca kolizji – uległy intensywnej fluidyzacji,
przemieszaniu i ekspulsji, rozbryzgując
się w promieniu około 70 km od krawędzi
krateru uderzeniowego (masę wyrzuconych
skał oszacowano na ok. 150 km3).
Wskazuje na to rejestrowana po dziś dzień
aureola tzw. bloków Reutera, czyli bloków
wapieni jurajskich o masie sięgającej nawet
100 kg, a rozrzuconych w promieniu 50-70
km od centrum zderzenia.
Fig. 2. Jurajskie belemnity splasterkowane uderzeniem meteorytu.
W następstwie
tego krater uzyskał ostatecznie średnicę 22-24
km. Uformowała się także nowa skała tzw.
Suevit, czyli szczególna brekcja złożona
z różnej wielkości strzępów szkła szokowego,
czyli tzw. szkła diaplektycznego oraz z przemieszanych
z nimi fragmentów skał i minerałów
(głównie granitów i wapieni, fig. 1),
w różnym stopniu pogruchotanych i zszokowanych.
Podobny los spotkał też skamieniałości
zawarte w tych skałach, np. rostra
belemnitów (fig. 2). Kolizja zniszczyła wszelkie
przejawy życia w promieniu 100-120 km. W kraterze uformowanym przez
kolizję z meteorytem powstało jezioro
o powierzchni około 400 km2.
Byłoby dziś trzecim pod względem
wielkości w Europie. Skamieniałości
zawarte w osadach owego jeziora
pozwalają łatwo odtworzyć warunki
odradzania się życia na terenach
zdewastowanych kolizją. Po 2 milionach
lat trwania jezioro zanikło.
Wypełnione zostało prawie całkowicie
gromadzącymi się w nim osadami
(iły, piaski, żwiry), a struktura kolizyjna
została skutecznie splantowana
erozją i zamaskowana nowo tworzonymi
osadami.
Dopiero podczas
ostatnich zlodowaceń doszło do
częściowego wypreparowania owych
struktur i ukształtowania się współczesnego
krajobrazu tej części
Bawarii. Przez wiele lat żaden geolog
nie potrafił przekonywująco objaśnić
genezy owej zagadkowej struktury.
Podobieństwo między suevitem i niektórymi
typami skał wulkanicznych
(tufami) skłaniało niektórych do przypuszczeń,
że chodzi o szczególną
strukturę wulkaniczną. Dopiero
w 1961 roku prof. E.M. Shoemaker
i dr E.T.C. Chao wykazali, że chodzi
prawdopodobnie o rozległą strukturę
kolizyjną. Znaleźli w suevicie minerały,
które mogły powstać tylko
w warunkach kolizji, np. szkieletowe
mikrodiamenty, coesyt, stiszowit (wymagają
tak wysokich ciśnień i temperatur, że nie
mogły być wyzwolone przez siły wewnętrzne
Ziemi). Ich sugestie zostały szybko potwierdzone
odpowiednimi badaniami (głębokie
odwierty w rejonie Nördlingen).
Fig. 3. Specjalny drogowskaz do szczególnie ciekawych śladów kolizji.
Jak na Księżycu
W 1970 roku astronauci amerykańscy dwu
misji księżycowych NASA (Apollo 14 i Apollo
17) odwiedzili Nordlinger Ries-krater by
trenować tu prowadzenie obserwacji geologicznych
skał i struktur kolizyjnych. Chcieli
się przygotować do prowadzenia analogicznych
obserwacji na Księżycu, który jak wiadomo
pokryty jest bardzo gęsto strukturami
kolizyjnymi. Są dość dobrze widoczne już
przez zwykłą lornetkę. Zarówno w owych
latach, jak i współcześnie, Ries-krater postrzegany
jest jako jeden z największych wśród
dobrze zachowanych ziemskich kraterów
uderzeniowych. Biorąc to pod uwagę, miasto
Nördlingen stworzyło unikatowe muzeum
„Rieskrater-Museum”, w którym można
zapoznać się dokładnie z przebiegiem całego
wydarzenia. Na zapleczu muzeum znajduje
się niewielkie lapidarium ze sporymi bryłami
najważniejszych rodzajów produktów owej
kolizji, a występujących dziś na terenie Rieskrater.
W efekcie miejsce to jest coraz liczniej
odwiedzane zarówno przez profesjonalistów
jak i amatorów geologii, planetologii czy też
kolekcjonerów meteorytów, minerałów i skał.
Szczególnie ciekawe miejsca struktury kolizyjnej
są odpowiednio oznakowane i udostępnione
turystycznie (fig. 3).
Naturalna bryłka mołdawitu
Kamienie jubilerskie
Nordlinger Ries-krater jest także bardzo interesujący
dla miłośników i znawców kamieni
jubilerskich, gdyż jednym z rezultatów
kolizji było powstanie wysoko cenionych
i poszukiwanych przez nich
tektytów europejskich zwanych mołdawitami
albo wełtawitami (fig. 4).
Baczniejszą uwagę zwrócono na nie
już w XVIII wieku. Ich formalnym
odkrywcą jest dr Josef Mayer, profesor
Uniwersytetu Karola w Pradze. Natknął
się na nie w 1787 roku podczas poszukiwań
przyrodniczych w okolicy Tyna
nad Wełtawą. Potem znaleziono je
także na terenie Moraw i Austrii,
w promieniu około 250-400 km od
miejsca upadku meteorytu Nordlinger.
Sądzi się, że mołdawity powstały kilka
milisekund przed szczytowym momentem
impakcji, gdy wierzchnia warstwa
skał, już stopiona, przemieściła się
balistycznie bryzgami przed nadlatującym
z wielkim impetem z zachodu
bolidem. Najbardziej znane stanowiska
mołdawitów lokują się na zachód
i południe od Czeskich Budziejowic
oraz w środkowym biegu rzeki Jihlavy
na Morawach. Mołdawity znajdowano
początkowo głównie nad Wełtawą
zwaną z niemiecka Moldau. Stąd ich
podwójna nazwa mołdawiny, czyli
wełtawity. Potem odkryto je również
w sąsiednich Morawach i w Austrii.
Fig. 4. Naturalna bryłka mołdawitu czyli wełtawitu z Besednic (Czechy).
Największym zbiorem mołdawitów
chlubi się Muzeum Narodowe
w Pradze. Nieco mniejsze zbiory mają:
Moravskie Muzeum w Brnie, Jihočeské
Muzeum w Czeskich Budziejowicach oraz
lokalne muzeum w Týně nad Wełtawą. Jak
się ocenia, zbiór mołdawitów liczy obecnie
blisko czterdzieści tysięcy wysokiej jakości
okazów. Spora ich część znajduje się w rękach
prywatnych. Ogólna liczba mołdawitów
szacowana jest na około 20 mln sztuk, a ich
masa na około 275 ton. Z ich połączenia
dałoby się utworzyć kulę o promieniu około
14 m. Po spadku wiekszość mołdawitów
została zmyta do rzek i włączona w skład
tworzących się wówczas osadów. Część bryłek
uległa potem całkowitemu rozpuszczeniu.
Charakterystyczna faktura powierzchni wielu
współcześnie znajdowanych bryłek jest właśnie
rezultatem owego rozpuszczania.
Powodem rozpuszczania było działanie agresywnych
roztworów krążących w osadach
zawierających mołdawity.
Mołdawity w biżuterii
Mołdawity mają charakterystycznie zieloną
barwę (tzw. butelkowa zieleń). Ich twardość
5,5-6,5 w skali Mohsa i temperatura topnienia
1400 oC przewyższają nieco analogiczne
parametry zwykłego szkła. Najczęściej
przyjmują formę nodularną, choć mogą
mieć też fantazyjne kształty. Ich
powierzchnia jest zwykle nierówna:
pobrużdżona, pęcherzykowata, strzępiasta,
poszarpana. Przeważnie też
mają budowę fluidalną (tekstura
płynięcia). Zawierają różnej wielkości
pęcherzyki gazowe, szczególnie
częste w mołdawitach z terenu
Czech. Owe pęcherzyki mogą
być bardzo różnej wielkości, od
ułamka milimetra do blisko
centymetra. Co ciekawe, ciśnienie
w nich jest wielokrotnie
niższe od panującego obecnie
w atmosferze na poziomie morza (w niektórych
wypadkach nawet 25 krotnie niższe).
Dało to asumpt do twierdzenia, że mołdawity
krzepły podczas balistycznego przelotu
przez bardzo wysokie warstwy atmosfery.
Niektóre z nich mają dobrze zachowane
cechy jednoznacznie świadczące o przelocie
w atmosferze.
Fig. 5. Mołdawit fasetowany.
Budowa kamienia
Mołdawity zbudowane są z substancji amorficznej
zasobnej w krzemionkę (70-80% SiO2),
glinkę (11–15% Al2O3) i alkalia (ok. 3,3–4%
Na2O i K2O). Ponadto zawierają niewielkie
ilości wapnia, żelaza, magnezu, manganu,
tytanu, a także wtrącenia stale, ciekłe i gazowe.
Skład ten odpowiada przeciętnemu
składowi chemicznemu ziemskich skał
ilstych. Rzadko są przezroczyste, przeważnie
zaś przeświecające. Zwykle mają szklisty
połysk i dość często muszlowy przełam. Ich
gęstość waha się od 2,21 do 2,96 g/cm3,
a masa poszczególnych bryłek rzadko przekracza
kilkadziesiąt gram. Największa znaleziona
bryłka miała 265,5 gram. Średnia
wielkość bryłek mołdawitu znajdywanych
w Czechach wynosi około 6,7 grama, na
Morawach natomiast – 13,5 grama. Wiek
mołdawitu określa się radiometrycznie. Jest
on zgodny z wiekiem kolizji w rejonie
Nordlingen. Mołdawity, podobnie zresztą
jak inne tektyty, należą do najbardziej
„suchych” materiałów znanych nauce.
Zawartość wody związanej w ich krystalicznej
strukturze wynosi ledwie
około 0,005%. Mołdawity już w XVIII
wieku używane były jako kamienie
jubilerskie, szczególnie we Francji
i Anglii. Już od tamtych czasów
wykorzytywane są w dwu formach;
albo poprzez odpowiednią
oprawę naturalnych bryłek,
zwłaszcza gdy mają ciekawą fakturę
powierzchni albo też jako
kamienie fasetowane (fig. 5).
Atrakcyjne wizualnie bryłki, przeważnie
o wielkości od kilkunastu do kilkudziesięciu
gram osiągają zwykle ceny rzędu kilkuset
dolarów; najbardziej atrakcyjne z nich mogą
kosztować nawet kilka tysięcy dolarów.
Drobne, kilkunastokaratowe, mniej atrakcyjne
wizualnie bryłki kosztują najwyżej
kilkanaście do kilkudziesięciu dolarów.
Mołdawity są rynkowo najbardziej pożądanymi,
a przez to i najwyżej cenionymi tektytami.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
dr Włodzimierz Łapot
laboratorium Gemmologiczne uniwersytet śląski
Cyrkonia to bardzo pospolity syntetyczny materiał krystaliczny znany powszechnie jako doskonałe naśladownictwo diamentu (fig.1). Pierwszy raz wyprodukowano ją w połowie lat 60. minionego wieku w ówczesnym ZSRR.
Cyrkonię na początku znano pod nazwą „fianit”, będącą skrótem nazwy Instytutu Fizycznego Rosyjskiej Akademii Nauk, w którym opracowano technologię jej otrzymywania i dokonano pierwszej udanej syntezy. Miała być wykorzystywana przez przemysł, ale wbrew intencjom twórców stała się popularna głównie jako niezwykle atrakcyjny materiał jubilerski.
Cena cyrkonii
Pierwsze partie bezbarwnej cyrkonii oferowane były w cenie około 4 tys. dolarów za kilogram. W tym czasie zaczęto też wytwarzać już pierwsze barwne cyrkonie, jednak nie budziły one takiego zainteresowania jak dziś. Niedługo potem technologię produkcji cyrkonii opanowano w kolejnych krajach, na przykład we Francji czy Szwajcarii. W latach siedemdziesiątych spore zainteresowanie cyrkonią pojawiło się również w USA. Firma „Ceres Co” wyprodukowała wówczas kryształy podobne do rosyjskiego fianitu, opatentowała technologię ich tworzenia i nazwała swój produkt cyrkonią, czyli kubicznym tlenkiem cyrkonu (w skrócie CZ). Z czasem nazwa ta zdominowała wszystkie inne funkcjonujące na rynku.
Skład chemiczny materiału
Cyrkonia to syntetyczny krystaliczny tlenek cyrkonu (ZrO2) o bardzo wysokiej symetrii sieci krystalicznej (układ regularny), niestabilnej w warunkach temperatury i ciśnienia panujących na powierzchni ziemi. W takich warunkach trwały jest baddeleyit – niżej symetryczna modyfikacja tlenku cyrkonu (układ jednoskośny). W temperaturze 1100 oC zastępuje go nieco wyżej symetryczna postać tlenku cyrkonu (układ trygonalny). Dopiero w temperaturze ok. 2000 oC trwałą staje się regularna postać tlenku cyrkonu, oczywiście nietrwała w niższych temperaturach. Regularny tlenek cyrkonu może być trwały w warunkach powierzchniowych jeśli jego sieć krystaliczna ustabilizowana zostanie sporym dodatkiem tlenku itru (Y2O3), tlenku wapnia (CaO), dwutlen
ku hafnu (HfO2) czy tlenku stabilizowany” układu regularnego nazywany jest dziś powszechnie cyrkonią. Jest to obecnie bodaj W zależności od rodzaju i ilości użytego stabilizatora preferowanych przez określoną wytwórnię, cyrkonia bywa nazywana odpowiednio: diamonitem lub diamonditem, djevalitem, shelby, diamondem Z, zirconią cyrkonii to: djevalit (produkt szwajcarski) stabilizowany CaO, współczynnik załamania światła – 2,177, gęstość względna – 5,70, fianit (produkt rosyjski) stabilizowany Y2O3 , współczynnik złamania światła – od 2,13 do 2,20, gęstość – od 6,0 do 10,0 i diamonit (produkt amerykański) stabilizowany kombinowanym zestawem tlenków wapnia, itru i magnezu, współczynnik złamania światła – od 2,15 do 2,18 gęstość względna – od 5,6 do 5,95.
Właściwości cyrkonii
Cyrkonia topi się w bardzo wysokiej temperaturze (ok. 2750 oC). Toteż do jej przemysłowego wytwarzana konieczne jest użycie autotygla (fig. 2). W metodzie tej osiąganie wysokiej temperatury bez szkody substratu poddawanego procesowi topienia. Przylega on bezpośrednio do ścian tygla właściwego i chroni go przed działaniem wysokiej temperatury oraz reaktywnością stopu. Wielką zaletą takiego sposobu działania jest łatwość utrzymania wysokiej czystości stopu, gdyż ściany autotygla mają dokładnie ten sam skład chemiczny jak stop. Wytwarzanie czerepu autotygla inicjowane jest chłodzeniem ścian tygla właściwego i równoczesnym nagrzewaniem centralnej części wsadu silnym indukowanym polem elektrycznym. Po homogenizacji wytworzonego stopu, stopniowe obniżanie temperatury autotygla powoduje spontaniczną nukleację i wzrost kryształów, aż do całkowitego wyczerpania substratu (fig. 3). Jako wsadu używa się dwutlenku cyrkonu (ZrO2) z dodatkiem stabilizatorów w postaci dwutlenku itru (Y2O3) dwutlenku hafnu (HfO2) czy tlenku wapnia (CaO). Do nadawania barwy stosowane są niewielkie domieszki chromoforów. Przeważnie są to pierwiastków ziem rzadkich i/lub innych pierwiastków barwotwórczych. Cyrkonie różowe zawdzięczają barwę domieszkom erbu i europu, niebieskie – itrowi, żółte – cerowi, niklowi, miedzi, żelazu, prazeodymowi, pomarańczowe – cerowi, czerwone – cerowi, liliowe – kobaltowi, manganowi, zielone – chromowi, wanadowi, manganowi, purpurowe – neodymowi, brunatne – niklowi, miedzi, żelazu, prazeodymowi, złociste – tytanowi (fig. 4).
Cyrkonia u jubilera
Wszystkie cyrkonie jubilerskie, w zależności od złożoności procesu ich produkcji, da się podzielić na cyrkonie: o barwach prostych, o barwach złożonych, dwubarwne, nieprzezroczyste, specjalnie czarne, zmieniające barwę oraz brązowe. Cyrkonie o barwach prostych są bezbarwne, różowe, lawendowe, złociste, fioletowe, purpurowe, beżowe, pomarańczowe, oliwkowe, czerwone bądź czarne. Prawie wszystkie działające wytwórnie zdolne są do wytwarzania takich barw. Jednak od samego początku największym powodzeniem cieszyła się cyrkonia bezbarwna. Była wykorzystana jako doskonałe naśladownictwo diamentu. I to sprawia, że i dziś jest jednym z najbardziej pożądanych syntetycznych materiałów jubilerskich, przy czym udział bezbarwnej cyrkonii w całości obrotu cyrkonią jubilerską wynosi jeszcze aż 80-90 proc. Popyt na cyrkonie barwne powstał później i stopniowo narasta. Cyrkonie o barwach złożonych są zwykle niebieskie bądź szmaragdowe. Produkuje się je w Rosji i w USA. W ostatnich latach, głównie dzięki osiągnięciom rosyjskiej firmy Formica Ltd., wdrożono do produkcji szereg nowych odcieni barwnych owych odmian, np. w grupie złożonych barw zielonych są to: barwa kolumbijskiego szmaragdu, zielonego turmalinu, chromowego diopsydu, demantoidu, czy tsavorytu, a w grupie złożonych barw niebieskich są to: barwa tanzanitu, niebieskiego topazu czy akwamarynu. Potencjalni nabywcy mogą ustalić z wytwórnią poziom nasycenia oraz odcień zamawianych kryształów. Wiadomo też, że wdraża się do produkcji kolejne, zupełnie nowe odcienie tych barw. Cyrkonie dwubarwne charakteryzują się dwiema, zwykle wyraźnie rozdzielonymi barwami (fig. 5). Najczęściej spotykane kombinacje to: niebieska/czarna, bladoróżowa/dymna, niebieska/zielona oraz beżowa/lawendowa. Jak wskazują zapowiedzi czołowych wytwórni, w przyszłości pojawią się jeszcze inne zestawy barw naśladujące charakterystyczną wielobarwność niektórych turmalinów.
Cyrkonia imituje nie tylko diamenty
Kaboszony wyprodukowane z nieprzezroczystych kryształów cyrkonii starają się zwykle imitować koralowinę, masę perłową, chryzopraz, agat, n e f r y t , itp., ale zdecydowanie różnią się od nich połyskiem i twardością. Takie cyrkonie miewają zwykle barwy: lawendową, żółtą, fioletowo- niebieską, fioletową, różową, oliwkową, zieloną, niebieską, brązową, białą bądź czarną; bardzo dobrze się polerują i są bardzo odporne. Do nieprzezroczystych zaliczyć można też cyrkonie opalizujące. Większość jubilerów uważa cyrkonie o czarnej barwie za doskonałe naśladownictwo czarnego diamentu. Jednak w procesie tworzenia biżuterii często bledną, głównie wskutek utlenienia pod wpływem temperatury palnika jubilerskiego. uzyskać specjalnie czarną cyrkonię, która nie traci barwy pod wpływem podwyższonej o barwie zależnej od typu oświetlenia (efekt aleksandrytu – fig. 6). Wytwarzanych jest już kilkanaście wariantów takich cyrkonii. W odróżnieniu od naturalnych aleksandrytów, przy cięciu kamieni z takiego materiału nie trzeba uwzględniać położenia osi optycznej. Nabywcy beżowej cyrkonii, której handlowa nazwa brzmi „szampan”, są na ogół świadomi jej zasadniczej wady polegającej na niewystarczającym nasyceniu barwą. Małe kamienie cięte z tego rodzaju kryształów, nawet tych najciemniejszych, charakteryzują się w istocie barwą żółtą. Jednak najnowsze wersje tej odmiany charakteryzują się już wyraźnie brązowo-czekoladowym odcieniem, i to w najmniejszych nawet kamieniach. Dla wygody nabywców stworzono nawet trzy warianty nasycenia taką barwą.
Surowiec bezkonkurencyjny na rynku
Właściwości optyczne (wysoki współczynnik refrakcji: 2,15 – 2,18), dość silna dyspersja: 0,059 – 0,062), wysoka twardość (8 – 8,5 w skali Mohsa), niezwykle szeroka gama barw i efektów optycznych w połączeniu z bardzo niskim kosztem wytwarzania czynią z cyrkonii unikatowy surowiec jubilerski nie mający obecnie poważniejszego konkurenta. Obserwując stale poszerzająca się ofertę rynkową różnych odmian cyrkonii można sądzić, że producenci biżuterii zafascynowani są nie tylko wspaniałym blaskiem, dużą twardością i wytrzymałością cyrkonii, ale także stwarzanymi przez nią możliwościami, zwłaszcza w zakresie różnorakich naśladownictw. Wydaje się, że cyrkonia ma jeszcze wielką przyszłość przed sobą i sporo niewykorzystanych możliwości, mimo że od chwili pierwszego jej wytworzenia minie niebawem już pół wieku.
Prawie do końca XIX w. nie było możliwości nieniszczącego badania wnętrza materiałów nieprzezroczystych. Dopiero odkrycie w 1895 r. tzw. promieni X (promieni Roentgena) diametralnie zmieniło sytuację – zapoczątkowana została era nieinwazyjnego badania wnętrza różnych materiałów.
Od tego momentu zaczęła rozwijać się tomografia – grupa nieustannie doskonalonych metod diagnostycznych mających za cel uzyskanie możliwie najwyższej jakości obrazu struktury przekroju badanego materiału (2D) oraz/lub stworzenie jego modelu przestrzennego (3D). Początkowo badano tym sposobem obiekty żywe, z czasem też inne, w tym i kamienie jubilerskie.
Fig. 1
Radiogramy pereł słonowodnych: naturalnej (po lewej)
i hodowanej jądrowej (po prawej)
Diagnostyka obrazowa
Współczesne techniki obrazowania wykorzystują nie tylko promienie X, ale i pozostałe zakresy promieniowania elektromagnetycznego (od promieni γ do fal radiowych), jak też ultradźwięki i cząstki elementarne. Diagnostyka obrazowa obejmuje obecnie tomografię rentgenowską (radiografię, tomografię komputerową 2D i 3D, obrazowanie rentgenowskie wzmocnione dyfrakcyjnie), ultrasonografię dwuwymiarową (USG), tomografię rezonansu magnetycznego (MR), pozytonową tomografię emisyjną (PET), tomografię emisyjną pojedynczego fotonu (SPECT) oraz tomografię optyczną (OT). W diagnostyce obrazowej kamieni jubilerskich najbardziej skuteczne okazały się: tomografia rentgenowska (radiografia, tomografia komputerowa, obrazowanie rentgenowskie wzmocnione dyfrakcyjnie) i tomografia optyczna.
Rejestracja fotograficzna
Radiografia jest najstarszym rodzajem tomografii rentgenowskiej, choć gdy powstawała, przed przeszło stu laty, nie znano jeszcze pojęcia tomografia. Mówiło się wówczas o badaniu rentgenowskim, prześwietleniu rentgenowskim lub zdjęciu rentgenowskim. Radiografia opiera się na interpretacji obrazu uzyskanego przez zwykłe prześwietlenie obiektu promieniami X. Jej istotnym elementem jest rejestracja fotograficzna zmian natężenia wiązki promieni X absorbowanych przez zróżnicowaną strukturalnie materię prześwietlanego obiektu. Absorpcja rentgenowska jest proporcjonalna do sześcianu liczby atomowej pierwiastka absorbującego. Różnice składu pierwiastkowego prześwietlanej materii przekładają się zatem na różnice poziomu absorpcji padającego promieniowania. Graficzny zapis tych różnic odzwierciedla strukturę badanego obiektu. Urządzenie umożliwiające bezpieczne prześwietlanie promieniowaniem X i rejestrację rezultatu absorpcji nazywane jest aparatem rentgenowskim, a uzyskany obraz radiogramem lub zdjęciem rentgenowskim (fig. 1).
Fig. 2. Ideogram rentgenowskiego tomografu komputerowego
(wg S. Karampelas et al.)
Tomografia komputerowa
Tomografia komputerowa to znacznie młodszy rodzaj tomografii rentgenowskiej. Zapoczątkowana została dopiero w drugiej połowie minionego stulecia. Obecnie jest metodą diagnostyczną pozwalającą uzyskiwać przekroje (2D) i modele przestrzenne (3D) badanego obiektu przez złożenie różnokierunkowych jego projekcji z wykorzystaniem prześwietleń promieniami X (fig. 2). Służące temu urządzenie nazywane jest zazwyczaj tomografem (fig. 3), a uzyskany obraz tomogramem (fig. 4). Najmłodszym rodzajem tomografii rentgenowskiej jest tzw. obrazowanie rentgenowskie wzmocnione dyfrakcyjnie. W metodzie tej na formowanie kontrastu obrazu rentgenowskiego wpływa zarówno wspomniana wyżej absorpcja rentgenowska, jak też refrakcja użytego promieniowania oraz ekstynkcja rozproszeń pod małymi kątami. Odróżnia to ją od starszych metod tomograficznych, w których formowanie obrazu odbywa się jedynie pod wpływem absorpcji użytego promieniowania. Obrazowanie rentgenowskie wzmocnione dyfrakcyjnie jest prawie całkowicie pozbawione zakłóceń pochodzących od promieniowania rozproszonego, tak typowych dla radiografii. Co więcej powiększa kontrast środowisk niewiele różniących się absorpcyjnie.
Fig. 3. Nowoczesny tomograf rentgenowski działający od niedawna na Wydziale Informatyki i Nauki o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach
Fig. 4. Tomogram rubinu traktowanego szkłem ołowiowym (wg T. Hainschwang)
Obrazowanie pereł
W gemmologii techniki obrazowania wykorzystywane są przede wszystkim do badania i oceny pereł. Ostatnimi laty bada się tym sposobem również niektóre inne kamienie jubilerskie, na przykład traktowane szkłem rubiny i szafiry (fig. 4), czy też wykorzystywane jubilersko koralowiny oraz kości i zęby niektórych zwierząt. Podaż nowo zebranych pereł naturalnych jest współcześnie bardzo mała; ogranicza się do kliku lokalnych źródeł ulokowanych na Bliskim Wschodzie i w Azji Południowo-Wschodniej. Najwięcej naturalnych pereł trafia na rynek z istniejących jeszcze tu i ówdzie resztek zapasów z dawnych lat oraz ze zbiorów historycznych. W rezultacie na współczesnym rynku królują perły hodowane (fig. 5). Są to obecnie w większości chińskie perły słodkowodne hodowane z użyciem małża Hyriopsis sp. oraz perły słonowodne hodowane z użyciem różnych gatunków małży, zależnie od akwenu na którym prowadzona jest hodowla. W Australii, tudzież wzdłuż wybrzeży Azji Południowo-Wschodniej dominującym gatunkiem jest Pinctada maxima, na wyspach Pacyfiku i w Morzu Czerwonym – Pinctada margaritifera, u wybrzeży Japonii – Pinctada martensii, u wybrzeży Chin – Pinctada chemnitzii, u wybrzeży Meksyku – Pteria sterna.
Rozróżnianie pereł hodowanych od naturalnych
W metodach hodowli pereł dokonuje się nieustanny postęp. W prasie fachowej co i rusz pojawiają się ekscytujące doniesienia o kolejnych „wynalazkach” z tej dziedziny.Dlatego też odróżnianie pereł naturalnych i hodowanych staje się z każdym rokiem trudniejsze, a ma to przecież kapitalne znaczenie w handlowej ocenie pereł. Łatwo przewidzieć, w związku z dokonującym się postępem, że będzie to jeszcze trudniejsze w przyszłości. Zmusza to do doskonalenia istniejących i poszukiwania nowych metod diagnostycznych. By sprostać powstającym wyzwaniom angażowane są coraz bardziej wyrafinowane narzędzia analityczne, często pochodzące wprost z czołowych laboratoriów naukowych świata. Powszechnie wiadomo, że odpowiedzialna ocena handlowa perły wymaga jednoznacznej odpowiedzi na kilka zasadniczych pytań. Rzeczoznawca jubilerski musi rozstrzygnąć czy oceniana perła jest naturalna czy hodowana, słonowodna czy słodkowodna, jądrowa czy bezjądrowa, płaszczowa czy gonadowa. Odpowiedzi na te pytania mają zasadniczy wpływ na wartość ocenianej perły. W bardzo wielu wypadkach nie da się ich udzielić bez rozeznania istotnych szczegółów budowy perły. A tych w sposób nieniszczący może dostarczyć, jak na razie, tylko tomografia. Obecnie używa się do tego przeważnie tomografii rentgenowskiej, ale w niedalekiej przyszłości zostanie ona zapewne zastąpiona przez bezpieczniejszą w użyciu, a równie skuteczną tomografię optyczną. Wskazują na to zachęcające rezultaty dotychczasowych eksperymentów. Chociaż większość pereł hodowanych i naturalnych może być wiarygodnie identyfikowana na podstawie radiogramów, to struktury biomineralizacyjne da się zdecydowanie dokładniej wizualizować za pomocą komputerowego tomografu rentgenowskiego (fig. 6). Niektóre bezjądrowe perły hodowane, dla prawidłowej interpretacji obrazu wnętrza, a w konsekwencji właściwej identyfikacji, wymagają użycia bardzo wysokiej rozdzielczości obrazu charakterystycznej dla obrazowania rentgenowskiego wzmocnionego dyfrakcyjnie; w takiej potrzebie metoda ta wydaje się dziś nie do zastąpienia. Wysoka rozdzielczość przestrzennie usytuowanej informacji zapewnia wysoką wiarygodność interpretacji obrazu wnętrza perły (fig. 7). Istotną wadą metody jest jednak jeszcze ciągle duży koszt potrzebnej do tego aparatury oraz unikatowość kwalifikacji obsługującego ją personelu. Tradycyjna radiografia, w przeciwieństwie do tomografii, dostarcza skondensowanego obrazu 2D absorpcyjnej struktury perły. Małe lub złożone struktury przestrzenne niektórych rodzajów pereł mogą być przez to dostrzegane dopiero po bardzo starannym badaniu wielu radiogramów pobranych przy różnej orientacji perły. Mimo to zdarza się, że są mylnie interpretowane. Tomografia rentgenowska pozwala skutecznie eliminować takie przypadki.
Przyszłość w tomografii optycznej
Fig. 6. Porównanie fotografii, realnego przekroju i tomogramu 2D perły hodowanej
szczepionej jądrem w postaci naturalnej perły Pinna (wg T. Hainschwang)
Fig. 7. Porównanie fotografii (1), radiogramu (2), tomogramu 2D (3) z rezultatem obrazowania rentgenowskiego wzmocnionego dyfrakcyjnie (4) perły hodowanej słodkowodnej bezjądrowej (wg M. Lohman et al.)
Fig. 8. Tomogramy optyczne pereł najczęściej występujących w obrocie rynkowym (wg Myeong Jin Ju et al.)
W ostatnich latach coraz intensywniej i coraz bardziej obiecująco rozwija się też tomografia optyczna. W metodzie tej badany obiekt sondowany jest zwykle spójną lub częściowo spójną wiązką światła. Rozproszona wstecz, niesie informacje o położeniu miejsc znajdujących się na jej drodze, a różniących się współczynnikiem refrakcji. Skanując w kierunku poprzecznym do kierunku propagacji światła, otrzymuje się kolejne informacje o położeniu centrów rozpraszających. Komputerowe złożenie wyników pomiarów daje obraz przekroju badanego obiektu, a obrazy kolejnych warstw dają możliwość wygenerowania obrazu struktury przestrzennej badanego obiektu (fig. 8). Szybkie postępy tomografii optycznej, do których notabene znacząco przyczyniają się Polacy, pozwalają sądzić, że metoda ta może znaleźć już w nieodległej przyszłości szerokie zastosowanie w analityce i diagnostyce gemmologicznej.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląsi
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Zielonych kamieni wykorzystywanych w jubilerstwie jest wiele, wystarczy wspomnieć tylko te najbardziej atrakcyjne: szmaragd, tsavoryt, demantoid, chromowy diopsyd, zielony turmalin, chryzopraz, tudzież żady (jadeit, nefryt, maw-sit-sit), mołdawit i malachit. I nie jest to bynajmniej lista zamknięta.
Niekwestionowanym władcą zielonych kamieni jest szmaragd. Jednak od pewnego czasu ma on swojego poważnego rywala, którym jest tsavoryt.
Kamień, który zagraża szafirowi
Tsavoryt jest grossularem, czyli wapniowo-glinowym granatem z grupy urgandytów (ramka, fig. 1). Niezwykle atrakcyjną zieloną barwę zawdzięcza domieszkom wanadu i chromu oraz żelaza i tytanu. Ponadto stwierdzono w nim jeszcze śladowe ilości manganu, magnezu i niklu. Jonów wanadu jest zwykle kilkakrotnie więcej niż chromu (średnio od 1do 9 razy – z dominantą średniego stosunku wanadu do chromu zależną od złoża) i to one są głównie odpowiedzialne za jego barwę. Pozostałe pierwiastki występują w ilościach zupełnie śladowych. Tsavoryt o niskiej zawartości chromu jest zielonożółtawy, o większej – bladozielonawy, wzrost zawartości wanadu powoduje pociemnienie barwy zielonej i pojawienie się tonu niebieskawego. Najwyżej cenione są okazy o soczysto zielonej barwie, niezbyt ciemne (fig. 2, 3). Porównany ze szmaragdem, różni się wyraźnie wyższym współczynnikiem załamania światła ( 1,74 – tsavoryt i 1,57 – szmaragd) oraz dwukrotnie większą dyspersją (0,028 – tsavoryt i 0,014 – szmaragd). Powoduje to zdecydowanie lepszą brylancję, co sprzyja komponowaniu go z kamieniami o wysokiej brylancji. Bardzo chętnie zestawiany jest na przykład z brylantami (fig. 4). Okazy idealnie transparentne, o zupełnie czystym wnętrzu należą raczej do rzadkości. Przeważnie zawierają różnorakie drobne wtrącenia, czasem widoczne już gołym okiem. W tej roli spotyka się zwykle grafit, apatyt, brunatnawe tlenki żelaza, chmurki inkluzji ciekłych oraz tzw. rurki, zwane też sizalem, z uwagi na podobieństwo do sizalu – trawy porastającej wschodnioafrykańską sawannę.
Jego walorem – naturalność
Cechą szczególnie wyróżniającą tsavoryt jest jego zupełna naturalność. W dzisiejszych czasach jest to wielka zaleta kamienia jubilerskiego. Do tej pory nie stwierdzono ani jednego wypadku, by tsavoryt poddany był jakiemukolwiek traktowaniu. Czyni go to z definicji kamieniem bardzo bezpiecznym w obrocie rynkowym, zwłaszcza w relacji do szmaragdu, który nagminnie poddawany jest różnorakim traktowaniom, w szczególności tyczącym barwy i czystości. Przez to szmaragd zawsze wymaga laboratoryjnego sprawdzenia przed zakupem, co w pewnych okolicznościach może być sporą niedogodnością. Co więcej, szmaragdy mogą należeć do jednego z czterech typów, z których tylko pierwszy jest najwyżej cenionym, tzn. szmaragdem w tradycyjnym tego słowa znaczeniu, czyli nie zawierającym domieszki jonów żelaza w roli chromoforu.
Nie da się tego stwierdzić bez badań laboratoryjnych. W pewnych sytuacjach może to być sporą niedogodnością. W rezultacie tsavoryt także i przez to zyskuje przewagę nad szmaragdem, gdyż daje się łatwiej i pewniej ocenić „gołym okiem” niż szmaragd. Ponadto sprzyja mu wielka atrakcyjność barwy i zdecydowanie lepsza brylancja. Wszystko to razem sprawia, że tsavoryt budzi coraz większe zainteresowanie nabywców, a wyrazem tego jest rodząca się światowa moda na ten kamień. W ślad za tym idą szybko rosnące ceny, zwłaszcza okazów pięknych i dużych, tj. powyżej 3-4 karatów. Obecnie osiągają one ceny na poziomie 2-3 tys. $/ct. Niskiej jakości lub zupełnie drobne kamienie można natomiast nabyć już za 100-300 $/ct (fig. 5). Wynika to głównie z ich znacznie większej dostępności. Aż 85% wydobycia stanowią bowiem kamienie o wielkości poniżej 1 ct, w przedziale 1-2 ct mieści się około 11,5% wydobycia, 2,5% stanowią kamienie powyżej 2 ct, a tylko 1% to kamienie większe od 3 ct. Największy tsavoryt jaki do tej pory odnaleziono ma 325 ct. Wydobyto go w 2007 roku w Tanzanii. Jego wartość oszacowano wstępnie na 2-3 mln. $ (fig. 6).
Powstawanie tsavorytu
Do powstania tsavorytu potrzebne są: wysoka temperatura i wysokie ciśnienie oraz jony wanadu i chromu, ale też manganu, magnezu, żelaza, tytanu, niklu, w większości bardzo rzadkie składniki skorupy ziemskiej. Powstanie tsavorytu wymaga równoczesnego spełnienia tych okoliczności, co w skorupie ziemskiej zdarza się niezbyt często. Toteż złoża tsavorytu są bardzo rzadko spotykane i do tego na ogół jeszcze dość niewielkie. Powoduje to, że tsavorytu w ofercie rynkowej jest około 200 razy mniej niż szmaragdu. Dotychczas natrafiono na tsavoryt w kilku krajach ulokowanych wzdłuż tzw. pasa mozambickiego, rozciągającego się od Egiptu do Antarktydy, a przechodzącego przez Półwysep Arabski, Afrykę Wschodnią, Madagaskar, a ku północy sięgającego aż po Pakistan (fig. 7). W krajach, przez które przechodzi pas mozambicki, zidentyfikowano dotychczas 24 złoża tsavorytu. Z uwagi na barwę najwyżej cenione i najbardziej znane są złoża kenijskie i tanzańskie. Tsavoryt występuje tam w złożach pierwotnych i wtórnych.
Złoża pierwotne to zawierające tsavoryt żyły kwarcowo-węglanowe. Tną one neoproterozoiczne gnejsy grafitowe głęboko przeobrażone w warunkach facji granulitowej. W gnejsach tych tsavoryt może tkwić także w postaci nodularnych skupisk kryształów.
Osiągają wówczas wielkość pięści, rzadziej występują w postaci kryształów pojedynczych. Wiek gnejsów zawierających tsavoryt sza cowany jest na około 650-700 mln lat. Z kolei złoża wtórne to powstałe znacznie później niewielkie rozsypiska utworzone przez wietrzenie i erozję gnejsów zawierających tsavoryt. Złoża pierwotne eksploatowane są ręcznie, zarówno odkrywkowo jak i podziemnie. Najgłębsze szyby sięgnęły już prawie 100 m głębokości. Dzięki nim górnicy mogą podążać za głębiej usytuowanymi żyłami kwarcowo-węglanowymi. Złoża wtórne eksploatuje się w sposób zmechanizowany. W tym wypadku największym problemem jest niedostatek wody koniecznej do flotacji. Trzeba ją dowozić nawet kilkadziesiąt kilometrów. Podwyższa to znacznie koszt wydobycia. Średnia zawartość tsavorytu w złożach wtórnych nie przekracza na ogół 5 ct w tonie.
Wydobycie kamienia
I na koniec jeszcze jedna refleksja, pośrednio związana z poruszonym tematem. Otóż wydobycie kamieni jubilerskich w tzw. trzecim świecie, w tym w Afryce Wschodniej, mimo znacznych zmian, nadal nie jest zajęciem zbyt bezpiecznym, nawet dla osób bardzo dobrze obeznanych z afrykańskimi realiami. Groźna może być zarówno przyroda, jak i ludzie. Przed pierwszą groźbą łatwiej się jest obronić, przed drugą dużo trudniej. Dobrze ilustrują to losy Campbella Bridges’a, odkrywcy tsavorytu wychowanego od maleńkości w Afryce. 11 sierpnia 2009 roku minęły dwa lata od jego tragicznej śmierci. Poniósł ją, gdy wraz z synem i czterema pracownikami udawał się do swojej kopalni położonej na południe od Nairobi. Został zaatakowany przez kilkudziesięcioosobową grupę nielegalnych „górników” uzbrojonych w maczety i włócznie. Z odniesionych ran zmarł. Campbell Bridges miał koncesję górniczą udzieloną mu przez rząd kenijski.
Był też założycielem Kenijskiej Izby Górniczej. Działał całkiem legalnie. Mimo to stale musiał walczyć o utrzymanie swojej koncesji. Był nieustannie atakowany przez grupy nielegalnych „górników”, Kenijczyków próbujących wyrugować go z koncesji. Sądzi się, że owe grupy były animowane i wspierane przez lokalnych urzędników pragnących zawładnąć odkrytymi złożami. Dużo łatwiej było mu się obronić się przed dzikimi zwierzętami. Przez pierwsze lata swojej działalności na tym terenie, a było to na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych minionego wieku, mieszkał bezpiecznie wraz z żoną w domku urządzonym na drzewie (na wysokości 7,5 metra), chroniąc się przed niespodziewanymi wizytami lwów i słoni. Niestety przed „wizytą” złych ludzi nie zdołał się obronić.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Kamienie jubilerskie to szczególnie piękne a przez to często bardzo rzadkie odmiany niektórych minerałów i skał. Wyróżniają się wysoko cenionymi walorami estetycznymi oraz równie wysoko cenionymi: twardością, trwałością i niezmiennością. Są też bez żadnych ograniczeń wytwarzane przez człowieka (jubilerskie kamienie syntetyczne).
Oprawia się je w złoto, platynę, srebro i inne metale szlachetne. Podstawowe zasady klasyfikacji i nomenklatury kamieni jubilerskich przybliżono już czytelnikom Polskiego Jubilera w artykule „Naturalny, syntetyczny, sztuczny…” zamieszczonym w numerze 11/2008.
Kamienie naturalne
Z rynkowego punktu widzenia najważniejszym kamieniem jubilerskim jest bez wątpienia diament (odpowiednio oszlifowany nazywany jest brylantem), gdyż na niego przypada lwia część obrotu rynkowego. Ale wraz z rosnącą kulturą kamienia coraz chętniej wykorzystywane są przez polski rynek jubilerski także szmaragdy, rubiny, szafiry, topazy, turmaliny, spinele czy inne mniej znane, aczkolwiek równie atrakcyjne kamienie, choćby takie jak tsavoryt czy tanzanit. Najbardziej pożądanymi są zawsze kamienie naturalne. Niestety określenie „naturalny kamień jubilerski” bywa często nadużywane, intencjonalnie bądź nie, jakkolwiek w istocie skutki rodzi te same. W tle kryją się bowiem rozległe możliwości osiągania nienależnych zysków, ale też potencjalnie katastrofalna utrata zaufania zawiedzionych nabywców. Jeśli określenie „naturalny kamień jubilerski” jest użyte poprawnie, to oznacza kamień wytworzony wyłącznie siłami natury. Ingerencja człowieka ogranicza się w takim przypadku jedynie do wydobycia go i nałożenia nań odpowiednio dobranego szlifu.
Tsavoryt (zielony) i tanzanit (fioletowoniebieski)
Prawa rynku
Praktyka pokazuje, że prawie wszystkie dostępne na rynku kamienie jubilerskie prezentowane są nabywcom jako całkowicie naturalne, choć rzeczywistość bywa czasem zgoła odmienna. I nie jest to bynajmniej polska przypadłość. Problem ten absorbuje uwagę wielu najpoważniejszych międzynarodowych organizacji jubilerskich. W polskich realiach rynkowych rzadko ujawnia się pełną informację o naturze oferowanego kamienia, zwłaszcza o zastosowanych wobec niego zabiegach upiększających zwanych powszechnie traktowaniem (franc. traitement = leczenie), choć wiadomo, że bardzo wiele kamieni jubilerskich poddawanych jest takim zabiegom, głównie dla ulepszenia barwy i czystości. Niestety proceder traktowania nasila się z każdym rokiem, a stosowane sposoby są coraz trudniej wykrywalne. Dotyczy to również diamentów, zwłaszcza ich czystości i barwy. Jednocześnie warto pamiętać, że traktowanie traktowaniu nierówne. Niektóre sposoby traktowania mają niewielki wpływ na wartość kamienia jubilerskiego. Inne zmniejszają ją wielokrotnie. Bywa, że traktowany kamień wart jest ledwie drugą, trzecią, piątą, dziesiątą, a czasem ledwie dwudziestą część tego, co jego nietraktowany odpowiednik. Bardzo duży wpływ na wartość niektórych kamieni jubilerskich ma też ich pochodzenie (złoże). Szczególnie dotyczy to jubilerskich kamieni kolorowych, zwłaszcza niektórych. Na przykład szafir z Madagaskaru nigdy nie zbliży się nawet wartością do bardzo podobnie wyglądającego szafiru z Kaszmiru, jak też rubin birmański z Mogok do rubinu z Mozambiku. Nieco częściej odbiorcy detaliczni bywają informowani o syntetycznej naturze oferowanych kamieni jubilerskich. Jak wiadomo ich synteza może dokonywać się wieloma sposobami. I znów warto pamiętać, ze synteza syntezie nierówna. Niektóre osiągają całkiem pokaźne ceny, inne są „tanie jak barszcz”. Na przykład rubin czy szafir wytworzony metodą Verneuila, nigdy nie zbliży się wartością do rubinu czy szafiru wytworzonego metodą topnikową, na przykład Ramaura czy Chacham.
Syntetyczne
rubiny Ramaura
Imitacje
Do tego wszystkiego dochodzi jeszcze problem imitacji, które z kazdym rokiem są też coraz doskonalsze. Dzięki internetowym witrynom aukcyjnym mogą docierać bez większych ograniczeń nieomal do każdego zakątka Ziemi. Tylko od wiedzy i przezorności nabywców zależy ich akceptacja lub zwrot do dostawcy, przy czym zwykle jest to tylko pozorna eliminacja z rynku, gdyż zwykle zakwestionowany towar po pewnym czasie ponownie trafia na rynek. Kultura nabywców jest taka jaka jest, w związku z tym można z dużym prawdopodobieństwem przyjąć, że kolejna próba uplasowania na rynku okaże się udana i wadliwy towar zostanie zaakceptowany przez nabywcę bez zastrzeżeń. Przyczynia się do tego także świadomie stosowana tzw. promocyjna cena jednostkowa imitacji. Rozpoznane, rzadko zwracane są detaliście, głównie z uwagi na sporą związaną z tym mitręgę, niewspółmierną do jednostkowej straty. Ale to, co z pewnością pozostanie w świadomości nabywcy, to nadszarpnięte zaufanie. Przy dużej liczbie egzemplarzy uplasowanych tym sposobem na runku dostarcza to osobom zajmującym się tym na większą skalę sporego nienależnego zysku. Jednak bodaj najgroźniejszym skutkiem tego procederu jest coraz większe „zaśmiecenie” rynku jubilerskiego towarem niskiej jakości i idąca z tym w parze stopniowa erozja poziomu zaufania świadomych nabywców. Kiedyś było nie do pomyślenia, by jubiler dbający o swoją renomę oferował tak beznadziejnie niskiej jakości towar jaki dziś w sporej części wypełnia witryny wielu sklepów i salonów jubilerskich. I także przez to nazwa jubiler ulega stopniowej deprecjacji.
Informacja na temat kamienia
Oferenci kamieni jubilerskich zajmują bardzo różne postawy wobec kwestii potrzeby czy też konieczności ujawniania pełnej informacji o właściwościach proponowanego towaru. Najbardziej przeciwni usprawiedliwiają to negatywnym wpływem takich informacji na tzw. atmosferę rynkową, bądź sugerują wprost niską kulturę kamienia większości nabywców, a przez to zbędność takich informacji. Jednak ostatnie lata przyniosły wiele zmian, których nie da się już tak skwitować czy lekceważyć. Dostęp do różnych informacji stał się banalnie prosty (Internet). Przez to coraz większa część nabywców jest z każdym rokiem coraz lepiej poinformowana, a przez to i bardziej wymagająca. W rezultacie atmosfera rynkowa jest psuta raczej doniesieniami o wykryciu kolejnych „zmanipulowanych” kamieni jubilerskich niż pełną informacją o nich. W konsekwencji dobrze pojęty interes własny rynku jubilerskiego wymaga coraz szerszego i coraz bardziej szczegółowego ujawniania wielu faktów tyczących oferowanego towaru. Z pewnością jest dużo gorzej jeśli dowiadują się o nich później, już po zakupie. Zwykle są wówczas zawiedzeni, a ich zaufanie ulega radykalnemu ograniczeniu.
Rzeczoznawcy jubilerscy
Oferenci biżuterii zdobionej kamieniami jubilerskimi powinni brać bardzo aktywny udział w procesie budowania zaufania do proponowanych wyrobów, mimo że polskie prawo nie nakłada na nich obowiązku badania jakości i autentyczności zawartych w nich kamieni. Obligatoryjnie badane są jedynie kruszce użyte do wytworzenia biżuterii. Tymczasem, pewnie ku zaskoczeniu wielu, o wartości cennych wyrobów jubilerskich decyduje przede wszystkim wartość montowanych w nich kamieni, szczególnie naturalnych, a nie waga i próba użytego kruszcu. Brak prawnej konieczności badania jakości i autentyczności kamieni jubilerskich tłumaczy się różnorako, najczęściej jednak brakiem odpowiedniego przygotowania fachowego personelu oraz wystarczających środków dla wyposażenia w odpowiednią aparaturę analityczną urzędów probierczych, potencjalnie najbardziej właściwych do tego organów państwowych. Jeśli nabywca chce sprawdzić deklarowaną przez sprzedawcę wartość i cechy kamienia zamontowanego w kupionej biżuterii, to musi z własnej inicjatywy udać się do odpowiedniego specjalisty – rzeczoznawcy jubilerskiego. Przeciętny nabywca nie jest w stanie ocenić profesjonalizmu rzeczoznawcy. W obliczu zapętlenia się różnych interesów, także quasi-korporacyjnych, coraz więcej osób twierdzi, że polski system prawny powinien zawierać obowiązek formalnego potwierdzania egzaminem państwowym kwalifikacji rzeczoznawcy jubilerskiego. Co więcej, coraz bardziej upowszechnia się pogląd, że państwo powinno wprowadzić skuteczną ochronę interesów nabywców. Najbardziej radykalni uważają, że w Polsce powinna powstać instytucja państwowa lub instytucja wsparta autorytetem państwa, zajmująca się badaniem i kontrolą jakości i autentyczności kamieni jubilerskich występujących w obrocie rynkowym, ale także wydawaniem odpowiednich świadectw. Ale równie silne jest przekonanie, że badanie kamieni jubilerskich nie powinno mieć charakteru obligatoryjnego, a jedynie fakultatywny. Jednak i zwolennicy tego pogladu widzą sens w istnieniu instytucji państwowej bądź autoryzowanej przez państwo zajmującej się badaniem i kontrolą jakości i autentyczności kamieni jubilerskich występujących w obrocie rynkowym. Powstanie takiej instytucji w oczywisty sposób zwiększyłoby poziom zaufania i bezpieczeństwa konsumentów oraz narzuciło określone standardy zachowań uczestnikom gry rynkowej. Idea powołania takiej instytucji ma oczywiście także swoich przeciwników. Kuriozalne, ale według informacji Departamentu Regulacji Gospodarczych Ministerstwa Gospodarki, są nimi też urzędy probiercze, potencjalnie najbardziej właściwa do tego instytucja państwowa (patrz: http://www.mg.gov.pl/files/upload/ 8577/OSR_probiercze.pdf.) Argumentują, że w obecnej strukturze urzędów nie jest możliwe skuteczne badanie kamieni jubilerskich. W szczególności wskazują na niewystarczający budżet dla sfinansowania zakupu niezbędnej aparatury analitycznej, brak pracowników o koniecznych kwalifikacjach oraz brak środków na opłacenie ewentualnych szkoleń personelu.
Syntetyczny rubin Verneuila
Polski rynek kamieni jubilerskich
Podsumowując, należy stwierdzić, że polski rynek kamieni jubilerskich jest stosunkowo mały, ale perspektywy jego rozwoju wydają się być zupełnie niezłe, aczkolwiek pod pewnymi warunkami. Najważniejszym z nich wydaje się być osiągnięcie pełnego zaufania do oferowanych wyrobów. Jasnym jest, że nie da się tego osiągnąć od razu z całością rynku, ale z pewnością jest to możliwe przez najbardziej istotną jego część, czyli sektor towarów najwyższej jakości, a przez to i wartości. By to uzyskać konieczne są działania zarówno legislacyjne jak i organizacyjne, a te zostaną zapewne wymuszone przez rosnącą świadomość nabywców.
Kamień księżycowy z Meethiyagoda od przeszło stu lat cieszy się wielką estymą.
Zawdzięcza ją przede wszystkim atrakcyjnie bladobłękitnej, delikatnej barwie efektu
adularescencji przypominającej do pewnego stopnia blask księżyca oraz niezwykle
wysokiej czystości wykazujących go skaleni potasowych (ortoklazów), czasem wręcz
idealnie przezroczystych (fig. 1).
Około 1905 roku zwrócili
nań uwagę rolnicy
z Meethiyagoda, wsi położonej
około 15 km na
północ od stutysięcznego
Galle, portu i miasta na południowo-zachodnim
krańcu Sri Lanki. Na kamień
księżycowy trafili przypadkowo, podczas
przygotowywania pola pod uprawę ryżu.
Obszar obfitujący w wysokiej jakości kamień
księżycowy jest bardzo niewielki – zajmuje
ledwie 0,5 ha.
Kwarc, skaleń i mika
Skałą macierzystą kamienia księżycowego
z Meethiyagoda są klasyczne pegmatyty
granitowe złożone z kwarcu, skaleni i mik.
Wydobywa się go szybikami dochodzącymi
nawet do głębokości 35 m (fig. 2). Strefa
szczególnie zasobna w stosunkowo łatwo
dostępne a jednocześnie atrakcyjne postaci
kamienia księżycowego znajduje się na
głębokości 25−35 m. Przykryta
jest grubą warstwą
ochrowej zwietrzeliny kaolinowej także
zawierającej kawałki kamienia księżycowego,
jednakowoż mniej atrakcyjnego, przede
wszystkim z uwagi na nikłą wielkość
okruchów. Z kolei eksploatacja pegmatytu
zalegającego poniżej głębokości 35 m, słabo
zwietrzałego a przez to silnie zwięzłego,
jest mało opłacalna z uwagi na niekorzystny
stosunek nakładu pracy do osiąganego
rezultatu. Warunki geologiczne (kilkudziesięciometrowej
miąższości pokrywa wietrzeniowa),
terenowe (bagniska i zalane
wodą ryżowiska) i klimatyczne (suma rocznych
opadów na poziomie 1800−2000
mm) znacznie podrażają prace eksploatacyjne,
głównie z uwagi na konieczność
skrupulatnego, systematycznego umacniania
ścian i nieustannego, kosztownego
odwadniania głębokich szybików.
Wykorzystuje się do tego bambus
i motopompy.
Tempo prac zależy od właściwości
pokrywy wietrzeniowej, pory roku, wreszcie
cech „illamu”, czyli strefy zawierającej
najbardziej atrakcyjne kryształy z efektem
kamienia księżycowego. Wydobyty urobek
jest przemywany w koszach. Chodzi
o pozbycie się z niego materii ilastej (kaolinu).
Separacji kamienia księżycowego
dokonuje się ręcznie, wybierając najlepsze
kawałki z „urobku” przemytego wodą
(fig. 3). Wyselekcjonowane bryłki poddawane
są obróbce rzemieślniczej, często tuż
przy złożu. Używa się do tego dość prostych
narzędzi; nadal w użyciu jest ręcznie napędzana
tarcza (fig. 4). Mimo to produkt bywa
zaskakująco wysokiej jakości (fig. 5).
Polerowania dokonuje się na filcu
lub skórze bydlęcej z wykorzystaniem pasty polerskiej,
której głównym składnikiem jest tlenek ceru
lub tlenek glinu (tzw. pasta Linde A).
Praca z kamieniem ze Sri Lanki
Kamień księżycowy jest skaleniem potasowym,
najczęściej ortoklazem o budowie
mikropertytowej (widocznej dopiero pod
mikroskopem), lub kryptopertytowej
(widocznej tylko pod mikroskopem elektronowym).
Pertyt to subtelna struktura
zrostowa skaleni alkalicznych, np. ortoklazu
(skaleń potasowy) i albitu
(skalenia sodowego).
Ich pełna
wzajemna mieszalność jest możliwa
tylko w wysokich temperaturach. Obniżenie
temperatury powoduje odmieszanie się
przeważającej części obu składników
i powstanie kryształu złożonego z obu
subtelnie zrośniętych faz krystalicznych, tj.
potasowej (ortoklazu) i sodowej (albitu).
Proces odwrotny, homogenizacji pertytu,
też jest możliwy. Dokonuje się go wygrzewając
kamień księżycowy w wysokiej
temperaturze. Gdy w skaleniu alkalicznym
przeważa skaleń potasowy
mówi się
o pertycie. W sytuacji
odwrotnej mamy do czynienia
z antypertytem. Jeśli odmieszanie faz jest
bardzo subtelne (mikro- i/lub kryptopertyt)
to kamienie takie wyróżnia specyficzny
efekt optyczny zwany efektem kamienia
księżycowego lub adularescencją (nazwa
efektu wywodzi się od terminu adularia
czyli dawnej nazwy kamienia księżycowego).
Adularescencja powodowana jest
dyfuzją światła na dyskretnych strukturach
mikropertytowych i/lub kryptopertytowych.
Efekt adularescencji jest najlepiej
widoczny na
wygładzonej, wypukłej
powierzchni kamienia uformowanego
w kaboszon i ma postać niebiesko połyskującej
plamki świetlnej lub pasemka, które
przesuwa się adekwatnie do ruchu kamieniem.
Jeśli kamień księżycowy zostanie
uformowany w wysoki kaboszon to dodatkowo
może wykazywać efekt kociego oka (fig. 6). W zależności
od szczegółowych właściwości
budowy adularyzującego ortoklazu
obserwuje się adularescencję barwy błękitnej
(budowa mikropertytowa) lub fioletowobłękitnej
(budowa kryptopertytowa).
Efekt adularescencji jest najbardziej atrakcyjny,
gdy kamień księżycowy jest bezbarwny
i prawie przezroczysty (fig. 1). Okaz
kamienia księżycowego uważa się za szczególnie
cenny, gdy efekt jest bardzo wyrazisty,
barwa efektu nasycona, a kamień
ponadprzeciętnej wielkości.
Efekty optyczne, w tym również efekt
kamienia księżycowego, zawdzięczają swoje
istnienie specyficznym cechom budowy
wykazujących je kryształów, np. budowie
mikro- i/lub kryptopertytowej, wielkości,
rozmieszczeniu i postaci wrostków, subtelnej
periodycznej oddzielności czy warstewkowaniu.
By je ujawnić lub wzmocnić
trzeba często jeszcze dodatkowo uformować
postać zawierającego je kamienia, np.
w postać wysokiego kaboszonu − dla
uzyskania efektu kociego oka. Efekty optyczne
klasyfikowane są głównie na podstawie
cech makroskopowo postrzeganego efektu,
rzadziej z uwagi na zjawisko fizyczne leżące
u jego podstawy.
Barwa kamienia
Prawie wszystkie kamienie księżycowe
znajdowane w Meethiyagoda mają
powierzchnię nieco naruszoną wietrzeniem.
Kryształów o zupełnie gładkich ścianach
niemal się nie spotyka. Ich postać jest
przeważnie tabliczkowa, z jedwabistoszklistym
połyskiem na ścianach o dość wyraźnej
dwukierunkowej łupliwości
(fig. 3, 5). W długofalowym
ultrafiolecie wyróżniają się niebieskawą
fluorescencją; w krótkofalowym −
różowofioletową. Analizowane chemicznie
pokazują dominujący udział glinokrzemianu
potasu (ok. 70 %), podrzędny glinokrzemianu
sodu (ok. 25 %) oraz śladowy glinokrzemianu
wapnia (do 5 %). Jeśli są dostatecznie
transparentne, to otrzymują handlowy
przydomek „crystal”. Pozostałe
przydatne jeszcze do komercjalizacji są
przeważnie semitransparentne. Mogą różnić
się od siebie postrzeganą barwą. Na tej
podstawie wyróżnia się lankijskie kamienie
księżycowe o barwie: blue-blue, blue,
white-blue i white. Najbardziej cenione są
oczywiście okazy barwy blue-blue. Jako
główne kryteria wartościującej oceny handlowej
lankijskiego kamienia księżycowego
brane są pod uwagę: barwa, transparentność,
czystość (oceniana przez ilość,
położenie, wielkość i barwę defektów) oraz
tzw. kalibracja (wielkość i proporcje kamienia).
Kamień wysokiej jakości handlowej
powinien być jednorodnie nasycony barwą
niebieską (blue-blue), transparentny („crystal”)
i czysty (bez widocznych gołym okiem
defektów wewnętrznych), o wielkości nie
mniejszej jak 10 mm x 12 mm. Jednak
w ostatnich latach o takie kamienie coraz
trudniej. Nie dziwi zatem, że w tym czasie
cena lankijskiego kamienia księżycowego
potroiła się. Po najwyższej jakości lankijskie
kamienie księżycowe trzeba udawać się
obecnie bądź to do Colombo – stolicy Sri
Lanki, do Galle − ośrodka administracyjnego
Prowincji Południowej bądź
wprost do Meethiyagoda,
czyli bezpośrednio do złoża tego cennego
minerału.
Kamień w Polsce
Jednocześnie warto wspomnieć, że atrakcyjny
wizualnie kamień księżycowy występuje
również w Polsce, na przykład w karkonoskich
pegmatytach (okolice Łomnicy).
Z uwagi na wysoką jakość efektu kamienia
księżycowego mógłby on być bardzo atrakcyjnym
rodzimym surowcem jubilerskim.
Możliwe byłoby wytwarzanie kaboszonów
z bardzo wyrazistym efektem kamienia
księżycowego, a po oszlifowaniu w wysoki
kaboszon także kamienia księżycowego
z efektem kociego oka. Jednak z uwagi na
semitransparentność adularyzujących kryształów
oraz bardzo liczne spękania i gęsto
rozmieszczone powierzchnie ortogonalnej
łupliwości, a co za tym idzie przeważnie
bardzo małą wielkość enklaw wolnych od
defektów, bardzo trudno jest uzyskać
z niego dobrej jakości komercyjny kaboszon
o średnicy większej jak parę milimetrów.
Jednak można mieć nadzieję, że w przyszłości
uda się natrafić na pegmatyt, który
może dostarczyć surowca komercyjnej
jakości z tego rejonu.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Dla większości Polaków Afganistan kojarzy się przede wszystkim z konfliktem zbrojnym toczącym się ze zmiennym nasileniem od dziesiątków lat oraz z kolejnymi kontyngentami polskiej misji wojskowej w ramach natowskich sił ISAF (International Security Assistance Force). Ale kraj ten znany jest także od dawna z występowania wspaniałych kamieni szlachetnych. Złoża niektórych z nich dorównują jakością najlepszym na świecie.
W Afganistanie znanych jest około 1500 wystąpień
kamieni jubilerskich. Większość z nich usytuowana
jest w północno-wschodniej części kraju,
a ich wydobycie koncentruje się w czterech
obszarach, tj. w dolinie Panjshir (szmaragdy i
rubiny), w okolicach Jegdalek (rubiny i szafiry) oraz w prowincjach
Badakhshan (lapis lazuli) i Nuristan (turmaliny, spodumen, beryle),
(fig. 1).
Kamienie pożądane przez kolekcjonerów
Najbardziej znanym afgańskim kamieniem jubilerskim jest lapis
lazuli. Początki jego sławy sięgają piątego tysiąclecia przed naszą
erą. Światową renomę mają też afgańskie turmaliny, zwłaszcza tzw.
turmaliny arbuzowe (ang. watermelon tourmaline),
znane i eksploatowane od najmniej kilkuset lat. Z korundów wielkim uznaniem cieszą się rubiny z
Jegdalek, a także towarzyszące im czerwone spinele, oferowane już
od średniowiecza pod nazwą rubinów balas. Jakością nie ustępują
okazom z Myanmar (obecna nazwa Birmy). Ostatnio coraz większego
znaczenia nabierają także afgańskie beryle, zwłaszcza szmaragdy
i akwamaryny. Po wiekach zapomnienia ponownie odkryte
w latach siedemdziesiątych minionego wieku w dolinie Panjshir
dorównują jakością najlepszym szmaragdom kolumbijskim. Z kolei
złoża jubilerskich piroksenów, tj. wysokiej jakości spodumenów
(kunzytu i nuristanitu) należą do największych i najsławniejszych w
świecie. Posiadanie afgańskiego kunzytu i nuristanitu jest marzeniem
wielu kolekcjonerów minerałów. Afganistan ma zatem potencjalnie
wielkie możliwości zwiększenia udziału w światowym rynku kolorowych
kamieni jubilerskich, choćby z uwagi na bliskość Indii,
największego na świecie importera kamieni kolorowych,
ale także dlatego, że dysponuje surowcem o
ugruntowanej renomie, chętnie nabywanym
zarówno w Ameryce Północnej, Europie
jak i na Bliskim Wschodzie czy w Azji
Wschodniej.
Nieznany turmalin
Z wymienionych wyżej kamieni
afgańskich, bodaj najmniej znane
są w Polsce turmaliny. Turmalin
znajduje wykorzystanie jubilerskie
przede wszystkim z powodu
atrakcyjnego wyglądu (połysk,
wielość barw, ich rysunek i kompozycja)
i dość wysokiej twardości
(równej albo nieco przewyższającej
kwarc). Powodem wielorakości
barw turmalinu jest jego niezwykle
zróżnicowany skład chemiczny. Jest
bowiem borokrzemianem sodu, wapnia, glinu,
litu, magnezu, żelaza, manganu. Może zawierać też
chrom, nikiel, tytan, wanad, itr. Z tego powodu bywa nazywany
czasem „mineralnym śmietnikiem chemicznym” albo koszem na
„odpadki chemiczne”. Znanych jest aż czternaście odmian mineralogicznych
turmalinu zatwierdzonych przez International Mineralogical
Association (IMA). Z nich walory jubilerskie mogą wykazywać:
elbait, drawit, chromdrawit, liddicoatyt, uwit i rossmanit.
Zróżnicowanie kolorystyczne
Afgańskie turmaliny są przeważnie elbaitami, a ich barwa warunkowana
jest zróżnicowaniem chemicznym. Te jakości jubilerskiej mają
zwykle postać słupków z płaskimi zakończeniami i dobrze wykształconymi
ścianami, na których widoczne jest przeważnie typowe dla
turmalinu gęste prążkowanie przebiegające równolegle do elongacji
(osi Z = oś optyczna). Słupki mają najczęściej do 15 cm długości i
do 4 cm grubości. W większości są to kryształy doskonale uformowane,
często doskonale czyste, wolne od wszelkich wtrąceń (zwłaszcza
końcówki kryształów).
Występują w szerokiej gamie barw (turmalin jest minerałem alochromatycznym
– barwę zawdzięcza izomorficznej substytucji jonów).
Najbardziej powszechną z nich jest barwa różowa powodowana
przez wtrącenia jonów manganu, tytanu i żelaza, choć spotykane
są też barwy: bladoniebieska (wtrącenia jonów żelaza), indygo
(obfite wtrącenia jonów żelaza), zielona i szmaragdowa (wtrącenia
jonów żelaza, chromu i wanadu), (fig. 2, 3). Rzadziej są to kamienie
dwubarwne, na przykład zielono-różowe (tzw. turmalin arbuzowy,
fig. 4, 5), niebiesko-zielone bądź
nawet pasowo, strefowo,
koncentrycznie lub symetrycznie
wielobarwne.
Te ostatnie są szczególnie
pożądane
przez kolekcjonerów
turmalinów.
Wysoko
cenione są również
doskonale
czyste, przeźroczyste
kryształy
głęboko niebieskie
i zielone.
Dwu-, trzykaratowy
fasetowany,
przezroczysty turmalin
afgański o
głęboko zielonej barwie
może w Europie łatwo
osiągnąć cenę około 1000
− 1500 euro (fig. 6). Jako kryształ surowy ceniony
jest od 200 do 1000 dolarów za gram. W porównaniu
z surowcem afrykańskim jest to średnio o około 100 proc. więcej.
Kryształy wielobarwne mogą wykazywać zarówno ostre jak i gradacyjne
przejścia jednej barwy w drugą, i to zarówno w przekroju
poprzecznym jak i wzdłużnym słupka. Ich współczynniki refrakcji
nie wykazują prostej korelacji z barwą i przeważnie mieszczą się w
przedziale 1,615-1,639. Podobnie jest z gęstością względną. Zwykle
lokuje się ona w przedziale 3,02–3,09. Afgańskie turmaliny charakteryzuje
ponadto pleochroizm w barwach szaroniebieskiej do zielononiebieskiej
(dichroizm). W oświetleniu długofalowym i krótkofalowym
ultrafioletem pozostają na ogół inertne. Wyjątkiem są
niektóre kryształy zabarwione zonalnie. W oświetleniu krótkofalowym
ultrafioletem mogą wykazywać słabą, kredowo niebieskawą fluorescencję
blado wybarwionych zakończeń kryształu. Dla afgańskich
turmalinów typowe są: dwufazowe inkluzje, wewnętrzne spękania
i zonalność. Cechy te są szczególnie dobrze widoczne pod mikroskopem
gemmologicznym. W kryształach zabarwionych niebiesko
obserwuje się spektroskopowo pasma absorpcji przy 495 nm, 490 nm i 440 nm oraz warunkowo przy 540 nm (w przypadku prostopadłego
ustawienia osi optycznej kryształu). Powyżej 598 nm
absorpcja niebieskich turmalinów afgańskich jest już całkowita.
Poszukiwanie kamieni
Pięknie ukształtowane, smukłe kryształy turmalinu, o charakterystycznie
trójkątnie zaokrąglonym przekroju, atrakcyjnie wybarwione,
przeźroczyste do przeświecających, rzadko silnie mętne, są typowym
wytworem afgańskich złóż pegmatytowych.
Te lokują się głównie w
prowincji Nuristan. Nawet w warunkach
pokojowych jest to trudno
dostępny, słabo zaludniony region
górski usytuowany w północnowschodnim
Afganistanie, w południowym
Hindukuszu, tuż przy
granicy z Pakistanem. Z grubsza
jest on ograniczony dolinami
Kabulu i Panjshiru. Wyróżnia
go niezwykle obfite występowanie
pegmatytów uformowanych
w późnym
stadium krzepnięcia bogatych
w krzemionkę masywów
magmowych
Hindukuszu. Usadowiły się
one w bardzo zróżnicowanym
zespole skał metamorficznych
(gnejsy, łupki, kwarcyty, migmatyty) i magmowych
(gabra, dioryty i granity). W rezultacie w takich warunkach
utworzyło się na tym obszarze jedno z największych znanych pól
pegmatytowych świata. Wydobywa się z niego wiele różnych minerałów
o walorach kolekcjonerskich bądź jubilerskich (o wyjątkowej
wielkości i/lub jakości), w tym także turmaliny. By dotrzeć do miejsc
ich wydobycia sporą część drogi pokonać trzeba pieszo, maszerując
dwa, trzy dni wąskimi kamienistymi wąwozami i wysokogórskimi
ścieżkami.
Ciała pegmatytowe różnią się znacznie między sobą, w szczególności
rozmiarem i kształtem. Największe tworzą kilkudziesięciometrowej
miąższości żyły o zasięgu nawet paru kilometrów lub soczewy
nawet kilkudziesięciometrowej średnicy. Minerałami skałotwórczymi
owych pegmatytów są: kwarc, albit, mikroklin, szerl (mało
atrakcyjny nieprzezroczysty czarny turmalin), muskowit i lepidolit.
Kryształy jubilerskiego turmalinu, spodumenu i berylu lokują się
zwykle w centralnej partii pegmatytu, wyrastając na ścianach pustek
różnej wielkości i kształtu (tzw. miaroli, kieszeni), dochodzących
czasem nawet do kilku metrów średnicy.
By dobrać się do kieszeni zawierających jubilerskiej jakości minerały
czyli do jądra pegmatytu, trzeba często wkopać się w twardą
skałę na głębokość 10−20 m. Mimo tego i pomimo bardzo trudnych
warunków terenowych, klimatycznych i politycznych (ciągle trwający
konflikt), chałupnicza eksploatacja owych pegmatytów trwa
nieprzerwanie przez cały rok. Jak się ocenia, stale zajmuje się tym
kilkaset osób. Dokładna ich liczba trudna jest do ustalenia z uwagi
na sytuację polityczną. Z tego samego powodu również drogi
wędrówki wydobytego materiału na rynki światowe trudne są do
prześledzenia. Najczęściej trafia on wpierw do Pakistanu (Islamabad).
Jednak ostatnio rząd w Kabulu podjął starania, by można było ten
wspaniały, unikatowy urobek przetwarzać w Afganistanie. Ale kolejne
lata pokażą dopiero na ile owe starania będą skuteczne.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Turkus, szczególnie ten wysokiej jakości, cieszy się coraz większym zainteresowaniem nabywców. Ostatnio wzrosło ono w takim stopniu, że niektóre rynki nie są już w pełni zaspokajane.
Masywne, modularne, skrytokrystaliczne skupienia
turkusu niebieskiego i zielonego
Aż 80 proc. turkusu pochodzi z Chin, pozostałe 20 proc. dostarczają USA i Iran, niestety tylko 5 proc. tej oferty stanowi wysokiej jakości turkus naturalny, tzn. atrakcyjnie wybarwiony i nie wykazujący oznak ingerencji człowieka. Reszta to turkus traktowany, rekonstruowany bądź syntetyczny.
Turkus kamieniem popularnym
Nie trzeba przekonywać, że umiejętność odróżniania kamieni naturalnych od traktowanych, rekonstruowanych i syntetycznych ma fundamentalne znaczenie dla poprawnego funkcjonowania rynku jubilerskiego, gdyż umożliwia skuteczne przeciwstawienie się ekonomicznemu drenażowi, zarówno w odniesieniu do
Turkus traktowany (impregnowany barwionym plastikiem)
poszczególnych nabywców jak i rynku jubilerskiego w całości. Niektóre rynki całkiem dobrze sobie z tym radzą (są skutecznie chronione prawnie i merytorycznie), na innych panuje źle pojęta swoboda gospodarcza, czyli „wolna amerykanka”. Turkus jest uwodnionym fosforanem miedzi i glinu o wzorze chemicznym CuAl6(PO4)4(OH)8 • 4H2O + domieszki Fe2+, Fe3+; stechiometrycznie: Cu 9,78%; Al2O3 37,60%; P2O5 34,90%; H2O 17,72%. Powstaje wskutek wietrzenia minerałów zawierających miedź, np. z chalkopirytu (CuFeS2), chalkozynu (Cu2S) czy bornitu (Cu5FeS4). Jubilersko najbardziej atrakcyjne są jego niebieskie, masywne, skrytokrystaliczne, modularne skupienia (fig. 1). Ale zdarza się wykorzystanie także innych form występowania turkusu, np. nalotów i naskorupień, choćby w biżuterii designerskiej. Turkus bywa wyposażony w sieć brązowych, szarych lub czarnych żyłek utworzonych przez inne minerały i/lub skały (tzw. turkus matrix, turkus pajęcza sieć, fig. 2, 3). Powszechnie znane są też zrosty turkusu z malachitem (zielony) i chryzokolą (niebieska). Pierwiastkiem odpowiedzialnym za niebieską barwę turkusu jest miedź, za zieloną – żelazo. Intensywna, głęboko niebieska barwa turkusu jest rzadka, przez to wysoko ceniona, aczkolwiek niezbyt trwała. Jej degradacja (zielenienie) powodowana może być działaniem światła, potu, kosmetyków, środków czystości, olejów, słabych kwasów bądź też silnym przesuszeniem. Barwa niebieska jest też wrażliwa na temperaturę, np. w 250oC przekształca się w brzydką zieleń.
Turkus syntetyczny
Turkus o teksturze „pajęcza sieć” i „ptasie oczka”
Prócz turkusu naturalnego istnieje także wiele turkusów syntetycznych, np. wytworzony przez P. Gilsona oraz tzw. turkus rekonstruowany. Naturalność kamienia jubilerskiego ma kluczowe znaczenie dla jego wartości handlowej, Identyfikacja naturalności jest niezbywalnym warunkiem poprawnej oceny i wyceny kamienia jubilerskiego. Wykrycie turkusu poprawianego nie jest na ogół trudne. Jednak w pewnych wypadkach identyfikacja naturalności turkusu może okazać się prawdziwą łamigłówką gemmologiczną. Bardzo skutecznego sposobu identyfikacji naturalności turkusu dostarcza dyfrakcja rentgenowska. Jednakowoż jest to metoda destrukcyjna i możliwa do zastosowania tylko w niektórych przypadkach. Nieinwazyjny sposób identyfikacji naturalności turkusów może polegać także na zdjęciu widma FTIR. Ale metoda ta pozwala wykryć tylko niektóre sposoby traktowania turkusu. Jeszcze większych problemów identyfikacyjnych dostarczają najnowsze sposoby traktowania turkusu, np. metoda Zachery. W takich przypadkach trzeba się odwołać do metod umożliwiających bardzo dokładne ustalenia składu chemicznego, np. za pomocą fluorescencji rentgenowskiej.
Turkus traktowany metodą Zachery
Natura przede wszystkim
Naturalny turkus jest w istocie dość kruchy i porowaty. Czyni go to dość łamliwym podczas obróbki. Ponadto większość naturalnych turkusów ma przeważnie barwę nieco zielonawą. Tylko nikły procent wydobycia stanowią okazy o pięknej, głębokiej barwie niebieskiej. Ta jednak pod działaniem potu, światła, kosmetyków ewoluuje z czasem w kierunku brzydkiej zieleni, mniej atrakcyjnej, a przez to i cenionej. Kruchość i podatność na zmianę barwy są głównymi powodami coraz powszechniejszego stosowania coraz bardziej wyrafinowanych metod traktowania turkusu. Ich celem jest korekta i utrwalenie barwy oraz polepszenie zwięzłości surowca, a przez to komercjalizacja turkusu pierwotnie niehandlowego bądź też podniesienie atrakcyjności wizualnej turkusu handlowego, a przez to także jego handlowej wartości. Informacja o zastosowaniu traktowania „gubi się” zwykle w łańcuchu pośredników, bądź podawana jest do wiadomości nabywców w sposób dość bałamutny, na przykład przez nazywanie turkusu traktowanego turkusem stabilizowanym. Stosowanie bałamutnego nazewnictwa jest dość powszechna i dotyczy nie tylko turkusu, ale wielu innych kamieni jubilerskich. Szczególnie nasilone jest to na rynkach słabo chronionych. I jest tak mimo nieustannego zwalczania tego przez międzynarodowe organizacje jubilerskie, np. CIBJO. Mając to na uwadze, większość wyżej rozwiniętych krajów wprowadziła w ostatnich latach specjalne prawo regulujące obrót kamieniami jubilerskimi, w tym także kwestie nomenklatury. A są one bardzo ważne w przypadku dochodzenia ewentualnych roszczeń.
Widma fluorescencji rentgenowskiej turkusu naturalnego (A.)
i traktowanego metodą Zachery (B.)
Traktowanie turkusu
Obecnie najpowszechniejszym sposobem traktowania turkusu jest jego impregnacja polimeryzującymi żywicami stosowanymi w stanie
płynnym, tak by w warunkach próżni lub pod ciśnieniem zdołały wypełnić nawet najdrobniejsze pustki i pory w turkusie (fig. 4). Proces impregnacji jest dość powolny i w niektórych przypadkach zajmuje nawet kilka miesięcy. Ale robi się to, bo jego skuteczność jest wysoka i pozwala użytkować złoża pierwotnie nierentowne. Pierwsze impregnacje turkusu polimeryzującymi żywicami wykonane zostały już w połowie minionego wieku przez firmę Colbaugh z Arizony (USA), działającą zresztą tam do dziś. Współcześnie obserwuje się wyroby z traktowanego turkusu zawierające nawet około 20–25 proc. polimeryzującej żywicy. Ale impregnacja turkusu może odbywać się także przy użyciu wielu in
nych substancji, zarówno organicznych jak i nieorganicznych, naturalnych jak i syntetycznych, bezbarwnych jak i barwnych. Prócz żywic stosowane bywają także: poliester, poliakryl, parafina, szkło wodne, wosk, bezbarwny lakier, czasem także oleje. Dla jednoczesnego ulepszenia barwy używa się dodatków, na przykład uwodnionych soli miedzi, błękitu pruskiego czy innych pigmentów. Gęstość względna impregnowanego turkusu (najczęściej około 2,3) jest zawsze mniejsza od gęstości względnej turkusu naturalnego (2,6–2,8). Da się to wyjaśnić wpływem gęstości użytego plastiku (1,2–1,8) kombinowanego z turkusem naturalnym. Prostym sposobem potwierdzenia podejrzenia traktowania
z użyciem impregnatu zawierającego plastik może być standardowy test gorącą igł
ą oraz uważne badanie lupowe, a jeszcze lepiej binokularne. To ostatnie jest bardzo ważne, gdyż pozwala niejednokrotnie zidentyfikować również turkus rekonstruowany, rzekomy tur
kus rekonstruowany (de facto syntetyczny) oraz „klasyczny” turkus syntetyczny. W przypadkach wątpliwych trzeba się jednak odwołać do badań laboratoryjnych: do widm F
TIR i dyfrakcji rentgenowskiej. Pierwsza metoda jest nieinwazyjna, druga wymaga sproszkowania odrobiny badanego turkusu. Pierwsza wykrywa w turkusie obecność plastiku, parafiny, wosku, lakieru czy oleju, druga pokazuje obecność berlinitu (AlPO4), a przez to dowodzi jego traktowania, gdyż berlinitu nie ma w turkusie naturalnym. Jest natomiast w wielu turkusach impregnowanych. Powstaje na skutek podgrzania turkusu w związku z koniecznością wprowadzenia doń ciekłego impregnatu.
Turkus z obfitą matrix
Metody identyfikacji
Najbardziej kłopotliwym w identyfikacji jest turkus traktowany metodą Zachery. Nazwa pochodzi od nazwiska inżyniera elektryka James’a E. Zachery, twórcy tego sposobu traktowania i aktywnego handlarza turkusem. Procedurę miał on opracować w końcu lat osiemdziesiątych minionego wieku na zlecenie firmy R.H. & Company of Glendale z Kaliforni (USA). Mimo upływu ponad dwudziestu lat szczegóły metody zachowywane są nadal w tajemnicy. Wiadomo, że traktowaniu z dobrym skutkiem może być poddany jedynie turkus dobrej jakości. Traktowanie polega na obróbce cieplnej i przy pomocy nietoksycznej kąpieli o nieznanym składzie chemicznym. Jedynym identyfikowalnym jej śladem jest wzrost zawartość potasu w traktowanym turkusie. Ujawnia się go półilościową analizą chemiczną, np. fluorescencją rentgenowską (fig. 5). A rezultaty traktowania turkusu metodą Zachery są bardzo atrakcyjne (fig. 6). Szczególnie istotnej poprawie ulega połysk, barwa i zwięzłość traktowanego turkusu. Powodem jest redukcja porowatości i intensyfikacja barwy. W pewnych przypadkach przed kąpielą chemiczną turkus bywa jeszcze dobarwiany. Wskazuje na to przypowierzchniowe wzmocnienie barwy widoczne na przełamach wyrobów oraz analogiczna intensyfikacja barwy wokół drobnych pęknięć kontaktujących z powierzchnią. Metoda jest szczególnie ceniona przez handlarzy turkusem, gdyż produkty takie są trudno wykrywalne w standardowym obrocie handlowym i niejednokrotnie umykają uwadze nawet ekspertów. Dość powszechne jest przekonanie, że traktowanie turkusu metodą Zachery nie tylko czyni go atrakcyjniejszym wizualnie ale także zwiększa jego trwałość, czyni go łatwiejszym w obróbce i podatniejszym na polerowane.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Fig.
Szkło jest twardym, kruchym i zwykle przezroczystym materiałem powstającym
wskutek stopienia, a następnie dość szybkiego schłodzenia wytworzonego stopu,
bez jego krystalizacji.
Podstawowym surowcem do produkcji szkła jest piasek
kwarcowy. Szkło wytwarzane jest już od tysięcy lat.
Jednak pierwszym szkłem, z którym zetknął się człowiek,
było z pewnością szkło naturalne. Najpewniej był to
obsydian, czyli najbardziej rozpowszechniona postać
szkła wulkanicznego powstająca wskutek szybkiego schłodzenia
lawy bogatej w krzemionkę (SiO2 > 75%), będącej naturalnym
stopem emitowanym przez niektóre wulkany (fig. 1).
Szkło wpisane w cywilizację
Obsydian, dający twarde i ostre krawędzie, był dawniej chętnie
stosowany do wyrobu narzędzi, broni oraz rzeźb, ozdób, talizmanów
i amuletów. Pierwsze narzędzia obsydianowe produkowane
były już w dolnym paleolicie, czyli w istocie u zarania ludzkości.
Dużo mniej rozpowszechnione, a przez to i mniej znane są pozostałe
szkła naturalne. Są nimi: fulguryty zwane też piorunkami,
tektyty sensu stricto (np. mołdawity, czyli wełtawity) oraz tektyty
sensu lato, czyli impaktyty szkliste, na przykład szkło libijskie
z Sahary czy szkło Darwina z Australii.
Kruche fulguryty
Fulguryty są tworami o kształcie nieregularnych rurek, sopli lub
gałązek (fig. 2). Powstają przez zeszklenie piasku działaniem skrajnie
wysokiej temperatury atmosferycznych wyładowań elektrycznych, pospolicie zwanych piorunami, sięgającej nawet 3000 0C. Jest to
aż nadto dużo by skutecznie stopić kwarc. W momencie powstania
mają do kilku metrów długości i kilkunastu centymetrów średnicy.
Ale są dość kruche. Podczas próby wydobycia przeważnie łamią się
na mniejsze fragmenty, zwykle kilkunastocentymetrowe. Ich zasadniczym
tworzywem jest lechatelieryt, czyli bezpostaciowa krzemionka
naturalnego szkliwa krzemionkowego. Od tektytów różni je
rurkowata postać i wielokrotnie większa zawartość wody.
Tektyty – ciała szkliste
Tektyty są natomiast drobnymi szklistymi ciałami uformowanymi
podczas kolizji meteorytów z kontynentalną powierzchnią globu
ziemskiego. Powstawały przez aeryczne krzepnięcie stopu wyrzuconego
fontannowymi strugami daleko poza miejsce kolizji, często
na odległości sięgające nawet kilkuset kilometrów. Ukazują szerokie
spektrum kształtów i cech powierzchni. Podczas lotu w powietrzu
uzyskiwały dość regularną postać, np. dysku, kropli czy łezki,
często z charakterystycznym kolistym kołnierzem. Ich wielkość
zawiera się w przedziale od około 1 mm
do kilkunastu centymetrów.
Struktura tektytu i jego skład chemiczny mogą przypominać
obsydian lub fulguryt. Jednak od obsydianu różni je wyższa zawartość
krzemionki, a mniejsza glinki oraz niska zawartość wody.
Ponadto w ich składzie bywają obecne minerały szokowe, np.
coesyt (wysokociśnieniowy polimorf krzemionki) i baddeleyit
(jednoskośny tlenek cyrkonu). Są one wskaźnikiem krótkotrwałego
działania skrajnie wysokich ciśnień (szoku). Tektyty formują zwykle
tzw. „pola spadków”, czyli obszary występowania form o bardzo
podobnym składzie chemicznym i podobnych cechach fizycznych
(wyglądzie). Nie trzeba dodawać, że poszczególne pola spadków
reprezentują ten sam horyzont czasowy. Główne pola spadków
rejestrowane są w obszarze australoazjatyckim (tzw. australity,
jawanity, bilintonity, filipinity, ryzality, indochinity, tajlandyty),
afrykańskim (tzw. iworyty), europejskim (wełtawity, czyli mołdawity)
oraz północnoamerykańskim (tzw. bediazyty, georgiaity). Już
w czasach prehistorycznych używano ich jako ozdób, talizmanów
i amuletów, a czasem nawet jako prostych narzędzi, np. skrobaków
czy grotów. Współcześnie niektóre ich egzemplarze są wysoko
cenionymi kamieniami jubilerskimi, np. mołdawity (fig. 3). Sądzi
się, że do powstawania tektytów mogło dochodzić tylko przy
odpowiednio dużych kolizjach, gdy krater uderzeniowy osiągał
średnicę większą od 10 km. Na przykład mołdawity z terenu Czech
wiąże się z kolizją sprzed około 16 mln lat, mającą miejsce na
terenie dzisiejszej Bawarii, w rejonie miasta Nördlingen (południowe
Niemcy). Krater wytworzony przez tę kolizję ma ponad dwadzieścia
kilometrów średnicy. Warto dodać, że jest to miejsce,
w którym z impaktytami, czyli ze skałami zmienionymi kolizją
meteorytową zapoznawali się amerykańscy kosmonauci przed
wyprawą na Księżyc.
Impaktyty – olbrzymie szkła
Impaktyty szkliste to też ciała uformowane podczas kolizji meteorytu
z powierzchnią ziemi. Jednak, w przeciwieństwie do tektytów,
nie odbyły balistycznego lotu w atmosferze. Prawdopodobnie
są szybko skrzepłym stopem bezpośrednio w miejscu kolizji. Ich
bryłki bywają dużo większe, a kształty inne niż tektytów (porównaj
fig. 3 i fig. 4). Ich wielkość może sięgać nawet kilkunastu
kilogramów (największy dotychczas znaleziony waży 26 kg i znajduje
się w Muséum National d’Histoire Naturelle w Paryżu).
W składzie chemicznym szklistych impaktytów rejestrowane są ślady spadłego meteorytu w postaci nikłych ilości irydu, niklu
i chromu. Najbardziej atrakcyjnym przykładem tego rodzaju
szkieł naturalnych jest tzw. szkło libijskie (fig. 4, 5). Już w czasach
faraonów było ono chętnie wykorzystywane zdobniczo.
Przykładem tego może być skarabeusz wykonany ze szkła
libijskiego i umieszczony centralnie w pektorale wydobytym ze
słynnego grobowca faraona Tutankhamona (fig. 6). Wprawdzie
pierwsze nowożytne wzmianki o szkle libijskim pochodzą
z drugiej połowy XIX wieku, ale powszechne jest mniemanie,
że dla współczesności odkrycia szkła libijskiego dokonał w 1932
roku dopiero Patrick A. Clayton, geolog z The Egyptian Geological
Survey. Natrafił na nie przypadkowo wśród piasków Sahary
podczas kolejnego zwiadu geologicznego przy granicy egipsko
-libijskiej w obszarze położonym około 800 km na południowy
zachód od Kairu. Znaleziska miały postać różnej wielkości
grudek i bryłek materii szklistej przeważnie barwy białożółtawej;
zdarzały się też okazy zupełnie białe bądź ciemnozielone,
a nawet czarne. Większość z nich była przezroczysta lub przeświecająca;
trafiały się też bryłki zupełnie nieprzezroczyste.
Przeważnie nie imponowały wagą – zwykle ich masa nie przekraczała
100 g, ale zdarzały się też okazy ważące kilkanaście
kilogramów. Zarówno publikacja w londyńskim The Geographic
Journal jak i okazy szkła libijskiego wystawione w British Museum
nie wzbudziły wówczas większego zainteresowania.
Szkło z domieszką diamentu
Szkło libijskie wyróżnia się bardzo wyskoą zawartością krzemionki.
W co najmniej 97 proc. jest to krzemionka (SiO2). Pozostałe
3 proc. stanowią tlenki Al, Fe, Ti, Zr, Co, Mg. Wyróżnia je również
nikła zawartość wody i pęcherzyków powietrza. Do wytworzenia
takiego szkła potrzebna jest temperatura nie mniejsza jak
2000 ºC. Pewnego rodzaju sensacją było wykrycie w szkle libijskim
drobnych inkluzji cristobalitu i trydymitu. Prócz tego znaleziono
jeszcze w nich mikrokryształy wollastonitu i baddeley
itu.
Wszystkie powstają w wysokiej temperaturze, a niektóre z nich
także przy dużych ciśnieniach. Równocześnie w piaskowcach na
których zalegają okruchy szkła libijskiego stwierdzono obecność
coesytu i stiszowitu. Coesyt krystalizuje w temperaturze około
700 °C przy ciśnieniu 4GPa, a stiszowit w temperaturze 1200–1400
°C przy ciśnieniu 16 GPa. W piaskowcach tych natrafiono także
na mikroziarna diamentu, moissanitu i ilmenitu magnezowego.
Minerały te nie mogły by powstać bez temperatur i ciśnień
wytwarzających się podczas uderzenia dużego meteorytu
w powierzchnię ziemi, i to uderzenia o bardzo dużej energii.
Dalsze badania wykazały, że w piaskowcach są znacznie większe
ilości irydu, niklu i chromu niż jest to przeciętnie stwierdzane
w tego rodzaju skałach. Wszystko razem wskazuje na udrzenie
meteorytu jako przyczynę powstania szkła libujskiego. Obecnie
przypuszcza się, że szkło libijskie powstało podczas spadku
dużego ciała kosmicznego (asteroidy/komety?), które rozpadło
się przy wejściu w atmosferę na wiele drobniejszych fragmentów.
Uderzając z wielkim impetem w piaskowce topiły ich powierzchnię.
Tak powstałe stopy przekształciły się wskutek schłodzenia
w szkło zwane dziś libijskim
albo szkłem pustynnym.
Datowania szkła
libijskiego dają wyniki ok.
28−29 mln lat. Wiek ten
można uważać również za
datę spadku meteorytu
odpowiedzialnego za
powstanie szkła libijskiego.
Szkło jako kamień
jubilerski
Szkło libijskie znajdowane
jest na obszarze
o powierzchni około 6500
km². Szacuje się, że całkowita
masa szkła libijskiego,
mimo trwającej już kilkadziesiąt
milionów lat erozji, wynosi jeszcze ok.14 tys. ton. Sądzi
się, że pierwotnie jego masa mogła być nawet 10 tysięcy razy
większa. Jedno wszak nie ulega wątpliwości, szkło takie występuje
tylko w jednym miejscu na Ziemi, na Pustyni Libijskiej
(część Sachary). Jednocześnie jest najczystszym naturalnym
szkłem krzemowym jakie dotychczas znaleziono na Ziemi, a przez
to szkłem unikatowym. Można je uważać za swoisty klejnot
Sahary. Z udziałem szkła libijskiego wykonywane bywają niepowtarzalne,
unikatowe ozdoby. Przykładem tego może być oryginalny
wisiorek zawierający bryłki: zielonkawego mołdawitu
(tektytu z Czech), żółtawego szkła libijskiego (tektytu szklistego
z Sahary) i brunatnawego indochinitu (tektytu z Guang Dong,
Chiny), (fig. 7).
6. Skarabeusz wykonany ze szkła libijskiego umieszczony w pektorale
wydobytym z grobowca Tutankhamona. Ekspozycja Cairo Museum, Egipt
Fig. 7. Wisiorek zawierający
(od lewej): szkło libijskie (Sahara),
mołdawit (Czechy),
i tektyt Guangdong (Chiny)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
W dobie globalizacji obecność traktowanych kamieni jubilerskich na polskim rynku jest powszechna i nie powinna zbytnio dziwić. Każdy kamień jubilerski ma swoje miejsce na rynku, zarówno naturalny, syntetyczny jak i traktowany, jednak pod warunkiem posiadania pełnej wiedzy o jego naturze i właściwościach, szczególnie w momencie dokonywania transakcji handlowych.
Fig. 1. Szafiry Verneuila nowej generacji
Niestety informacja o naturze kamienia jubilerskiego, a zwłaszcza o fakcie jego traktowania dziwnym trafem często „gubi się” w dość skomplikowanym i długim łańcuszku różnorakich pośredników.
Fig. 2. Szafiry Verneuila pod DiamondView: niebieskie – u góry,
Fig. 1. Szafiry Verneuila nowej generacji padparadża i różowe – u dołu
Mało znana metoda
Jednym z mniej znanych opinii publicznej sposobów traktowania kamieni jubilerskich jest zabieg krakowania. Poddawane są mu zarówno kamieni naturalne, jak i syntetyczne. W przypadku kamieni naturalnych chodzi zwykle o sfalsyfikowanie barwy, rzadziej samego kamienia. W przypadku kamieni syntetycznych krakowanie ma na celu stworzenie wrażenia naturalności kamienia. Bardziej obeznanym próbuje się wmówić, że chodzi o kamienie naturalne poprawione termicznie. Sugestywne w tym względzie są resztki topnika w zabliźnionych termicznie pęknięciach. Zwykle surowcem są korundy wytwarzane metodą Verneuila, w szczególności rubiny i szafiry. Niestety świadomość istnienia krakowanych rubinów i szafirów nie jest zbyt duża. Więc wiedza o ich rynkowej obecności warta jest szerszego upowszechnienia. Ale jeszcze ważniejsze jest nabycie umiejętności ich skutecznego rozpoznawania.
Krakowanie kamieni
Fig. 3. Krakowane szafiry Verneuila w zwykłym oświetleniu (po lewej) i podDiamond View (po prawej)
Charakterystykę krakowanych syntetycznych rubinów spotykanych na polskim rynku jubilerskim przedstawiono już w Polskim Jubilerze, w numerze 9 z 2010 roku. Teraz przyszła kolej na charakterystykę gemmologiczną krakowanych syntetycznych szafirów, jako że te również dość często występują w obrocie jubilerskim na polskim rynku. Jak już wspomniano, do krakowania wybierane są zwykle kryształy otrzymywane metodą Verneuila. Powodem jest ich niska cena w relacji do jakości produktu, zwłaszcza tego ostatniej generacji. Metoda Verneuila pozwala obecnie uzyskiwać monokryształy o bardzo wysokiej jednorodności optycznej. W wielu przypadkach bardzo trudno jest w nich dostrzec obecnie stosunkowo łatwo widoczne niegdyś pęcherzyki gazu i łukowate linie wzrostu (fig. 1). Niegdyś były to główne cechy identyfikujące syntezy Verneuila. W kamieniach najnowszej generacji bezpośrednia widoczność tych cech jest znikoma, zwłaszcza w szafirach żółtych, pomarańczowych i zielonych. W wielu przypadkach dopiero uważna obserwacja w immersji za pomocą odpowiednio dobranych filtrów barwnych czy też za pomocą Diamond View pozwala je dopiero dostrzec, czasem z dużym trudem (fig. 2). Mimo to metoda Verneuila jest nadal udoskonalana. Wysiłek racjonalizatorów zmierza do otrzymywania jeszcze lepszych kryształów, nieomal idealnych. W dużym stopniu uwarunkowane jest to jednak jakością procesu krystalizacji (patrz ramka). Kluczowym w tym względzie, najbardziej wrażliwym momentem procesu, jest tzw. punkt krystalizacji. Zmiana jego położenia skutkuje fluktuacjami procesu, a ich trwałym śladem jest zonalność i inne defekty strukturalne kryształu. Można powiedzieć, że metoda ta jest wrażliwa na przemieszczenie się punktu krystalizacji. By kryształ był najwyższej jakości, punkt krystalizacji powinien być zupełnie nieruchomy względem palnika. Jednak powstający kryształ stale rośnie. Żeby punkt krystalizacji był nieruchomy, rosnący kryształ musi być systematycznie obniżany. Zastosowanie sterowania komputerowego w znacznym stopniu ustabilizowało punkt krystalizacji rosnącego kryształu, a przez to poprawiło jego parametry, w tym jednorodność optyczną. I stąd tak powszechny dziś brak łatwo dostrzegalnych łukowatych linii wzrostu i pęcherzyków gazu w kamieniach współcześnie wytwarzanych metodą Verneuila.
Sieć zabliźnionych pęknięć
Krakowanie oznacza wytworzenie we wnętrzu kamienia jubilerskiego sieci dyskretnych różnokierunkowych pęknięć za pomocą szoku termicznego. Szok termiczny jest generowany poprzez nagrzanie kamienia jubilerskiego do temperatury kilkuset stopni i gwałtowne jego schłodzenie. Powstałe w ten sposób naprężenia rozładowują się drobnymi pęknięciami naprężonego kamienia. Pęknięcia są następnie „uzdrawiane” klasyczną obróbkę termiczną (z dodatkiem odpowiednich topników). W rezultacie w traktowanym tak kamieniu tworzy się sieć przestrzenna zabliźnionych pęknięć o specyficznym wyglądzie przesłon z delikatnej tkaniny, którą stanowi woal utkany z drobnych kropelkowych lub robakowatych inkluzji topnika.
Fig. 4. Woalowate formy wnętrza szafiru naturalnego (po lewej) i szafiru
syntetycznego otrzymanego bezwodną metodą topnikową (po prawej)
Proces krakowania jest stosowany do traktowania różnych kamieni jubilerskich. W niektórych odmianach tej metody w drugiej fazie krakowania używa się jeszcze dodatkowo barwnika modyfikującego barwę kamienia (tzw. technika rubases). W takich razach głównym celem jest mistyfikacja określonego kamienia jubilerskiego. Bardzo podobnie do woalowatych form wtrąceń krakowanego syntetycznego szafiru otrzymanego metodą Verneuil’a mogą wyglądać resztki topnika zamknięte w syntetycznych szafirach krystalizowanych bezwodną metodą topnikową, np. Chacham (fig. 4). W rezultacie szafir zawierający specyficzne woalowate formy wtrąceń może być: kamieniem naturalnym traktowanym termicznie z wykorzystaniem topnika/ ów, kamieniem syntetycznym wytworzonym bezwodną metodą topnikową, ale także kamieniem syntetycznym wytworzonym metodą Verneuil’a.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Szybki postęp naukowy i techniczny oraz rosnący popyt sprawiły, że w ostatniej
dekadzie w obrocie handlowym upowszechniły się w skali dotąd nienotowanej kamienie
jubilerskie traktowane, zwane też czasem poprawianymi, upiększanymi bądź waloryzowanymi.
Problem dotyczy w tym samym
stopniu kamieni naturalnych, jak i
syntetycznych. W pierwszym
przypadku chodzi zwykle o
kamuflaż lub usunięcie pewnych
niedoskonałości mających istotny wpływ
na atrakcyjność wizualną, bądź nadanie im
nieistniejących uprzednio cech, na przykład
określonej barwy czy transparentności, w
drugim o możliwie największe upodobnienie
ich do tworów natury.
„Poprawione” kamienie
W tle zagadnienia kryją się rozległe
możliwości osiągania nienależnych zysków.
Na proceder taki narażone są praktycznie
wszystkie kamienie jubilerskie znajdujące
się w obrocie handlowym, zarówno te z
górnej półki, jak i te całkiem tanie. Obecnie
traktowaniu poddaje się powszechnie
zarówno diamenty, rubiny, szafiry, szmaragdy,
tanzanity, spinele, topazy, turmaliny,
perły czy opale, jak też bursztyny, korale,
turkusy, żady czy nawet pospolite kwarce.
Co więcej, w ostatnich latach
upowszechniło się wiele zupełnie nowych
metod traktowania, na przykład dyfuzja
berylowa czy miedziowa, specjalne „szklenia”,
powlekanie plazmowe czy też zmiana
barwy metodami high-tech, by wspomnieć
tylko te, które wywołały ostatnio największe
zamieszanie na rynkach jubilerskich. Nowe
metody traktowania, jak i udoskonalone
starsze sposoby, są na ogół bardzo trudno
wykrywalne tradycyjnymi sposobami gemmologicznymi.
Do wykrycia i zneutralizowania
potencjalnych szkód powodowanych
nimi zdolne są tylko dobrze
wyekwipowane laboratoria gemmologiczne.
Chodzi tu zarówno o odpowiedni
sprzęt analityczny jak i unikatowe kwalifikacje
obsługującego go personelu.
Spadek zaufania dla branży
Informacje o zagrożeniach wynikających ze
stosowania coraz bardziej „wymyślnych”
metod traktowania kamieni jubilerskich
coraz szerszym strumieniem przedostają się
do świadomości bywalców sklepów i
salonów jubilerskich, głównie za
pośrednictwem różnych mediów (internetu,
popularnonaukowych kanałów telewizyjnych,
prasy branżowej, ale także prasy
codziennej), bo jest to w ich oczywistym
interesie. Podejmowane czasem próby
ograniczania szerzenia się takich informacji
w myśl hasła „informacje o traktowaniu
kamieni jubilerskich tworzy niekorzystną
atmosferę rynkową” w oczywisty sposób we
współczesnym świecie skazane są na niepowodzenie.
Co najwyżej mogą do pewnego
stopnia utrudnić czy też nieco opóźnić ich
przenikanie do powszechnej świadomości,
ale w żadnym razie nie są w stanie ich
powstrzymać. Skrywanie niewygodnych
informacji jest najgorszym z możliwych
rozwiązań, a w razie nasilenia może
stanowić fundamentalne zagrożenie dla firm
jubilerskich, bo naraża na szwank zaufanie
do marki jubilerskiej, bodaj najcenniejszej
jej właściwości. Nie od dziś wiadomo, że
zaufanie nabywców to klucz do sukcesu
każdego nieomal biznesu. Budowanie zaufania
jest kosztowne i mozolne, jego utrata
zaś szybka i bolesna. Jak zawsze w takich
razach diabeł tkwi w szczegółach. Cóż z
tego, że sklep czy salon jubilerski jest wspaniale
wyposażony i przemyślnie reklamowany,
a witryna przyciąga oko bogactwem
oferty, gdy brakuje tego co najcenniejsze –
renomy wynikającej z zaufania nabywców.
Kamienie z certyfikatem
Jest wiele metod zyskiwania zaufania nabywców.
Jedną z najbardziej efektywnych z
pewnością jest certyfikacja wyrobów jubilerskich,
czyli procedura wystawiania specyficznej
gwarancji dawanej nabywcom
produktów jubilerskich. Certyfikacja istnieje
w różnych formach już od
kilkudziesięciu lat, stale zresztą
dostosowując się do zmian wynikających z
dokonującego się postępu. Lapidarnie
można powiedzieć, że certyfikacja jest
przedsięwzięciem mającym za cel bezwarunkowe
zagwarantowanie deklarowanych
właściwości nabywanego wyrobu, a przez
to zyskanie pełnego i trwałego zaufania
potencjalnego nabywcy. Chociaż nie ma
powszechnie obowiązujących standardów
ujawniania zakresu stosowanych względem
kamieni jubilerskich zabiegów traktowania,
to istnieje powszechna zgoda, że powinny
być one bezwarunkowo ujawniane nabywcy.
Co więcej, uważa się, że ujawnianie to jest obowiązkiem wszystkich rzetelnych
uczestników gry rynkowej (producentów,
hurtowników, sprzedawców), w imię
dobrze pojętego dobra wspólnego. Dla
znalezienia właściwej formuły
postępowania, odpowiedniej dla danego
rynku czy obszaru handlowego, zaleca się
wzorowanie się w tym na zasadach wypracowanych
przez jedną z wiodących organizacji
międzynarodowych, takich na
przykład jak AGTA (www.agta.org), ICA
(www.gemstone.org), CIBJO (www.cibjo.
org) czy Światowa Federacja Giełd
Diamentowych (WFDB, www.wfdb.com).
Kluczową rolę w procesie ujawniania
zakresu traktowania kamienia jubilerskiego
odgrywa: rynkowe usytuowanie wystawcy
certyfikatu oraz jego kompetencja. Z uwagi
na rynkowe usytuowanie wyróżnić można
dwie kategorie wystawców certyfikatów. Są
nimi silne aparaturowo i kadrowo laboratoria
gemmologiczne, niezależne od konkretnych
uczestników gry rynkowej, często
licencjonowane lub afiliowane przez różne
duże organizacje międzynarodowe a także
laboratoria gemmologiczne bądź rzeczoznawcy
związani wprost lub pośrednio
z konkretnym uczestnikiem gry rynkowej.
Laboratoria gemmologiczne
Dobrą ilustracją pierwszej kategorii wystawców
certyfikatów są laboratoria gemmologiczne
akredytowane przez CIBJO.
Na początku tej dekady ich grupa, która z
czasem stała się znana jako Laboratory
Manual Harmonisation Committee
(LMHC), podjęła próbę ujednolicenia
działań w tym zakresie. I już widoczne są
pozytywne rezultaty tego przedsięwzięcia
w postaci dziewięciu formularzy uzgodnionego
postępowania w odniesieniu do sposobu
i zakresu ujawniania traktowania
określonego typu w określonych kamieniach
jubilerskich (patrz: www.lmhc-gemology.
org/index.html). Głównym zadaniem
tej kategorii laboratoriów wydaje się być
monitorowanie i globalna ochrona rynków
przed przenikaniem na nie wyrobów
niepełnowartościowych. Jak pokazuje
doświadczenie wielu państw, rynek jubilerski
bez skutecznej osłony narażony jest
nieuchronnie na spore kłopoty i straty,
zarówno te bieżące jak i te odłożone w
czasie. W oczywisty sposób dotyczy to
również zaufania nabywców do
określonego rynku jako całości. Nie od dziś
wiadomo, że niektóre rynki jubilerskie oceniane
są jako bardziej godne zaufania, czyli
lepiej chronione, prawnie i organizacyjnie
od innych. To na nich lokują przeważnie
swoje poważniejsze zakupy najbardziej
wyrobieni nabywcy z rynków gorzej chronionych,
z oczywistą stratą dla tych rynków.
Weź przykład z Tiffanego
Dobrą ilustracją drugiej kategorii wystawców
certyfikatów może być laboratorium
gemmologiczne Tiffany and Co. Firma jest
dobrze znaną marką jubilerską o zasięgu
światowym. Posiada kilkaset salonów jubilerskich
na całym świecie, w tym blisko sto
w USA. Wypromowała tak znane i cenione
dziś kamienie jubilerskie jak tanzanit i
tsavoryt. Podstawowym zadaniem usytuowanego
w jej łonie laboratorium gemmologicznego
jest stała troska o utrzymanie
zaufania jej klientów do proponowanych
wyrobów, a przez to utrwalanie wysokiej
pozycji jej marki. Rozwiązaniem formalnym
dobrze służącym osiąganiu tego celu
jest wysoko ceniony certyfikat firmowy
cieszący się bardzo dużym zaufaniem
nabywców. W szczególności nakierowany
jest on na nabywców „towarów z górnej
półki”, o których zaufanie, a tak naprawdę
całkiem spore pieniądze, z dobrym skutkiem
firma zabiega.
Wiarygodność
wystawcy certyfikatu
Równie ważną rolę w procesie ujawniania
zakresu traktowania kamienia jubilerskiego
odgrywają kompetencje wystawcy certyfikatu.
Problem jest tym poważniejszy, że
dla skutecznego przeciwstawienia się
różnorakim „innowacjom” w świecie kamieni
jubilerskich nie wystarczą już dziś
narzędzia i metody stosowane dość skutecznie
jeszcze kilkanaście lat temu. Postęp
ostatnich lat wymusił zasadnicze zmiany w
tym względzie. A bez odpowiedniego przygotowania
fachowego personelu
pracującego na rzecz osłony rynku jubilerskiego
nawet najlepszy sprzęt analityczny
nie będzie właściwie spożytkowany.
Z oczywistych powodów najwcześniej i
najskuteczniej zmiany tyczące certyfikacji
dokonały się w krajach najwyżej
rozwiniętych, o najpotężniejszych rynkach
jubilerskich. Już sporo lat temu pojawiły się
tam techniczne laboratoria gemmologiczne
wyposażone w wysokiej klasy sprzęt analityczny
obsługiwany przez wysoko wykwalifikowany
personel zdolny identyfikować
wszelkie „nowinki” tyczące kamieni jubilerskich,
a przez to skutecznie zabiegać o
zaufanie nabywców i chronić objęte nim
marki jubilerskie. Jak jest to ważne świadczy
szybko rosnąca liczba wysokiej jakości
technicznych laboratoriów gemmologicznych
na rynkach dotychczas w ten
sposób niechronionych. Również rynek
polski i działające na nim firmy powinny
skorzystać z tych doświadczeń. Bez wiarygodnego
certyfikatu, czy to firmowego, czy
to niezależnego laboratorium gemmologicznego,
nie jest już praktycznie możliwe
utrzymanie zaufania najbardziej wyrobionych
nabywców. Zaufanie raz zdobyte,
powinno być starannie pielęgnowane. W
naturalny sposób przenosi się ono potem
na inne grupy nabywców.
Renoma firmy jubilerskiej
Bez trudu da się wykazać, że renoma firmy
jubilerskiej budowana jest zaufaniem nabywców,
co jest równoznaczne z tworzeniem
solidnej podwaliny pod markę handlową.
Sieci i sklepy jubilerskie obracają w istocie
dość podobnym asortymentem o nieomal
identycznym przeznaczeniu. Każdemu
zależy na tym, by zakup dokonywany był
właśnie u niego. Każdy też doskonale wie,
że działa na rynku konkurencyjnym, na
którym podaż zdecydowanie góruje nad
popytem. I każdy stara się wpływać różnymi
sposobami na dokonywany przez nabywcę
wybór, a celem tych zabiegów jest skłonienie
go do kupna właśnie u niego. I taki jest w
istocie dalekosiężny cel tworzenia marki
jubilerskiej, a tej nie da się stworzyć bez
zaufania nabywców. By mogło istnieć musi
być oparte na solidnej gwarancji w postaci
wysokiej jakości certyfikatu wystawianego
przez kompetentne laboratorium, czy to firmowe,
czy to niezależne. Marka firmy staje
się wówczas w oczach nabywców gwarancją
poprawności dokonanego zakupu.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Opal jest najatrakcyjniejszą wizualnie formą naturalnego występowania krzemionki, czyli dwutlenku krzemu (SiO2). Powstaje przez stopniowe twardnienie żelu krzemionkowego odłożonego w porach i pustkach skalnych (fig. 1).
Powodem twardnienia jest utrata zawartej w nim wody. Przyczyn twardnienia upatruje się w zmianach przyrodniczych środowiska występowania żelowej krzemionki, na przykład w zmianie warunków klimatycznych.
Woda w opalu
Mimo to opale zawierają zwykle jeszcze sporo wody (od kilku do kilkunastu procent objętości). Woda lokuje się w drobnych przestrzeniach (micellach) pomiędzy krzemionkowymi granulkami, czyli mikrosferami (lepisferami). Owe granulki powstają przez spontaniczne łączenie się cząsteczek krzemionki. Zachodzi ono w trakcie odwadniania się żelu krzemionkowego. Granulki krzemionki są nikłej wielkości. Jeśli ich średnica zawiera się w przedziale 150-320 nm i są one jednolite pod względem wielkości oraz formują regularne warstwy i szeregi, to ich skupiska atrakcyjnie opalizują (ramka). Opale opalizujące nazywa się szlachetnymi (fig. 2). Opale pospolite nie opalizują, gdyż tworzące je krzemionkowe granulki są nieodpowiedniej bądź niejednolitej wielkości albo tworzą chaotyczne skupiska.
Kolorystyka opalu
Opal szlachetny jest jednym z tych niewielu minerałów, które w jednym okazie mogą prezentować całe spektrum barw, zwykle w postaci mniej lub bardziej regularnych plam (fig. 3). Barwa każdej z plam zależy od orientacji względem źródła padającego światła – poruszenie źródła światła lub kamienia powoduje ożywienie się owych plam. Warto podkreślić, że barwy opalu szlachetnego reprezentują barwy monochromatyczne, czyli spektralnie czyste. Właściwość ta jest charakterystyczną dla barw powstających w wyniku dyfrakcji i interferencji światła białego na bardzo drobnych strukturach o bardzo dobrym uporządkowaniu. Struktura opalu szlachetnego została ujawniona mikroskopem elektronowym już blisko pół wieku temu (ramka). Okazało się, że jest to nadzwyczaj regularne nagromadzenie ultradrobnych granulek krzemionkowych ułożonych regularnie, warstwowo. Efekt opalizacji występuje wówczas, gdy wielkość granulek jest mniejsza od długości fal widma widzialnego. Żeby otrzymać określoną barwę, średnica granulek odpowiedzialnych za jej powstanie musi odpowiadać długości fali monochromatycznej tej barwy, podzielonej przez podwojony współczynnik refrakcji opalu (ramka). Można zatem przyjąć, że długość fali ulegającej dyfrakcji jest proporcjonalna do wielkości granulek (mikrosfer, lepisfer). Przykładowo, barwa czerwona jest wytwarzana przez opal zbudowany z krzemionkowych granulek o średnicy około 320 nm, podczas gdy pozostałe barwy widmowe są wytwarzane przez granulki o coraz to mniejszej średnicy, odpowiednio 150 nm dla barwy fioletowoniebieskiej. Wytworzona barwa opalizacji zależy także od kąta padania światła i kierunku obserwacji. Barwa opalizacji osiąga swe maksimum, gdy promień padającego światła jest prostopadły do kierunku dokonywanej obserwacji. Jeśli kamień zmieni tę pozycję, to barwa ma tendencje do obniżania się.
Występowanie opali
Najpospolitsze są opale szlachetne wykazujące dość jednolitą opalizację w barwach niebieskich i zielonych (fig. 4). Najrzadsze, a przez to najcenniejsze, są opale o czerwonej i czerwonopomarańczowej barwie opalizacji (fig. 5). W opalu szlachetnym występuje zwykle więcej niż jedna barwa opalizacji (fig. 6), gdyż złożony jest on zwykle z wielu drobnych mikroobszarów różniących się nieco wielkością tworzących je krzemionkowych granulek. Powoduje to ogromne bogactwo barw i różnorodność kształtów barwnych plam efektu opalizacji. Z uwagi na rysunek i charakter barwnych plam wyróżnia się opalizację arlekinową, z ostro zarysowanymi, wielobocznymi, mozaikowo układającymi się plamami opalizacji, o podobnej wielkości i kształtcie, o ostrych lub obłych narożach, płomieniową, z wydłużonymi, czerwonawymi, językowatymi pasmami, bez efektu gry barw, a także opalizację błyskową, podobną do płomieniowej, ale z efektem gry barw i opalizację iskrową, z punktowymi obszarami opalizacji. Warto podkreślić, że żaden ze znanych obecnie sposobów traktowania kamieni szlachetnych nie jest w stanie wytworzyć efektu opalizacji dokładnie naśladującego jego naturalny wzorzec. Efekt ten można natomiast wydatnie wzmocnić przez dodanie ciemnego tła, np. przez pomalowanie spodu kamienia, przez nasycenie kamienia cukrem i karbonizację tego cukru kwasem, przez impregnację polimerem o ciemnej barwie (dodatkowym efektem jest zamknięcie porów i rys, przez to osiągnięcie lepszego poleru).
Podział opali
Opale szlachetne dzielone są na: białe (mleczne), szare, czarne, kryształowe, ogniste, boulder i matrix. Najpospolitsze i zwykle najtańsze wśród nich to nieprzezroczyste opale białe (mleczne). Z kolei opale czarne są najrzadziej spotykanymi ze wszystkich opali szlachetnych. Czarna barwa własna wzmacnia i uwydatnia opalizację, gdyż pochłania światło białe, czyli to, które nie pochodzi z opalizacji. Dzięki temu efekt opalizacji zyskuje na wyrazistości. Nie oznacza to, że czarny opal musi być zaraz wyjątkowy i drogi. Czarne tło podkreśla jedynie opalizację. Wartość kamienia zależy w dużym stopniu od liczby, jakości i kształtu barwnych plam opalizacji. Najdroższe bywają opale czarne o mocnej czerwonej barwie opalizacji. Każdy opal przezroczysty nazywany może być kryształowym. Zdarzają się okazy o przezroczystości szkła. Przezroczyste okazy szczególnie chętnie stosowane są do wytwarzania dubletów i trypletów. Mianem opali ognistych określa się odmiany o barwie własnej pomarańczowj do krwistoczerwonej zawdzięczanej niewielkim domieszkom tlenków żelaza. Z kolei boulderem nazywa się opal pochodzący z Australii złożony w większości ze skały żelazistej poprzecinanej cienkimi żyłkami opalu. Opal taki może mieć bardzo wysoką jakość, porównywalną z opalem czarnym. Bouldery szlifowane są w ten sposób, że pozostawia się warstwę skały macierzystej, która stanowi podstawę dla opalu szlachetnego. Nieregularny bieg warstwy opalowej wymusza często kształt bouldera. W pewnych przypadkach mogą one mieć budowę koncentryczną. W zależności od zawartości żelaza barwa skały macierzystej bouldera może być żółta, pomarańczowa, czerwona, brązowa do prawie czarnej. Z kolei matrix to porowata odmiana opalu spotykana głównie na polach wydobywczych Andamooka w Południowej Australii. Nie ma typowej dla opalu struktury. Jest to po prostu spojona opalem okruchowa skała osadowa, np. piaskowiec. Zwykle jest pierwotnie barwy białej lub kremowej. Wykorzystując jej porowatość, często stosuje się różne zabiegi przyciemniania. Najlepsze okazy matrix barwą i różnorodnością rysunku opalizacji mogą konkurować z wysokiej jakości opalami czarnymi, jednak ich porowatość oraz niska zawartość opalu sprawia, że ich ceny są mocno konkurencyjne. Boulder matrix jest odmianą łączącą w sobie cechy boulderów i matriksów.
Opal jako kamień jubilerski
Opale szlachetne są bardzo wysoko cenionymi kamieniami jubilerskimi, jednymi z najpiękniejszych, ale zarazem też najdroższych. Ponad 90 proc. opalu szlachetnego pochodzi obecnie z Australii. Pozostałe 10 proc. dostarczają: Meksyk, USA, Brazylia, Etiopia i Honduras. Wartość opalu zależy od jego: barwy własnej, ilości, jakości i jasności barw opalizacji, rysunku i charakteru plam opalizacji, grubości warstwy opalizującej, masy i kształtu, jakości wykończenia, a także obecności w nim różnorakich wad i niedoskonałości. Każdy opal szlachetny jest w istocie jednak unikatowy. Na jego ostateczną cenę spory wpływ może mieć sprawiane ogólne wrażenie, czyli tzw. urok kamienia. Nie ma dwóch kamieni o identyczej opalizacji. I to jest główny powód kłopotów z ich precyzyjną klasyfikacją i wyceną handlową. Opal szlachetny jest wrażliwy na przesuszenie. Przetrzymywanie go w bardzo suchych lub mocno nasłonecznionych miejscach może spowodować stopniowe blednięcie powiązane z powstaniem licznych mikropęknięć, a w konsekwencji popękanie i zniszczenie kamienia. Warto pamiętać, że opale są również bardzo wrażliwe na nagłe zmiany temperatury. Pod względem fizycznym także nie należą do szczególnie odpornych. Nie należy ich narażać na ryzyko mechanicznego uszkodzenia, na przykład przy przypadkowm otarciu, uderzeniu czy większym nacisku.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Korund jest syntetyzowany od ponad stu dwudziestu lat. Od początku podstawową metodą jego otrzymywania była metoda Verneuila. Jednak dzisiaj monokryształy korundu produkowane są także wielu innymi metodami, np. Czochralskigo (ang. pulled method), bezwodną (ang. flux-melt methode), Bridgmana (strefowego stapiania), wreszcie także hydrotermalną.
Wielość metod powodowana jest koniecznością sprostania coraz to nowym potrzebom wynikającym z dokonującego się postępu naukowo-technicznego, np. lasery wymagają kryształów dużo wyższej jakości od uzyskiwanych metodą Verneuila.
Korundy w jubilerstwie
Z jubilerskiego punktu widzenia najwyżej cenione są korundy otrzymywane metodą bezwodną (ang. flux-melt methode).
Fig. 2.Hydrotermalne korundy oferowane przez
firmę Taurus Created Gems
Otrzymywane w ten sposób monokryształy korundu mogą być łudząco podobne do ich przyrodniczych pierwowzorów i przez to identyfikowane niejednokrotnie jako naturalne. Przez ostatnie pół wieku opracowano około 30 wariantów metody bezwodnej. Najbardziej znane i cenione to: Chatham, Kashan, Ramaura, Lechleitner, Knischka, D ouros. Niemal równie wysoko cenione, aczkolwiek dużo mniej znane, są korundy otrzymywane metodą hydrotermalną (fig. 1). Po części wynika to z tego, że metoda ta jest dość czasochłonna, a jednocześnie znacznie trudniejsza do rutynowego wdrożenia. W rezultacie metodą tą posłużyło się bardzo niewielu producentów.
Fig. 3. Struktura wzrostu typu „szewron” hydrotermalnego rubinu i hydrotermalnego szafiru firmy Tairus Created Gems widziana za pomocą DiamondView
Korduny hydrotermalne
Współcześnie jedynym na świecie producentem hydrotermalnych korundów dla celów jubilerskich (rubinu, szafirów: niebieskiego, żółtego, zielonego i różowego oraz padparadża) jest Tairus Created Gems, czyli joint-venture Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk z Nowosybirska (Rosja) i Tairus Company Ltd. z Bangkoku (Tajlandia). Firma ta powstała w 1989 roku na fali gorbaczowowskiej pierestrojki. Jej pierwszym znaczącym sukcesem było opanowanie w 1993 roku syntezy hydrotermalnych rubinów. Autorem osiągnięcia był dr Aleksander Dokukin, obecnie zastępca dyrektora Zjednoczonego Instytutu Geologii, Geofizyki i Mineralogii Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk w Nowosybirsku. Kolejnym znaczącym sukcesem było opanowanie procesu hydrotermalnej syntezy szafiru. Cel osiągnięto w 1996 roku. Tym razem autorem był dr Wiktor Thomas. Obecnie Tairus Created Gems jest już producentem pełnej gamy hydrotermalnych szafirów (różowych, niebieskich, żółtych, pomarańczowych, czyli padparadży, oraz zielonych).
Aktualnie oferowane są one w cenie około 140 dolarów za karat (loco Bangkok). Opanowanie tej produkcji nie było wcale łatwe, szczególnie z uwagi na trudności z osiągnięciem w warunkach hydrotermalnych równomiernej inkorporacji niektórych chromoforów przez sieć krystaliczną korundu, np. jony tytanu nie są wcale łatwo wchłaniane przez krystalizującą glinkę (Al2O3). Zdaje się, że właśnie z tego powodu prawie zrezygnowano ze stosowania chromoforu tytanowego w Tairus Created Gems. W roli chromoforów korundu stosowane są tam zwykle, adekwatnie do zamierzonych barw: Cr3 + dla rubinu, Fe2 +, Ti4 + dla szafiru, Fe3 + dla bladożółtego szafiru, Ni3 + dla żółtego szafiru, Cr3 +, Ni+ dla padparadża (pomarańczowego), Cr3 +, Ni+ dla szafiru fioletowego i Co3 + dla szafiru zielonego.
Fig. 4. Schemat krystalizatora hydrotermalnego
Obecność jonów niklu jest jedną z bardziej charakterystycznych cech większości hydrotermalnych korundów firmy Tairus Created Gems (z wyjątkiem rubinów, por. Schmetzer K., Peretti A., 1999: Some diagnostic Features of Russian Hydrothermal Synthetic Rubies and Sapphires, Gems & Gemology, vol. 35/1, s. 17-28).
Różnorodność oferty
Na ofertę hydrotermalnych korundów firmy Tairus Created Gems składa się aż trzynaście ich barwnych odmian. Są to: cztery rubiny różniące się tonem i nasyceniem barwy, dwie padparadże ( r ó ż o w o p o m a r a ń c z o w a i pomarańczoworóżowa), dwa szafiry różniące się nasyceniem barwy niebieskiej, dwa szafiry żółte, jeden purpurowoniebieskofioletowy, jeden zielony oraz jeden bezbarwny z subtelną różowawą nutą (fig. 2). Wszystkie kamienie, nawet bez lupy, ujawniają typowe cechy wzrostu hydrotermalnego (struktura wzrostowa typu „szewron”). Pod DiamondView jest ona bardzo łatwo identyfikowalna (fig. 3). Jest zresztą bardzo charakterystyczna także dla innych kamieni wzrastających w autoklawach metody hydrotermalnej (fig. 4). Przykładem mogą być choćby hydrotermalne szmaragdy czy kwarce. Z uwagi na gęstość hydrotermalne korundy firmy Taurus okazują się być bardzo jednolite (3,96 w odmianie zielonej do 4,0 w odmianie czerwonej). Współczynniki załamania światła mają natomiast wyraźnie powyżej wartości typowych dla korundu naturalnego i wynoszą one odpowiednio: dla promienia zwyczajnego 1,773-1,784, a dla promienia nadzwyczajnego 1,764 -1,775. Podobnie jest z dwójłomnością (0,008-0,010). Pleochroizm jest słaby w blado zabarwionych odmianach, np. w szafirach żółtych, do silnego w odmianach intensywnie barwnych, np. rubin, szafir. Reakcja pod filtrem Chelsea jest żywoczerwona w rubinach i padparadżach, stłumiona czerwona w szafirach niebieskich i zielonym, do jej braku w szafirach żółtych i bezbarwnych. Większość próbek reaguje mocno czerwono w długofalowym ultrafiolecie. Wyraźnie słabsza reakcja jest natomiast w krótkofalowym ultrafiolecie. Kilka próbek okazało się też inertnych w ultrafiolecie.
Sposoby weryfikacji
Uważna lupowa obserwacja wnętrza kamieni pozwala z dużą pewnością identyfikować ich hydrotermalną naturę. Do najbardziej charakterystycznych cech wnętrza owych kamieni należy struktura wzrostowa typu „szewron” (szczególnie wyrazista w kamieniach o intensywnej, ciemnej barwie, tj. w rubinach, szafirach niebieskich, szafirze purpurowoniebieskofioletowym i zielonym); w kamieniach intensywnie barwnych towarzyszy jej często struktura typu „zęby piły” (fig. 5).
Charakterystyczne są także inkluzje typu „okruszek chleba”, przeważnie rozproszone (padparadża, szafiry zielone, szafir bezbarwny), czasem inkluzje te ułożone są planarnie (rubiny) oraz inkluzje roztworu hydrotermalnego typu „odcisk palca” (stwierdzane tylko w szafirach niebieskich).
Fig. 6. Widma FTIR hydrotermalnego rubinu (czerwona linia) i szafiru (niebieska linia) firmy Tairus Created Gems
W korundach hydrotermalnych można zaobserwować także zonalność barwy spotykaną w kamieniach intensywnie barwnych; bywa następstwem struktury wzrostowej typu „szewron” i/lub typu „zęby piły” a także chmurki/ zony punktowych inkluzji (typowe dla odmiany padparadża, często angularne). Wszystkie hydrotermalne korundy firmy Tairus Created Gems ujawniają bardzo silną absorpcję w zakresie poniżej 1600 cm-1 (fig. 6). Absorpcja/transmisja w pozostałym badanym zakresie podczerwieni mocno zależy od barwy hydrotermalnego korundu. Kamienie fioletowe, niebieskie i zielone mają absorpcję w postaci kilku ostrych pików przypadających w przedziale 2000-2500 cm-1 oraz dość szerokie pasmo 2800-3100 cm-1 (fig. 6). Pozostałe barwne odmiany charakteryzują się absorpcją koncentrującą się w przedziale 3100-3600 cm-1, np. dla rubinu najmocniejsze piki przypadają na 3303 cm-1 i 3481 cm-1 (fig. 6).
Metoda hydrotermalna to sposób otrzymywania monokryształów polegający na krystalizacji z roztworu wodnego w temperaturze niższej od punktu krytycznego wody. Rozpuszczalność niektórych związków w takich warunkach jest na tyle duża, że daje możliwość uzyskania przesycenia roztworu w gradiencie temperatury. Proces prowadzi się w krystalizatorze hydrotermalnym, czyli w specjalnie przystosowanym do tego celu autoklawie (fig. 4). Zapewnia on utrzymanie odpowiedniego ciśnienia i gradientu temperatury. Inicjację krystalizacji umożliwiają zarodki zawieszone w przesyconym roztworze wodnym górnej części autoklawu. Roztwór wodny zasilany jest z dna autoklawu, gdzie znajduje się rozpuszczający się stopniowo surowiec (substrat). Proces otrzymywania kryształów tą metodą jest kosztowny i długotrwały. Mimo stosowania dodatków przyspieszających krystalizację (mineralizatorów) może trwać wiele tygodni, a nawet miesięcy. Warunki, w których się odbywa, zbliżone są do naturalnych, jednak uzyskane kryształy różnią się zasadniczo niektórymi cechami od naturalnych. Znając je, łatwo da się je identyfikować lupowo i/lub binokularnie.
Znaczenie dla jubilerów
Hydrotermalne korundy firmy Tairus Created Gems są atrakcyjnym materiałem jubilerskim. Atrakcyjności przydaje im zwłaszcza ich unikatowość. Są one bowiem jedynymi jubilerskimi hydrotermalnymi korundami produkowanymi obecnie na świecie. Może się zdarzyć, jak to zresztą zdarzało się już nieraz w przeszłości, że ich produkcja zostanie zaniechana. Wówczas ich wartość w oczach koneserów i kolekcjonerów z pewnością znacząco wzrośnie.
Fig. 5. Struktura wzrostowa hydrotermalnego
rubinu typu „zęby piły”
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Fantazyjnie barwne diamenty (fancy diamonds) są w naturze wielką rzadkością. Stanowią ledwie śladową część światowego wydobycia diamentów. Początkowo interesowali się nimi głównie kolekcjonerzy i koneserzy kamieni jubilerskich.
W centrum uwagi znalazły się dopiero pod koniec XX wieku, gdy pod wpływem mediów zyskały na popularności, szczególnie w kręgach ludzi zamożnych i wpływowych. Zatem nie dziwi, że biżuteria z takimi kamieniami jest bardzo droga i z każdym rokiem zyskuje coraz bardziej na wartości.
Horrendalne ceny unikatowych diamentów
Popularność, jaką cieszą się barwne diamenty, nie jest dana raz na zawsze, trzeba o nią zabiegać. Jednym ze sposobów przyciągnięcia uwagi może być wejście w posiadanie szokująco drogiej biżuterii. A taką jest biżuteria zawierająca unikatowe brylanty o barwie fantazyjnej. W konsekwencji stymuluje to mocno chęć ich substytucji, czyli zastąpienia prawie nieosiągalnych kamieni naturalnych kamieniami de facto z nimi identycznymi, jednakże wielokroć od nich tańszymi. Chodzi o kamienie barwione. Tu w sukurs przychodzą osiągnięcia ostatnich lat w zakresie syntezy i traktowania kamieni jubilerskich (advanced technology).
Fig. 3. Żółty brylant o barwie wytworzonej
Naśladowanie natury
Człowiek usiłował naśladować wytwory przyrody właściwie od niepamiętnych czasów. W ostatnich latach proceder ten osiągnął jednak poziom dotychczas nienotowany. Znanych jest bardzo wiele sposobów substytucji jednych kamieni jubilerskich innymi (przez tworzenie imitacji, przez zastąpienie kamieni naturalnych kamieniami syntetycznymi, składanymi bądź rekonstruowanymi, przez traktowanie kamieni naturalnych, przez traktowanie kamieni syntetycznych). Barwienie jest jedną z najważniejszych metod efektywnego wpływania na postrzeganie, a tym samym atrakcyjność kamienia jubilerskiego. Może być realizowane na wiele sposobów. Działanie pasywne polega zwykle na powleczeniu kamienia barwnikiem (barwienie powierzchniowe) lub nasycanie nim jego wnętrza (barwienie wgłębne). Barwienie pasywne nie działa modyfikująco na materię kamienia jubilerskiego i jest przeważnie łatwe w identyfikacji. Z kolei barwienie aktywne obejmuje metody modyfikujące materię kamienia jubilerskiego i jest przeważnie trudne w identyfikacji (specjalistyczna wiedza + kosztowne przyrządy). Barwienie aktywne wymaga stosowania obróbki chemicznej i/lub fizycznej (cieplnej, ciśnieniowej, promieniowaniem) bądź ich kombinacji. Nabyta w ten sposób barwa jest bardzo trwała. Jej zmiana lub zniesienie wymaga stosowania tych samych metod i narzędzi, które stosowane były do jej wytworzenia.
Fig. 1. Pryzmatyczna prasa HPHT do traktowania brylantów firmy Sundance Diamond (USA)
Badanie diamentów
Z rynkowego punktu widzenia diamenty są najważniejszym sortymentem kamieni jubilerskich. Zatem nie dziwi, że zagadnienie barwienia diamentów pozostaje w centrum uwagi wszystkich zainteresowanych stron, jako że barwa jest jednym z fundamentalnych kryteriów kształtowania wartości brylantu. Ostatnimi laty najlepsze rezultaty w barwieniu brylantów uzyskuje się poprzez obróbkę wysokim ciśnieniem/ wysoką temperaturą, z wykorzystaniem specjalnie przystosowanych do tego pras, tzw. pryzmatycznych pras HPHT (fig. 1), niskim ciśnieniem/wysoką temperaturą (LPHT), z wykorzystaniem autoklawów CVD lub przez napromieniowywanie z wykorzystaniem generatorów wysokoenergetycznego promieniowania. Mogą to być też metody kombinowane, np. HPHT + napromieniowanie + wyżarzanie. Proces napromieniowania prowadzony jest wówczas w taki sposób, by nie generować potomnej radiacji kamienia. Rezultatem owych zabiegów bywa wytworzenie brylantów pięknie wyglądających, trwale barwnych, wolnych od emisji szkodliwego promieniowania. Jednak skuteczne przeprowadzenie takiego zabiegu wymaga sporej znajomości rzeczy. Amatorskie działanie w tym względzie może przynieść więcej szkody niż pożytku.
Fig. 4. Zielony brylant o barwie wytworzonej
Bezbarwny diament
Barwność diamentu jest zwykle pochodną pewnych defektów i nieprawidłowości w strukturze atomowej kryształu. Diament o niezakłóconej sieci krystalicznej jest bezbarwny. Jej zdefektowanie, na przykład przez wtrącenia obcych atomów, jest powodem różnorakich interakcji ze światłem. Ich przejawem może być także barwność, np. obecność atomów boru powoduje niebieską barwę diamentu. Obróbka HPHT odtwarza niejako warunki panujące w litosferze w momencie tworzenia się tam diamentu. Poziom i wahnięcia parametrów ciśnienia, temperatury i chemizmu środowiska krystalizacji wpływają na indywidualne cechy formujących się kryształów, w tym na ich barwę, głównie poprzez rodzaj, liczbę i charakter wtrąceń/defektów ich sieci krystalicznej. W kryształach diamentu szczególną rolę w tym względzie pełnią wtrącenia atomów azotu i boru, pierwiastków bezpośrednio sąsiadujących z węglem w układzie okresowym. Azot jest z nich najpowszechniejszy. Stwierdza się go w około 98 procentach wydobywanych diamentów. Jego obecność, identyfikowana na ogół spektralnie, jest podstawą do zaliczenia diamentu do typu I (fig. 2). Diamenty te są zwykle w różnym stopniu żółtawe (tzw. seria główna barw diamentu). Po traktowaniu mogą zmienić barwę na pomarańczową, zieloną, intensywnie żółtą (fig. 3, 4). Ich syntetyczne ekwiwalenty są zwykle żółte. Diamenty niezawierające azotu zalicza się do typu II. Jeśli zawierają nieco boru, to są typu IIb. Diamenty te są zazwyczaj niebieskoszare do niebieskich. Po traktowaniu stają się niebieskie. Ich syntetyczne ekwiwalenty są intensywnie niebieskie. Jeśli diamenty nie zawierają azotu i boru, to określa się je mianem typu IIa. Jeśli ich sieć krystaliczna jest niezaburzona, to są bezbarwne. Zaburzenia sieci krystalicznej, np. dyslokacje, mogą powodować w nich barwę brązową, żółtawą, rzadziej różową. Po traktowaniu mogą stać się bezbarwne, różowe (fig. 5), ceglaste, a nawet niebieskie. Ich syntetyczne ekwiwalenty mogą być brązowe, bezbarwne bądź kasztanowe. Uzyskane tak barwy są trwałe i nie wymagają zachowania szczególnej ostrożności przy ich użytkowaniu.
Fig. 5. Różowy brylant o barwie wytworzonej
Specjalistyczna technologia
W ostatnich latach powstała liczna grupa firm specjalizujących się w traktowaniu diamentów za pomocą high-technology (HPHT, LPHT, napromieniowywanie, powlekanie plazmowe, laserowanie, fracture filling). Ulokowane są one zarówno w USA, jak w Europie i Azji (Rosja, Chiny, Indie, Białoruś, Ukraina). Wszystko zaczęło się jednak jeszcze w latach siedemdziesiątych minionego wieku w laboratoriach General Electric (USA). Badacze tej firmy odkryli wówczas, że żółtawe diamenty serii cape oraz wyprodukowane wtedy pierwsze monokryształy syntetycznego diamentu jubilerskiego (żółte) mogą mieć skutecznie rozjaśnioną barwę przez przedłużone wygrzewanie w prasach HPHT. Od tej chwili można już mówić o narodzeniu się traktowania metodą HPHT. Jeszcze wcześniej narodziło się traktowanie napromieniowaniem. Pierwsze takie eksperymenty przeprowadzono bowiem w niewiele lat po odkryciu naturalnej promieniotwórczości (1904 r. – sir William Brookes, z wykorzystaniem soli radu). Szczególne przyspieszenie rozwoju metod traktowania diamentów za pomocą high-technology nastąpiło jednak dopiero w ostatnim dziesięcioleciu. Wiąże się to z bardzo szybko wzrastającym popytem na barwne diamenty. Firmy produkujące syntetyczny diament miały już wówczas odpowiednią wiedzę i sprzęt do realizacji tego celu. Wystarczyło podjąć decyzję. Założyciele Sundance Diamond, jednej z najpoważniejszych amerykańskich firm tego rodzaju, oświadczyli wprost, że powstali w 2002 roku z powodu szybko rosnącego zapotrzebowania rynku na piękne, barwne diamenty, zapotrzebowania, którego nie mógł zaspokoić już przemysł wydobywczy. Sundance Diamond powstało jako wyspecjalizowany oddział US Synthetic Corporation, integralnej części Dover Corporation’s Energy Products Group. Warto dodać, że przed oficjalnym startem Sundance Diamonds, już od 1980 roku, eksperymentowano tam z traktowaniem diamentów, zarówno naturalnych, jak syntetycznych. Konkurencja sprawiła, że niektóre usługi traktowania brylantu za pomocą hightechnology nie są już dziś zbyt drogie, np. chińskie i indyjskie firmy oferują tego rodzaju usługę zmiany barwy brązowego brylantu typu IIa na bezbarwną (D do H, wg nomenklatury GIA) już za około 150 USD $ za karat przy minimalnej wielkości zamówienia 1 karat. Notabene, już od paru lat obserwuje się wzmożoną akwizycję brązowych brylantów typu IIa, szczególnie tych dużych. Ma to miejsce także na rynku polskim. Po traktowaniu sprzedawane są one z zyskiem jako wysokiej jakości bezbarwne brylanty. Nie jesteśmy jednak wobec tego procederu bezbronni. Traktowanie pozostawia w brylantach o poprawionej barwie, zarówno naturalnych jak i syntetycznych, ślady czytelne metodami laboratoryjnymi.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
W gemmologii krakowanie oznacza wytworzenie we wnętrzu kamienia
jubilerskiego sieci dyskretnych różnokierunkowych pęknięć za pomocą szoku
termicznego. Jest on generowany nagrzaniem kamienia jubilerskiego do
temperatury kilkuset stopni a następnie gwałtownym jego schłodzeniem.
Wytworzone naprężenia
rozładowują się
poprzez drobne
wewnętrzne pęknięcia.
„Uzdrawia” się je
klasyczną obróbką termiczną (z dodatkiem
topnika lub topników). W rezultacie
tworzą się specyficzne formy przestrzenne
przypominające wyglądem woal utkany z
drobnych kropelkowych lub robakowatych
inkluzji topnika (fig. 1).
Krakowanie kamieni
jubilerskich
Proces krakowania jest używany do
traktowania różnych kamieni jubilerskich.
W niektórych odmianach tej metody, w
drugiej fazie krakowania, używa się
jeszcze upiększającego barwnika (tzw.
technika rubases). W takich razach celem
jest często mistyfikacja określonego
kamienia jubilerskiego, np. kryształ górski
krakowany techniką rubases (z dodatkiem
zielonego pigmentu zawierającego Cr3+)
może dość skutecznie udawać szmaragd.
Metoda Verneuil’a
Wśród syntetycznych rubinów krakowaniu
poddawane są głównie rubiny wytwarzane
metodą Verneuil’a. W procederze tym
chodzi o możliwie największe
upodobnienie rubinu syntetycznego do
rubinu naturalnego, gdyż postacie wtrąceń
powstałych w wyniku krakowania mocno
przypominają wtrącenia spotykane w
rubinach naturalnych traktowanych
termicznie z dodatkiem topnika/ów.
Chętnie wykorzystywane są do tego
syntetyczne rubiny wytwarzane metodą
Verneuil’a, gdyż są podatne na krakowanie,
atrakcyjne wizualnie, łatwo dostępne i
tanie. Przypadki wykrywania w obrocie
rynkowym krakowanych syntetycznych
rubinów mnożą się ostatnio. Sugestywne
upodobnienie wyglądu wnętrza takich
kamieni do wyglądu wnętrza traktowanych
termicznie rubinów naturalnych rodzi
bowiem różnorakie pokusy, gdyż ceny
rubinów naturalnych są nieporównywalnie
wyższe od cen rubinów syntetycznych,
szczególnie w ich najtańszym wydaniu,
czyli otrzymywanych metodą Verneuil’a. Z
tym na ogół nie idzie w parze umiejętność
identyfikacji spreparowanych tak kamieni,
a tym samym ich eliminacja z rynku przez
wnikliwą handlową ocenę. By móc
skutecznie przeciwstawić się coraz
częstszym próbom nadużyć w tym zakresie,
konieczne jest stałe aktualizowanie wiedzy.
Inaczej grozi nam coraz powszechniejsze
przenikanie do obrotu handlowego
obiektów niepełnowartościowych, a nawet
całkowicie zmistyfikowanych, nierzadko z
wykorzystaniem „high tech”.
Metody krakowania
Bardzo podobnie do wtrąceń w
krakowanym syntetycznym rubinie
otrzymywanym metodą Verneuil’a mogą wyglądać resztki topnika zamknięte w
rubinach syntetycznych krystalizowanych
bezwodną metodą topnikową, np. w
rubinach Ramaura, Chatham, Kashan,
Lechleitner, Knischka, Gilson-Nakazumi.
W rezultacie rubin zawierający specyficzne
woalowate formy wtrąceń może być:
kamieniem naturalnym traktowanym
termicznie z wykorzystaniem topnika/ów,
kamieniem syntetycznym wytworzonym
bezwodną metodą topnikową lub
kamieniem syntetycznym wytworzonym
metodą Verneuil’a. Z nich na miano
syntetycznych krakowanych rubinów
zasługują jedynie krakowane rubiny
otrzymywane metodą Verneuil’a, gdyż
tylko w tym przypadku można mówić o
pełnym procesie krakowania. W
pozostałych przypadkach mamy do
czynienia bądź to z klasyczną obróbką
termiczną w obecności topnika/ów (rubiny
naturalne), bądź to z woalopodobnym
rezultatem standardowej metody syntezy
rubinu (bezwodna metoda topnikowa).
Tak czy siak, z rynkowego punktu widzenia
kluczową pozostaje kwestia odróżnienia
syntetycznego krakowanego rubinu od
rubinu naturalnego, jako że w grę wchodzi
wówczas bardzo poważna różnica cen.
Syntetyczne rubiny
Pierwsze syntetyczne rubiny wytworzone
zostały już w 1837 roku, kiedy to Marc
Gaudin uzyskał kilka kryształów rubinu o
wielkości około 1 ct, notabene bez
świadomości dokonanego odkrycia. Sądził
on bowiem, że wytworzył szkło. Była to
jednocześnie pierwsza udana próba syntezy
kamienia jubilerskiego metodą flame
fusion, znaną dzisiaj także pod nazwą
metody Verneuil’a. Wobec stanowczego
twierdzenia Marc Gaudin o nieskuteczności
metody flame fusion (nieprzezwyciężalne
w owym czasie trudności ze stabilizacją
temperatury na poziomie 2050oC, czyli
temperatury topnienia korundu), liczni
eksperymentatorzy
zwrócili się w kierunku
metody alternatywnej, czyli ku metodzie
topnikowej (flux fusion). W niedługim
czasie przetestowano liczną gromadę
topników z dość podobnym rezultatem.
Sprowadzał się on do otrzymywania
drobnych płaskich heksagonalnych
kryształków rubinu o niewielkiej średnicy
(najwyżej około 1 mm) i nikłej
submilimetrowej grubości.
Rubiny genewskie
W 1885 roku na rynku paryskim pojawiły
się tzw. rubiny genewskie, tj. rubiny
jubilerskiej jakości dostarczane przez
genewskiego handlarza. Charles Friedel z
Sorbony zbadał je. Stwierdził wówczas, że
są to rubiny wytworzone na drodze
stapiania (pod mikroskopem widział
pęcherzyki gazu, analogiczne do
spotykanych w szkle). Genewski dostawca
został zmuszony do zwrotu pieniędzy
nabywcom. Jednak rubiny te były nadal
sprzedawane, tyle że za dużo niższą cenę.
Od tego momentu nabywcy byli
informowani, że chodzi o rubiny powstałe
przez stapianie drobnych okruchów rubinów naturalnych. Kwalifikowano je
jako rubiny rekonstruowane. Tajemnica
ich produkcji nigdy nie została ujawniona.
Wiara w ową rekonstrukcję rubinów
przetrwała bez mała aż do początku lat
siedemdziesiątych XX wieku (w niektórych
publikacjach nawet nieomal po dzień
dzisiejszy, np. R. Girulski „Historia
produkcji i charakterystyka gemmologiczna
syntetycznych korundów otrzymywanych
w Polsce”, „Polski Jubiler” 3(14) 2001).
Rubiny genewskie od poczatku znane były
P. Jannetaz, mineralogowi i gemmologowi
z Museum d’Histoire Naturalle w Paryżu.
Badając je, doszedł do tych samych
wniosków co Charles Friedel z Sorbony.
Powiedział o tym swoim kolegom
chemikom: G.A. Terreil i… A. Verneuil
(1856-1913). Ten ostatni pracował już w
tym czasie nad syntezą rubinu z E. Fremy.
Terreil i Verneuil sprawdzili natychmiast
eksperymentalnie informację Jannetaza,
umieszczając w płomieniu palnika
tlenowo-wodorowego szczyptę sproszkowanej
glinki zawierającej nieco
chromu; otrzymali czerwone ziarno
wielkości główki od szpilki. Jannetaz
zanalizował je i okazało się, że jest to
kryształ rubinu. Verneuil natychmiast
zrozumiał błąd Marc Gaudin. Był to rok
1886. Verneuil miał wówczas 30 lat. W
następnych latach zaangażował się,
niezależnie od prac prowadzonych z E.
Fremy, w eksperymenty z metodą flame
fusion. Widział w tym alternatywę dla
metody topnikowej (flux fusion).
Eksperymentalne prace z metodą flame
fusion prowadzone były przez A.
Verneuil’a od roku 1886. Pomagał w nich
M. Pasquier. Po kilku latach eksperymentów
można było mówić już o pełnym sukcesie
syntezy rubinu metodą flame fusion. W
latach 1891 i 1892 zdeponowane zostały
we Francuskiej Akademii Nauk rękopisy
dwu artykułów gwarantujących
Verneuil’owi ojcostwo dokonanych
odkryć. Jednak informację o sukcesie
syntezy rubinu metodą flame fusion podał
dopiero w 1902 r. Istnieje uzasadnione
podejrzenie, że przez kilkanaście lat
dzielących dokonane odkrycie od
publikacji o nim prowadzona była skrycie
synteza i komercjalizacja syntetycznego
rubinu, np. istnieje zapisek informujący,
że w 1900 roku na światowej wystawie w
Paryżu niejaki M. Pasquier (pomocnik
Verneuil’a?) prezentował piękne rubiny,
które zostały sprzedane jubilerom jako
naturalne. Po latach okazało się, że były to
syntetyczne rubiny wytworzone metodą
Verneuil’a.
Eksperymenty na rubinach
Światowy sukces metody Verneuil’a
spowodował w tamtych latach zaniechanie
prób syntezy monokryształów korundu
innymi metodami. Sytuacja uległa zmianie
dopiero w końcu lat 50. XX w., po
pojawieniu się laserów. Te wymagały
kryształów wysokiej jakości. Metoda
Verneuil’a nie była w stanie ich wytworzyć
(łukowata zonalność, pęcherzyki gazu).
Przez minione lata stale jednak ją
doskonalono. Pierwsze syntetyczne
korundy otrzymywane metodą Verneuil’a
są dość łatwo rozpoznawalne, głównie z
uwagi na łatwo dostrzegalną łukowatą
zonalność (fig. 2) oraz stałą obecność
czasem nawet sporych pęcherzyków gazu.
Tego samego nie da się już powiedzieć o
rubinach syntetyzowanych metodą
Verneuil’a w późniejszych latach,
szczególnie o pochodzących z niektórych
najbardziej doświadczonych wytwórni. Ich
jakość w ostatnich latach uległa radykalnej
poprawie. Przejawem tego jest powszechny
brak dostrzegalnej zonalności i
pęcherzyków gazowych. Zachęciło to
niektórych do eksperymentowania z takimi
rubinami. Zamiarem było upodobnienie
ich do rubinów naturalnych.
Najskuteczniejszym sposobem okazało się
krakowanie. Już niejeden poprawiony w
ten sposób syntetyczny rubin został
sprzedany jako rubin naturalny traktowany
wygrzewaniem (przy udziale topnika/ów).
W takich przypadkach naprawdę
skuteczne są jedynie laboratoryjne metody
identyfikacji. Szczególnie pomocne w tym
względzie są zwłaszcza: DiamondView
oraz spektrometry FTIR i Vis (fig. 3, 4, 5).
Jacques Cartier, szesnastowieczny francuski korsarz, podróżnik i odkrywca,
znany także z licznych odkryć na terenie dzisiejszej Kanady, był święcie przekonany,
że odkrył złoto i diamenty w miejscu nazwanym z tego powodu Cap Diamant
(obecnie znajduje się tam miasto Quebec).
Pierwszy
kanadyjski diament
Ale trzy wieki później powtarzające się
co pewien czas znaleziska pojedynczych
diamentów w osadach polodowcowych
środkowego zachodu Stanów
Zjednoczonych Ameryki Północnej
skłoniły niektórych kanadyjskich
poszukiwaczy do podjęcia
poważniejszych prac eksploracyjnych.
Już wówczas wiedziano, że osady
polodowcowe środkowego zachodu
Stanów Zjednoczonych Ameryki
Północnej są nanosem spływającego z
północy plejstoceńskiego lądolodu (fig. 1).
Na rezultaty tych prac nie trzeba było
długo czekać. Już w 1863 roku odkryto
pierwszy kanadyjski diament w osadach
polodowcowych prowincji Ontario. W
1899 roku profesor W.H. Hobbs z
Uniwersytetu Wisconsin przedstawił
hipotezę, zgodnie z którą diamenty
znajdowane na południowych krańcach
Krainy Wielkich Jezior zostały tam
przywleczone z północy przez
nasuwający się plejstoceński lądolód.
Ówczesna znajomość ruchu
plejstoceńskiego lądolodu na terenie
Ameryki Północnej pozwalała
przypuszczać, że prawdopodobnym
źródłem owych diamentów był
usytuowany w północnej Kanadzie rejon
Zatoki Hudsona zwany Baie James. W
1920 roku, również w Ontario, podczas
budowy kolei żelaznej w okolicy
Peterborough, znaleziono kolejny
diament, tym razem o masie aż 33
karatów. W 1955 roku, w trakcie
poszukiwań złota, odkryte zostały
pierwsze kanadyjskie kimberlity (fig. 2).
Odkrycia dokonano nad jeziorem
Bachelor, niedaleko Desmaraisville, w
okręgu Abitibi. W następnych latach
doniesienia o kolejnych znaleziskach
diamentów na terenie Kanady zaczęły się
mnożyć. Na przykład w 1960 roku
sygnalizowano odkrycie wielu drobnych
diamentów w Saskatchewan (Prince
Albert), a w 1971 roku jubilerskiego
diamentu o masie 0,25ct, odkrytego znów w osadach polodowcowych
prowincji Ontario (Timmins). Nie dziwi
zatem, że już w latach sześćdziesiątych
minionego wieku wiele towarzystw
górniczych, w tym De Beers, rozpoczęło
pierwsze systematyczne poszukiwania
diamentów na terenie Kanady.
Poszukiwanie
złóż w Kanadzie
Kanadyjczykiem szczególnie zasłużonym
na tym polu okazał się Charles Fipke,
geolog wywodzący się z Kolumbii
Brytyjskiej, najdalej na zachód wysuniętej
prowincji Kanady. W 1981 roku
rozpoczął on systematyczne badania
zmierzające do odkrycia złóż diamentów
w Kanadzie. W tym celu w 1983 roku
założył Dia Met Minerals Ltd. Firma ta
finansowała jego śmiałe projekty eksploracyjne.
W pierwszej fazie prace skoncentrowano
na wytyczeniu kierunków i
tras ruchu lądolodu. Równolegle poszukiwano
koncentracji piropu, oliwinu i
diopsydu chromowego, których obfite
występowanie jest czułym indykatorem
bliskiej obecności wychodni
diamentonośnego kimberlitu. Trzeba
było aż dziesięciu lat, by poszukiwania
prowadzone w surowych warunkach
tundry kanadyjskiej zakończyły się sukcesem.
Na rok przed pierwszymi odkryciami
Dia Met Minerals Ltd i BHP Billiton
zawarły porozumienie o współfinansowaniu
rozległego programu poszukiwawczego.
Prawdziwy sukces przyszedł
w 1991 roku. Było nim odkrycie pierwszego
komina kimberlitowego pod
jeziorem Point Lake. Kimberlit został
osiągnięty odwiertem o głębokości około
400m. Z 59-kilogramowej próby owego
kimberlitu uzyskano aż 81 diamentów.
Diamentowe złoża
Następne lata przyniosły kolejne, coraz
liczniejsze odkrycia kominów
kimberlitowych. Niektóre z nich okazały
się bardzo zasobne w diamenty. W
rezultacie Ekati, pierwsza kanadyjska
kopalnia diamentów, uruchomiona
została już w 1998 roku (fig. 3). Z tą
chwilą Kanada weszła do elitarnego
klubu diamentowego i stała się jego
ważnym graczem, zresztą z każdym
rokiem zyskującym na znaczeniu.
Uruchamiane w kolejnych latach
kopalnie: Diavik (2003), Jerycho (2006),
Snap Lake (2007) i Victor (2008) uczyniły
z Kanady jednego z najpoważniejszych
producentów diamentów naturalnych, w
tym także diamentów jubilerskich.
Ocenia się, że w Kanadzie wydobyto
dotychczas ponad 100 mln karatów
diamentów, a ich roczna produkcja
stanowi już wartościowo około ¼
aktualnego światowego wydobycia
diamentu. I na tym nie koniec. Kolejne
projekty uruchomienia wydobycia
diamentów nabierają realnych kształtów.
Niektóre z nich są już w dość
zaawansowanej fazie, np. Fort à la Corne
(Saskatchewan), Star Diamond
(Saskatchewan), Gacho Kué (North-
Western Territory), Foxtrot (Quebec).
Towarzystwa górnicze dopingowane
dotychczasowymi rezultatami objęły
pracami poszukiwawczymi prawie cały
teren Kanady. Aktualnie intensywną
eksplorację prowadzi tam blisko 150
firm, obejmując swymi poszukiwaniami
w szczególności prowincje: North-
Western Territory (NWT), Nunavut,
Alberta, Saskatchewan, Manitoba,
Ontario, Quebec, Nowa Ziemia i
Labrador.
Trudna eksploatacja
Kanadyjskie złoża diamentów
usytuowane są w ekstremalnie trudnych
warunkach klimatycznych i terenowych
(wieczna zmarzlina, tundra, mokradła,
jeziora, rzeki, brak infrastruktury),
porównywalnych jedynie z tymi, jakie
panują w złożach jakuckich (Syberia).
Przez ponad osiem miesięcy w roku
pokryte są grubą warstwą śniegu i lodu.
Przez długie zimowe miesiące
temperatura spada nierzadko do – 50 ºC.
W takiej temperaturze, przy silniejszym
wietrze, łatwo o trudno gojące się
odmrożenia. Dokuczliwy jest również
brak naturalnego światła, gdyż w okresie
zimy Słońce wznosi się tylko na krótko
ponad horyzont. Dotarcie do aktualnie
eksploatowanych złóż drogą lądową
możliwe jest tylko w okresie zimowym,
tzw. drogą lodową (ice road), gdyż trzy
czwarte trasy prowadzi przez zamarznięte rzeki i jeziora (fig. 4). Połączenie lądowe
funkcjonuje przez około dwa miesiące.
W okresie letnim szlak lądowy staje się
nieprzejezdny. Notabene, każdego roku
trzeba go rekonstruować. Jest to jednak
jedyny w miarę tani sposób dostarczenia
kopalniom podstawowego zaopatrzenia
niezbędnego do ich funkcjonowania, np.
paliw, maszyn, materiałów konstrukcyjnych,
wyposażenia. Przez
pozostałe miesiące dominuje transport
powietrzny, z natury rzeczy bardziej
kosztowny, a tym samym bardziej
ograniczony.
Funkcjonowanie kopalni
Sposób eksploatacji kanadyjskich
diamentów dobrze ilustruje Ekati Diamond
MineTM, najstarsza z kanadyjskich kopalń
diamentów. Usytuowana jest w obszarze
występowania wiecznej zmarzliny,
nieopodal jeziora Gras (Lac de Gras),
około 300km na NE od Yellowknife, około
100km na N od linii zasięgu lasów i około
200km na S od koła podbiegunowego.
Plan górniczy przewiduje eksploatację
siedmiu kominów kimberlitowych o
nazwach: Panda, Koala, Misery, Fox,
Sable, Pigeon i Beartooth. Przygotowanie i
wdrożenie projektu kosztowało
inwestorów około 850 mln dolarów
kanadyjskich (80 proc. – BHP Billiton
Diamonds Inc. oraz 10 proc. – geolog
Charles Fipke i 10 proc. geolog Stewart
Blusson). Prace przygotowawcze trwały
blisko 10 lat. Kopalnia została uruchomiona
14 października 1998 roku. Plan
przewiduje, że eksploatacja będzie
prowadzona początkowo metodą
odkrywkową, potem metodą podziemną.
Żywot kopalni przewidziano na 17 lat, tj.
do 2015 roku. Istnieje jednak możliwość,
że kopalnia będzie działała dłużej, nawet
25-30 lat, zależnie od przyszłych odkryć w
tym rejonie. Ważnym elementem jest
zaplecze socjalne. Załoga kopalni została
pomieszczona w ośmiu budynkach (jeden
dwupiętrowy zawierający pomieszczenia
użyteczności wspólnej i 7 trzypiętrowych
– zawierających sypialnie – 683 pokoje).
Każdy pokój wyposażony jest w okno,
łazienkę, garderobę, łącze telewizyjne,
łącze internetowe. Pomieszczeniami
wspólnej użyteczności są: jadalnia,
kuchnia, pralnia, szatnia pracownicza. Do
dyspozycji pracowników przygotowano
kompletnie wyposażoną salę
gimnastyczną, sauny, boiska do różnych
gier (minigolf, squash, tenis stołowy).
Kopalnia Ekati zatrudnia około 850
górników. Firmy prowadzące roboty
przygotowawcze i prace pomocnicze
zatrudniają dalszych 600 osób. W sumie
Ekati daje pracę około 1450 osobom.
System pracy przypomina ten, stosowany
na platformach naftowych, czyli dwa
tygodnie pracy w kopalni i dwa tygodnie
urlopu. Praca toczy się w 12-godzinnych
zmianach przez siedem dni w tygodniu.
Kopalnia pracuje 24 godziny na dobę
przez 365 dni w roku. Aż około dziesięć
procent załogi zajmuje się
minimalizowaniem i ewentualnym
likwidowaniem zagrożeń środowiska
naturalnego. Ochrona kruchego
środowiska naturalnego Dalekiej Północy
jest jednym z priorytetów realizowanego
przedsięwzięcia.
Sława
kanadyjsk ich diamentów
Kanadyjskie diamenty wyróżniają się
swoją marką na światowych rynkach.
Zadbały o to władze prowincji North-
Western Territory (NWT), firma BHP
Billiton (CANADA MARKTM) oraz
odpowiednia agenda rządu Kanady
(MCP CANADATM). Kanadyjskie brylanty
o masie powyżej 0,18ct opatrywane
są unikatowym znakiem i numerem wypalanym
laserem na ich rondyście (fig. 5).
Mniejsze kamienie mają taki znak
i numer umieszczany tylko w certyfikacie.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Spinele jubilerskie są tlenkami o wzorze A2B32O4. Zależnie od natury
kationów
występujących w pozycji B3+ dzielone są na trzy grupy; są to
odpowiednio: grupa
spinelu (Al3+), grupa magnetytu (Fe3+) i grupa chromitu (Cr3). Są to
minerały z
gromady tlenków, które występują w naturze stosunkowo rzadko, i dlatego
też
bywają wykorzystywane w branży jubilerskiej.
Jubilersko wykorzystywany jest z
nich w zasadzie tylko spinel
właściwy, czyli spinel o składzie
MgAl2O4. Czasem użytkowany
bywa w ten sposób także gahnit
(ZnAl2O4), który, co warte odnotowania,
należy do tej samej grupy spineli.
Różnobarwne minerały
Spinele jubilerskie, analogicznie jak
pozostałe spinele, są optycznie
izotropowe (układ regularny), a ich
współczynnik refrakcji mieści się w
przedziale 1,712-1,736 (dla spinelu
właściwego) bądź sięga 1,780
(w gahnicie). Gęstość względna spineli
jubilerskich wynosi około 3,60 (spinel
właściwy), a w przypadku gahnitu sięga
4,60. Spinele jubilerskie są
allochromatyczne, tzn. zawdzięczają
swoją barwę chromoforom, czyli jonom
metali wtrąconym w ich sieć krystaliczną.
Jony te substytuują sieciowe jony
magnezu i/lub glinu. W takiej roli spotyka
się jony: Cr3+ (w koordynacji
oktaedrycznej) – powodujące w spinelu
właściwym barwę czerwoną do różowej,
Fe3+ (w koordynacji okatedrycznej) –
powodujące barwę zieloną, Fe2+ (w
koordynacji tetraedrycznej) – powodujące
barwę niebieską do fioletowej, Fe2+ +
Co2+ (w koordynacji tetraedrycznej) –
powodujące barwę niebieską do
ciemnoniebieskiej.
Niezwykłe
podobieństwo do rubinów
Najatrakcyjniejsze jubilersko egzemplarze
spineli pochodzą z Burmy (Mianmaru), Sri
Lanki, Wietnamu, Tadżykistanu, Tanzanii,
Pakistanu, Afganistanu czy z Brazylii.
Wydobywa się je przeważnie z ubogich w
krzemionkę skał metamorficznych (np. z
marmurów, łupków talkowych itp.) lub ze
złoż aluwialnych. Często miejsca
nagromadzenia spineli to równocześnie
złoża innych kamieni jubilerskich, na
przykład rubinów, z którymi zresztą, z
uwagi na podobieństwo barwy, bywały
niejednokrotnie w przeszłości mylone.
Przykładem mogą być choćby tzw. rubiny
ballas opisane w swoim czasie przez Marco Polo (1254-1324). Również
podobieństwo postaci bywało w
przeszłości powodem mylnego
nazewnictwa spinelu. Przykładem mogą
być spinele wydobywane z
diamentonośnych piasków rzeki Penner w
regionie Balaghat (na zachód od Madras,
w południowo-wschodnich Indiach).
Oferowano je pod nazwą diamentów
czerwonych. W czasach antycznych
spinele chromowe wraz z innymi
kamieniami o czerwonej barwie (np.
rubinami, granatami, …) nazywane były
karbunkułami. Oprawione w wyrobach
jubilerskich często dopiero po wiekach
bywały poprawnie identyfikowane, np.
tzw. The Black Prince’s Ruby dopiero po
latach okazał się być czerwonym spinelem.
Syntetyczne minerały
Pierwsze syntetyczne spinele wytwarzano
już w połowie XIX wieku niejako
przypadkiem, przy okazji prób syntezy
korundu metodą topnikową. Wytworzone
wówczas kryształki spinelu, z uwagi na
niską jakość, okazały się nieprzydatne
jubilersko. Dopiero spinele wytworzone
metodą Verneuil’a w latach dwudziestych
minionego wieku zyskały uznanie
rynkowe, na przykład jako imitacje,
choćby akwamarynu. Od lat
dziewięćdziesiątych minionego wieku
spinele przydatne jubilersko
produkowane są również metodą
topnikową. Obiema metodami,
odpowiednio do zastosowanego
chromoforu bądź też jego braku,
otrzymuje się spinele syntetyczne barwy
czerwonej, zielonej, żółtozielonej,
niebieskiej bądź bezbarwne. Spinele
wytwarzane metodą topnikową, w
odróżnieniu od spineli otrzymywanych
metodą Verneuil’a, są wizualnie bardzo
podobne do wysokiej jakości spineli
naturalnych i niejednokrotnie błędnie
identyfikowane jako spinele naturalne.
Jedynie skrupulatne mikroskopowe
badanie ich wnętrza (charakter inkluzji)
i/lub szczegółowa analiza chemiczna
(EDXRF – Energy Dispersive X-Ray
Fluorescence, czyli fluorescencja
rentgenowska i/lub LA-ICP-MS – Laser
Ablation Inductively Coupled Plasma
Mass Spectrometry, czyli ablacja laserowa)
mogą skutecznie pomóc ujawnić
syntetyczną naturę takich kamieni. Mimo
tego identyfikacja syntetycznego
charakteru niektórych egzemplarzy może
okazać się trudna. Kamienie takie
wymagają zatem szczególnie wzmożonej
uwagi i sporej ostrożności przy ich
identyfikacji jako że łatwo o pomyłkę.
Minerały syntetyczne
Jubilerskie spinele syntetyczne
otrzymywane metodą Verneuil’a mają
zawsze współczynnik refrakcji wyraźnie
wyższy od współczynnika refrakcji
analogicznego spinelu naturalnego
(zwykle ok. 1,728), jako że proces
syntezy spinelu metodą Verneuil’a
wymaga większej ilości glinu aniżeli
proces jego naturalnej krystalizacji. W
spinelach wytworzonych metodą
Verneuil’a stosunek tlenku glinu do
tlenku magnezu jest zawsze większy od 1
i może sięgać wartości nawet 3,5. Do
pewnego stopnia uzasadnione jest nawet
pytanie o krystaliczność tego rodzaju
syntez. W syntezach wytworzonych
metodą Verneuil’a charakterystycznymi
inkluzjami są wydłużone pęcherzyki gazu
i/lub tzw. okruszki chleba. Jeśli zawierają
domieszkowe jony kobaltu, to ich
luminescencja jest bardzo mocna,
czerwona w oświetleniu długofalowym
ultrafioletem (365 nm) i niebieskawa w
krótkofalowym ultrafiolecie (254 nm).
Jeśli zawierają domieszkowe jony
chromu, to ich luminescencja jest również bardzo mocna, ale
pomarańczowoczerwona w obu zakresach
oświetlenia ultrafioletem.
Metoda tworzenia
spineli syntetycznych
Z kolei syntetyczne spinele jubilerskie
wytwarzane metodą topnikową mają
współczynnik refrakcji bardzo podobny
do współczynnika refrakcji jubilerskiego
spinelu naturalnego (zwykle ok. 1,714).
Mogą zawierać inkluzje w postaci
czarnego lub pomarańczowo-brunatnego
topnikowego rezyduum uwięzłego w
tabularnych i/lub strzępiastych
przestrzeniach. Czasem zawierają także
metaliczne płytki platyny bądź irydu
pochodzące ze ścianek tygla, w którym
były krystalizowane. Zawierając jony
kobaltu, mają luminescencję mlecznoczerwoną,
zarówno w długofalowym, jak i
w krótkofalowym ultrafiolecie. Zawierając
jony chromu, mają w obu zakresach
luminescencję pomarańczowoczerwoną.
Sposoby odróżniania
Skutecznym w odróżnianiu większości
niebieskich spineli naturalnych od ich
syntetycznych odpowiedników może
być spektroskop. Widmo absorpcji
niebieskiego spinelu naturalnego
wykazuje obecność pasm absorpcji
powodowanych przez jony żelaza w
niebieskim odcinku widma (458 i 480 nm),
podczas gdy analogiczne widmo
niebieskiego spinelu syntetycznego
zawiera pasma absorpcji tylko w
zielonym i pomarańczowym odcinku
widma (550, 585 i 625 nm), jako że jego
barwa powodowana jest przez jony
kobaltu. Tego samego nie da się już
jednak powiedzieć o czerwonych
jubilerskich spinelach syntetycznych. Ich
widmo spektroskopowe nie różni się
bowiem istotnie od widma analogicznych
spineli naturalnych. Pewnych możliwości
w tym względzie dostarcza szczegółowa
analiza chemiczna. Czerwone
syntetyczne spinele jubilerskie zawierają
bowiem wyraźnie większą ilość tlenku
chromu (0,5-2,5 proc.) niż spinele
naturalne. Chrom występuje w nich w
kombinacji ze śladowymi ilościami
żelaza, wanadu, niklu, cynku i galu. Pod
filtrem Chelsea spinele zawdzięczające
niebieską barwę jonom kobaltu, zarówno
syntetyczne, jak i naturalne świecą
czerwono, podczas gdy niebieskie
spinele naturalne, zawdzięczające
barwność jonom żelaza, zachowują się
inertnie. Zatem część niebieskich spineli
naturalnych da się zidentyfikować w ten
sposób, o ile tylko zachowują się inertnie
pod filtrem Chelsea. Z kolei spineli
zawdzięczających barwność jonom
chromu nie da się odróżnić od siebie
filtrem Chelsea. Zarówno naturalne, jak i
syntetyczne świecą bardzo podobnie na
czerwono.
Upiększanie natury
Spinel naturalny, dla poprawy wyglądu
(barwy, czystości), bywa czasem
traktowany wielogodzinnym
wygrzewaniem w warunkach utleniających.
Aby skutecznie poprawić
wygląd spinelu, trzeba by temperatura
procesu była wyższa od 950oC.
Nietraktowany spinel naturalny da się
skutecznie odróżnić od spinelu
naturalnego traktowanego wygrzewaniem
bądź też od spinelu syntetycznego za
pomocą widma ramanowskiego bądź
widma Raman/Fotoluminescencji, o ile
tylko w kamieniach tych występuje
wystarczająca ilość wtrąceń chromu.
Wskaźnikiem traktowania jest połówkowa
szerokość linii 405cm-1 w widmie
ramanowskim. W kamieniach
niewygrzewanych wynosi ona około 6,8-
10,6cm-1. W kamieniach traktowanych
rośnie dramatycznie i już przy
temperaturze traktowania 800oC osiąga
wartość 33,5cm-1. Analogicznym
wskaźnikiem identyfikacyjnym może być
połówkowa szerokość linii 685,5nm w
widmie Raman/Fotoluminescencji kamieni
zawierających chrom. W kamieniach
naturalnych nietraktowanych wynosi ona
0,82-1,12nm. W kamieniach wygrzewanych
w temperaturze przekraczającej
800oC wzrasta wielokrotnie. Separacja
wolnego od inkluzji wygrzewanego
naturalnego spinelu od spinelu
syntetycznego wymaga zbadania
zawartości pierwiastków śladowych.
Skutecznym narzędziem w tym względzie
jest EDXRF i/lub LA-ICP-MS. W takich
analizach pierwiastkami szczególnie
mocno różnicującymi naturalne
i syntetyczne spinele są: lit, beryl, cynk
i gal.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Bangkok to bez wątpienia jedno z ważniejszych światowych centrów obrotu kolorowymi kamieniami jubilerskimi. Na taką pozycję stolicy Tajlandii złożyło się szereg przyczyn. Jedną z nich z pewnością jest usytuowanie geograficzne, sprzyjające dynamicznemu rozwojowi miasta.
To tutaj biorą także p o c z ą t e k s z l a k i prowadzące do światowej sławy złóż rubinów i szafirów usytuowanych w Burmie (Mogok, Mong Hsu), Kambodży (Pailin), Wietnamie (Luc Yen, Quy Chau) i Tajlandii (Kanchanaburi, Battambang). To tutaj też odbywają się wielkie targi jubilerskie przyciągające uwagę światowych marek. Nie dziwi zatem, że to również tutaj już od kilku dziesięcioleci rozwijane są na coraz większą skalę coraz to doskonalsze sposoby traktowania kolorowych kamieni jubilerskich, w szczególności rubinów i szafirów.
Specjalne traktowanie kamieni
Niektóre z tych praktyk spowodowały, szczególnie w ostatnich latach, niemałe zamieszanie w handlu tymi kamieniami. Informacje o procederze traktowania korundów znalazły się także na łamach „Polskiego Jubilera” („PJ” 3/2009, „PJ” 5/2009). Jednak mijające miesiące i lata przynoszą kolejne „nowości” w tej dziedzinie, o których warto powiadomić czytelników „Polskiego Jubilera”. Z pewnością należą do nich praktyki traktowania szafirów szkłem ołowiowym barwionym kobaltem. Od pewnego czasu szafiry poprawione w ten sposób zaczęły pojawiać się z coraz większym nasileniem w obrocie rynkowym, a ich pierwotnym źródłem jest Tajlandia. Wprawdzie nie ma ich jeszcze zbyt wiele, ale warto być czujnym.
Nie szafiry, a szkło barwione na niebiesko
Pierwsza oficjalna informacja o nowej technice poprawiania szafirów została podana w październiku 2007 przez prof. Pornsawat Watanakul, doradcę technicznego laboratorium The Gem and Jevelry Institute of Thailand (GIT) w Bangkoku, na posiedzeniu Laboratory Manual Harmonization Committee (CIBJO LMHC) w Nowym Jorku. Według tej informacji, w regionie Kanchanaburi (Tajlandia), niebieskie szafiry o nazwie „Super Diffusion Tanusorn” są od pewnego czasu szeroko rozpowszechniane.
Szafiry takie miałyby powstawać w obróbce termicznej przez ich traktowanie dodatkiem szkła ołowiowego barwionego na niebiesko kobaltem. Szkło barwione na niebiesko kobaltem jest w powszechnym użyciu i często stosowane w różnorakich wyrobach (fig. 1). Nazwa „Tanusorn” pochodzi od nazwiska niejakiego Tanusorn Lethaisong, tj. osoby, która opracowała sposób upiększania szkłem kobaltowym niskiej jakości korundów. Procedurze traktowania mają być poddawane bezbarwne lub brązowe korundy typu Geuda pozyskiwane głównie na Madagaskarze i/lub w Sri Lance. Do zabiegu traktowania tym sposobem nadają się tylko kamienie pochodzące ze złóż typu niebazaltowego. Przed obróbką termiczną surowe kamienie sortuje się stosownie do ich barwy (biorąc pod uwagę odcień, nasycenie i jasność). Ponadto w procesie sortowania uwzględnia się czystość i cechy wewnętrzne kamienia. Wyodrębnione w ten sposób korundy niskiej jakości, zawierające mnóstwo drobnych szczelinek, pęknięć i/lub płaszczyzn bliźniaczych są eliminowane z tradycyjnego wygrzewania w atmosferze redukcyjnej stosowanego względem kamieni o wyższej jakości; dzieje się tak z powodu wysokiego ryzyka samoistnych uszkodzeń (pękania) kamieni zbyt niskiej jakości w trakcie ich wygrzewania. Wyselekcjonowane kamienie najniższej jakości poddaje się wpierw kąpieli chemicznej w roztworach silnych kwasów, na przykład we fluorowodorze, kwasie azotowym czy wodzie królewskiej. W zabiegu tym chodzi o usunięcie wszelkich zanieczyszczeń mineralnych i/lub substancji organicznych ulokowanych na powierzchni oraz w szczelinkach i pęknięciach pozostających w kontakcie z powierzchnią kamienia. Po kąpieli chemicznej blado wybarwione szafiry poddawane są procesowi wygrzewania z udziałem szkła ołowiowego wymieszanego ze sproszkowanym metalicznym kobaltem bądź jego tlenkiem. Podczas wysokotemperaturowej obróbki szkło ołowiowe barwi się na niebiesko, wypełniając jednocześnie dostępne z powierzchni pęknięcia, szczelinki i/lub płaszczyzny zrostu bliźniaczego (fig. 2). Korundy traktowane w ten sposób są sprzedawane następnie na lokalnym rynku po bardzo niskich cenach (najwyżej kilku dolarów za karat) i w konsekwencji przedostają się na rynki światowe, w szczególności słabiej chronione.
Brak klarowności szafirów
Szafiry tego rodzaju w oświetleniu naturalnym są przeświecające do półprzezroczystych, przeważnie ciemnoniebieskie w barwie. W silnym oświetleniu światłowodowym jawią się jako fioletowo-niebieskie lub różowoniebieskie. W obserwacji binokularnej nie dostrzega się w nich tak typowego dla szafirów jedwabiu i zonalności barwy. Widoczne są natomiast inkluzje fluidalne oraz resztki fluidalnego wypełnienia drobnych pęknięć (tzw. odcisk linii papilarnych). Daje się też zauważyć na powierzchni wielu z nich liczne, drobne, okrągławe, ciemnoniebieskie plamki układające się sznureczkowato wzdłuż gęsto rozmieszczonych, drobnych pęknięć kamienia. Ich liczna obecność wydaje się być głównym powodem dość intensywnej barwności takich szafirów. Sposób występowania i forma owych plamek sugerują, że powstały wskutek wysokotemperaturowego „uzdrawiania” zawierających je kamieni, aczkolwiek nie są rezultatem tradycyjnego wygrzewania szafirów. Ich cechy wskazują, że szafiry je zawierające zostały „nafaszerowane” obcym barwnym materiałem wprowadzonym w owe szczelinki i pęknięcia. Nie dostrzega się natomiast typowego dla takich sytuacji efektu odbłysku. Sporadycznie bywają natomiast widoczne drobne pęcherzyki gazu ulokowane w szczelinkach bardziej obficie wypełnionych szkłem.
Wnikliwe badania
Obserwacje w świetle odbitym pokazują, że współczynniki refrakcji materiału wypełniającego drobne pustki są nieco mniejsze od otaczającego korundu. Jednak współczynniki refrakcji, dwójłomność i gęstość względna poprawionych tak kamieni lokują je w przedziale typowym dla korundu. Wynika to zapewne z tego, że udział szkła ołowiowego w kamieniach poprawionych tym sposobem nie jest zbyt wysoki. Potwierdzają to wyniki prześwietleń promieniowaniem rentgenowskim (fig. 3). Z uwagi na fluorescencję są one na ogół inertne. Obserwowane przez filtr barwny ujawniają żywą czerwoną barwę typową dla kamieni zabarwionych kobaltem. Pod ręcznym spektroskopem wykazują obecność trzech pasm absorpcji ulokowanych w czerwonym i zielonym odcinku widma. Podobne pasma absorpcji widoczne są na widmie UV-Vis: odpowiednio przy ok. 630 nm, 580 nm i 540 nm (fig. 4). Taki układ pasm absorpcji różni się zasadniczo od spotykanego w szafirach zawdzięczających barwę transferowi ładunków między Fe2+ i Ti.4+ Jest on natomiast bardzo podobny do absorpcji przejawianej przez szkła barwione kobaltem oraz syntetyczne spinele barwione na niebiesko chromoforem kobaltowym. Analizy chemiczne techniką EDXRF ujawniają w nich obecność kobaltu (Co) i ołowiu (Pb) obok kilku innych pierwiastków stale obecnych w szafirach (fig. 5). Również widmo FTIR upiększonych tak szafirów różni się wyraźnie od widm FTIR szafirów traktowanych metodami tradycyjnymi. Wyróżnia je w szczególności dość szerokie pasmo absorpcji 2055 cm-1 oraz zespół ostrych pików absorpcji przy 2850, 2920 i 2950 cm-1 (fig. 6).
Podkreślenie barwy
Należy stwierdzić, że w tej technice poprawiania jako wsad wykorzystywany jest surowiec bardzo niskiej jakości, pierwotnie mało atrakcyjny barwnie (leukoszafir), najwyżej półprzezroczysty, silnie spękany i gęsto pocięty drobnymi szczelinkami łupliwości. Bez owego upiększenia byłby on bardzo trudno zbywalny. Proces jego komercyjnego uzdatniania polega generalnie na wygenerowaniu niebieskiej barwy i poprawieniu polerowalności powierzchni przez wysokotemperaturowe nasycenie szkłem ołowiowym barwionym na niebiesko kobaltem. Wypełnienie szkłem dotyczy dostępnych z powierzchni szczelinek, pęknięć i powierzchni zbliźniaczenia. Okazuje się, że technika ta szybko poszerza zakres swej stosowalności. Ostatnie doniesienia mówią już o użyciu jej do upiększania szafirów asteryzujących (fig. 7). Pozwala to mniemać, że traktowanie szafirów różnorakimi szkłami może mieć zasięg znacznie szerszy, niż to zostało dotychczas udokumentowane. Jest wielce prawdopodobne, że dotyczy już lub niebawem będzie dotyczyć również szafirów o innych barwach.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Początkowo terminem tym określano prasę przeznaczoną do wyciskania soku z trzciny cukrowej. Elementami zgniatającymi były w niej trzy przeciwbieżne walce zakończone kołami zębatymi wprawiającymi je w ruch (fig. 1). Wygląd owych walców łatwo skojarzyć ze specyficznie uformowanymi słupkowymi kryształami szmaragdu, widzianymi poprzecznie względem wydłużenia (fig. 2).
Fig. 5. Typowy wygląd szafirów trapiche
Z tego skojarzenia wywodzi się drugie znaczenie terminu trapiche. Wpierw używano go dla nazwania specyficznie uformowanych kryształów szmaragdu, a potem także podobnie uformowanych kryształów rubinu, szafiru, turmalinu i kwarcu, ostatnio również analogicznych postaci andaluzytu (chiastolitu) i muskowitu. Poprzeczne przekroje kryształów trapiche mogą kojarzyć się też z wyglądem niektórych kwiatów, na przykład margerytki. Trapiche, mimo sugestywnego wyglądu, nie jest zbliźniaczeniem. Kryształy uformowane w ten sposób są w istocie kryształami szkieletowymi z bardzo wyraźnymi oznakami dwuetapowego wzrostu.
Najcenniejsza odmiana berylu
Beryl to minerał znany z wielu barwnych odmian. Szmaragd uznawany jest za najcenniejszą z nich. Swą atrakcyjnie zieloną barwę zawdzięcza nikłym domieszkom chromu i/lub wanadu, czasem także żelaza (patrz: PJ 1-2, 2010 r.). W pewnych sytuacjach geologicznozłożowych kryształy szmaragdu mogą przybierać postać trapiche (fig. 3). Pierwsze udokumentowane doniesienie o tak uformowanych kryształach szmaragdu zawarte zostało w sprawozdaniu z posiedzenia Francuskiego Towarzystwa Mineralogicznego z 12 lutego 1879 roku, na którym niejaki Bertrand prezentował czterdzieści okazów szmaragdu trapiche, pozyskanych w kopalni Muzo w Kolumbii. Również współcześnie prawie wszystkie szmaragdy trapiche pochodzą ze złóż kolumbijskich. Szczególnie obfitują w nie kopalnie Muzo, Coscuez i Peña Blanca. Największe okazy osiągają około 1,2-1,5 cm średnicy. Mniej atrakcyjne szmaragdy trapiche znane są jeszcze tylko z Zambii, Brazylii (Santa Teresina de Goias) i Madagaskaru. Na ich mniejszą atrakcyjność największy wpływ ma barwa, zwykle szarozielona do szarej.
Kolumbijski szmaragd
Klasycznie uformowany kolumbijski szmaragd trapiche składa się z jądra, czyli centralnie usytuowanego heksagonalnego słupa oraz z sześciu trapezoidalnych „żeber” wyrastających promieniście ze ścian owego słupa (fig. 2, 3). Centralnie usytuowany heksagonalny słup może być przezroczysty lub nie, zielony też, lub nie. Z kolei trapezoidalne „żebra” również mogą być zielone lub nie, ale przeważnie już tylko przeświecające lub wręcz nieprzezroczyste. Powłokę heksagonalnego jądra oraz wypełnienie pomiędzy trapezoidalnymi „żebrami” stanowi substancja silnie
kontrastująca barwą. Substancja owa może mieć różnoraką naturę, zależnie od sytuacji geologiczno złożowej kamienia. W pewnych wypadkach jest to tylko koncentrat substancji węglistej. W innych powłokę i wypełnienie tworzy bezbarwny lub blado zabarwiony beryl obficie przetykany drobnymi wrostkami albitu, oligoklazu, skalenia potasowego, kalcytu, dolomitu, pirytu, kwarcu, biotytu, kaolinitu, substancji węglistej, apatytu, monacytu i cyrkonu. Szmaragdy trapiche nie są z pewnością monokryształami o idealnej budowie. Wyglądem znacznie odbiegają od tego modelu. Makroskopowo i mikroskopowo wydają się być najbardziej pokrewne klasycznym kryształom szkieletowym. Te same wnioski wynikają z obserwacji obrazu ich luminescencji. Sugeruje to wysokie tempo ich wzrostu. Wykazywane właściwości wskazują, że powstawały w warunkach równoczesnego oddziaływania zarówno skał, pośród których przyszło im krystalizować (najczęściej łupków węglistych), jak i roztworów hydrotermalnych odpowiedzialnych za ich powstanie. Charakterystyczna dwuetapowość wzrostu wynika z łatwo zauważalnych różnic między centralnie usytuowanym heksagonalnym jądrem kryształu i jego trapezoidalnymi „żebrami” (fig. 2, 3). Na tej podstawie można sądzić, że w pierwszym etapie wzrostu powstawał dość jednorodny słup heksagonalny stanowiący jądrowy element przyszłego kryształu szkieletowego. Wzrost tej części kryształu odbywał się w dość stabilnych warunkach hydrotermalnych. W pewnym momencie dochodziło jednak do wyraźnego spowolnienia tempa wzrostu kryształu lub nawet przerwania tego procesu, po czym wzrost kryształu był kontynuowany, ale w zmienionych już warunkach geologicznozłożowych. Zapewne skład roztworów hydrotermalnych uległ w tej fazie znacznej modyfikacji. Często obserwowana zonalność trapezoidalnych „żeber” kryształów wskazuje na dużą chwiejność warunków panujących na tym etapie wzrostu kryształów. Z tą fazą wzrostu wiąże się również inkorporacja licznych i różnorakich wrostków. Do ich szczególnie wysokiej koncentracji dochodziło w miejscach przecinania się kierunków najszybszego rozrostu ścian kryształów, czyli na styku trapezoidalnych sektorów wzrostu (fig. 2, 3).
Osobliwość na rynku jubilerskim
Trapiche jest w świecie kamieni jubilerskich swoistą osobliwością i wielką atrakcją zarazem. Przez osoby mniej obeznane z problematyką mineralogiczno-gemmologiczną bywa mylone z asteryzmem. Jednak nie ma z nim nic wspólnego, jako że asteryzm polega na pojawianiu się na oświetlonej powierzchni kamienia oszlifowanego w kaboszon wąskich smug świetlnych układających się w kształt kilkuramiennej gwiazdy, podczas gdy trapiche jest specyficzną postacią kryształów szkieletowych. Asteryzm jest zatem zjawiskiem stricte optycznym powodowanym interakcją światła z licznymi, regularnie rozmieszczonymi, drobnymi, silnie wydłużonymi inkluzjami, podczas gdy trapiche jest rezultatem uformowania się określonej postaci kryształu. Zależnie od poziomu symetrii asteryzującego kryształu i sposobu rozmieszczenia zawartych w nim igiełkowatych inkluzji, gwiazda formująca się wskutek asteryzmu ma zwykle cztery lub sześć smug świetlnych; bywają też gwiazdy dwunastoramienne. I na tym w istocie kończy się podobieństwo między asteryzmem i trapiche.
Różne formy trapiche
W przypadku rubinu i szafiru za asteryzm odpowiedzialne są bardzo drobne igiełkowate kryształki rutylu rozmieszczone w sposób uwarunkowany trygonalną symetrią zawierającego je kryształu. W przypadku szmaragdów asteryzm jest zjawiskiem rzadko spotykanym. Zatem problem podobieństwa asteryzmu i trapiche dotyczy przede wszystkim szafirów i rubinów, w których oba pojawiają się z dość podobną częstotliwością, szczególnie w przypadku niektórych złóż, na przykład birmańskich. Te z dość licznymi kryształami trapiche odkryto dopiero w ostatnich dziesięcioleciach. Pewnie dlatego tak późno zwrócono na nie uwagę (fig. 4, 5). Stało się to bowiem dopiero pod koniec minionego stulecia. Bodaj jako pierwsi informację o występowaniu purpuroworóżowych szafirów trapiche podali J.I. Koivula, R.C. Kammerling, E. Fritsch (1994), a birmańskich rubinów trapiche H.J. Müllenmeister i J. Zang (1995). Wówczas też zdano sobie sprawę, że trapiche może występować również w innych minerałach o symetrii trygonalnej i heksagonalnej. Nie dziwi zatem, że w następnych latach zaczęły pojawiać się doniesienia o kolejnych minerałach mających postać trapiche. Dziś wiadomo także o istnieniu kwarców trapiche oraz beryli trapiche innych niż szmaragd. Wydaje się, że forma trapiche nie ogranicza się tylko do kryształów o symetrii heksagonalnej i trygonalnej. Wskazuje na to przykład niektórych kryształów rombowego andaluzytu, wykształconych w formie chiastolitu (fig. 8). Mają one wszystkie atrybuty klasycznych trapiche (fig. 9). Podobny wniosek można wysnuć z obserwacji pseudoheksagonalnych pakietów muskowitu (fig. 10). Kryształy szkieletowe typu trapiche znaleźć można także poza światem kamieni jubilerskich. Przykładem może być zamarzająca woda, która w pewnych warunkach może formować kryształy szkieletowe (płatki śniegu) o wyglądzie bardzo podobnym do trapiche (fig. 11).
Upiększane i cenne kryształy trapiche
Kryształy trapiche są dość często upiększane. Traktowanie prowadzi się metodami typowymi dla danego kamienia jubilerskiego. I tak, szmaragdy trapiche bywają dość powszechnie olejone lub żywicowane, a rubiny i szafiry trapiche wygrzewane w wysokich temperaturach oraz „szklone” i/lub barwione różnymi sposobami. Rynkowo najwyżej cenione są szmaragdy trapiche. Ceny wysokiej jakości kamieni tego rodzaju mogą sięgać nawet kilku tysięcy dolarów amerykańskich za karat. Wyraźnie tańsze są szafiry i rubiny trapiche.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Upiększanie kamieni jubilerskich przez nakładanie na nie powłok (tzw. cienkich warstw) ma tradycję sięgającą starożytności. Najstarsze metody nie były zbyt skomplikowane i przez to dość łatwo wykrywalne. W najprostszej wersji powlekano kamień substancją barwną (barwienie powierzchniowe) lub nasycano kamień barwnym pigmentem (impregnacja powierzchniowa). Bardziej skomplikowane, wymagające już odpowiednio większych umiejętności, polegały na użyciu technologii emaliowania. Jednak zarówno tych całkiem prostych metod upiększania kamieni, jak i tych bardziej skomplikowanych, nie można porównywać z najnowocześniejszymi osiągnięciami w tej dziedzinie.
Plazmowe upiększanie kamieni
Dzięki postępowi naukowo-technicznemu ostatnich lat stało się możliwe wdrożenie do codziennej praktyki zupełnie nowych metod powlekania kamieni jubilerskich. W pierwszym rzędzie chodzi o cienkie powłoki nakładane plazmowo. Umożliwiają one uzyskanie niespotykanych wcześniej właściwości fizycznych kamieni jubilerskich, w szczególności optycznych, a w konsekwencji i estetycznych (fig. 1).
Zimna i gorąca plazma
Wśród wielu stosowanych współcześnie sposobów nakładania powłok, czyli tzw. cienkich warstw, na różne materiały celem uzyskania określonych zachowań fizycznych i chemicznych, szczególną użyteczność w traktowania kamieni jubilerskich pokazały metody plazmowe (zimna plazma). Warto przypomnieć, że zimna plazma to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz (fig. 3), złożona zarówno z elementów naładowanych elektrycznie (jonów, elektronów), jak i obojętnych elektrycznie (atomów, cząsteczek). Prócz zimnej istnieje też plazma gorąca. Plazma traktowana jest jako czwarty stan skupienia materii. W warunkach ziemskich występuje rzadko.
Można ją spotkać w wyładowaniach atmosferycznych, w płomieniu, w łuku elektrycznym oraz w tzw. lampach wyładowczych (lampy rtęciowe, lampy neonowe). W tych ostatnich wysoką temperaturę mają tylko elektrony, podczas gdy pozostałe składniki plazmy mają temperaturę zbliżoną do pokojowej. Znajduje to szerokie zastosowanie praktyczne. Gorące elektrony wywołują bowiem różne reakcje przy równoczesnym zachowaniu stabilności powstających związków. W wysokiej temperaturze związek taki natychmiast by się rozpadł. Jeśli odpowiednie substraty, przeważnie w postaci gazu lub pary, umieści się w pojemniku próżniowym zwanym reaktorem plazmowym i spowoduje ich jonizację (fig. 3), to z wytworzonej plazmy osiądą na chłodniejszych powierzchniach warstwy mające różne atrakcyjne właściwości (optyczne, termiczne, elektryczne, magnetyczne, izolacyjne, mechaniczne, chemiczne itp.).
Pozwala to tworzyć na różnych przedmiotach warstwy amorficzne, polikrystaliczne, monokrystaliczne bądź mieszane o projektowanej grubości i składzie, a przez to o oczekiwanych właściwościach. W takich przypadkach najczęściej brana jest pod uwagę tzw. cienka warstwa, czyli mikronowej grubości powłoka zapewniająca uzyskanie określonych zachowań pokrytego nią materiału. Odpowiednio do charakteru procesu tworzenia się owej warstwy metody plazmowe dzielone są na: CVD (chemical vapour deposition) i PVD (physical vapour deposition).
Metody plazmowe pod lupą
Metoda CVD polega na wprowadzaniu do komory reakcyjnej określonych substratów i zmuszeniu ich do pożądanych reakcji chemicznych. W tradycyjnych technikach CVD wymuszenie oczekiwanych reakcji chemicznych wymaga stosowania dość wysokich temperatur (zwykle od 800 do 1300ĄC), co wyklucza z obszaru ich stosowalności materiały bardziej wrażliwe termicznie. Dla wygenerowania określonych powłok stosuje się różne substraty gazowe i ciekłe, które zwykle nazywa się prekursorami. Mogą być nimi: wodorki, halogenki, karbonylki, a także lotne związki metaloorganiczne, krzemoorganiczne itp. Prekursory doprowadzane są do reaktora plazmowego za pomocą tzw. gazów nośnych obojętnych, na przykład argonu, helu oraz/lub gazów nośnych, takich jak na przykład azot, metan, wodór, amoniak bądź ich mieszaniny. W niektórych przypadkach mogą one brać także udział w reakcjach chemicznych prowadzących do osadzenia cienkiej warstwy.
Wytwarzanie cienkiej warstwy metodą PVD polega na bombardowaniu powierzchni traktowanego przedmiotu strumieniem zjonizowanej plazmy, utworzonej najczęściej z jonów metali, takich na przykład jak tytan, wanad, tantal, cyrkon, chrom, molibden, wolfram, niob lub z ich związków. W tej roli mogą czasem występować także gazy reaktywne, na przykład takie jak azot czy tlen oraz takie pierwiastki, jak węgiel, bor czy krzem. Nanoszenie powłok prowadzić można na zimno lub w relatywnie niskich temperaturach, nieprzekraczających zwykle 500ĄC.
Metoda PVD umożliwia powlekanie materiałów termicznie wrażliwych. Dla uzyskania dobrej przyczepności nakładanej powłoki bardzo istotnym jest uzyskanie dużej czystości pokrywanej powierzchni, gdyż połączenie nowo tworzonej warstewki z podłożem ma głównie charakter adhezyjny. Dlatego też zawsze stosuje się chemiczne (zgrubne) i/lub jonowe (dokładne) czyszczenie powierzchni materiału, na który ma być nałożona powłoka PVD.
Spojrzenie w przeszłość
Nowoczesne techniki powlekania kamieni jubilerskich pojawiły się już parę lat po zakończeniu II wojny światowej. I nie był to bynajmniej przypadek. Używano ich bowiem już wcześniej do ulepszania szkieł wojskowych przyrządów optycznych, na przykład peryskopów, dalmierzy czy lunet. E. J. Güelin, bodaj najbardziej znany szwajcarski gemmolog, jako pierwszy wypowiedział się bardzo obszernie o ówczesnym plazmowym nakładaniu powłok na kamienie jubilerskie celem poprawy ich barwy, brylancji i przepuszczalności światła. Zrobił to w artykule “New process of artificially beautifying gemstones” ogłoszonym na łamach “Gems & Gemology”, v. 6/8 w 1950 roku. Brylanty o barwach fantazyjnych również mogą być w ten sposób poprawiane, ba, nawet tworzone przez plazmowe nakładanie odpowiednio dobranych powłok barwnych. Potrafiono to już skutecznie robić w latach sześćdziesiątych minionego wieku. Jednak do lat dziewięćdziesiątych były one raczej ciekawostką gemmologiczną niż realnym zagrożeniem rynku jubilerskiego.
Do zmiany sytuacji doszło wraz ze wzrostem zainteresowania brylantami o barwach fantazyjnych. W rezultacie pod koniec lat dziewięćdziesiątych różowy diament, budzący bodaj największe zainteresowanie nabywców, stał się pierwszym, który zaczął być dość często traktowany plazmowo. W następnych latach zaczęły być traktowane tym sposobem także brylanty o innych barwach fantazyjnych.
Współczesne zastosowanie
Ostatnie lata przyniosły całkiem nowe pomysły wykorzystania plazmowych metod komponowania powłok na kamieniach jubilerskich. Przy ich pomocy tworzone są bowiem dziś barwy i efekty optyczne niespotykane w naturze (w kamieniach naturalnych). Z realizacji pomysłów tego rodzaju szczególnie znane są dwie firmy amerykańskie: powstała w 1991 roku Azotic Coating Technology, Inc. z Rochester w Minnesocie i młodsza o blisko dziesięć lat Serenity Technologies, Inc. z Temecula w Kalifornii. Najbardziej znanymi rynkowo produktami Azotic Coating Technology, sprzedanymi zresztą już w milionach karatów, są topazy i kwarce powlekane tlenkiem tytanu, zwane popularnie “mystic topaz”, “mystic fire topaz” oraz “mystic kwarc”. Kamienie te wykorzystywane są jubilersko w designerskiej biżuterii (fig. 4, 5). Innym ciekawym pomysłem jest wykorzystywanie w tym celu powlekanych plazmowo drobnokrystalicznych druzowych postaci minerałów, na przykład kwarcu (fig. 6). Dużo mniej znane jest natomiast to, że tego rodzaju powłoki stosowane są względem znacznie szerszej gamy kamieni naturalnych, na przykład względem berylu, szafiru, rubinu, kunzytu, labradoru czy kamienia słonecznego, a także względem kamieni syntetycznych, na przykład cyrkonii, moissanitu czy szkieł. Najbardziej znanym rynkowo produktem firmy Serenity Technologies są Serenity Colored Diamonds tworzone przez plazmowe traktowanie diamentów naturalnych bądź syntetycznych z zamiarem nadania im atrakcyjnej wizualnie barwy. Aktualnie nakładane są na nie powłoki generujące barwy różowe, czerwone, pomarańczowe, zielone, fioletowe i niebieskie. Bodaj równie znanym produktem firmy Serenity Technologies są traktowane plazmowo cyrkonie o handlowej nazwie Diamantine i Black Diamantine. Podobnemu traktowaniu poddawany jest również moissanit, kolejny ważny produkt tej firmy. Zupełnie oryginalnym pomysłem Serenity Technologies jest traktowany plazmowo bezbarwny cyrkon (tzw. matura diamond). Rezultatem jest znaczne upodobnienie go do brylantu.
Diamentowe powłoki nanokrystaliczne nakładane są również na inne minerały, na przykład na apatyt czy szmaragd. Z kolei traktowany plazmowo topaz, występujący pod nazwą handlową Sakura Topaz, wykazuje spore wizualnie podobieństwo do “mystic fire topaz” firmy Azotic Coating Technology. Stało się to zresztą powodem sporu prawnego między obu firmami, choć technologicznie oba produkty zasadniczo się różnią (fig. 7). Aktualnie mnożą się firmy oferujące usługę plazmowego powlekania kamieni jubilerskich, zwłaszcza brylantów, w tym także powłokami barwnymi. Już za kilkadziesiąt dolarów można bez większego trudu zlecić “przerobienie” bezbarwnego brylantu w atrakcyjnie barwny na przykład nowojorskiej firmie Prism Gem.
Fig. 1a. Powlekany plazmowo kwarc (mystic quartz) firmy Azotic Coating Technology
Fig. 1b. Powlekany plazmowo topaz (mystic topaz) firmy Azotic Coating Technology
Fig. 1c. Powlekany plazmowo topaz (mystic fire topaz) firmy Azotic Coating Technology
Fig. 5. Powlekany plazmowo topaz firmy Azotic Coating Technology w designerskiej biżuterii
Fig. 6. Powlekana plazmowo tytanem drobnokrystaliczna druzowa postać kwarcu firmy Azotic Coating Technology w designerskiej biżuterii
Fig. 3. Reaktor plazmowy CVD (chemical vapour deposition)
Fig. 2. Niebieskawa struga plazmy wygenerowana w reaktorze plazmowym PVD (physical vapour deposition)
Fig. 7. Struktura powłoki plazmowej nakładanej na Sakura Topaz w firmie Serenity Technologies
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Szmaragdy należą do najwyżej cenionych kamieni jubilerskich. W czasach faraonów wydobywano je u wybrzeży Morza Czerwonego na terenie ówczesnego Górnego Egiptu. Zapomniane, ponownie zostały odkryte w 1816 roku przez Frédérića Cailliaud, francuskiego przyrodnika i eksploratora. W czasach celtyckich i rzymskich głównym źródłem zaopatrzenia w szmaragdy było złoże Habachtal położone na terenie dzisiejszej Austrii.
Nowa era szmaragdu rozpoczęła się w XVI wieku wraz z postępami konkwisty w Ameryce Południowej. W 1545 roku hiszpańscy zdobywcy rozpoczęli eksploatację złóż Chivor, a w 1594 roku – złóż Muzo. Od tego momentu można mówić o światowej karierze kolumbijskich szmaragdów. Aktualnie około 60 proc. światowej produkcji naturalnego szmaragdu jubilerskiego pochodzi z Kolumbii. Genetycznie związane są z orogenezą alpejską i podobnie jak inne tego typu, np. szmaragdy afgańskie czy chińskie, określane są mianem szmaragdów “młodych”. Różnią się pod wielu względami od szmaragdów powstałych we wcześniejszych epokach geologicznych, prekambryjskich. Dla odróżnienia określa się je mianem szmaragdów “starych” bądź typu brazylijskiego (fig. 1).
Struktura kamieni
Szmaragd jest zieloną odmianą berylu. Swoją niepowtarzalną barwę zawdzięcza obecności aktywnych barwowo jonów: Cr3+, V3+, Fe2+ i Fe3+. Zależnie od składu, ilości i konfiguracji owych chromoforów szmaragdy zaliczane są do jednego z czterech typów barwowych. Ich identyfikacji dokonuje się spektralnie. Najwyżej ceniony jest typ pierwszy, zawdzięczający barwę wyłącznej obecności jonów chromu (Cr3+) bądź w niektórych przypadkach także kombinacji jonów chromu i wanadu (Cr3+/V3+).
Takim garniturem chromoforów chlubią się na przykład najwyższej jakości szmaragdy kolumbijskie (fig. 2a). Zaliczane do typu drugiego szmaragdy sandawana (Zimbabwe) oraz szmaragdy afgańskie mogą zawierać w roli chromoforów, obok chromu i wanadu, także dwuwartościowe żelazo (fig. 2b – typ 2). Z kolei szmaragdy brazylijskie i zambijskie, reprezentujące typ trzeci, mają w swoim składzie, prócz chromu i wanadu, także pewną ilość dwu- i trójwartościowego żelaza (fig. 2b – typ 3). Najniżej cenionym jest typ czwarty, bezchromowy. Szmaragdy tego typu zawdzięczają zielonawą barwę kombinacji jonów wanadu i żelaza dwu- i trójwartościowego. Warto dodać, że ich zielona barwa skażona jest zawsze sporym udziałem tonu niebieskiego. Takie właściwości barwowe mają na przykład szmaragdy nigeryjskie. Szmaragdy z pozostałych złóż, w tym także ze złóż chińskich, są pod względem barwowym przeważnie typu drugiego lub trzeciego. Beryli, zawdzięczających zieloną barwę jonom żelaza, nie określa się mianem szmaragdów, lecz beryli zielonych.
Różnorodność szmaragdów
Szmaragdy wyróżniają się obfitością różnorakich wtrąceń. Z uwagi na ich skład da się je podzielić na dwie zasadnicze grupy, to jest takie, które zawierają wtrącenia mik, oraz takie, które takich wtrąceń nie mają (fig. 3). Większość złóż, z wyjątkiem kolumbijskich, afgańskich i chińskich, czyli z wyjątkiem tzw. złóż młodych (alpejskich), dostarcza szmaragdów pierwszej grupy. Dodatkowo wyróżnia je częsta obecność fluidalnych inkluzji dwufazowych oraz występowanie nieregularnych pęknięć i form typu halo, interpretowanych jako rezultat naturalnej dekrepitacji inkluzji fluidalnych. Stałym składnikiem są czarne wtrącenia kryształków chromitu, magnetytu, ilmenitu itp.
Metody upiększające
Już od czasów antycznych szmaragdy są rutynowo upiększane. W zabiegach tych chodzi o optyczny kamuflaż różnorakich niedoskonałości zakłócających bieg światła w krysztale, które mają zwykle postać drobnych pęknięć i pustek. Ich widoczność zależy od wielkości różnicy współczynników refrakcji materii kryształu i wypełnienia pustki, np. w postaci powietrza, solanki itp. Zmniejszenie tej różnicy oznacza ograniczenie lub zniesienie widoczności owych pęknięć czy pustek. Jeśli powietrze występujące w pustakach i pęknięciach kryształu zastąpi się substancją o współczynniku refrakcji możliwie podobnym do współczynnika refrakcji kryształu (dla szmaragdu: 1,57-1,58), to widoczność pęknięć ulega znacznej redukcji lub nawet całkowitemu zniesieniu.
Dawniej używano do tego naturalnych olejów, wosków i żywic, a proces można było z dobrym skutkiem ponawiać co pewien czas, bez widocznych szkód w kamieniu. Praktyki tego rodzaju były powszechnie stosowane, znane i akceptowane, a proces traktowany jako finalny etap obróbki kamienia. Sytuacja w tym względzie zmieniła się drastycznie w ostatniej dekadzie minionego wieku. Do poprawiania czystości surowych i szlifowanych szmaragdów zaczęto używać na dużą skalę syntetycznych żywic i polimerów (fig. 4). Ich wielką wadą było stosunkowo szybkie “starzenie się”, przejawiające się często nieodwracalną zmianą barwy dokonującą się w miarę upływu czasu bądź pod wpływem różnych, trudnych do uniknięcia czynników, takich jak choćby światła.
Próby renowacji poprawionego w ten sposób szmaragdu, na przykład przez usunięcie syntetycznego “wypełniacza”, okazywały się bezskuteczne i prowadziły przeważnie do poważnego uszkodzenia kamienia, a często także do całkowitego jego rozpadu. W niektórych przypadkach “wypełniacze” zaprawiane były dodatkowo zielonym barwnikiem celem wzmocnienia barwy traktowanego kamienia. Z czasem przerodziło się to w rosnącą nieufność nabywców szmaragdów i zaowocowało drastycznym zmniejszeniem popytu. W rezultacie pod koniec ostatniej dekady minionego wieku doszło do załamania się eksportu kolumbijskich szmaragdów.
Narzucenie ostrych ograniczeń przez zrzeszenia importerów oraz świadoma rezygnacja z niektórych praktyk tego rodzaju, uprawianych przez głównych dostawców szmaragdów, znacznie poprawiły sytuację w tym względzie. Praktyk tych nie wyeliminowano jednak całkowicie. Nadal w obrocie handlowym występują szmaragdy traktowane żywicą syntetyczną lub polimerem bez odpowiedniej, wymaganej w certyfikacie adnotacji o zastosowanym zabiegu traktowania. Niektóre z tych przypadków mogą być echem sytuacji panującej w tym względzie w poprzednim dziesięcioleciu. Inne są zapewne wynikiem aktualnie podejmowanych działań. I tu trzeba bardzo wyraźnie powiedzieć, że tylko użycie tradycyjnych metod i materiałów do poprawiania czystości szmaragdów zwalnia od konieczności umieszczenia w certyfikacie informacji o zastosowanej procedurze traktowania. W innych przypadkach informacja taka jest bezwzględnie wymagana.
Umiejętność rozróżnienia
Czy można się skutecznie bronić przed takimi praktykami? Oczywiście tak. W wielu wypadkach już zwykła obserwacja lupowa kamienia dostarcza informacji wskazujących na wypełnienie jego pęknięć i pustek obcą substancją. Jeszcze wygodniej jest prowadzić takie obserwacje przy pomocy mikroskopu gemmologicznego. Podobne wnioski można wyciągnąć także na podstawie uważnej obserwacji fluorescencji pobudzanej długofalowym ultrafioletem. Wiele substancji używanych do wypełniania drobnych pęknięć i pustek w szmaragdach fluoryzuje, aczkolwiek z różnym natężeniem, na przykład olejek cedrowy lub balsam kanadyjski fluoryzują żółtawo, podczas gdy polimery typu Opticon czy PermaSafe – bladoniebieskawo lub kredowożółto.
Te ostatnie, oglądane pod mikroskopem gemmologicznym, ujawniają często pomarańczowy lub niebieskawy efekt odbłysku. Podobny obraz fluorescencji, aczkolwiek znacznie bardziej precyzyjny, można uzyskać przy pomocy DiamondView (fig. 5). Zatem sam fakt poprawiania czystości szmaragdu może być ujawniony dość prostymi i stosunkowo łatwo dostępnymi narzędziami. Wystarczy do tego zwykła lupa gemmologiczna czy mikroskop gemmologiczny wsparte lampą UV. Trudniejszym problemem jest natomiast ujawnienie natury użytych do tego substancji, w szczególności zaś wykazanie, że do poprawienia czystości kamienia użyto żywicy syntetycznej czy polimeru. By udzielić jednoznacznej odpowiedzi na takie pytanie, trzeba odwołać się do pomocy spektrometru podczerwieni, najlepiej FTIR. Spektrometryczna analiza widma podczerwieni pozwala ujawnić nie tylko fakt traktowania szmaragdu, ale również określić dość dokładnie naturę użytej do tego celu substancji (fig. 6). Niestety, niezbędnymi do tego narzędziami i konieczną wiedzą dysponują tylko odpowiednio wyposażone laboratoria gemmologiczne. Na szczęście w Polsce istnieje już takie.
Fig. 5. Szmaragd kolumbijski traktowany polimerem pod DiamonView (Vis – po lewej, niebieskawa fluorescencja polimeru pobudzana UVC na tle czerwonej fluorescencji szmaragdu – po prawej)
Fig. 3. Typowe inkluzje w szmaragdzie: 1 – kolumbijskim (trójfazowe), 2 – afgańskim (dwufazowe), 3 – rosyjskim (flogopit), 4 – sandawana (igiełkowy amfibol)
Fig. 4. Szmaragdy z czystością poprawioną: 1 – polimerem (niebieskawy efekt odbłysku), 2 – żywicą (pęcherzyki gazu), 3 – olejem, 4 – syntetyczną żywicą (pęcherzyki gazu)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Rynki jubilerskie zdominowane zostały przez brylanty od bezbarwnych do lekko żółtych. Pozostałe atrakcyjne barwne brylanty określane są mianem “fantazyjnych” (ang. fancy colored diamonds) i definiowane kombinacją odcienia, jasności i nasycenia ich barwy.
Termin “barwa fantazyjna” jeszcze do niedawna stosowany był jedynie w odniesieniu do diamentów naturalnych. Obecnie, w związku z dopuszczeniem brylantów syntetycznych do certyfikacji, określenie “barwa fantazyjna” może być użyte także do nich. Na rynku jubilerskim występują syntetyczne brylanty jubilerskie zarówno bezbarwne, jak i o barwach fantazyjnych, czyli pomarańczowe, złotożółte, jasnożółte, żółte, żółtozielone, żółtobrązowe, jasnozielone, zielone, jasnoniebieskie, niebieskie, ciemnoniebieskie, różowe, czerwone i brązowo-czerwone. Brylanty, którym barwę wytworzono bądź tylko skorygowano nazywane są brylantami o barwie traktowanej (poprawionej). Ulepszanie barwy dotyczy w tym samym stopniu diamentów naturalnych co i syntetycznych.
Barwa brylantu, a jego wartość
Barwa ma olbrzymi wpływ na wartość brylantu. Brylanty o atrakcyjnej wizualnie barwie (fancy colored diamonds) mają zawsze dużo wyższą wartość niż brylanty bezbarwne o analogicznych parametrach handlowych. Najwyższym uznaniem nabywców cieszą się zwłaszcza diamenty o wyrazistej barwie czerwonej, różowej, zielonej, niebieskiej, zielonożółtej i żółtej (kanarkowej). Atrakcyjnie barwne egzemplarze naturalnego diamentu są niezwykle rzadko spotykane. Co więcej, popyt na nie ciągle rośnie, a co za tym idzie, wzrasta także ich cena. W ostatnich latach można zaobserwować, że brylanty o barwach fantazyjnych biją kolejne rekordy cenowe. Przykładowo, diament czerwony o masie zaledwie 0,95 karata, opatrzony szlifem brylantowym już w 1987 roku sprzedano za trudną do wyobrażenia nawet dziś cenę 926 tysięcy USD. Tymczasem diamenty syntetyczne o barwach fantazyjnych, identyczne z naturalnymi, są już wielokroć tańsze.
Oczywistym tego powodem jest praktycznie nieograniczona ich dostępność, bo zależna tylko od woli producenta. Jeszcze tańsze są diamenty o barwach poprawionych traktowaniem. Relacje te dobrze ilustruje porównanie cen diamentów czerwonych, np. czerwony diament naturalny “Hancock” osiągnął cenę bliską 1 mln USD za karat. Analogicznie barwny diament naturalny, ale o barwie poprawionej traktowaniem, osiągnąć może cenę ledwie zbliżającą się do poziomu 5 tysięcy USD za karat. Z kolei identyczny diament syntetyczny kosztuje obecnie najwyżej około dwu-trzech tysięcy USD za karat i jego wartość stale spada. Jednocześnie ów diament syntetyczny może jakościowo przewyższać analogiczny diament naturalny. Jedyna różnica między nimi sprowadza się w istocie do tego, że twórcą jednego jest człowiek, a drugiego siły natury.
Cyrkonia, a diament
Łudząco podobna, bardzo dobrej jakości imitacja, np. z cyrkoni, może kosztować w najlepszym razie około 100 USD za karat. Wszystko to jest powodem, że ciągle znajdują się coraz to nowi chętni do oszukańczego korzystania z tak kształtujących się relacji cen. Wyłapanie fantazyjnie barwnych imitacji diamentu nie powinno sprawiać większego kłopotu przeciętnemu jubilerowi. Jednak już stwierdzenie naturalności diamentu o barwie fantazyjnej jest zadaniem przekraczającym z całą pewnością jego możliwości. To samo dotyczy identyfikacji coraz powszechniej spotykanego faktu traktowania (poprawiania) barwy brylantu. W tym względzie ze skuteczną pomocą może przyjść jedynie odpowiednio wyekwipowane laboratorium gemmologiczne obsługiwane przez personel dysponujący odpowiednimi kwalifikacjami.
Kolory ludzkich diamentów
Jubilerskie diamenty syntetyczne wytwarzane są współcześnie dwiema metodami: HPHT (High Pressure, High Temperature) i CVD (Chemical Vapor Deposition). Diamenty wytwarzane metodą HPHT mogą być żółte do pomarańczowych (jeśli wzrost kryształu odbywał się w obecności azotu) bądź niebieskie (jeśli wzrost kryształu zachodził w obecności boru). Jeśli diament syntetyczny nie zawiera ani azotu, ani boru, to pozostaje zupełnie bezbarwny. Jednak deformacje plastyczne jego sieci krystalicznej mogą być powodem pojawienia się barwy brązowej bądź różowej.
Istnieje jednak możliwość temperaturowego zniesienia owych defektów, a tym samym łatwego przywrócenia bezbarwności takim diamentom. W ostatnich latach przywracanie bezbarwności tego rodzaju diamentom rozwinęło się na szeroką skalę i dotyczy przeważnie większych brylantów, zwłaszcza kilkukaratowych. Istnieje także możliwość modyfikacji niektórych z wymienionych wyżej barw poprzez napromieniowanie wysokoenergetyczną wiązką elektronów i/lub wygrzanie w odpowiednio dobranej temperaturze (w zakresie od kilkuset stopni Celsjusza do sporo ponad dwa tysiące stopni) przy ciśnieniach sięgających nawet 7-8 GPa. Kombinacją owych zabiegów można przekształcić syntetyczne diamenty żółte i pomarańczowe w syntetyczne diamenty różowe czy czerwone. Wszystkie one są typu Ib. Zawarty w nich azot ma postać izolowanych atomów rozproszonych pojedynczo w sieci krystalicznej diamentu. Z kolei syntetyczne diamenty niebieskie są typu IIb, gdyż zawierają bor.
Natomiast syntetyczne diamenty bezbarwne są typu IIa, gdyż są chemicznie “czyste” (nie zawierają wtrąceń innych pierwiastków). Jubilerskie diamenty syntetyczne wytwarzane metodą CVD są również typu IIa. I podobnie jak wytwarzane metodą HPHT diamenty typu IIa są bezbarwne. Jeśli występują w nich deformacje plastyczne sieci krystalicznej, to są brązowe lub różowe i podobnie jak w przypadku analogicznych diamentów HPHT istnieje możliwość temperaturowego zniesienia owych deformacji, a tym samym łatwego przywrócenia bezbarwności takim diamentom.
Niestabilne warunki wzrostu
Diamenty naturalne, w przeciwieństwie do diamentów syntetycznych, wzrastają w warunkach znacznie mniej stabilnych. Choć temperatura i ciśnienie wymagane dla wzrostu kryształów diamentu naturalnego i syntetycznego są dość podobne (z wyjątkiem monokryształów diamentu otrzymywanych metodą CVD), to postać i struktura ich kryształów są zgoła odmienne (fig. 2, 3). Kryształy diamentu syntetycznego uzyskane metodą HPHT są przeważnie charakterystycznie kubooktaedryczne, podczas gdy uzyskane metodą CVD – charakterystycznie tabliczkowe.
Natomiast kryształy diamentu naturalnego są przeważnie okataedryczne, heksaedryczne, rzadziej dodekaedryczne oraz mogą być też zbliźniaczone. W ślad za tym idą zasadnicze różnice w ich mikrostrukturze, która na ogół jest dość prosta u diamentów syntetycznych i niekiedy bardzo złożona u diamentów naturalnych, z charakterystyczną dla tych ostatnich mikrozonalnością. Znakomicie ułatwia to identyfikację natury brylantów, np. przy pomocy DiamondView czy katodoluminescencji. W pewnych przypadkach wystarczające dla identyfikacji natury fantazyjnie barwnego diamentu mogą być proste obserwacje wizualne wsparte mikroskopem gemmologicznym i lampą UV. Dotyczą one przede wszystkim charakteru inkluzji, “grainingu” (niewielkich wariancji współczynnika refrakcji stref wzrostu kryształu), zonalności barwy oraz luminescencji (fluorescencji i ewentualnej fosforescencji).
Inkluzja diamentów
Natura inkluzji diamentów syntetycznych, o ile tylko są dostrzegalne, jest zgoła odmienna od natury inkluzji diamentów naturalnych. Jedną z najbardziej znanych właściwości inkluzji diamentów syntetycznych jest ich magnetyczność, łatwo wykrywalna magnesem neodymowym. Dużo mniej znaną cechą diagnostyczną jest angularny “graining”, dość charakterystyczny dla diamentów syntetycznych. Równie charakterystyczna bywa kubooktaedryczna zonalność ich barwy, skonfigurowana zresztą często z “grainingiem”. Barwne diamenty syntetyczne o homogenicznym wybarwieniu są dość rzadkie.
Dużo częściej homogenicznością barwy charakteryzują się barwne diamenty naturalne. Syntetyczne diamenty mogą czasem ujawniać także aktywowany ultrafioletem charakterystyczny obraz tzw. krzyża fluorescencji (fig. 4), podczas gdy diamenty naturalne, poza całkiem nielicznymi wyjątkami, są z reguły pod tym względem homogeniczne bądź zwyczajnie nie fluoryzują. Co więcej, fluorescencja syntetycznych barwnych diamentów jest na ogół intensywniejsza w krótkofalowym ultrafiolecie, podczas gdy fluorescencja barwnych diamentów naturalnych jest na ogół intensywniejsza w długofalowym ultrafiolecie. Warto przy tym dodać, że fluorescencja barwy niebieskiej jest dość wartościową przesłanką naturalności wykazującego ją diamentu, ale tylko przesłanką, nie gwarancją.
Warto zwrócić uwagę, że objawy nietypowej fluorescencji powinny wzmóć czujność obserwatora. Każda z tych przesłanek traktowana z osobna nie musi oznaczać jeszcze wysokiego prawdopodobieństwa natknięcia się na barwny diament syntetyczny. Jednak równoczesne ich wystąpienie bywa graniczącą z pewnością przesłanką syntetycznej natury diamentu.
Wzmożona czujność przy diamentach fantazyjnych
Z dotychczasowych badań gemmologicznych jasno wynika, że wszystkie brylanty o barwie fantazyjnej są z definicji podejrzane o traktowanie (poprawianie) barwy i w ocenie handlowej barwnego brylantu taka ewentualność powinna być bardzo poważnie brana pod uwagę. Mówiąc wprost, wszystkie brylanty o barwie fantazyjnej są podejrzane i powinny być weryfikowane laboratoryjnie, również te oprawione w ostatnich dekadach minionego wieku. Badanie laboratoryjne, wykorzystujące metody spektralne, np. FTIR, UV-Vis-NIR, Raman/Fotoluminescencję w temperaturze pokojowej i w temperaturze ciekłego azotu, jest w stanie udzielić jednoznacznej odpowiedzi na tego rodzaju wątpliwości i w takich przypadkach jest rozstrzygające. Lekkomyślność w tym zakresie może sporo kosztować. Analogiczna przestroga dotyczy również bezbarwnych brylantów typu IIa.
Charakterystyczny obraz tzw. krzyża fluorescencji w diamencie syntetycznym
Brylanty o barwie fantazyjnej
Porównanie typowej postaci kryształów diamentu naturalnego i syntetycznego otrzymanego metodą HPHT oraz syntetycznego otrzymanego metodą CVD
Porównanie mikrostruktury kryształów diamentu naturalnego i syntetycznego otrzymanego metodą HPHT oraz syntetycznego otrzymanego metodą CVD
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
O wikingach mówi się, że byli doskonałymi żeglarzami i nawigatorami. Powszechnie wiadomo, że na przełomie pierwszego i drugiego tysiąclecia swobodnie żeglowali po północnym Atlantyku, przemieszczając się między Skandynawią i odbitą Celtom Islandią, i Grenlandią, tudzież pomniejszymi wyspami tego regionu: Szetlandami, Orkadami, Hebrydami czy Wyspami Owczymi.
Swobodnie penetrowali również wybrzeża Irlandii, Szkocji, Anglii i innych krajów Europy Zachodniej, w tym położone w basenie Morza Śródziemnego. Pojawiali się także na wybrzeżach Bałtyku i Morza Czarnego. Dużymi rzekami docierali daleko w głąb dzisiejszej Rosji i wielu innych krajów europejskich. Po odkryciu z początkiem lat sześćdziesiątych minionego wieku materialnych śladów ich bytności w X wieku w L’Anse aux Meadows na Nowej Funlandii, nikt nie ma już wątpliwości, że na 500 lat przed Kolumbem docierali także do Ameryki Północnej. Jednocześnie wiadomo, że nie znali klasycznego kompasu magnetycznego. Ten dotarł do Europy z Chin gdzieś około XII-XIII wieku, prawdopodobnie za pośrednictwem żeglarzy arabskich.
Husanotra zamiast kompasu
I tu rodzi się dość oczywiste pytanie: jak wikingowie radzili sobie z nawigacją na tak rozległych akwenach? Odpowiedź znajdujemy w słynnych sagach islandzkich, zwłaszcza w “Sadze o Eryku Rudym” i w “Sadze o Grenlandczykach”, spisanych prawdopodobnie dopiero w XII-XIV wieku, czyli około 200-300 lat po opisywanych w nich wydarzeniach. Przez stulecia nie dawano im wiary. Dopiero odkrycia archeologiczne ostatniego półwiecza uwiarygodniły je, podobnie jak wykopaliska H. Schliemann’a uwiarygodniły homerycką “Iliadę”. Wedle tych zapisów wikingowie w żegludze oceanicznej posługiwali się przyrządem nawigacyjnym o tajemniczej nazwie husanotra. Wiadomo o nim jedynie, że był bardzo ważny dla wikińskich żeglarzy.
Trzeba było prawdziwie szczęśliwego trafu, by natknąć się nań w wykopaliskach archeologicznych. Pierwszy egzemplarz, dość kiepsko zresztą zachowany, napotkano w 1948 roku na Grenlandii w tzw. Osiedlu Wschodnim położonym w pobliżu fiordu Uunartoq. Drugi, w dużo lepszym stanie, odkryto w 2000 roku podczas prac wykopaliskowych prowadzonych na terenie Wolina, wczesnośredniowiecznego portu. Przyrząd ów jest małym drewnianym krążkiem z otworem w środku i powierzchnią pokrytą liniami oraz symetrycznie rozmieszczonymi nacięciami.
Na podstawie badań i eksperymentów stwierdzono, że działał w oparciu o zasadę gnomonu, znaną zresztą już od starożytności. Husanotra miała dość długą rękojeść umożliwiającą balansem poziome ustawienie krążka z nacięciami. Zaostrzony wierzchołek owej rękojeści wystawał ponad powierzchnię krążka przez centralnie usytuowany otwór i pełnił rolę gnomonu. Cień rzucany przez ów stożek (gnomon), zaznaczany systematycznie w miarę upływu dnia, pozwalał wytyczyć tzw. krzywą gnomonu. Kształt owej krzywej zależy od trzech czynników: szerokości geograficznej, na której wykonywana jest obserwacja, wysokości stożka (gnomonu) oraz wysokości Słońca na nieboskłonie, czyli od pory roku. Na krążkach znalezionych na Grenlandii i Wolinie wyryte są krzywe gnomonu charakterystyczne dla okresu równonocy i przesilenia letniego na 60-61Ą szerokości geograficznej północnej.
Połowiąc krzywą gnomonu, można wyznaczyć kierunek północny, a w konsekwencji również pozostałe główne kierunki geograficzne. Co więcej, północ może być wyznaczona o dowolnej porze dnia, o ile tylko znane jest położenie Słońca na nieboskłonie. Cień stożka husanotry (żeglarskiego gnomonu) o każdej porze dnia można łatwo dopasować w dwu miejscach do wyznaczonej i utrwalonej wcześniej krzywej gnomonu. Linia łącząca podstawę stożka (gnomonu) z punktem połowiącym odcinek krzywej gnomonu, zawarty między miejscami dopasowania, wyznacza jednoznacznie kierunek północny.
Nawigacja bez Słońca
A co zrobić, gdy Słońce przez długi czas pozostaje niewidoczne? Na oceanie sytuacje takie nie są czymś szczególnym. Dość często utrzymują się tam długotrwałe mgły bądź silne zachmurzenie. W wysokich szerokościach geograficznych Słońce bywa też w pewnych porach roku długo schowane poniżej linii horyzontu. I na to też wikingowie znaleźli sposób. By uporać się z problemem, wykorzystali szczególne właściwości niektórych minerałów i światła słonecznego, które rozpraszając się w atmosferze, ulega częściowej polaryzacji, czyli uporządkowaniu kierunków drgań (fig. 1). Największy stopień polaryzacji nieboskłonu obserwuje się, spoglądając prostopadle względem kierunku padania promieni słonecznych. Dzięki temu można określić położenie Słońca nawet wówczas, gdy jest ono schowane nieco pod linią horyzontu, o ile tylko potrafi się określić stopień polaryzacji światła słonecznego.
Spolaryzowane światło
Wystarczy, jeśli widoczne jest światło słoneczne rozproszone w atmosferze. Oko człowieka w toku ewolucji nie wykształciło zdolności wykrywania światła spolaryzowanego. Ale może go wykryć, korzystając z własności optycznych niektórych minerałów. Pełnią one rolę naturalnych detektorów światła spolaryzowanego. Znając ich reakcję na światło spolaryzowane, która jest adekwatna do stopnia jego polaryzacji, przy pewnym doświadczeniu w manipulowaniu nimi, można, na podstawie oceny wielkości stopnia polaryzacji nieboskłonu, ustalić całkiem dokładnie położenie Słońca nawet w sytuacjach, gdy jest ono zupełnie niewidoczne, np. z powodu mgły czy zachmurzenia (z dokładnością do 1-3Ą), jak i wówczas, gdy znajduje się poniżej linii horyzontu (do 7Ą).
Tajemnicze właściwości kryształów
A jak działają owe kryształy? Po prostu są optycznymi filtrami polaryzacyjnymi. Przepuszczają fale światła spolaryzowanego tylko określonej długości (barwy), takie, których drgania zgodne są z ich płaszczyzną polaryzacji. Pozostałe składowe padającego światła eliminowane są skutecznie, np. poprzez absorpcję (fig. 2). Właściwość ta uwarunkowana jest kierunkiem padania światła na kryształ o takich właściwościach. W związku z tym nie jest obojętne, jak taki kryształ jest zorientowany względem padającego światła. By światło spolaryzowane dotarło do oka obserwatora w ilości możliwie największej, płaszczyzny polaryzacji światła rozproszonego i kryształu-detektora powinny być równoległe.
Płaszczyzna polaryzacji rozproszonego światła słonecznego warunkowana jest jego położeniem na nieboskłonie. Najsilniejsza polaryzacja występuje w kierunku prostopadłym do padających promieni słonecznych. Zatem manipulując detektorem światła spolaryzowanego, szuka się takiego położenia, które charakteryzowało się będzie największą różnicą przepuszczalności spolaryzowanych promieni rozproszonego światła słonecznego, czyli kierunku o największym udziale w nim światła spolaryzowanego. Prostopadle do wyznaczonego w ten sposób kierunku usytuowane będzie Słońce.
Naturalny detektor światła
Do detekcji światła spolaryzowanego wygodne są kryształy charakteryzujące się bardzo wysokim poziomem anizotropii absorpcji składowych widma światła, czyli takie, których absorpcja zmienia się silnie wraz ze zmianą kierunku padającego na nie światła. Znane są one powszechnie jako kryształy o silnym pleochroizmie, czyli silnej wielobarwności. Zależnie od poziomu symetrii optycznej mogą charakteryzować się dichroizmem (dwubarwnością) bądź trichroizmem (trójbarwnością).
Po przebadaniu w Skandynawii, mateczniku wikingów, naturalnych wystąpień minerałów silnie pleochroicznych stwierdzono, że najlepszym kandydatem na naturalny detektor światła spolaryzowanego, czyli silnie barwnie reagujący optyczny filtr polaryzacyjny, może być kordieryt Mg2Al3 (AlSi5O18). Minerał ten znany jest również pod nazwą iolit (ijolit) od greckiego ion (fiołek). Nazwa ta wprost nawiązuje do łatwo postrzeganej cechy tego minerału, czyli do jego fiołkowej barwy. Jako kamień jubilerski również występuje przeważnie pod tą nazwą. Piękne, jubilerskie kordieryty znajdowane są w Norwegii i Finlandii już od niepamiętnych czasów. Z pewnością musiały być znane także wikingom. Zapewne z łatwością dostrzegali oni ich bardzo silny pleochroizm przejawiający się w pewnych sytuacjach drastyczną zmianą barwy podczas rotacji kryształu.
Kryształy kordierytu obserwowane w świetle spolaryzowanym w trzech wzajemnie prostopadłych kierunkach ukazują zmianę barwy od fioletowo-niebieskiej do nieomal bezbarwnej, przy czym największy kontrast barwy występuje w dwu kierunkach (fig. 3). Stąd w dawniejszych czasach kordieryt nazywany był też często dichroitem (dwubarwnym), choć, jako rombowy, w istocie jest trichroiczny (fig.4). Oczywiście, nie rozumiano wówczas przyczyn tego zjawiska, ale potrafiono takie zachowania skutecznie praktycznie wykorzystać.
Magiczne kryształy w cieniu domysłów
Niestety, nie znaleziono dotąd materialnych dowodów wskazujących na wykorzystywanie przez wikingów kryształów kordierytu w roli detektorów światła spolaryzowanego. Opisy używania magicznych kryształów znajdują się jedynie w sagach islandzkich. Ale po odkryciach archeologicznych potwierdzających wiarygodność ich treści należy traktować je zupełnie poważnie. Dodatkową przesłanką wskazującą na wiarygodność tych opisów może być występowanie kryształów kordierytu w roli żeglarskich talizmanów, także u niektórych współczesnych żeglarzy. Tradycja ta jest kontynuacją zwyczajów z przeszłości i może sięgać czasów wikińskich, a może i wcześniejszych, celtyckich.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Wyjątkowość i wysoka wartość aleksandrytu jest bardzo dyskretna, tylko prawdziwi znawcy potrafią go docenić. Należy do najcenniejszych, ale także coraz bardziej pożądanych kamieni jubilerskich. Najwyższej klasy egzemplarze osiągają ceny wielokrotnie przewyższające cenę wysokiej jakości brylantów.
Charakterystyczna zmiana barwy wraz ze zmianą oświetlenia, znana powszechnie jako efekt optyczny aleksandrytu, jest jego największym atutem. Najlepsze okazy w oświetleniu naturalnym mają barwę szmaragdową. W świetle żarowym, np. zwykłej żarówki lub płonącego drewna, choćby tego w kominku, są barwy rubinu bądź dojrzałej maliny, a z kolei w standardowym oświetleniu jarzeniowym są mało ciekawe, szare. Trywializując, można powiedzieć, że najlepsze aleksandryty wyglądają w dzień jak szmaragdy, w nocy zaś jak rubiny czy ametysty.
Kamień na cześć Aleksandra II
Najwyższej jakości aleksandryty pochodzą ze środkowego Uralu (Rosja). Po raz pierwszy natrafiono na nie całkiem przypadkowo, w wykrocie drzewa obalonego przez burzę. Miało to miejsce na początku lat trzydziestych XIX wieku, podczas przecierania drogi wzdłuż rzeki Tokowaja, około 90 kilometrów na północny-wschód od Jekaterynburga (w latach 1924-1991 zwanego Swierdłowskiem). Nierozpoznane, uchodziły początkowo za szmaragdy. Za datę identyfikacji aleksandrytu przyjmuje się dzień 3 kwietnia 1834 roku, kiedy to słynny mineralog dr Nordensheld (Fin pracujący dla rosyjskiego cara) miał znaleźć i zidentyfikować kilka kryształów aleksandrytu nad rzeką Tokowaja. Nazwa “aleksandryt” została oficjalnie przyjęta w 1842 roku.
Ustanowiono ją na cześć Aleksandra II, cara Rosji. Znad rzeki Tokowaja pochodzą też najpiękniejsze i jak dotąd bodaj największe skupiska kryształów aleksandrytu. W Muzeum Mineralogicznym Rosyjskiej Akademii Nauk im. A.E. Fersmana w Moskwie eksponowany jest wspaniały okaz składający się z 22 kryształów o łącznej masie ok. 5,38 kg. Jednak tak duże kryształy aleksandrytu, z uwagi na ich silne spękanie i bardzo kiepską przejrzystość, nie nadają się do wykorzystania jubilerskiego. Tylko całkiem niewielkie ich fragmenty lub drobne kryształy bywają przydatne do tego celu.
Stąd oszlifowane aleksandryty są na ogół dość małe, przeważnie do 0,5 ct. Rzadko miewają wielkość 1-3 ct, a już zupełnie sporadycznie trafiają się kamienie o wielkości powyżej 5 ct. Drugim istotnym kryterium oceny aleksandrytu jest jakość jego efektu optycznego. W ocenie brane są pod uwagę charakter i jakość powstających barw, jak i natężenie efektu zmiany wraz ze zmianą typu oświetlenia. Im czystsza i bardziej wyrazista jest ta zmiana, tym bardziej wartościowy jest kamień. Wzorcowy efekt optyczny aleksandrytu miewają tylko kamienie pochodzące ze środkowego Uralu. Przez to uznawane są za prawdziwy rarytas i ozdobę wielu kolekcji. Dzięki temu osiągają też najwyższe ceny aukcyjne.
Właściwości aleksandrytu 
Nazwa mineralogiczna Chryzoberyl, odmiana aleksandryt
Nazwa handlowa wg CIBJO Aleksandryt
Skład BeAl2O4
Twardość (w skali Mohsa) 8.5
Gęstość względna ~ 3.74
Współczynnik refrakcji 1.746-1.755 / 0.009
Optycznie dwuosiowy (+)
Układ krystalograficzny Rombowy
Barwa Zmiana barwy następuje wraz ze zmianą typu oświetlenia.
Chromofor: jony chromu (Cr+3); w rzadkich przypadkach także jony wanadu.
Pleochroizm Mocny trichroizm. Barwy Zielona, czerwona, żółta Efekty optyczne Efekt aleksandrytu. Efekt kociego oka.
Traktowanie
Rutynowo: nie.
Okazjonalnie: olejenie, woskowanie, żywicowanie drobnych pęknięć (wzorem szmaragdu). Syntetyczny Dostępny Imitacje Korund wyposażony w chromofor wanadowy
Jedyny posiadacz
Przez wiele dziesięcioleci Rosja pozostawała głównym źródłem zaopatrzenia w aleksandryt. Gdy wydobycie aleksandrytu w Rosji z czasem zmalało, a rosyjskie złoża zostały nawet w pewnym momencie uznane za nieomal wyczerpane, to zainteresowanie tym wyjątkowym kamieniem również wyraźnie zmalało, szczególnie że aleksandryty z innych odkrytych w międzyczasie złóż nie dorównywały w najmniejszym choćby stopniu rosyjskiemu aleksandrytowi.
W swoim czasie całkiem duże aleksandryty były pozyskiwane na Sri Lance (Latpandura, nawet powyżej 10 ct), ale jakościowo nie były w stanie konkurować z aleksandrytem rosyjskim. To samo można powiedzieć o aleksandrytach z Tanzanii (Manyara), Indii, Mianmaru (Burmy), Madagaskaru (Tsarasakro, Ambatosorata), Zimbabwe (Zomabuls), Republiki Południowej Afryki czy Australii. W rezultacie w sensie rynkowym aleksandryt zaczął w owych latach popadać stopniowo w zapomnienie.
Renesans aleksandrytu
Jednak w ostatnich latach sytuacja znacząco się zmieniła; aleksandryt znów stał się obiektem żywego zainteresowania. Złożyło się na to kilka przyczyn. I tak, w 1987 roku odkryto nowe złoże aleksandrytu w Brazylii, w stanie Minas Gerais, w miejscu zwanym Hematitia. Brazylijski aleksandryt okazał się kamieniem dość atrakcyjnym. Jego barwy są co prawda przeważnie mniej ciekawe i mniej wyraziste w porównaniu z rosyjskim aleksandrytem, ale zmiana barwy jest na ogół dość dobrze zauważalna.
Od czasu do czasu zdarza się też wydobyć tam kamień o jakości porównywalnej z rosyjskim aleksandrytem. W rezultacie znacznie ożywiło się zainteresowanie aleksandrytem, a tym samym i światowy obrót tym kamieniem. Hematitia miała w tym niewątpliwie walny udział. Zainteresowanie wzmogło się jeszcze bardziej po odkryciu w Hematitii nieznanego ze złóż rosyjskich aleksandrytowego kociego oka.
Nowa era
Dzięki coraz większemu zainteresowaniu kolorowymi kamieniami jubilerskimi, które zarysowało się całkiem wyraźnie z początkiem ostatniej dekady XX wieku, oraz wskutek zachodzących równolegle globalnych zmian politycznych (upadek systemu sowieckiego), stało się możliwe skierowanie większej uwagi na wydobycie kamieni szlachetnych także ze złóż uralskich, w tym ze złoża małyszewskiego.
Złoże to jest eksploatowane od 1830 roku, początkowo głównie w celu pozyskania szmaragdu, potem także innych kamieni jubilerskich, w tym wysokiej jakości aleksandrytu. W ciągu nieomal dwu wieków swojej historii przeżywało rożne koleje losu. Największy rozmach osiągnęło w latach pięćdziesiątych i siedemdziesiątych drugiej połowy dwudziestego wieku, kiedy to stało się strategicznym dostawcą metalicznego berylu dla potrzeb sowieckiego przemysłu nuklearnego i obronnego. Eksploatację prowadzono na dużą skalę zarówno metodą odkrywkową, jak i podziemną (kilka poziomów eksploatacyjnych).
Ostatnie większe ożywienie na złożu małyszewskim, mające za cel pozyskanie kamieni szlachetnych, miało miejsce pod koniec lat osiemdziesiątych i na początku lat dziewięćdziesiątych minionego wieku. Niestety, trwało ledwie kilka lat. Krach przyszedł już w 1995 roku i był pochodną zapaści ekonomicznej rozpadającego się politycznie systemu sowieckiego. Przez kilka kolejnych lat bardzo wątłe oznaki aktywności wydobywczej podtrzymywało stworzone w 1997 roku przedsiębiorstwo Zielony kamień.
Dopiero wejście do gry Tsar Emeralds Corporation z Kanady dało pewną nadzieję na lepszą przyszłość tego złoża, w tym na pozyskanie doskonałej jakości aleksandrytu. Korporacja powstała pod koniec 2003 roku z zamiarem wydobycia, obróbki i sprzedaży ze złoża małyszewskiego szmaragdu, aleksandrytu i innych kamieni przydatnych jubilersko (głównie fenakitu, topazu i cytrynu). Notabene jest to największe europejskie złoże berylu. Ocenia się, że pozostało w nim jeszcze do wydobycia około 20-30 ton surowego szmaragdu oraz 6-8 tysięcy ton tlenku berylu.
Korporacja Tsar Emeralds wsparła kapitałowo, logistycznie i koncepcyjnie przedsiębiorstwo Zielony kamień, które stało się firmą od niej zależną. W ciągu trzech lat zainwestowano w projekt restauracji wydobycia kamieni szlachetnych ze złoża małyszewskiego kilkaset milionów rubli, rewitalizując fundamentalnie infrastrukturę wydobywczą. Pod koniec 2006 roku podjęto już systematyczne wydobycie szmaragdu, aleksandrytu i pozostałych kamieni na czterech poziomach wydobywczych, planując także uruchomienie kolejnych, głębiej usytuowanych poziomów wydobywczych w nieodległej przyszłości. W 2008 roku przewidywano wydobycie 3 mln karatów szmaragdów i uzyskanie z tego około 200 000 karatów szmaragdów fasetowanych oraz około 40 000 karatów kaboszonów.
Niestety, okazało się to niewystarczające i po kilku poważnych ostrzeżeniach, wskutek niewywiązywania się z umowy z Rosniedra (Federalna Agencja ds. wykorzystania zasobów naturalnych) z początkiem czerwca 2008 roku przedsiębiorstwu Zielony kamień, a tym samym i korporacji Tsar Emeralds cofnięto koncesję.W rezultacie rozpoczęły się kolejne poszukiwania inwestora strategicznego. Mimo upływu przeszło roku, nadal nie został on ostatecznie ustanowiony. Aktualnie, w okresie przejściowym, na złożu gospodarzy Kalingradzki zakład przetwórstwa bursztynu. Ostatnie doniesienia prasowe sugerują, że ma duże szanse stać się inwestorem strategicznym złoża małyszewskiego. Czy specjaliści od bursztynu poradzą sobie z wydobyciem szmaragdu, aleksandrytu i innych kamieni kolorowych dostępnych w złożu małyszewskim, pokażą najbliższe miesiące.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Mało kto zdaje sobie sprawę, że bardzo blisko polskich granic można natknąć się na diamenty. Dowodzą tego sporadyczne znaleziska dokonywane przy okazji pozyskiwania czeskiego granatu (chromowego piropu) w Czeskim Średniogórzu i u podnóży Karkonoszy (por. “Polski Jubiler” 4/2009). Jednak wiarygodną dokumentacją – jak do tej pory – mogą się poszczycić tylko cztery takie znaleziska. Pierwszy z czeskich diamentów, tzw. diament dlażkovicki, został znaleziony już w 1869 roku. Obecnie znajduje się on w Czeskim Muzeum Narodowym w Pradze i jest skatalogowany pod numerem inwentarzowym P1N 6712. W momencie znalezienia stanowił składnik koncentratu minerałów ciężkich, otrzymanego w procesie pozyskania czeskiego granatu z tzw. pańskich jam, czyli drobnych wyrobisk eksploatacyjnych ulokowanych na złożach okruchowych znajdujących się na terenie Czeskiego Średniogórza, a rozsianych między miejscowościami Chrást’any i Podsedice (fig. 2).
Frakcja końcowa
Już w XIX wieku interesowano się nie tylko czeskim granatem (chromowym piropem), ale także innymi składnikami tzw. frakcji ciężkiej eksploatowanych tam osadów aluwialnych mających postać piaszczystych żwirów. Koncentrat minerałów ciężkich pozyskiwany z owych żwirów nazywano wówczas “frakcją końcową” (czeskie: “zadní kamének”). Wśród jej składników największe zainteresowanie budził oczywiście czeski granat (chromowy pirop), najbardziej atrakcyjny jubilersko i najobficiej występujący składnik tych skał. Ale sporadycznie spotykany był również chromowy diopsyd, cyrkon, oliwin. W końcu 1869 roku szlifierz Preissler ze Skalky koło Dlaz˙kovic w Czeskim Średniogórzu otrzymał do obróbki kolejną partię frakcji końcowej ze złoża pańskie jamy. Podczas szlifowania kolejnych składników tej frakcji natknął się na żółtawy kryształ niedający się obrabiać szmerglem (tj. skałą metamorficzną, składającą się głównie z drobnoziarnistego korundu, hematytu lub magnetytu i kwarcu; w XIX wieku powszechnie stosowano szmergiel jako wyborny materiał ścierny).
Identyfikacja diamentu
Masšek, miejscowy urzędnik, zwiózł ów kryształ z początkiem 1870 roku do Pragi do prof. J. Krejcíego celem bliższego zbadania. Ten z kolei powiadomił o znalezisku prof. V. Šafaríka (1870; Der erste bohmische Diamant – Sitzungsber. böhm. Ges. Wiss., 19-24, Prag), który znalezisko poddał drobiazgowemu badaniu. Jedna z możliwych do zastosowania wówczas metod identyfikacyjnych polegała na spaleniu drobnego fragmentu (0,002 g) owego kryształu. Protokół z przebiegu komisyjnego spalenia fragmentu tego diamentu znajduje się obecnie w Czeskim Muzeum Narodowym w Pradze. Sporządzono go w języku niemieckim. W wolnym tłumaczeniu treść protokołu brzmi następująco: “Protokół badania dlażkovickiego diamentu z dnia 12 stycznia 1870 roku. Profesor Šafarík udostępnił do badania część inkryminowanego kryształu w postaci pięciu jego fragmentów, z których największy miał około 1 mm długości. Umieszczono je w próbówce z twardego szkła w środowisku utleniającym. Po rozżarzeniu do barwy rdzawej okruchy spłonęły bez reszty jasnym płomieniem, jeden z mniejszych okruchów, który nie został dostatecznie rozgrzany, uległ tylko nadtopieniu. Powstały płyn zmętnił wodę barytową. Kreji potwierdził, że chodzi o kamień pochodzący z Dlażkovic, który otrzymał od szlifierza hrabiego Schönborna celem oddania go do badania Šafaríkowi. Podpisani: prof. J. Krejcí, prof. dr Friedrich Rochlered, prof. dr Vojte˙ch Šafarík, dr A. Carl von Waltenhofen, prof. K. W. Zenger, prof. dr Viktor R. von Zepharovich”. Ervín hrabia Schönborn podarował dlazkovicky˙ diament Czeskiemu Muzeum Narodowemu. Dlaz˙kovicky˙ diament ma wielkość 4,13 mm x 2,63 mm, waży 0,0573 g (0,2865 karata) i ma gęstość względną 3,483 (Jez˙ek 1912, 1927). Jest to cytrynowożółty niedoskonały oktaedr w kombinacji ze ściankami dwunastościanu rombowego. Zawiera czarne wrostki o wielkości nieprzekraczającej 0,08 mm x 0,32 mm. Powierzchnię ma w części chropawą.
Diament w muzeum
Drugi czeski diament jest nazywany po czesku “chrášt’anský˙”, od nazwy miejscowości Chráštany położonej w Czeskim Średniogórzu, zresztą nieopodal wspomnianych już Dlażkovic. Pierwsza informacja o nim pochodzi od J. Poláka, nauczyciela szkoły kamieniarskiej z Turnova, który wspomina o nim w “Národní politice” z dnia 2 września 1927 roku. Podobnie jak pierwszy czeski diament pozyskany został z frakcji końcowej (czeskie: zadní kamének) powstającej przy eksploatacji złóż chromowego piropu, powszechnie znanego jako czeski granat. Znalezisko miało miejsce jeszcze przed 1910 rokiem. Trebívlický zegarmistrz Ludvík Šolc kupił wówczas część zadního kaménku pozyskanego ze złoża w Chrášt’anech od pana Douši, który bywał tam dość często. Od roku 1959 chrást’ansky’ diament znajduje się Czeskim Muzeum Narodowym w Pradze i jest skatalogowany pod numerem inwentarzowym P1N 43 922. Ma wielkość 3,00 mm x 2,85 mm x 2,60 mm, ciężar 0,02206 g (tj. 0,1103 karata) i gęstość względną 3,487 (dane według B. Jez˙ka, 1927). Jest to diament barwy żółtawej, przeświecający, o postaci oktaedru w kombinacji z dodekaedrem. Zawiera więcej ciemnych wrostków niż diament dlaz˙kovickyŐ. Wtrącenia wykazują dość dobre uporządkowanie i układają się równolegle do ścian oktaedru (111). Przeważnie są to mikrowtrącenia substancji węglistej o niezdefiniowanej strukturze. Ich wielkość wynosi od 0,024 mm do 0,112 mm. Na ściankach oktaedrycznych daje się zauważyć trójkątne figury wytrawień. Oba diamenty z Czeskiego Średniogórza, oświetlone długofalowym ultrafioletem (366 nm), emitują światło pomarańczowawe (Bouška, Skála, Fryśda, 1993). Powstały najprawdopodobniej jako składnik płaszczowych eklogitów. Na powierzchnię zostały wyniesione wskutek eksplozji sfluidyzowanego materiału jako płaszczowy ksenolit diatremy Linhorka w Czeskim Średniogórzu.
Najnowsze diamenty
Najnowszymi znaleziskami diamentu w Czechach są dwa kryształy pozyskane przy okazji eksploatacji czeskiego granatu ze złoża VestŢev usytuowanego u podnóży Karkonoszy (Moravec, Ridkosil, 2008). Oba kryształy są jakości jubilerskiej. Niestety, złoże to jest aktualnie całkowicie już wyeksploatowane i zrekultywowane. Pierwszy z nich, znaleziony w roku 1997, ma masę 0,96 ct i wielkość 5,3 mm x 5,2 mm x 3,4 mm. Jest barwy bladożółtej z szarym odcieniem. Zawiera czarne inkluzje grafitu. Największa inkluzja widoczna jest już gołym okiem. Jego izometryczna, obła postać wyróżnia się zaokrąglonymi, niewyraźnymi, trójkątnymi ściankami i silnie złagodzonymi krawędziami. Całość postaci sprawia wrażenie kryształu obtopionego. Pomiary współczynnika refrakcji przy pomocy Jemeter digital 90, Jeweler’s Eye i Ceres Dual XL dały wynik 2,415. Drugi z nich, znaleziony w roku 2000, ma masę 1,60 ct i wielkość 7 mm x 5,2 mm x 4,3 mm. Natrafiono na niego w gruboziarnistym odpadzie (ż > 5 mm) pozostałym po oddzieleniu chromowego piropu w koncentracie pozyskanym w złożu VestŢev. Ma owalny kształt. Tworzą go nieco wypukłe, obłe ścianki oddzielone niewyraźnymi krawędziami. Górna część kryształu utworzona jest przez niską sześcioboczną piramidę. Dolna część kryształu nie ma wyraźnych ścianek i krawędzi. Kamień jest szary z jasnożółtym odcieniem. Matowo białawy refleks powstaje wskutek rozpraszania światła na drobnych nierównościach powierzchniowych. Kryształ zawiera sześć drobnych czarnych inkluzji.
Prawie jak z Uralu
Podkarkonoskie diamenty wydają się być wyglądem i paragenezą najbardziej podobne do diamentów z Uralu. Ich postać sugeruje zmienność warunków panujących podczas wzrostu kryształów. Od diamentów z Czeskiego Średniogórza różnią się wielokrotnie większą masą i postacią. Również fluoryzują odmiennie, bladoniebieskawo. Diamenty z Czeskiego Średniogórza są dość regularnymi oktaedrami. Diamenty podkarkonoskie mają natomiast postać trudną do jednoznacznej interpretacji. Najprawdopodobniej jest ona rezultatem zbliźniaczenia heksatetraedru. Również ich pierwotne źródło (skała macierzysta) nie została dotąd określona. Spekuluje się, że diamenty te, analogicznie jak diamenty uralskie, mogły należeć do aluwialnej prowincji diamentonośnej usytuowanej na superkontynencie Pangea (Rídkošil, Moravec, 2009). Po jego rozpadzie jej fragmenty mogły zająć nawet bardzo odległe pozycje (porównaj położenie Masywu Czeskiego, Uralu, Masywu Centralnego, Masywu Schwarzwaldu).
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Kamuflaż pęknięć, rys, drobnych szczelin i innych podobnych defektów w kamieniach szlachetnych ma równie starą tradycję jak zainteresowanie nimi. Zabiegi takie szczególnie chętnie stosowano względem niektórych kamieni kolorowych. Przykładem może być znane już w czasach antycznych olejenie szmaragdów, szczególnie w basenie Morza Śródziemnego. Analogiczny cel ma również woskowanie żadów, rutynowo wykonywane już od 2500 lat w Chinach.
Do kamuflowania pęknięć i podobnych niedoskonałości kamieni szlachetnych najlepiej nadają się substancje, które optycznie są możliwie podobne do traktowanego nimi kamienia. Zwykle chodzi tu o oleiste ciecze lub łatwotopliwe szkła, których współczynnik refrakcji podobny jest do współczynnika refrakcji traktowanego nimi kamienia. Diament był jednym z niewielu kamieni szlachetnych, które skutecznie oparły się tego rodzaju praktykom aż do czasów współczesnych. Wysoki współczynnik refrakcji (n = 2,417) bronił go skutecznie przed substancjami maskującymi optycznie różne niedoskonałości kryształu, np. pęknięcia, rysy czy drobne szczeliny, gdyż dostępne wówczas ciecze i szkła miały zbyt niski współczynnik refrakcji (n < 1,8), by mogły być przydatne do kamuflowania wad diamentu.
Ukryte pęknięcia w diamentach
Pierwszą skuteczną metodę maskowania pęknięć w diamentach opracowano dopiero z początkiem lat osiemdziesiątych minionego wieku. Dokonał tego Zvi Yehuda z firmy Ramat Gan z Izraela, korzystając z osiągnięć gwałtownie rozwijającej się w owych latach inżynierii materiałowej. Szybko i skutecznie przekuł on swój pomysł w produkt rynkowy. Jak się potem okazało, poprawiane przez niego brylanty wprowadzane były sukcesywnie do obrotu rynkowego już od 1981 r. Przez ponad pięć lat pozostawały niezauważone. Dopiero w drugiej połowie lat osiemdziesiątych zwrócili na nie uwagę naukowcy z Gemological Institute of America (Koivula, 1987). W działalności mającej za cel kamuflaż pęknięć, rys, drobnych szczelin i kanalików po laserowaniu liczącą się pozycję mają obecnie trzy firmy. Są to: Yehuda/Diascience (Yehuda Diamond Co., New York), Koss & Shechter Diamonds (Genesis II) i Clarity Enhanced Diamond House (filia Goldman Oved Diamond Company). Ich produkty są na tyle atrakcyjne i konkurencyjne, również cenowo, że coraz szerszym strumieniem przenikają na rynek jubilerski, sprawiając jednocześnie coraz więcej kłopotu przy ich identyfikacji i ocenie handlowej, gdyż niektóre z nich, wskutek ciągłego doskonalenia technologii stosowanej w ich poprawianiu mają na tyle nikłe oznaki traktowania, że w połączeniu z odpowiednio dobraną oprawą mogą być trudne lub nawet bardzo trudne do wykrycia. W szczególności dotyczy to brylantów mających zakamuflowane niewielkie, pojedyncze defekty.
Diamenty o klasę lepsze
Procedura poprawiania diamentów metodą Yehudy bywa tak skuteczna, że często polepsza czystość brylantu o całą klasę, umożliwiając np. przekwalifikowanie go z czystości SI do VS lub nawet z I do SI. Ocenia się, że upiększanych w ten sposób może być nawet 20-30 proc. brylantów dostępnych rynkowo.
Szczególnie dotyczy to brylantów w przedziale wielkości 1-2 ct. Mimo niechęci, spektakularnie artykułowanej uchwałami i zakazami niektórych organizacji certyfikujących brylanty oraz organizacji zrzeszających handlowe firmy jubilerskie, diamenty z czystością poprawioną metodą Yehudy dopuszczone są do legalnego obrotu rynkowego. Jednak bezwzględnym wymogiem jest opatrywanie ich informacją o zastosowanej względem nich procedurze traktowania. Powodowane jest to tym, że z uwagi na dość ograniczoną trwałość zmian dokonanych traktowaniem, cena rynkowa takich brylantów jest często niższa o 30-50 proc. od kamieni o analogicznych parametrach handlowych, jednakowoż niepoprawianych.
Dlatego też firmy zajmujące się traktowaniem brylantów metodą Yehudy dbają o certyfikaty informujące nabywców o zastosowanym traktowaniu i dają na nie odpowiednie gwarancje, np. Yehuda Diamond Co. opatruje swoje wyroby przeważnie certyfikatem European Gemological Laboratory (EGL) lub Global Gemological Laboratory (GGL). Co więcej, informacja o zastosowanej procedurze traktowania bywa często wypalana laserowo na rondyście poprawionego tak brylantu.
Wszystko po to, by utrudnić oszukańcze praktyki w obrocie takimi kamieniami. A pokusa jest duża, bo sięga nawet 50 proc. wartości brylantu. Zresztą powtarzające się co i rusz przypadki oferowania brylantów poprawionych metodą Yehudy w cenie brylantów niepoprawianych, oczywiście bez towarzyszącej informacji o ich traktowaniu, są tego najlepszym dowodem. Rzeczoznawca jubilerski, ba nawet zwykły jubiler obeznany z brylantami poprawionymi metodą Yehudy, powinien na ogół dość skutecznie je identyfikować, a co za tym idzie, eleminować z obrotu handlowego. Dotyczy to oczywiście przypadków, gdy w certyfikacie nie podano informacji o zastosowanej procedurze traktowania.
Poprawione diamenty na polskim rynku
Mimo upływu już blisko trzydziestu lat od zastosowania w praktyce pomysłu Yehudy sprawa jest wciąż aktualna i ważna. Co więcej, w ostatnich miesiącach daje się nawet zauważyć nasilony napływ na polski rynek brylantów poprawionych metodą Yehudy. Nie trzeba dodawać, że wiele z nich nie ma tego faktu odnotowanego w towarzyszących im dokumentach. Na szczęście brylanty traktowane metodą Yehudy można w większości skutecznie identyfikować nrzędziami, które są dostępne przeciętnemu jubilerowi (lupa gemmologiczna, binokular). Oczywiście, wymaga to znajomości cech identyfikujących metodę Yehudy oraz umiejętności ich postrzegania. A są nimi:
- zmieniający barwę, zależnie od kąta obserwacji, odbłysk barwy interferencyjnej, czyli tzw. flash effect dostrzegalny w płaszczyźnie obserwacji zbieżnej z orientacją powierzchni kamuflowanej szkłem; obserwowany w oświetleniu ciemnopolowym jest barwy żółtopomarańczowej, fioletowej, purpurowej, różowej i różowopomarańczowej, rzadziej żółtej, niebieskiej, zielonej i czerwonej; w oświetleniu jasnopolowym jest barwy niebieskiej, niebieskozielonej, zielonej i żółtej, bywa też fioletowy. Diamenty poprawiane metodą Koss & Shechter Diamonds mają efekt “odbłysku” mniej wyrazisty; jeszcze bardziej subtelny jest on w diamentach poprawianych metodą Clarity Enhanced Diamond House,
- szklisty charakter substancji wypełniającej pęknięcia, rysy i szczeliny łupliwości,
- pęcherzyki gazowe w substancji zabliźniającej pęknięcia; szczególnie dobrze widoczne w oświetleniu ciemnopolowym,
- niewyraźne oznaki płynięcia substancji wypełniającej pęknięcia, rysy i szczeliny łupliwości,
- włosowate pęknięcia substancji wypełniającej, formujące obraz podobny do pajęczyny, szczególnie dobrze widoczny przy oświetleniu światłowodowym,
- brązowawą, brązowawożółtą lub pomarańczowożółtą barwę substancji wypełniającej szczeliny w miejscach jej nabrzmień,
- włosowate i kłaczkowate oznaki rekrystalizacji substancji wypełniającej pęknięcia,
- zmętnienie substancji wypełniającej pęknięcia, rysy i szczeliny łupliwości,
- resztki substancji wypełniającej w miejscach, w których rysy, pęknięcia lub inkluzje wychodzą na powierzchnię kamienia; w miejscach tych może występować wklęsłość koncentrująca lub rozpraszająca światło, zależnie od typu oświetlenia. Wiele brylantów poprawianych metodą Yehudy wykazuje równocześnie także oznaki laserowania. Oczywiście kanaliki po laserowaniu są również kamuflowane szkłem, gdyż laserowanie, mające za cel usunięcie inkluzji, zwłaszcza ciemnych, poprzedza zazwyczaj traktowanie metodą Yehudy, celem której z kolei jest kamuflaż drobnych pustek w krysztale, a takimi są także kanaliki po laserowaniu.
Doskonałe wypełniacze
Substancje wypełniające pęknięcia i inne podobne defekty w kryształach diamentu są nieustannie doskonalone. Przez to stają się coraz trudniej wykrywalne prostymi metodami (lupą, binokularem). Na szczęście skutecznie można je wykrywać metodami laboratoryjnymi. Ponieważ fluorescencja substancji wypełniającej pęknięcia, rysy i szczeliny łupliwości w krótkofalowym ultrafiolecie różni się znacząco od analogicznej fluorescencji diamentu, to bardzo pomocnym w identyfikacji trudniejszych przypadków traktowania metodą Yehudy jest DiamonView. Przy pomocy tego przyrządu, na podstawie różnic barwy fluorescencji diamentu i substancji wypełniającej pęknięcia, można dokładnie zlokalizować i udokumentować owe wypełnienia, w szczególności kontaktujące z powierzchnią kamienia. W tym względzie pomocne mogą być również badania metodą fluorescencji rentgenowskiej bądź laserowym spektrometrem ramanowskim.
Szkiełko i oko
Substancją używaną do wypełniania pęknięć, rys i szczelin łupliwości w diamencie jest na ogół specjalnie dobrane szkło ołowiowo-bizmutowo-bromowo-chlorowe z całym szeregiem dodatków występujących w ilościach śladowych, np. bor, potas, sód, wapń, glin, krzem. Chlorki ołowiu i chlorki bizmutu mają wartości współczynnika refrakcji podobnie wysokie jak diament. Szkła o takim składzie mają też stosunkowo niską temperaturę topnienia; wszystko to czyni je atrakcyjnymi wypełniaczami drobnych pęknięć w diamencie. Pewnym mankamentem jest ich barwa: bladożółtawa do pomarańczowej. Co więcej, z czasem szkła takie mogą zmienić barwę i w niektórych przypadkach stają się widoczne nawet makroskopowo. Szkła te są wrażliwe na działanie podwyższonej temperatury, co może się ujawnić np. podczas polerowania, pod działaniem palnika jubilerskiego. Są też podatne na działanie wielu środków chemicznych, np. kwasów, niektórych środków czyszczących, detergentów, a także na działanie ultrafioletu. Szkło maskujące optycznie pęknięcia i szczelinki w diamencie wprowadzane jest pod stosunkowo wysokim ciśnieniem (nawet około 50 atm), przy dość niskiej temperaturze (około 400-600oC), po uprzednim odessaniu z nich powietrza. Jak zwykle w takich razach, szczegółowe warunki prowadzenia tego rodzaju procesów oraz dokładny skład używanych substancji pozostają pilnie strzeżoną tajemnicą ich twórców.
Żółtawy odcień barwy
Procedura Yehudy najefektywniej kamufluje rysy łupliwości oraz “brodatość” rondysty. Czasami może mieć dość negatywny wpływ na ogólny wygląd diamentu. Przejawia się to wrażeniem “tłustości” połysku i pojawieniem się żółtawego odcienia barwy. űółtawość ta zależy od wielkości, ilości i położenia kamuflowanych defektów. W przypadku ich dużej liczby zmiana odcienia barwy jest dość łatwo zauważalna.
Bibliografia Everhart J., 1987: Diamond dealers balk at disclosure of new treatment. National Jeweler 33/2 Koivula J.I., 1987: Gem news: Filled diamonds. Gems & Gemology 23/3 Rapaport M., 1987: Diamond treatment – buyers beware. Rapaport Diamont Report 10/32
Defekt brylantu kamuflowany szkłem ujawniony przy pomocy DiamondView
Pojedynczy defekt w brylancie
Efekt odbłysku w brylancie traktowanym metodą Yehudy
Efekt odbłysku w brylancie traktowanym metodą Yehudy
Kanaliki po laserowaniu i efekt odbłysku na drobnych pęknięciach brylantu kamuflowanych metodą Yehudy
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Światowy rynek jubilerski jest dziś nieomal w całości opanowany przez perły hodowane. Zaledwie w ciągu kilkudziesięciu lat skutecznie wyparły one perły naturalne. Początkowo były to głównie hodowane perły słonowodne. Ostatnimi laty coraz większy udział w rynku mają hodowane perły słodkowodne.
Perły słodkowodne znane były i cieszyły się wielką popularnością od najdawniejszych czasów. Szczególnie przyciągały uwagę w czasach antycznych, w średniowieczu oraz przez całe odrodzenie. Także współcześnie budzą bardzo duże zainteresowanie. Głównym powodem jest ich wizualna atrakcyjność (różnorakość form, barw i efektów optycznych). Obserwowane w ostatnich latach spore ożywienie zainteresowania perłami słodkowodnymi animowane jest w dużej części także przez szybko rosnącą ich dostępność (szybko zwiększająca się podaż przy równoczesnym zmniejszaniu cen) i jakość. Postępy w hodowli pereł słodkowodnych sprawiły, że są one dziś powszechnie dostępne, jednak różne ich katgorie w różnym stopniu. Te o najwyższej jakości pozostają nadal towarem luksusowym.
Chińska hodowla
Chiny są krajem, w którym hodowla pereł słodkowodnych osiągnęła w ostatnich latach rozmiary dotąd nienotowane. Dość powiedzieć, że w 2007 roku kraj ten wyprodukował około 1600 ton pereł słodkowodnych.
Stanowiło to aż 95 proc. światowej ich produkcji. Pierwsze zapiski o hodowli pereł słodkowodnych w Chinach pochodzą z XI wieku. Wówczas polegała ona na introdukcji elementów drewnianych, glinianych bądź wykonanych z masy perłowej do wnętrza muszli małży słodkowodnych. Umieszczano je między muszlą i płaszczem perłoródki. Po kilku miesiącach pokrywały się warstewką masy perłowej.
Pierwszym Europejczykiem, który miał okazję osobiście obserwować zbiór takich pereł hodowanych w chińskich jeziorach, był sławny podróżnik Marco Polo. Współczesna chińska hodowana perła słodkowodna może mieć średnicę od 2 do 15 mm (większość z nich ma 4-7 mm), kształt barokowy bądź mniej lub bardziej jednostronnie, bądź obustronnie spłaszczony, wrzecionowaty (perły ryżowe), aż po idealnie sferyczny (kulista forma pereł jest na razie jeszcze niezbyt liczna, ale jej udział szybko rośnie), barwę białą, bądź kremową (barwy typowe), ale równie dobrze w różnych odcieniach barwy żółtej do purpurowej.
Małż tworzy jakość
Do niedawna chińskie perły słodkowodne hodowane były głównie z wykorzystaniem miejscowej perłoródki Cristaria plicata, przy pomocy której otrzymywano masowo i bardzo tanio perły o stosunkowo niskiej jakości i mało regularnych kształtach. Wśród nich szczególnie liczne były tzw. perły ryżowe (przypominające wielkością i wyglądem ziarenka ryżu). Eksperymenty hodowlane z Hyriopsis schlegeli, perłoródką wykorzystywaną przed laty w Japonii do hodowli pereł słodkowodnych, np. w jeziorze Biwa (tzw. perły Biwa), doprowadziły do wytworzenia chińskiej hybrydy tego małża, którą nazwano Hyriopsis cumingi.
Małż ten w ostatnich latach stał się głównym wytwórcą najwyższej jakości chińskich pereł słodkowodnych, a ich udział z każdym rokiem wyraźnie rośnie. Jest to małż, którego dorosłe osobniki osiągają spore rozmiary (30 cm długości i 20 cm szerokości). Dożywa kilkunastu lat. Zdrowy, dojrzały osobnik może jednorazowo przyjąć nawet 25-50 wszczepów tkankowych (wszczep tkankowy – fragment nabłonka płaszcza małża o wielkości 2-3 mm, który po wszczepieniu stopniowo zamiera i otorbiony staje się zarodkiem typowej słodkowodnej perły bezjądrowej).
Ostanio obserwuje się w chińskiej hodowli pereł słodkowodnych tendencję polegającą na ograniczaniu liczby wszczepów (zwykle już tylko 12-16 sztuk); jest to jeden z elementów walki o poprawę jakości chińskich hodowanych pereł słodkowodnych. Ograniczenie liczby wszczepów wpływa bardzo korzystnie na kształt, wielkość i barwę hodowanych pereł. Przy starannej opiece i dużej trosce o jakość środowiska hodowli wszczepy mogą być ponawiane nawet kilka razy w ciągu życia małża (zwykle 2-3 razy).
Wszczepu tkankowego dokonuje się standardowo do płaszcza perłoródki (w odróżnieniu od słonowodnych perłopławów, u których standardowy wszczep dokonywany jest do gonady). Pierwszy wszczep ma zwykle miejsce w wieku 6-7 miesięcy (muszla małża ma wówczas 5-6 cm wielkości). Ostatnio w hodowli niektórych gatunków pereł pierwszego wszczepu dokonuje się dopiero w małże 2-3-letnie. Hodowla perły słodkowodnej trwa standardowo od 2 do 6 lat.
Chiński skarb
W Chinach hodowla pereł słodkowodnych skoncentrowana jest w okolicach Weitang i Zhuji, tj. około 250 km na SE od Szanghaju, największego miasta Chin, położonego w delcie rzeki Jangcy. Miasto to jest jednocześnie największym chińskim ośrodkiem gospodarczym, finansowym i komunikacyjnym, a także trzecim co do wielkości portem morskim na świecie. Jest oknem na świat chińskiej gospodarki, w tym także dla chińskiej perły.
Początkowo hodowla pereł słodkowodnych była tutaj bardzo opłacalna (niski koszt robocizny, zdrowe środowisko naturalne). W zasadniczy sposób stymulowało to bardzo szybki przyrost produkcji. W ciągu niewielu lat Chiny wyrosły na głównego producenta pereł słodkowodnych. Ale nie pozostało to bez konsekwencji. W ciągu ostatnich paru lat opłacalność hodowli pereł słodkowodnych obniżyła się znacznie, w niektórych rejonach nawet dziesięciokrotnie. Wpłynęła na to bardzo wysoka podaż pereł przy stosunkowo niskiej ich jakości oraz szybko rosnące zatrucie środowiska naturalnego, a także inne szkody spowodowane intensyfikacją hodowli.
Unowocześniona produkcja
Wody jezior, w których prowadzona jest hodowla, stają się z każdym rokiem coraz żyźniejsze (mętne i zielone od mieszaniny zanieczyszczeń i nawozów, którymi przyspiesza się wzrost glonów – pożywienie małży). Jest to proces analogiczny do tego, jaki miał miejsce w latach osiemdziesiątych minionego wieku w Japonii i doprowadził do załamania się hodowli japońskich pereł słodkowodnych, choćby na przykład w jeziorze Biwa.
Chińscy hodowcy, nauczeni błędami japońskich poprzedników, zawczasu podjęli działania naprawcze. Jednym z nich jest stopniowe ograniczenie wielkości produkcji i kompensowanie powstałego wskutek tego ubytku w dochodach rosnącą troską o poprawę jakości produktu. Skorzystano w tym względzie z doświadczeń innych regionów świata, które w swoim czasie przeżyły już podobne problemy. Doświadczenia te wyraźnie pokazują, że poprawa jakości zwiększa dochody i kompensuje ubytki wynikające z ograniczenia skali produkcji. W związku z tym w niektórych regionach produkcyjnych decyzją administracyjną ograniczono hodowlę pereł tylko do akwenów wód stagnujących (jezior, stawów), wdrażając jednocześnie program poprawy jakości produktu.
Jednym z ważnych jego elementów było wprowadzenie nowej metody hodowli. W dużym skrócie polega to na tym, że wszczepy tkankowe w ograniczonej liczbie otrzymują dopiero małże 2-3-letnie. Z tak zaszczepionych małży już po roku może być wyjęta perła (wszczep tkankowy obrośnięty masą perłową – w najlepszym razie perła płaskowypukła typu guzik), a opróżniony woreczk perłowy może być pozostawiony pusty dla samorzutnego wytworzenia się w nim nowej perły (typu “keshi”).
Możliwe jest też niewyjmowanie obrośniętego masą perłową wszczepu tkankowego i pozostawienie go na następny rok lub dwa dla dalszego rozrostu (w konsekwencji urośnie większa perła płaskowypukła typu guzik). Gdy małż osiągnie wiek 5 lat, możliwe jest zastąpienie w woreczku perłowym wzrosłej przez ten czas perły “keshi” lub w drugim przypadku dużej perły płaskowypukłej (typu guzik) przez nowego typu zarodek – kuliste jądro o wielkości 9-12,5 mm (zarodki takie wytwarzane są w Chinach z morskich muszli małża Tridacna gigas, mimo że te objęte są ochroną, wynikającą z postanowień konwencji waszyngtońskiej CITES).
Wzorem małży słonowodnych bywa czasem praktykowany wszczep kulistego zarodka wprost w gonadę (w takim wypadku zwykle ma to miejsce już na etapie małża 3-letniego). Gdy małż osiąga wiek 6-7 lat, wyjmuje się z woreczka perłowego wyhodowaną perłę. Przeważnie uzyskuje ona postać tzw. fireball (ognistej kuli, komety). Bardzo rzadko są to perły idealnie kuliste. “Kometarny” ogon i różne powierzchniowe nierówności powstają wskutek różnicy wielkości woreczka perłowego i wsuniętego doń zarodkowego jądra (bardzo trudno jest je idealnie dopasować).
Początkowe obkurczenie woreczka perłowego jest ich zasadniczym powodem. Znaczącą rolę w formowaniu się kometarnego ogonka takich pereł zdaje się odgrywać nacięcie wykonywane przy otwieraniu woreczka perłowego. Bez niego niemożliwe byłoby wsunięcie doń zarodkowego jądra. W wyniku dokonujących się zmian coraz większą część produkcji chińskich słodkowodnych pereł hodowanych stanowią perły sferyczne, aczkolwiek jeszcze o dość zróżnicowanej jakości. Z pewnością będzie się ona jednak dość szybko poprawiać.
Barwy i forma najwyższej jakości hodowanych chińskich pereł słodkowodnych
Naszyjnik z najwyższej jakości hodowanych chińskich pereł słodkowodnych
Barwy i formy przeciętnej jakości hodowanych chińskich pereł słodkowodnych
Perłoródka o ograniczonej liczbie wyhodowanych pereł
Chińska kulista słodkowodna perła hodowana
Perłoródki używane do hodowli chińskich pereł słodkowodnych
Chińskie sferyczne słodkowodne perły hodowane
Chińska słodkowodna perła hodowana typu “fireball” (ognista kula, kometa)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Rekonstruowane rubiny są najnowszym “wynalazkiem” tajlandzkich pracowni traktowania rubinu. Dokładna data pojawienia się ich w obrocie rynkowym trudna jest do ustalenia, gdyż praktyki tego rodzaju okryte są na ogół dość szczelną zasłoną milczenia
Najlepiej poinformowani są jednocześnie najbardziej zainteresowani w zachowaniu tajemnicy, gdyż czerpią z tego spore korzyści, często całkiem oszukańczo. Na nietypowo upiększone rubiny zwróciło uwagę Laboratoire Francais de Gemmologie (CCIP). Stało się to z początkiem 2008 roku. Informacje prasowe o istnieniu rubinów rekonstruowanych odpowiednio dobranym szkłem ołowiowym pojawiły się niewiele potem, bo w już połowie 2008 roku, i pochodziły od Union Francaise de la Bijouterie, Joaillerie, Orfãvrerie, des Pierres et des Perles (UFBJOP). Jednak w pełni umotywowana potrzeba dokonania zmian w handlowej nomenklaturze rubinów, wynikająca z występowania w obrocie rynkowym większej liczby rekonstruowanych rubinów, została wyartykułowana przez Laboratoire Francais de Gemmologie dopiero w końcu 2008 roku.
Upiększane rubiny
Wydaje się, że rekonstruowane rubiny są kolejnym ważnym ogniwem łańcucha metod stosowanych od niepamiętnych czasów wobec niższej jakości rubinów dla ich upiększenia, a często też, z uwagi na pierwotnie bardzo kiepski wygląd i jakość, jedynym sposobem pozwalającym włączyć je do obrotu rynkowego (patrz: W. Łapot “Uzdrawiane rubiny i szafiry”, Polski Jubiler 3/2009). Współcześnie ponad 95 proc. rubinów i szafirów, przed wprowadzeniem do obrotu rynkowego, poddawane jest wpierw różnym zabiegom upiększającym. Niektóre ze stosowanych w tym celu metod mają wielowiekową tradycję i są dość powszechnie akceptowane bądź tolerowane, choćby na przykład tradycyjna obróbka cieplna (bez użycia topników). Z kolei inne metody traktowania są niezbyt chcianym, a nawet ostro zwalczanym “wynalazkiem” ostatnich lat. Z pewnością należą do nich również najnowsze sposoby “uzdrawiania” korundów z wykorzystaniem szkła ołowiowego czy szkieł jemu podobnych.
Receptura szkła
“Zdrowienie” korundów przy pomocy szkła zapoczątkowane zostało już blisko trzydzieści lat temu. Jednak problem bardzo znacząco się zaostrzył dopiero wtedy, gdy do kamuflażu pęknięć i wypełniania różnorakich jamek i pustek w korundach zastosowano barwione szkła o bardzo wysokiej zawartości ołowiu, których współczynnik refrakcji niewiele się różni od współczynnika refrakcji traktowanego tak korundu.
Pierwsze informacje o takich praktykach pojawiły się na początku 2004 roku i pochodziły z Research Laboratory Gemmological Association of All Japan. Szybko się okazało, że rubiny traktowane w tak szczególny sposób obecne są już od jakiegoś czasu na prawie wszystkich rynkach jubilerskich, a kamienie przeznaczone do tego rodzaju obróbki pozyskiwane są z bardzo różnych złóż, zarówno azjatyckich (Myanmar, Wietnam), jak i afrykańskich (Tanzania, Madagaskar). Głównym ośrodkiem “szklenia” korundu okazał się Bangkok (Tajlandia). W tamtejszych pracownich silnie spękane, niskiej i bardzo niskiej wartości korundy upiększane są masowo szkłem.
Używa się do tego technik naśladujących do pewnego stopnia metodę Yehudy, stosowaną przecież już w latach osiemdziesiątych minionego wieku wobec diamentów. Receptura szkła używanego w tej metodzie poprawiania korundu bywa różna, niekiedy dość skomplikowana, np. w jego skład mogą wchodzić tlenki Pb, Bi, Al, Ta, Co, Cr…. Skład szkła dobiera się tak, by jego parametry optyczne były jak najbardziej podobne do upiększanego nim korundu, a jednocześnie szkło możliwie łatwo wnikało w najdrobniejsze pęknięcia i pustki, wypełniając je bez reszty, kompletnie. Stąd receptury szkieł stosowanych do upiększania korundów pochodzących z różnych złóż dobiera się często indywidualnie. Do powodzenia nowych metod szczególnie przyczyniły się laboratoria tajlandzkich placówek naukowo-badawczych, wspierające swoim potencjałem wysiłki tajlandzkich operatorów rynku kamieni jubilerskich.
Łączenie kryształów rubinu
W konsekwencji na kolejny krok na drodze doskonalenia metod upiększania korundu nie trzeba było zbyt długo czekać. Już na początku 2008 roku natrafiono na rubiny spreparowane w całkiem nowy sposób. Istota dokonanej zmiany polega na tym, że szkło stosowane do upiększania rubinów było dotąd materiałem, którego używano jedynie w celu kamuflażu różnorakich niedoskonałości kryształów (fig. 1). W najnowszej wersji “szklenia” odpowiednio dobrana receptura składników pozwalała uzyskiwać szkła nadające się do skutecznego zespalania kryształów o bardzo niskiej jakości, pociętych gęsto i głęboko szeroko otwartymi szczelinami, intensywnie spękanych, z wielką korzyścią dla ostatecznego wyglądu całości (fig. 2). Możliwe stało się również łączenie kawałków kryształu rubinu pierwotnie zupełnie autonomicznych (fig. 3 i 4). W rezultacie zdarza się niejednokrotnie, że tak spreparowane rubiny mają w sobie dużo więcej szkła niż rubinu (fig. 5). Inną wyróżniającą cechą owego sposobu preparowania rubinu jest obecność doskonale kulistych pęcherzyków gazu zamkniętych w szkle zespalającym fragmenty rubinu (fig. 6). Różni je to od rubinów kamuflowanych szkłem, w których pęcherzyki gazu są zazwyczaj dość płaskie.
Da się to wytłumaczyć wielkością przestrzeni zajmowanej przez szkło. W rubinach rekonstruowanych przestrzenie zajęte przez szkło są rozległe; pęcherzyki gazu mają dość miejsca i swobody, by uformować się w idealnie kulistą postać. W rubinach kamuflowanych przestrzenie zajęte przez szkło są bardzo wąskie; ciasnota sprawia, że pęcherzyki gazu wtłaczane wraz ze szkłem w tak wąskie przestrzenie są przeważnie silnie zdeformowane, płaskie (fig. 7). By przekonać się, jak i ile szkła przenika rubiny spreparowane nowym sposobem, wykonano eksperyment polegający na poddaniu ich trawieniu kwasem fluorowodorowym. Szybko okazało się, że sporo rubinów przepojonych jest szkłem na wskroś, a bywa, że jego powłoka stanowi również sporej grubości warstwę w niektórych sektorach ich powierzchni (fig. 8). Jednocześnie ilość szkła ulokowanego w rekonstruowanych nim rubinach jest w wielu wypadkach bardzo trudna do oszacowania standardowymi metodami.
Dopiero radiogram lub kwasowanie pozwala prawidłowo ocenić jego ilość. Co gorsza, w rubinach spreparowanych w ten sposób ilość użytego szkła dość szybko wzrasta. W najnowszych rekonstrukcjach bywa go już czasem więcej niż rubinu.
Wśród kamieni jubilerskich, pozostając w zgodzie z normami CIBJO (Confédération Internationale de la Bijouterie, Joaillerie et Orãvrerie, czyli World Jewellery Confederation), da się wyróżnić dwie zasadnicze grupy. Pierwszą są kamienie powstałe bez ingerencji człowieka, czyli jubilerskie kamienie naturalne.
Drugą stanowią kamienie całkowicie lub choćby tylko w części wytworzone przez człowieka, czyli jubilerskie kamienie nienaturalne. Wśród kamieni nienaturalnych wyróżnia się jeszcze jubilerskie kamienie: syntetyczne, sztuczne, rekonstruowane, składane i imitacje (patrz: W. Łapot “Naturalny, syntetyczny, sztuczny…”, Polski Jubiler 11/2008). Kamienie rekonstruowane powstają przez stopienie (bez możliwości rekrystalizacji) lub takie zespolenie okruchów kamieni naturalnych, na ogół dość drobnych, by w rezultacie utworzyły spójną, jednolitą i zwartą całość.
Nazwa kamienia rekonstruowanego składa się z nazwy mineralogicznej okruchów użytego surowca naturalnego poprzedzonej przymiotnikiem informującym o charakterze dokonanej ingerencji, np. rekonstruowany turkus, rekonstruowany bursztyn itp. Z kamieniami rekonstruowanymi mylone bywają niekiedy kamienie składane (kompozyty). Jednak te ostatnie powstają przez zwykły montaż dwu lub większej liczby kawałków stanowiących uprzednio zupełnie autonomiczne obiekty naturalne i/lub syntetyczne, a powstały kamień nie stanowi monolitycznej całości.
Montaż polega na zwykłym sklejeniu. Elementy tworzące kamień składany sytuowane są przeważnie jeden ponad drugim (dublet, tryplet itd.), rzadziej jeden obok drugiego (mozaika). Natomiast elementy tworzące kamień rekonstruowany rozmieszczone są całkiem przypadkowo, żeby nie powiedzieć: chaotycznie.
Odbudowany rubin
Wszystko to sprawia, że mamy dziś do czynienia z zupełnie nową jakością w kwestii traktowania rubinów. Nowa sytuacja powinna znaleźć odzwierciedlenie również w nazewnictwie traktowanych w nowy sposób rubinów. Wydaje się, że stosowane dotychczas określenia “rubin traktowany szkłem ołowiowym” czy też “rubin kamuflowany szkłem” powinny być stosowane jedynie w odniesieniu do rubinów zawierających niewielkie ilości szkła wtłoczonego głównie w bardzo drobne pęknięcia korundu. Da się je poznać po tym, że pęcherzyki gazu, zawarte w takim szkle, są wyraźnie spłaszczone.
Dla rubinów spreparowanych w ten sposób, że zawarte w nich szkło przybiera formę kulistych pęcherzyków gazu, bardziej właściwe byłoby określenie “rubin rekonstruowany”. W takich wypadkach mamy bowiem do czynienia z zespoleniem pierwotnie autonomicznych często fragmentów kamienia naturalnego przy użyciu dużej ilości odpowiednio dobranego szkła, tak by po zabiegu utworzyły spójną, jednolitą i zwartą całość. A to już w zupełności wyczerpuje definicję określenia “rekonstruowany kamień jubilerski”, sformułowaną i w pełni akceptowaną przez członków CIBJO.
Fig. 1. Rubin kamuflowany szkłem – wygląd ogólny (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 5. Rekonstruowane rubiny w świetle padającym (po lewej) i prześwietlone promieniami rentgenowskimi (po prawej). Szkło ołowiowe zajmuje przeważającą część kamienia (obszary jasne na radiogramach) (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 4. Powiększony fragment rekonstruowanego rubinu (w świetle odbitym). Obszary z fakturowanym reliefem – szkło (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 3. Powiększony fragment rekonstruowanego rubinu (w świetle padającym). Obszary jaśniejsze – szkło (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 2. Rubin rekonstruowany szkłem – wygląd ogólny (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 8. Rekonstruowany rubin trawiony kwasem fluorowodorowym: przed zabiegiem (po lewej) i po zabiegu (po prawej) (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 6. Kuliste pęcherzyki gazu w rubinie rekonstruowanym szkłem (Laboratoire Francais de Gemmologie)
Fig. 7. Płaskie pęcherzyki gazu w rubinie kamuflowanym szkłem (Laboratoire Francais de Gemmologie)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Spadkobierczynią tradycji szlifowania czeskiego granatu i produkcji z niego klejnotów jest Kooperatywa Granat ulokowana w Turnovie. Skupia kilkuset szlifierzy kamieni jubilerskich, złotników i srebrników. Jest właścicielką kopalni, w których wydobywa się czeski granat. Jednocześnie jest to aktualnie najważniejsze przedsiębiorstwo zajmujące się obróbką, oprawą i promocją czeskiego granatu.
Czeski raj
Turnov to niewielkie miasteczko, liczące ledwie kilkanaście tysięcy mieszkańców, położone w centrum Czeskiego Raju, bardzo atrakcyjnego turystycznie regionu Republiki Czeskiej. Zarówno historycznie, jak i współcześnie jest to bardzo ważny ośrodek czeskiego jubilerstwa, ale także czeskiej nauki i kultury. Pełni w Czechach rolę analogiczną do Idar-Oberstein w Niemczech. Już w XVI wieku miasto to zasłynęło ze szlifowania kamieni jubilerskich, szczególnie jaspisów i agatów wydobywanych na zboczach pobliskiego Kozakova, legendarnej góry tej części Czech. W XVIII wieku przetwarzano tu na dużą skalę także minerały wydobywane w innych regionach Czech. Wspomagano się też importem z innych krajów zarówno europejskich, jak i zamorskich. W XIX wieku nieczynna już dziś Huta Paclta rozsławiła Turnov imitacjami kamieni jubilerskich wytwarzanymi z wytapianej tutaj tzw. kompozycji szklanej.
Odkrywkowa eksploatacja złoża czeskiego granatu
Chromowy pirop
Jednak Turnov od dawna słynie przede wszystkim z produkcji biżuterii z czeskiego granatu. Już od średniowiecza jest on najbardziej znanym minerałem przetwarzanym w Turnovie. Początkowo nazywano go karbunkułem, potem Granati Bohemiki (łac.), le grenat de Bohůme (franc.), Garnet Boheme (ang.). Z czasem nazwa ta utrwaliła się i jest dziś dobrze znaną i co ważniejsze uznaną marką handlową zarówno w Europie, jak i w świecie. Określenie czeski granat oznacza krwistoczerwony granat (chromowy pirop) o dużych walorach estetycznych, który już w czasach celtyckich pozyskiwano z wielu miejsc na terenie północnych i zachodnich Czech. Najważniejsze wystąpienia czeskiego granatu lokują się w okolicy Trebenic (Ceské stredohori). Skałą macierzystą granatu jest lherzolit (skała ultramaficzna z rodziny perydotytów), której fragmenty wypełniają niezbyt rozległe diatremy, czyli wąskie, lejkowate kominy dość podobne w charakterze do południowoafrykańskich diamentonośnych kominów kimberlitowych, a powstałe w związku z trzeciorzędową eksplozywną aktywnością wulkaniczną (fig. 1). Najbardziej znane z nich to Linhorka (fig. 2) i Grantovyś Vrch (dawniej zwany Bota). Notabene, przy okazji pozyskiwania czeskiego granatu zdarzyły się tutaj dwa znaleziska diamentu, tzw. diament dlażkovicki i tzw. diament chrást’anský; na ostatni natrafiono blisko sto lat temu, około roku 1910. Potem, w związku z mechanizacją wydobycia granatu, takie znaleziska już się nie zdarzyły. Oba diamenty zdeponowane są w Národní Muzeum w Pradze. Czwartorzędowa erozja owych kominów wulkanicznych umożliwiła powstanie wielu wtórnych koncentracji czeskiego granatu w formie złóż osadowych. Bodaj najbardziej znanym jest złoże w Podsedicach (fig. 3). Złoża te już od kilkuset lat są głównym źródłem najwyższej jakości czeskiego granatu.
Zagłębie granatu
Koncentracje chromowego piropu występują także w okruchowych osadach karbonu i permu oraz w osadach górnej kredy. Powstały one wskutek intensywnego wietrzenia i erozji odsłoniętego wówczas krystalicznego fundamentu (Masywu Czeskiego) złożonego z gnejsów, migmatytów, granulitów i lherzolitów. Te ostatnie bardzo obficie wyposażone są w granaty (chromowe piropy, fig. 4). Dlatego też czeski granat pozyskiwany był jeszcze do niedawna także ze złoża Vestr˙ev koło Trutnova, znajdującego się na południowym przedpolu Karkonoszy. Złoże to powstało wskutek czwartorzędowego wietrzenia i erozji wychodni piaskowców karbońskich, w których znajdowały się utworzone paleozoicznym wietrzeniem osadowe koncentracje tego minerału. Ostatnie doniesienia mówią o wyczerpaniu się tego złoża. Analogiczne pod względem geologicznym, choć znacznie uboższe koncentracje chromowego piropu odkryto również w okolicy Kolína i Jicína.
Odsłonięcie skał wypełniających diatremę na Linhorce
Ręczna produkcja
Czescy geologowie oceniają, że ponad 60% ekonomicznych zasobów granatu (chromowego piropu) zostało już wydobyte. Przy obecnych kryteriach ekonomicznych i stosowanych metodach wydobycia możliwe jest jeszcze pozyskanie z udokumentowanych złóż najwyżej kilku ton czeskiego granatu. Koncentracja chromowego piropu w owych złożach nie jest szczególnie wysoka i wynosi średnio od 12,5g (złoże Podsedice) do 18g (złoże Vestr˙ev) w tonie kopaliny. W najbogatszych partiach złóż koncentracje piropu mogą sięgać nawet 100g w tonie kopaliny. Stąd dzienne wydobycie czeskiego granatu nie przekracza na ogół kilku kilogramów. Koncentrat minerałów ciężkich pozyskiwany w obu kopalniach zagospodarowywany jest przez Kooperatywę Granat z Turnova.
Zwykle około 20% owego koncentratu stanowi pirop. Są to przeważnie ziarna o wielkości od 2 do 6 mm (im większe, tym jest ich mniej). Udział ziaren o wielkości 5 mm i większej stanowi w urobku od 0,6 do 1,2%. Większe ziarna piropu są zatem sporą rzadkością.
Aż 65% pozyskanego piropu nadaje się do dalszej obróbki i wykorzystania jubilerskiego. Pozostałe mają zbyt wiele inkluzji, niekorzystny kształt bądź są spękane lub zwietrzałe. Z uwagi na stosowaną technologię uzyskiwania koncentratu minerałów ciężkich, potencjalnie możliwe ziarna piropu o większych rozmiarach trafiają niestety do odpadu. Są one jednak tak nieliczne, że z ekonomicznego punktu widzenia nie opłaca się już ich odzyskiwać. Z przekazów historycznych wiadomo, że przed zmechanizowaniem wydobycia i przeróbki trafiały się tutaj ziarna granatu o wielkości porównywanej z kurzym jajem, choć zdarzało się to niezwykle rzadko.
Granaty zbierano ręcznie wiosną lub na jesieni, przepatrując cierpliwie zaorane pola, zwłaszcza po okresach większych opadów. Tylko nielicznym zdarzał się szczęśliwy traf, znajdowali duży i atrakcyjny wizualnie kryształ chromowego piropu. Ale i nagroda w takich razach bywała szczególna, i mogła na przykład polegać na zwolnieniu synów znalazcy z obowiązku wieloletniej służby wojskowej w cesarskiej armii. Mówi się, że cesarzowa Maria Teresa miała maleńki kałamarz wykonany w jednym krysztale czeskiego granatu. Niektóre z owych wyjątkowych znalezisk, które szczęśliwym trafem przetrwały burzliwe dzieje, można dziś podziwiać w muzeach Wiednia, Pragi, Turnova i Trebenic.
Barwa granatu
Czeski granat występuje w odmianach różniących się nieco barwą: najczęściej jest czerwony bądź fioletowy. Ale bywa też pomarańczowy lub różowy. Te ostatnie barwy są dość rzadko spotykane. Różnice w barwie pokrywają się z różnicą w zawartości chromu. Pirop czerwony jest wyraźnie uboższy w chrom (zawiera średnio ok. 2% Cr203) w porównaniu z piropem fioletowym (zawiera średnio ok. 4% Cr203). Podobnie jest z ich współczynnikiem refrakcji i gęstością względną (n = 1.748, G = 3.718 – dla czerwonego piropu i n = 1.765, G = 3.720 – dla fioletowego piropu). Jako wrostki w czeskim granacie spotykane są przeważnie: pargasyt (amfibol), chromowo-glinowy spinel oraz siarczek niklu i żelaza; jako wrostek wzmiankowany był też cyrkon.
Niecodzienna biżuteria
Wytwarzana w Turnovie biżuteria z wykorzystaniem czeskiego granatu ma niepowtarzalny, swoisty i dość łatwo rozpoznawalny styl. Szczególnie wyróżnia się ta jej część, która odwołuje się do dawniejszych wzorów . Turnovskie tradycje produkcji biżuterii z granatami liczą sobie już przeszło sześć wieków. Znanych jest kilkanaście tysięcy jej wzorów. Największym popytem cieszyła się biżuteria z czeskim granatem w XIX wieku. Do jej powodzenia przyczyniła się z pewnością założona w 1884 roku szkoła artystyczno-przemysłowa, która po dziś dzień kształci szlifierzy, złotników i kowali artystycznych.
Warto podkreślić, że była to pierwsza tego rodzaju placówka oświatowa w Europie Środkowej. Sporo czeskiego granatu wykorzystywano w tamtych czasach do ozdabiania przedmiotów codziennego użytku, a także nakryć głowy, odświętnej odzieży itp. Czeskiego granatu używano również masowo do wytwarzania różańców. Po dziś dzień sporym zainteresowaniem cieszą się różne krzyżyki i medaliony wysadzane czeskim granatem. Współczesna czeska biżuteria również stara się wykorzystać pirop (czeski granat), podkreślając na wszytkie możliwe sposoby walory estetyczne tego kamienia.
Ponieważ czeskie granaty są na ogół drobne (2-4 mm średnicy), to biżuteria projektowana jest przeważnie w ten sposób, by oddziaływać na obserwatora wielopłaszczyznowymi skupiskami ziarenek granatu. Tylko kamienie o największych rozmiarach osadza się pojedynczo lub w otoczeniu niewielkiej liczby kamieni drobniejszych.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne
Uniwersytet Śląski
Każdy produkt, który oferowany jest odbiorcom, ulega uatrakcyjnieniu. Zasada ta dotyczy wszystkich produktów i towarów, jakie wprowadzane są na rynek konsumencki. Taka sama zasada dotyczy kamieni szlachetnych, gdzie ponad 95 proc. rubinów i szafirów, przed wprowadzeniem do obrotu jubilerskiego, poddawane jest wpierw upiększaniu
Fig. 6. Efekt odbłysku (niebieskawe refleksy) w korundzie “uzdrowionym”
Metody, które wykorzystywane są w tym celu, mają wielowiekową tradycję i są dość powszechnie tolerowane, np. tradycyjna korekta termiczna (bez użycia topników). Niestety, istnieją także inne metody, które są bardzo często ostro zwalczanym “wynalazkiem” ostatnich lat. Z pewnością należą do nich najnowsze sposoby “uzdrawiania” korundu (rubinu i szafirów) z wykorzystaniem szkła ołowiowego lub szkieł jemu podobnych. Maskowanie nieprawidłowości “Uzdrawianie” sprowadza się w istocie do kamuflażu różnorakich pęknięć i pustek w krysztale. Może być to wykonane na wiele sposobów.
Fig. 7. Korund “uzdrowiony” szkłem. Na powierzchni fasetki w świetle odbitym widoczne liczne mikroszczelinki wypełnione szkłem
Już blisko pół wieku temu W.F. Eppler (1959) i E. Roedder (1962) wyjaśnili przebieg likwidacji drobnej pustki w krysztale korundu poprzez jego wygrzewanie (fig. 1). W takim przypadku proces “zdrowienia” polega na termicznej aktywacji roztworu zamkniętego w likwidowanej pustce kryształu jeszcze w fazie jego krystalizacji. Podgrzany, rozpuszcza korund ze ścianek pustki, by po obniżeniu się temperatury umożliwić ponowną krystalizację materii korundowej w innych miejscach pustki (fig. 2). Śladem procesu “zdrowienia” jest swoista “blizna” przypominająca wyglądem linie papilarne (tzw. odcisk palca) lub tzw. pióro. W.F. Eppler (1959) reprodukował owe blizny (“odciski palca” i “pióra”) w syntetycznych rubinach wytworzonych metodą Verneuila. Wykorzystywał do tego autoklaw używany standardowo w hydrotermalnej syntezie monokryształów oraz stosowane w tej metodzie topniki. Oczywiście kryształy syntetycznego korundu przeznaczone do takiej mistyfikacji poddawane były wpierw termicznemu krakingowi celem wytworzenia w nich licznych mikropęknięć i pustek.
Fig. 4. Wysokiej jakości rubin z Mogok w Myanmar (Burma)
Niedługo minie trzydzieści lat, jak do kamuflażu drobnych pęknięć i jamek w korundach zastosowano na szerszą skalę szkło krzemionkowe. Pierwsi zauważyli i opisali ten proceder R.W. Hughes (1984) i R.E. Kane (1984). Obecność szkła krzemionkowego w korundzie mogła być wówczas łatwo wykryta, nawet przy pomocy zwykłej obserwacji lupowej czy też binokularnej (fig. 3). Rubiny poprawiane w ten sposób nie znalazły uznania u nabywców i dość szybko zostały wycofane z rynku jubilerskiego. Ale pomysł użycia szkła do poprawiania korundów pozostał w świadomości wielu operatorów tego rynku.
Rubiny podczas obróbki termicznej
W rezultacie niewiele lat po tym, bo już na początku lat dziewięćdziesiątych minionego wieku, w obrocie jubilerskim pojawiło się sporo rubinów o pęknięciach i pustkach kamuflowanych zeszkloną substancją dodawaną do ich rutynowej wysokotemperaturowej obróbki cieplnej. To nie przypadkiem pojawienie się ich na rynku zbiegło się z odkryciem dużych złóż rubinu w okolicach Mong Hsu w Myanmar (Burma). Niedługo potem dostawy z tego rejonu stanowiły już ponad 95 proc. światowej rynkowej oferty naturalnego rubinu.
Fig. 2. Anatomia “uzdrowionej” pustki w korundzie poprzez jego wygrzewanie (wg R.W. Hughes 2004)
Jednak rubiny te nie dorównywały jakością rubinom z Mogok, niedoścignionemu wzorowi naturalnego rubinu (fig. 4). By poprawić ich wygląd, zaczęto masowo poddawać je szczególnej obróbce termicznej. Proceder ten opisali A. Peretti i inni (1995) oraz McClure i Smith (2000). Dla szklistych wypełnień pospolicie w nich spotykanych ukuto nawet enigmatyczne określenie “rezyduum”. Określano w ten sposób szklistą pozostałość dostrzeganą w termicznie zabliźnionych szczelinkach i jamkach kryształu. W świetle dzisiejszej wiedzy o różnych sposobach upiększania korundu można powiedzieć, że był to termin bałamutny, świadomie i celowo stosowany przez wykonawców tego procederu.
Chodziło o uśpienie czujności nabywców i działających w ich imieniu laboratoriów gemmologicznych. Sugerowano, że owo “rezyduum” powstawało niejako ubocznie wskutek termicznej aktywacji substancji dodawanych do zabiegu rutynowej, powszechnie akceptowanej obróbki termicznej korundu. Twierdzono, że ów dodatek jest niezbędny dla utrzymania w ryzach procesu obróbki termicznej korundów. Dodawano, że w przypadku rubinów z Mong Hsu jest to bezwzględnie konieczne, i że niejako dodatkowo korzystnym skutkiem ubocznym ich stosowania jest optyczna neutralizacja drobnych pęknięć.
Fig. 5. Tworzenie się “rezyduum” w termicznie obrabianych korundach z dodatkiem topników szkłem: w rubinie (po lewej) i w szafirze (po prawej)
Ponieważ owo “rezyduum” miało dużo niższy współczynnik refrakcji od zawierającego je korundu, to mogło być stosunkowo łatwo dostrzeżone; w niektórych wypadkach wykrywane było już okiem nieuzbrojonym. Ale działo się tak jednak tylko w przypadku pęknięć i jamek o sporych rozmiarach. Inne, drobniejsze, pozostawiały tylko nikłe ślady, sygnalizowane zazwyczaj obecnością specyficznych inkluzji typu “odcisk palca” czy “pióro”. W istocie w procederze tym zupełnie świadomie i w sposób zamierzony stosowano dodatki typu boraks plus krzemionka. Chodziło o to, by w procesie obróbki termicznej pełniły one rolę topnika, analogiczną do tej, jaką pełnią w procesie syntezy korundu metodą topnikową (flux-melt).
W związku z tym, że ich temperatura topnienia jest wyraźnie niższa od temperatury topnienia korundu, to w warunkach podwyższonej temperatury mogły pełnić rolę swoistego rozpuszczalnika korundu. Po obniżeniu temperatury korund rozpuszczony uprzednio na ściankach pęknięć i szczelinek ponownie krystalizował w nich, zamykając je jednocześnie wraz z resztkami zestalającego się topnika (fig. 5).
Udoskonalanie metody
Mimo znacznej poprawy wyglądu traktowanych w ten sposób rubinów powstające szkło nie było wystarczająco skutecznym materiałem do “naprawiania” pęknięć w korundzie. Przede wszystkim dlatego, że wyraźnie różniło się optycznie od korundu. Nie dziwi zatem, że poszukiwano nieustannie daleko doskonalszych materiałów i sposobów służących ulepszeniu wyglądu korundów jubilerskich.
W dużej mierze chodziło również o to, by korundy o jakości wykluczającej je pierwotnie z obrotu jubilerskiego mogły, po “ulepszeniu”, bez większego trudu znaleźć nabywców. Oczywiście spora część “spreparowanych” tak korundów trafiała i trafia nadal na rynek, bez uprzedzania o tym nabywców. Szczególnie zagrożone są w tym względzie rynki słabo chronione. Informacje o stosowaniu takich praktyk na ogół “tracą się” w dość długim łańcuchu pośredników, łączącym złoże z finalnym nabywcą. W takiej sytuacji skutecznie może pomóc jedynie laboratorium gemmologiczne lub odpowiednio przeszkolony rzeczoznawca jubilerski.
Wypełnianie ołowiem
Pierwsze informacje o kolejnym, dużo bardziej efektywnym sposobie kamuflażu pęknięć i jamek w korundach jubilerskich pojawiły się na początku 2004 roku. Światowy rynek jubilerski zaalarmowany został przez gemmologów z Research Laboratory Gemmological Association of All Japan. W treściwym raporcie opisano rubiny, których pęknięcia i jamki wypełnione zostały szkłem o bardzo wysokiej zawartości ołowiu. Natychmiast przykuło to uwagę innych laboratoriów gemmologicznych.
W ekspresowym tempie przetestowanych zostało pod tym kątem bardzo wiele kamieni przez laboratoria gemmologiczne rozrzucone na całym świecie. Szybko się okazało, że rubiny “szklone” nowym sposobem oferowane były nawet na najbardziej renomowanych światowych imprezach targowych np. na targach w Bangkoku, w Hongkongu, w Bazylei czy w Tucson (oczywiście bez powiadomienia o tym potencjalnych nabywców. Ostrzeżenie takie jest wymagane choćby na mocy porozumienia CIBJO).
Były to kamienie o bardzo różnej wielkości, od całkiem drobnych, znacznie poniżej 1 ct, do bardzo dużych, nawet powyżej 100 ct; sporo z nich to kamienie pomiędzy 5 a 10 ct. W ślad za tym “odkryciem” pojawiło się również sporo publikacji, które dostarczyły zainteresowanym wielu szczegółowych informacji o nowym sposobie traktowania szkłem korundów jubilerskich, np. Rockwell K.M, Breeding C.M., 2004; Li Jian-et al., 2005; Milisenda et al., 2005; Pardieu, 2005; Smith et al., 2005; SSEF, 2005; Sturman, 2005; Themelis, 2005.
Jak się okazało, już od pewnego czasu rynek jubilerski zalewany był poprawianymi w ten sposób korundami pochodzącymi z różnych złóż zarówno azjatyckich (Myanmar, Wietnam), jak i afrykańskich (Tanzania, Madagaskar). Głównym ośrodkiem traktowania korundu polegającego na “uzdrawianiu” szkłem okazał się Bakngkok (Tajlandia). Silnie spękane, niskiej wartości korundy wypełniane są tam różnorakimi szkłami, przy pomocy technik naśladujących do pewnego stopnia metodę Yehudy stosowaną już w latach 80. minionego wieku względem diamentów. Receptura owych szkieł bywa różna, niekiedy dość skomplikowana, np. w ich skład wchodzą tlenki Pb, Bi, Al, Ta, Co, Cr,… Jest tak dobierana, by powstałe szkło miało parametry optyczne możliwie najbardziej podobne do “uzdrawianego” nim korundu, a jednocześnie bardzo łatwo wnikało w najdrobniejsze pęknięcia i jamki, wypełniając je możliwie całkowicie.
Upiększenie rozpoznane
Starsze techniki “zdrowienia” szkłem rozpoznawane są dzięki częstej obecności efektu odbłysku (tzw. flash), analogicznego do spotykanego w diamentach poprawianych metodą Yehudy (fig. 6). Można w nich też obserwować pęcherzyki gazu ulokowane w wypełnianych szkłem szczelinkach. Wypełnione szkłem mikroszczelinki stają się widoczne przy odpowiednim oświetleniu (fig. 7). Nowsze technologie oraz stosowane w nich szkła pozwalają uzyskiwać wypełnienia bardzo trudno identyfikowalne standardowymi metodami gemmologicznymi. W takich wypadkach skuteczne okazują się już tylko laboratoryjne metody gemmologiczne, np. prześwietlenie promieniami rentgenowskimi.
Niewarte piękno
Upiększenie kamienia jubilerskiego ma bardzo znaczący wpływ na jego cenę i może być źródłem sporego dochodu dla osób wykorzystujących nieświadomość nabywców. W takich przypadkach utrata wartości zależy głównie od typu i właściwości zastosowanego zabiegu upiększania oraz od rodzaju kamienia jubilerskiego, względem którego go zastosowano. Jeśli na przykład naturalny, wysokiej jakości rubin birmański (Myanmar) kosztuje przeciętnie około 2400-2500 USD/ct, to już analogicznie wyglądający rubin, uzyskany wskutek standardowej obróbki termicznej (bez użycia topnika), może mieć cenę stanowiącą w najlepszym razie ledwie 1/4 jego wartości.
Fig. 3. Jamka w korundzie “zabliźniona” szkłem (wg R.W. Hughes 2004)
Z kolei rubin poprawiony termicznie z wykorzystaniem topnika uzyska cenę na poziomie 1/5 ceny analogicznie wyglądającego rubinu niepoprawionego. Wreszcie rubin poddany dyfuzyjnej obróbce termicznej z użyciem pierwiastka berylu uzyska cenę stanowiącą w najlepszym razie tylko około 1/10 ceny analogicznego rubinu niepoprawianego. Cały szkopuł w tym, że informacja o zastosowanym traktowaniu “gubi się” zwykle w długim łańcuchu pośredników. Wielu z nich nie wie zresztą, czym w istocie obracają, gdyż niektóre sposoby traktowania da się wykryć jedynie metodami laboratoryjnymi, a potrzebnym do tego sprzętem i wiedzą dysponują tylko najlepiej wyposażone laboratoria gemmologiczne.
Fig. 1. Kolejne fazy “uzdrawiania” drobnej pustki w korundzie poprzez
jego wygrzewanie (wg E. Roedder 1962): A – pęknięcie powstałe w trakcie
lub po uformowaniu się kryształu B – początek procesu “zdrowienia”;
pozostały po krystalizacji roztwór w warunkach podwyższonej temperatury
rozpuszcza korund stanowiący ścianki pustki C – dalszy ciąg procesu
“zdrowienia”; rozpuszczone składniki są odkładane w innych miejscach
pustki D – proces “zdrowienia” zakończony; po wyczerpaniu substratu
formują się liczne drobne pustki mające postać “negatywnych” kryształów
wypełnionych resztkami roztworu; ogólnym wyglądem przypominają linie
papilarne (tzw. odcisk palca) lub tzw. pióra
Oczywiście, w takich razach najbardziej poszkodowanym jest jak zwykle ostateczny nabywca. Przed stratami uchronić go może jedynie certyfikat wystawiony przez godne zaufania laboratorium gemmologiczne.
Bibliografia
Eppler, W.F., 1959, The origin of healing fissures in gemstones. Journal of Gemmology, 7/2, s. 40-66. Hughes, R.W., 1984, AIGS Gem Lab report: Surface repaired rubies – a new gem treatment. The Canadian Gemmologist, 5/3, s. 85. Hughes, R.W., 2004, Fluxed up: The fracture healing of ruby. IDEX, 19/173, s. 110-120. Kane R.E., 1984, Natural rubies with glass-filled cavities. Gems & Gemology, 20/ 4, s. 187-199. Li-Jian Q., Zeng C.G., Xin-qiang Y., 2005, Lead-rich glass substance in filled treated rubies. Gems and Gemmology, 7/2, s. 1-6. McClure S.F., Smith C.P., 2000, Gemstone enhancement and detection in the 1990s. Gems & Gemology, 36/4, s. 336-359. Milisenda C.C., Horikawa Y., Henn U., 2005, Rubine Mit Bleihaltigen Glasern Gefullt. Gemmologie: Zeitschrift der Deutschen Gemmologishen Gesellschaft, 54/1, s..35-42. Pardieu V., 2005, Lead glass filled/repaired rubies. www.aigslaboratory.com/Filearticle/55.pdf, Jan. 17. Peretti A., Schmetzer K., Bernhardt H-J., 1995, Rubies from Mong Hsu. Gems & Gemology, 31/1, s. 2-27. Rockwell K.M., Breeding C.M., 2004, Gem Trade Lab Notes: Rubies, clarity enhanced with a lead glass filler. Gems & Gemology, 40/3, s. 247-249. Roedder, E., 1962, Ancient fluids in crystals. Scientific American, 207, s. 38-47. Smith C.P., McClure S.F., Wang W., Hall M., 2005, Some characteristics of lead-glass filled corundum. Jewellery News Asia, 255, s. 79, 82-84. SSEF Swiss Gemmological Institute 2005, Lead glass filled fractures in rubies. Facette, No. 12, p. 10, www.ssef.ch/facette12.pdf. Sturman N., 2005, Gem News: Lead glass-filled rubies appear in the Middle East. Gems & Gemology, 41/2, s. 184-185. Themelis T., 2005, Glass-filled rubies. Australian Gemmologist, 22/8, s. 360-365.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Mało atrakcyjne wizualnie brązowe brylanty, syntetyzowane metodą CVD, mogą mieć poprawianą barwę nową metodą zwaną skrótowo LPHT (Low Pressure/High Temperature). Metoda ta upraszcza, a tym samym powoduje potanienie procesu otrzymywania wysokiej jakości bezbarwnych diamentów typu IIa
LPHT – nowa metoda zmiany barwy brylantów
Jeszcze do niedawna jedynym skutecznym sposobem modyfikacji barwy niektórych brązowych brylantów było poddanie ich działaniu wysokich ciśnień i wysokich temperatur (High Pressure/High Temperature; w skrócie HPHT). Zabiegu dokonywano w specjalnie przystosowanych do tego prasach HPHT, zarówno sferycznych czy pryzmatycznych, jak i typu “Belt” (fig. 2). Pierwsze poprawione w ten sposób brylanty pojawiły się w obrocie rynkowym już prawie dziesięć lat temu.
Początkowo znane były pod nazwą GE POL (skrót utworzony od nazwy ich pierwszego producenta – General Electric i dystrybutora – Pegasus Overseas Limited), potem również jako Pegasus (od Pegasus Overseas Limited), Monarch albo Bellataire. Teraz znane są głównie jako brylanty poprawione metodą HPHT. Wprowadzenie ich do sprzedaży wywołało w swoim czasie sporo zamieszania na światowym rynku brylantów oraz stworzyło wiele problemów, szczególnie w zakresie ich identyfikacji i oceny handlowej.
Nawet najbardziej renomowane laboratoria gemmologiczne, w tym i Amerykański Instytut Gemmologiczny (GIA), nie potrafiły odróżnić ich początkowo od brylantów niepoprawianych. W konsekwencji nie było jasne, jak należy je traktować w zunifikowanych systemach oceny handlowej, gdyż co najmniej jedna zasadnicza cecha wartościująca – barwa była w nich istotnie skorygowana. Ostatecznie ustalono, że będą uznawane za poprawiane i w celach identyfikacyjnych będzie się je laserowo znakować wypalanym na rondyście napisem GE POL.
Brązowe brylanty najlepsze do obróbki
Do poprawiania metodą HPHT kwalifikowane są głównie niezbyt atrakcyjnie barwne diamenty typu IIa, szczególnie te o barwie brązowej. W diamentach takich barwa brązowa wywołana jest zwykle przez różnego rodzaju deformacje sieci krystalicznej, powstające najczęściej jeszcze w fazie wzrostu kryształu i mające np. postać dyslokacji. Zastosowanie wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury (HPHT) pozwala na całkowite lub częściowe zniesienie owych defektów, dzięki temu przywracana jest im bezbarwność (fig. 1). Poprawione w ten sposób diamenty uzyskują przeważnie barwę D-G (wg terminologii GIA), mają dość dużą masę (zwykle powyżej 1 ct) i wysoką czystość (IF-VVS).
Dwie ostatnie cechy są zapewne wynikiem stosowania preselekcji brylantów przeznaczanych do takiego zabiegu. Chodzi o ograniczenie ryzyka rozpadu kamienia podczas modyfikacji HPHT powodowanego w takich razach obecnością inkluzji, ewentualnie innych defektów wewnętrznych oraz o podwyższenie opłacalności całej procedury (poprawienie dużego kamienia kosztuje nieomal tyle samo co małego). Większość diamentów modyfikowanych metodą HPHT nie wykazuje luminescencji, ma wyraźną, anomalną dwójłomność, która ortoskopowo formuje deseń przypominający splot japońskiej słomianej maty (tzw. tatami), z dobrze widocznymi barwami interferencyjnymi.
Czasami dość symptomatyczne bywają też nielicznie spotykane w nich inkluzje. Najczęściej są nimi drobne, trudne do identyfikacji cząstki otoczone rysami naprężeniowymi w kształcie “halo” albo wtrącenia zdyspergowanego grafitu otoczone promieniście rozchodzącymi się rysami naprężeniowymi. Mogą być to także pęknięcia i “pióra” przypominające wyglądem “odciski palca”, sięgające często powierzchni kamienia, których wypełnienie stanowią przeważnie cząstki grafitu oraz dobrze widoczna bywa też “ziarnistość” w postaci równoległych, brązowawych smug i prążków lub białych “welonów”, które nadają kamieniom specyficznie mglisty, nieco “mleczny” wygląd.
Nowa metoda dała efekty
Od niedawna niezbyt atrakcyjne wizualnie brązowe brylanty syntetyzowane metodą CVD mogą już mieć skutecznie poprawioną barwę zupełnie nową, nieznaną dotychczas metodą zwaną skrótowo LPHT (Low Pressure/High Temperature). Opracował ją zespół badawczy Laboratorium Geofizycznego Carnegie Institution for Scinece. Pierwsze wyniki tych prac zostały opublikowane jesienią bieżącego roku w “The Proceedings of the National Academies of Science”. Prace nad ulepszeniem syntetycznego diamentu prowadzone są nie tyle w celu dodania wizualnej atrakcyjności monokryształom, ile w celu uproszczenia, a tym samym potanienia procesu otrzymywania wysokiej jakości bezbarwnych diamentów typu IIa, tak bardzo potrzebnych do niektórych zastosowań praktycznych, choćby na przykład jako elektroniczne komponenty w projektowanych komputerach kwantowych. Dotychczas stosowana metoda poprawiania diamentów (HPHT) ma trudne do przezwyciężenia ograniczenia wynikające z wielkości i liczby brylantów, które można nią korygować (patrz tab.1).
Idealna metoda
Meng Yu-Fei, Chih-shiue Yan, Joseph Lai, Szczęsny Kraśnicki, Haiyun Shu, Thomas Yu, Qi Liang, Kwang-Ho Mao, i Russell Hemley z Carnegie Institution’s Geophysical Laboratory po raz pierwszy użyli autoklawu CVD (Chemical Vapor Deposition) w swych eksperymentach mających za cel poprawianie własności diamentów/brylantów (fig. 3). W odróżnieniu od metody HPHT, która w syntezie kryształów diamentu naśladuje warunki ciśnienia i temperatury panujące głęboko w ziemi, analogiczne do tych, w jakich wzrastają diamenty naturalne, metoda CVD produkuje szybko (nawet do 150 mm/h) dowolnej wielkości monokryształy diamentu w warunkach niespotykanych w głębi ziemi, bo w podciśnieniu (0,1 at) i w relatywnie niezbyt wysokiej temperaturze (500-1200 ĄC).
Kryształy diamentu CVD, rosnąc w warunkach w pełni kontrolowanych, mają stosunkowo niewiele wad. Jednak ich liczba zależy w dużym stopniu od narzuconego tempa wzrostu. Im jest ono wolniejsze, tym zwykle doskonalszy produkt się otrzymuje, ale też i tym kosztowniejszy. Potanieniu sprzyja narzucenie wyższego tempa wzrostu kryształów. Jednak rosnące szybko monokryształy mają przeważnie dużo więcej defektów i wskutek tego są najczęściej żółtobrązowe. Dzięki ostatnim osiągnięciom zespołu badawczego Carnegie Institution można już je skutecznie skorygować przy pomocy tych samych autoklawów CVD, w których powstały. Poprawianie polega na poddaniu ich mniej lub bardziej długotrwałemu (do kilku godzin) wygrzewaniu w plazmie o temperaturze przekraczającej 2000 ĄC i w podciśnieniu (zwykle poniżej 0,3 atmosfer). Po takiej obróbce stają się bezbarwne lub najwyżej jasnoróżowe. Pomimo zastosowania bardzo niskiego ciśnienia oznak grafityzacji w tak poprawionych diamentach nie zauważa się.
Olbrzymie kamienie szlachetne
Przy pomocy wybranych metod analitycznych, na przykład spektroskopii absorpcyjnej czy Raman/fotoluminescencji, można zidentyfikować konkretne wady kryształów, które odpowiedzialne są za wytworzenie się określonej barwy monokryształów CVD (fig. 4, 5). Traktowanie LPHT powoduje znaczne ograniczenie absorpcji prawie w całym spektrum fal elektromagnetycznych (fig. 6), od ultrafioletu (UV) poprzez odcinek widzialny (Vis) do podczerwieni (IR).
Stwierdzono, że powodowane jest to zmianami w strukturze defektów powodowanych obecnością atomów wodoru i azotu wbudowanych w sieć krystaliczną diamentu w fazie jego wzrostu w autoklawie CVD. Jednak najbardziej ekscytującym aspektem nowej metody poprawiania własności diamentu jest możliwość traktowania kryształów o nieomal nieograniczonej wielkości. Zasadniczy przełom polega na tym, że nowa metoda traktowania pozwala otrzymywać bardzo wysokiej jakości bezbarwne monokryształy diamentu o wielkości sięgającej potencjalnie nawet kilku tysięcy karatów. Ponadto nowa metoda nie wymaga już stosowania pras wysokociśnieniowo-wysokotemperaturowych.
W konsekwencji pozwala to na szybsze i znacznie tańsze modyfikowanie większej liczby kryształów diamentu. Nie ma również ograniczeń dotyczących liczby poprawianych kryształów czy brylantów; autoklawy CVD maja komory reakcyjne nieporównywalnie większe od pras HPHT. Autoklawy CVD są również znacznie mniej kosztowne w porównaniu z prasami HPHT. Już niebawem, po optymalizacji procesu, będzie się nimi produkować jeszcze taniej znacznie większe i lepsze monokryształy bezbarwnego diamentu. Większość z nich zostanie zapewne spożytkowana przemysłowo, ale część z nich z pewnością trafi również na rynek jubilerski.
Fig. 2 Poprawianie diamentu metodą HPHT po lewej: budowa komory reakcyjnej: 1 – NaCl + 10% ZrO2, 2 – NaCl, 3 – proszek grafitowy, 4 – kryształ, 5 – arkusz grafitu, 6 – ogrzewanie
po prawej: prasa HPHT typu “Belt”
Fig. 3 Autoklaw CVD używany do poprawiania diamentu metodą LPHT
Fig. 4 Widma FTIR brązowego diamentu CVD typu IIa przed i po obróbce LPHT (wg Laboratorium Geofizycznego Carnegie Institution for Science)
Fig. 5 Widma Raman/fotoluminescencji brązowego diamentu CVD typu II a przed i po obróbce LPHT w: – w temperaturze poniżej 1700 oC i w krótkim czasie (widma po lewej),
– w temperaturze powyżej 1700 oC i w długim czasie (widma po prawej) (Laboratorium Geofizyczne Carnegie Institution for Science)
Fig. 6 Widma absorpcji brązowego diamentu CVD typu IIa przed i po obróbce LPHT (wg Laboratorium Geofizycznego Carnegie Institution for Science)
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Tanzania to państwo we wschodniej Afryce powstałe w 1964 roku z połączenia dwu dawnych brytyjskich kolonii: Tanganiki i Zanzibaru. Nazwę nowego kraju ukuto z początkowych sylab nazw łączących się kolonii. Ta z kolei wykorzystana została przez nowojorską firmę Tiffany & Co. do nazwania tanzanitem najatrakcyjniejszej odmiany jubilerskiego zoisytu odkrytej dla świata mniej więcej w owym czasie na terenie północno-wschodniej Tanzanii
Jako pierwszy, w 1967 roku, poprawnej identyfikacji tanzanitu dokonał Ian McCloud, geolog z Dodomy – stolicy Tanzanii, zatrudniony w ówczesnej administracji państwowej. Wcześniej znaleziska tanzanitu identyfikowano wpierw jako szafir (tzw. szafir Meru), potem jako oliwin (perydot), wreszcie jako kordieryt (ijolit) lub dumortieryt. Tak też początkowo nazywał tanzanit Manuel de Souza, krawiec a zarazem poszukiwacz złota i drogich kamieni z Arushy, kilkusettysięcznego miasta u podnóży Kilimandżaro, którego uznano za niecałkiem świadomego odkrywcę złoża tanzanitu.
Usytuowane jest ono w krainie Masajów, kilka kilometrów na północ od miasteczka Merelani (Mererani), w zachodniej części Gór Lelatema, ledwie kilkadziesiąt kilometrów na południe od Kilimandżaro, najwyższego szczytu Afryki. Złoże tanzanitu powstało przed 600 mln lat w warunkach orogenicznego matamorfizmu regionalnego facji amfibolitowej, przy ciśnieniu około 2 Kb i w temperaturze nieprzekraczającej 500oC, lokując się w płaszczyźnie osiowej wielkiego fałdu orogenu wschodnioafrykańskiego utworzonego z proterozoicznych gnejsów, marmurów i łupków krystalicznych.
Zawdzięcza swe powstanie wysokiej aktywności gorących fluidów krążących wzdłuż różnej rangi uskoków oraz powierzchni oddzielności i wypłukujących ze skał składniki niezbędne do utworzenia pegmatytowych gniazd (geod) zawierających tanzanit i inne zoisyty jubilerskie, jak również wiele innych bardzo atrakcyjnych kamieni jubilerskich, np. kyanit (dysten), granat (tsavoryt), diopsyd, turmaliny o różnej barwie, kwarc. Fluidy te uruchamiały także zawarte w skałach chromofory, czyli pierwiastki odpowiedzialne za niepowtarzalną barwę owych minerałów, np. wanad, chrom, żelazo, mangan. Ich zróżnicowany jakościowo i ilościowo udział w budowie sieci krystalicznej zoisytu sprawia, że barwa tego minerału może być bardzo różna, np. niebieska, fioletowa, żółta, zielona, różowa.
Upiększanie barwy tanzanitu
Tanzanit jest z pewnością najpiękniejszym z zoisytów jubilerskich. Zawdzięcza swą niepowtarzalną barwę obecności atomów wanadu w sieci krystalicznej zoisytu. Jeśli wanad ma postać jonów trójwartościowych (V3+), to nadaje tanzanitowi mało atrakcyjną barwę brunatnofioletowawą. Jeśli ma postać jonów czterowartościowych (V4+), to kamień ma niepowtarzalną barwę fiołkową. Barwa ta może charakteryzować się pewną przewagą odcienia fioletowego bądź niebieskiego.
Stąd dwie kategorie tanzanitów: fioletowawe i niebieskawe. Przekształcenie trójwartościowych jonów wanadu w jony czterowartościowe realizuje się przez kilkudziesięciominutowe wygrzewanie kryształów zoisytu, zasobnych w ten pierwiastek, w temperaturze 400-500oC przy dostępie tlenu z powietrza. Wyróżniającą cechą tanzanitu jest jego wielobarwność (pleochroizm) dostrzegalna już gołym okiem. Zależnie od kierunku obserwacji kamień może być odbierany jako niebieski, fioletowy lub żółtobrunatny.
Zabieg wygrzewania prowadzi do osłabienia lub nawet zupełnego zniesienia składowej żółtobrunatnej pleochroizmu i ewentualnego wzmocnienia składowej niebieskiej pleochroizmu. Wiedzieli już o tym Masajowie, pierwsi zbieracze tanzanitu. Jak mówi legenda, wpadli na ten pomysł, obserwując korzystną zmianę barwy niektórych kryształów zoisytu powodowaną pożarami sawanny. Do korygowania barwy tanzanitu używali węgla drzewnego.
Ulepszanie barwy tanzanitu jest łatwe w realizacji, aczkolwiek wymaga starannej selekcji surowca; nadają się do tego tylko kryształy o wysokiej czystości, z możliwie jak najmniejszą liczbą wtrąceń; ich obecność jest niepożądana, gdyż grozi pękaniem lub rozsadzeniem kamienia podczas wygrzewania. Modyfikacja barwy może być wykonana w całkiem prosty sposób, wręcz chałupniczo, np. przez umieszczenie kamienia otoczonego gipsem i folią aluminiową w palenisku zwykłego pieca czy nawet w żarze ogniska.
W warunkach przemysłowych używa się do tego programowalnych pieców wyposażonych w termostat. Tak wytworzona barwa jest trwała. Ponad 95proc. tanzanitu znajdującego się obecnie w obrocie rynkowym jest termicznie modyfikowane (upiększane). Zatem tylko nieliczne to kamienie zupełnie naturalne. Można je odróżnić od termicznie modyfikowanych jedynie laboratoryjnymi metodami gemmologicznymi.
Tanzanit u Tiffany’ego
Niepospolite walory fiołkowoniebieskiego zoisytu pierwsza doceniła nowojorska firma Tiffany & Co., nadając mu w 1968 roku nazwę “tanzanit” oraz podejmując zakrojoną na szeroką skalę akcję marketingową, której przewodnim hasłem reklamowym stał się slogan: “Tanzanit znajduje się w dwu miejscach na świecie: w Tanzanii i u TiffanyŐego”. Co zresztą w tamtych czasach nie odbiegało od prawdy. Obecnie tanzanit wydobywany jest także choćby w pobliskiej Kenii. “Twarzą” kampanii reklamującej tanzanit uczyniono Elizabeth Taylor – aktorkę o najsławniejszych fiołkowych oczach.
Obrót wyrobami z tanzanitem szacowany jest obecnie na około 1 mld dolarów w skali roku; z tego około 80 proc. przypada na rynek amerykański. W Polsce wyroby z tanzanitem promowane są przez firmę jubilerską Apart. Pozostałe atrakcyjnie barwne monokrystaliczne zoisyty jubilerskie określa się mianem fancy zoisytów (fantazyjnie barwnych zoisytów). Mogą one mieć różne barwy, przeważnie jednak zielone, żółte lub różowe. Barwność zależy od rodzaju i ilości pierwiastkowych chromoforów zawartych w ich sieci krystalicznej, przy czym ta sama barwa może być powodowana przez różne chromofory, np. zielony zoisyt z Tanzanii ma barwę warunkowaną obecnością trójwartościowego chromu, podczas gdy analogicznie zielony zoisyt z Pakistanu zawdzięcza swój kolor obecności żelaza w strukturze.
Barwa zoisytu może zależeć także od ilościowego stosunku poszczególnych chromoforów w nim zawartych. W tanzanitach stosunek barwotwórczych V2O3/Cr2O3 jest większy od 2, podczas gdy w zoisytach zielonych jest on mniejszy od 2. Zoisyty wykazujące pod tym względem równowagę mają barwę niebieskozieloną, żółtozieloną lub brunatnozieloną. Z tego powodu do modyfikacji termicznej i przekształcenia w atrakcyjnie fiołkowe tanzanity nadają się tylko zoisyty mające wyraźną przewagę wtrąceń atomów wanadu nad atomami chromu. Zoisyty zawierające wanad i chrom w podobnej ilości tylko nieznacznie poprawiają swój wygląd dzięki obróbce termicznej. Z kolei zoisyty mające wyraźną przewagę chromu nad wanadem reagują negatywnie na modyfikację termiczną i zmieniają się całkiem nieznacznie.
Anyolit i thulit w zdobnictwie
Prócz zoisytów monokrystalicznych jubilersko wykorzystywane są również niektóre zoisyty polikrystaliczne. Szczególnym uznaniem nabywców cieszą się zwłaszcza anyolit i thulit. Anyolit jest zieloną, zbitą odmianą zoisytu polikrystalicznego. Odkryto go w połowie minionego wieku w okolicach Longido w Tanzanii. Stanowi niewielką, ledwie kilkudziesięciometrową soczewę w serii prekambryjskich amfibolitów zoisytowych. Swą barwę zawdzięcza chromowi. Nazwa tej odmiany zoisytu pochodzi od masajskiego słowa “anyoli” i znaczy zielony.
W anyolicie zoisyt występuje w postaci drobnych wydłużonych kryształów o wielkości do 1,5 mm; pośród nich widoczne są często także czarne wrostki kryształów hornblendy i duże (o wielkości sięgającej trzech centymetrów), kontrastowo czerwone, automorficzne, zwykle jednak nieprzezroczyste kryształy rubinu. Anyolit jest wysoko cenionym materiałem ozdobnym i dekoracyjnym wykorzystywanym przeważnie jako materiał rzeźbiarski oraz do wyrobu atrakcyjnej drobnej galanterii kamieniarskiej, oraz ciekawych ozdób i biżuterii.
Dużo pospolitszą odmianą polikrystalicznego zoisytu jest różowy lub różowoczerwony thulit. Swą barwę zawdzięcza manganowi. Jego nazwa pochodzi od dawnej nazwy północnej części Norwegii – Thule, gdzie minerał ten został pierwotnie odkryty w 1820 roku. Thulit jest narodowym kamieniem Norwegii. Pod nazwą thulitu z Leksvik osiągał w tamtych latach całkiem wysokie ceny; spadały one w miarę odnajdywania na świecie kolejnych jego wystapień. Dziś znany jest z bardzo wielu miejsc, także z Polski; występuje na przykład na Dolnym Śląsku w kopalni serpentynitu w Nasławicach koło Sobótki.
Spotykany jest przeważnie wśród zmienionych plutonicznych skał magmowych oraz pośród przeobrażonych skał węglanowych, serpentynitów itp. Jest cenionym materiałem ozdobnym używanym do celów dekoracyjnych; wykorzystywany także do wyrobu drobnej galanterii kamieniarskiej, tanich ozdób i biżuterii.
dr Włodzimierz Łapot
Autor prowadzi Laboratorium Gemmologiczne na Uniwersytecie Śląskim
Fig. 2. Pierścionek projektu Stevena Kretchmera z syntetycznym brylantem HPHT oferowany przez D.NEA Diamonds
Zdążyliśmy się już przyzwyczaić do możliwości natknięcia się na bezbarwne syntetyczne diamenty jubilerskie wyprodukowane metodą CVD. Tymczasem na rynku pojawiają się coraz częściej wysokiej jakości bezbarwne syntetyczne diamenty jubilerskie produkowane rutynowo metodą HPHT
Przez ostatnie lata wśród polskich jubilerów upowszechniło się błędne mniemanie, że metodą HPHT można konkurencyjnie wytwarzać jedynie syntetyczne diamenty jubilerskie barwy żółtej, rzadziej niebieskiej. Trzeba przyznać, że przekonanie to do niedawna miało zupełnie racjonalne podstawy, gdyż firmy producenckie takie właśnie syntetyczne diamenty jubilerskie przede wszystkim oferowały. Jednak nie oznacza to bynajmniej braku możliwości wytwarzania bezbarwnych syntetycznych diamentów jubilerskich metodą HPHT, jeszcze kilkanaście lat temu powodowanego przesłankami technicznymi i technologicznymi. Po prostu ówczesna wiedza o syntezie wysokiej jakości monokryształów diamentu była zbyt skromna, a możliwości sprzętowe wytwórni nie dość rozwinięte; stosowane w tamtym czasie prasy HPHT nie dawały takich możliwości.
Konkurencyjność cenowa względem diamentów naturalnych
Ograniczenia te zostały całkowicie zniesione w wyniku postępu dokonanego w ostatnich latach i mają teraz przede wszystkim charakter ekonomiczny: koszt syntezy bezbarwnych diamentów jubilerskich pozostaje nadal wyraźnie wyższy od kosztu syntezy analogicznych diamentów o barwie żółtej czy pomarańczowej, aczkolwiek jest już konkurencyjny względem diamentów naturalnych. Związane jest to z koniecznością sterowania podczas syntezy poziomem zawartości atomów niektórych pierwiastków w środowisku wzrostu kryształu diamentu. W pierwszej kolejności chodzi o obecność atomów azotu.
Fig. 3. Wisiorek projektu Jane Taylor z syntetycznym brylantem HPHT oferowany przez D.NEA Diamonds
W pierwiastkowym układzie okresowym azot sąsiaduje z węglem i z uwagi na podobną wielkość łatwo może podstawiać atomy węgla w sieci krystalicznej diamentu. Podczas syntezy diamentu w prasie HPHT z dostępem powietrza łatwo może wbudowywać się w sieć krystaliczną rosnącego diamentu, defektując ją, gdyż jest głównym składnikiem powietrza. Widomym znakiem zdefektowania sieci krystalicznej diamentu jest pojawienie się barwy. Znaczący wpływ na barwę diamentu mogą mieć również defekty sieci krystalicznej spowodowane podstawieniami atomami boru.
Fig. 1. Bezbarwne syntetyczne brylanty HPHT oferowane przez D.NEA Diamonds
Jest to drugi pierwiastek bezpośrednio sąsiadujący z węglem w pierwiastkowym układzie okresowym. Obecność nawet śladowych ilości atomów azotu i/lub boru w sieci krystalicznej diamentu powoduje, że zsyntetyzowany kryształ może być odpowiednio mniej lub bardziej żółtawy (wtrącenia atomów azotu w sieć krystaliczną) lub niebieskawy (adekwatne wtrącenia atomów boru). Dopiero środowisko zupełnie wolne od owych atomowych “zanieczyszczeń” umożliwia uzyskanie kryształów zupełnie bezbarwnych.
Czas niezbędny do wyhodowania kryształu
Z tym zagadnieniem wiąże się wprost także ilość czasu niezbędna do wyhodowania kryształu o atrakcyjnych jubilersko parametrach i wielkości; obecnie w metodzie HPHT potrzeba od 3 do 5 dni na wyhodowanie kryształów o wielkości od 1,00 do 4,00 ct. Ilość koniecznego czasu dla syntezy kryształu diamentu jest łatwo przekładalna na koszt całej operacji, gdyż kryształy z wbudowywanymi w sieć krystaliczną atomami azotu (żółte do pomarańczowych) wzrastają blisko dwukrotnie szybciej niż analogiczne kryształy wolne od atomów azotu (bezbarwne) bądź też zawierające jedynie atomy boru (niebieskie).
Fig. 4. Typowe barwy syntetycznych brylantów HPHT oferowanych przez D.NEA Diamonds
Podczas wzrostu kryształu parametry środowiska krystalizacji powinny być możliwie stałe; jednak utrzymywanie ich przez dłuższy czas na stałym poziomie jest trudne i dość kosztowne. W konsekwencji różne tempo/czas wzrostu kryształów przekłada się na różne ceny syntetycznych brylantów, zależne od barwy. Z zasygnalizowanych powyżej powodów brylanty bezbarwne, ale także niebieskie będą miały wyraźnie wyższy koszt wytworzenia niż diamenty żółte czy pomarańczowe. Również z technologicznego punktu widzenia są one trudniejsze w realizacji, wymagają doskonalszych pras HPHT i pogłębionej znajomości problemów syntezy monokryształów diamentu.
Pionierzy rutynowej produkcji metodą HPHT
Możliwościami rutynowej produkcji bezbarwnych syntetycznych diamentów jubilerskich metodą HPHT mogą pochwalić się na razie tylko niektóre wytwórnie. Jedną z pierwszych, która już w 2006 roku oferowała rynkowi jubilerskiemu tego typu usługę, była Adia Diamonds, joint venture utworzone przez firmy Pearlman’s Jewelers z Michigan (USA) i Advanced Optical Technologies Corporation (AOTC) z Ottawy (Kanada). Na jej siedzibę wybrano Battle Creek w Michigan (USA).
Fig. 5. Typowe szlify syntetycznych brylantów HPHT oferowanych przez D.NEA Diamonds
Adia Diamonds już w roku utworzenia wprowadziła na rynek bezbarwne i niebieskie syntetyczne brylanty oferowane pod nazwą ADIA Laboratory Created Diamonds. Szlifowano je w Antwerpii z monokryształów syntetycznych diamentów jubilerskich dostarczanych przez AOTC. Ich oprawy kreowane były przez znanych i uznanych amerykańskich designerów, takich jak Steven Kretchmer czy Jane Taylor (fig. 2, 3). Każdy brylant o wielkości powyżej 0,30 ct wyposażany był w certyfikat wystawiany przez EGL (European Gemological Laboratory), a potem także przez GIA (Gemological Institute of America) oraz w numer identyfikacyjny z inskrypcją “AOTC Created” wypalaną laserowo na rondyście (inskrypcja jest czytelna pod lupą gemmologiczną o 10-krotnym powiększeniu).
Już wówczas brylanty te były dostępne za pośrednictwem witryny internetowej Pearlman’s Jewelers. Jednak główną ofertą firmy pozostawały syntetyczne brylanty HPHT o barwie żółtej i pomarańczowej szlifowane z syntetycznego diamentu jubilerskiego również dostarczanego przez AOTC. Już wówczas firma ta była w stanie wyprodukować także diamenty o barwie: różowej, purpurowej, czerwonej i zielonej. Robiono to jednak tylko na specjalne zamówienie, a niestandardowe barwy uzyskiwano dzięki modyfikacjom barwy syntetycznych monokryształów diamentu metodami traktowania, na przykład napromieniowaniem połączonym z obróbką w odpowiednio dobranych warunkach HPHT lub przy pomocy tylko jednej z nich.
Designerska biżuteria z syntetycznymi brylantami HPHT
Obecnie, po zmianach dokonanych na początku 2008 roku, brylanty szlifowane z monokryształów diamentu syntetyzowanych przez AOTC dostępne są za pośrednictwem nowo utworzonej kompanii o nazwie D.NEA [di-NEY-uh] Diamonds. Zastapiła ona istniejącą jeszcze do niedawna Adia Diamonds, której uwaga nakierowana była przede wszystkim na komercjalizację syntetycznych brylantów HPHT luzem.
Nowa kompania, zarządzana przez AlexeyŐa Zarakhani (poprzednio CEO AOTC), zastąpiła Adia Diamonds w roli głównego partnera firm PearlmanŐs Jewelers i Advanced Optical Technologies Corporation (AOTC). Powołano ją z myślą o lansowaniu syntetycznych diamentów jubilerskich produkowanych przez firmę AOTC, przekształcanych w brylanty i zawierającą je biżuterię przez designerów współpracujących z Pearlman’s Jewelers. W chwili obecnej D.NEA Diamonds zajmuje się głównie rozprowadzaniem designerskiej biżuterii z syntetycznymi brylantami HPHT.
Fig. 6. Typowe barwy syntetycznych brylantów HPHT wytwarzanych przez Gemesis Cultured Diamonds
Ale oferuje również spory wybór syntetycznych brylantów luzem, bezbarwnych i niemal bezbarwnych (barwa D-J wg skali GIA), niebieskich (od jasnych do ciemnych) oraz żółtych do pomarańczowych, głównie za pośrednictwem firmowej witryny internetowej (fig. 4). Opatrywane są one różnymi szlifami; przeważnie jest to szlif okrągły, rzadziej princessa i radiant, jeszcze rzadziej serce czy szlif szmaragdowy, a sporadycznie bywają oferowane także inne szlify (fig. 5). Z barwą skorelowana jest wielkość owych brylantów; bezbarwne nie przekraczają na ogół 1,00 ct, niebieskie – 1,25 ct, a żółte – 2,00 ct.
Na specjalne zamówienie kompania może dostarczyć podobnej wielkości brylanty o barwie: różowej, purpurowej, czerwonej i zielonej. Większość owych brylantów zawiera bardzo małe inkluzje metalicznego katalizatora (stop żelaza i kobaltu w kryształach bezbarwnych i niebieskich, zwierający dodatkowo nikiel w kryształach żółtych i pomarańczowych), obniżające czystość do poziomu VS-SI (tylko około 5 % kryształów ma czystość na poziomie VVS). Brylanty te wyróżnia również brak zauważalnej zonalności barwy i charakterystycznej fluorescencji, dość częstych w brylantach HPHT z innych wytwórni.
Dla identyfikacji wymagają zastosowania laboratoryjnych metod gemmologicznych. Z analizy widm FTIR wynika, że kryształy żółte, pomarańczowe i różowe są diamentami typu Ib lub Ib + IaA, kryształy niebieskie – typu IIb, kryształy bezbarwne – typu IIa.
Bezbarwne syntetyczne diamenty jubilerskie wyprodukowane metodą CVD
Od przynajmniej kilkunastu miesięcy produkuje je rutynowo firma Apollo Diamond Inc. z Bostonu, wzbudzając sporo niepokoju wśród operatorów rynku jubilerskich diamentów naturalnych i nabywców. Diamenty występują na rynku pod handlową nazwą Apollo¨Diamonds, przeważnie jako kamienie oprawione, rzadziej luzem. Ich komercjalizacją zajmują się, jak na razie, głównie bostońscy jubilerzy. Można je także nabyć wprost od producenta za pośrednictwem witryny firmowej uruchomionej niedawno w internecie. W obrocie rynkowym jest ich już na tyle dużo, że pojedyncze egzemplarze trafiają także do Polski.
Inne zastosowania syntetyzowanych monokryształów diamentu
Warto podkreślić, że dla Advanced Optical Technologies Corporation (AOTC) synteza diamentów jubilerskich jest tylko jednym z elementów produkcji, bodaj nie najważniejszym. Większość syntetyzowanych monokryształów diamentu przeznaczana jest bowiem na inne cele niż jubilerskie; na przykład służą do tworzenia różnych narzędzi, choćby takich, jak skalpele, elektrody, pistony czy okienka optyczne.
Mimo to AOTC jest producentem, który w dziedzinie jubilerskich diamentów HPHT może z powodzeniem konkurować z tak znanymi firmami, jak Gemesis Cultured Diamonds czy Chatham Created Diamonds, których aktywność nakierowana jest głównie na produkcję jubilerskich diamentów syntetycznych. Warto przy tym zaznaczyć, że wprawdzie firmy te znane są głównie z produkcji syntetycznych diamentów jubilerskich o barwach fantazyjnych (żółtych, niebieskich, czerwonych) i wyraźnie zamierzają się w tym kierunku specjalizować, to od pewnego czasu zdolne są również do produkcji bezbarwnych syntetycznych diamentów HPHT, czego namacalny dowód dały już niejednokrotnie (fig. 6).
Chodzi oczywiście o kamień syntetyczny. W istocie diament syntetyczny od naturalnego różni sie jedynie tym, że powstał w laboratorium. Współcześnie jest syntetyzowany tak doskonale, że niektóre jego parametry, w tym również handlowe, bywają lepsze od naturalnego pierwowzoru
Analizując wieści dochodzące z rynku amerykańskiego, łatwo dojść do przekonania, że w nieodległej przyszłości – być może nawet już w ciągu najbliższych kilku, najdalej kilkunastu lat – syntetyczny brylant stanie się powszechnie dostępny. Wskazuje na to wysokie i stale rosnące tempo zachodzących zmian w sytuacji syntetycznego diamentu jubilerskiego, szczególnie w zakresie technologii i kosztów jego wytwarzania.
Na tej drodze występują również bardzo poważne przeszkody, choćby te piętrzone przez kompanie wydobywające diamenty naturalne. W minionych latach zainwestowały one ogromne środki w rozpoznanie i udostępnienie nowych złóż diamentów. Z pewnością łatwo nie zrezygnują z ich odzyskania i będą chciały coś jeszcze na tym zarobić. Syntetyczny diament jubilerski może być w tym względzie wielką przeszkodą. Już dziś koszt jego wytwarzania jest zdecydowanie niższy od kosztów wydobycia diamentu naturalnego.
Struktura wzrostowa diamentu syntetycznego z wytwórni Apollo Diamond Inc. (metoda CVD) ujawniona przez DiamondView
A istnieją tu jeszcze spore rezerwy. Jeśli doszłoby do ostrej walki konkurencyjnej z szybko rosnącymi ekonomicznie producentami syntetycznych diamentów jubilerskich, to siłą rzeczy obniżeniu ulegnie rentowność kompanii wydobywających i obracających jubilerskimi diamentami naturalnymi. A do tego z pewnością nie będą chciały dopuścić.
Wzrost produkcji
Jak się ocenia, w ciągu ostatnich dwu lat czołowe amerykańskie wytwórnie syntetycznych diamentów jubilerskich zwiększyły swoją produkcję aż pięcio-, a nawet sześciokrotnie. Ulokowana na Florydzie Gemesis Corporation, największa i najprężniejsza z nich, produkuje już obecnie w skali roku blisko 100 000 karatów kolorowych syntetycznych diamentów jubilerskich, wykorzystując do tego kilkaset zainstalowanych tam ostatnio pras HPHT typu Bars*). Jeszcze dwa lata temu było ich ledwie kilkadziesiąt (fot. 1). I myśli się już o instalowaniu kolejnych. Po to między innymi zwiększa się powierzchnię hal produkcyjnych; niedawno o kolejne niemal 3 000 metrów kwadratowych.
Rośnie też przeciętna wielkość syntetyzowanych monokryształów diamentu jubilerskiego oraz, co za tym idzie, wielkość szlifowanych z nich brylantów. Wytwórnie Gemesis Corporation produkują już obecnie rutynowo monokryształy diamentu, z których da się wyszlifować brylanty o wielkości siągającej nawet prawie trzech karatów (2,75 ct). Poszerza się również gama oferowanych barw; jeszcze do niedawna były to tylko kryształy żółte, obecnie proponowane są także różowe, a niebawem dostępne będą również niebieskie.
Wyroby jubilerskie zawierające brylanty wytworzone przez Gemesis Corporation sprzedawane są obecnie w przeszło 200 sklepach jubilerskich na terenie USA, Hongkongu, Dubaju, Zjednoczonych Emiratów Arabskich, a ich liczba z dnia na dzień rośnie. W skali minionego roku oznaczało to na przykład blisko dziesięciokrotny przyrost ich liczby. Przez ostatnie lata Gemesis Corporation wywalczyła sobie na rynku amerykańskim pozycję czołowego wytwórcy syntetycznych diamentów jubilerskich, działając w oparciu o metodę HPHT. Z uwagi na specyfikę metody z natury rzeczy specjalizuje się w wytwarzaniu kolorowych syntetycznych diamentów jubilerskich.
Z kolei czołowym producentem bezbarwnych syntetycznych diamentów jubilerskich jest na rynku amerykańskim od pewnego już czasu Apollo Diamond Inc. ulokowana w Bostonie w stanie Massachusetts. Wytwórnia ta syntetyzuje diamenty jubilerskie metodą CVD*), alternatywną względem metody HPHT; polega ona na osadzaniu zjonizowanych par metanu w warunkach bardzo niskiego ciśnienia (0,1 atm.) i niezbyt wysokich temperatur (ok. 800-1000 ĄC). Metoda ta wykorzystywana jest obecnie głównie do syntezy wysokiej czystości diamentów bezbarwnych. Jest w tym względzie bardziej efektywna. O szczegółach działalności Apollo Diamond Inc. wiadomo zdecydowanie mniej, jako że firma funkcjonuje w sposób dość tajemniczy, żeby nie powiedzieć tajny.
Niełatwo się do niej dostać i zdobyć dokładniejsze informacje. Być może dzieje się tak z obawy przed sabotażem, kradzieżą, szpiegostwem przemysłowym czy też po prostu w trosce o własne bezpieczeństwo. űe obawy nie są zupełnie bezpodstawne, można wywnioskować z treści wywiadu udzielonego Ulrichowi Boserowi ze “Smithsonian Magazine” (June 2008) przez Bryanta Linaresa, jednego z twórców firmy Apollo Diamond Inc.
Struktura wzrostowa diamentu syntetycznego z wytwórni Advanced Optical
Technologies Corporation (AOTC Created Diamonds), (metoda HPHT)
ujawniona przez DiamondView
Wspomina w nim o zdarzeniu, które miało miejsce parę lat temu na kolejnej konferencji diamentowej, a które, jak zaznaczył, dość mocno go przeraziło, a i pewnie dało mu sporo do myślenia.
Jak wspomina, w chwili gdy opuszczał salę obrad, wyśliznął się za nim pewien człowiek i powiedział do innego, zwiazanego z kompanią wydobywającą diamenty naturalne, i to w taki sposób, żeby być dobrze słyszanym, że Linares może, czy też powinien “dostać kulkę w łeb”; w domyśle: za to, co robi w zakresie syntezy diamentów jubilerskich. Być może między innymi i z tego powodu szefowie Apollo Diamond Inc. nie chcą dziś udzielać dokładniejszych, bardziej wyczerpujących informacji o możliwościach produkcyjnych firmy oraz o planach dalszego jej rozwoju. Stwierdzają jedynie lakonicznie, że Apollo Diamond Inc. bardzo dobrze wykorzystała minione lata i że jej dokonania oraz możliwości widoczne są w jej produktach, bez wątpienia obecnie najwyższej jakości w swojej kategorii. Aktualnie diamenty produkcji Apollo Diamond Inc. dostępne są szerszej publiczności w postaci gotowych wyrobów głównie za pośrednictwem bostońskich jubilerów oraz przez handlową witrynę firmową w internecie.
Apollo Diamond Inc. wytwarza w chwili obecnej bezbarwne brylanty bardzo wysokiej jakości handlowej o wielkościach od 0,1 ct. do 0,7 ct. Jednocześnie firma zapowiada, że ma możliwości i dość zaawansowane plany syntetyzowania kamieni znacznie większych, także o innych barwach, np. różowej. Również skala produkcji syntetycznych monokryształów diamentu ulegnie niebawem podwojeniu w zwiazku z instalowaniem w Apollo Diamond Inc. kolejnych kilkudziesięciu nowych autoklawów CVD w wybudowanej właśnie hali produkcyjnej. Jak to opisuje naoczny świadek Ulrich Boser ze “Smithsonian Magazine” (June 2008), jej wielkość da się porównać ze sporych rozmiarów halą sportową.
Naturalny czy syntetyczny?
Nieomal na naszych oczach wytwórnie syntetycznych diamentów jubilerskich stają się swoistego rodzaju substytutem kopalń diamentów. Siłą rzeczy w przyszłości zastąpią kopalnie diamentów naturalnych, jako że zasoby tych ostatnich będą się nieuchronnie wyczerpywać, podobnie jak to się już stało lub akurat dzieje z niektórymi powstałymi jeszcze w końcu XIX wieku kopalniami południowoafrykańskimi. Światowe zasoby diamentów naturalnych są dość ograniczone i w perspektywie kilkudziesięciu lat z pewnością ulegną wyczerpaniu. Naturalny diament jubilerski może być w pełni i z dużym powodzeniem zastąpiony przez syntetyczny diament jubilerski.
Co więcej, diament naturalny nie zaspokaja już wszystkich potrzeb, szczególnie w niektórych dziedzinach współczesnych technologii badawczych i wytwórczych, choćby z uwagi na zbyt niską doskonałość wydobywanych kryształów diamentów naturalnych; nie jest ona także dostateczna dla wielu współczesnych zastosowań praktycznych.
Ponieważ trudno sobie wyobrazić sprawne funkcjonowanie naszej cywilizacji bez diamentu, skłania to wielu do intensyfikowania poszukiwań w tym obszarze, ba, nawet do tworzenia form niespotykanych w warunkach naturalnych, choćby na przykład w postaci powłok diamentowych nakładanych na różnorakie podłoża.
Niektórzy powiadają nawet, że po wieku węgla i stali oraz po wieku krzemu przyjdzie czas na wiek diamentu, głównie z uwagi na niezwykle cenne i szczególne właściwości tego materiału mającego nieograniczone wręcz zastosowania praktyczne, od elektroniki do przemysłu ciężkiego. Pochodną tych procesów będzie również wydatne obniżenie kosztów wytwarzania oraz wzrost jakości i gamy produktów. Już dziś, loco producent, koszty te nie są zbyt wysokie.
Obecnie produkuje się rocznie 100 000 karatów kolorowych syntetycznych diamentów jubilerskich
W chwili obecnej jubilerskie diamenty naturalny i syntetyczny znajdują się w szczególnym okresie. Ma on wszystkie cechy okresu przejściowego. Jak długo potrwa? Zapewne kilka do kilkunastu lat. Jedno wszak jest pewne: “stan posiadania” syntetycznego diamentu jubilerskiego będzie się powiększał. W jakim tempie i w jakim zakresie? – to dopiero się okaże. Syntetyczne diamenty jubilerskie powinny z czasem zdominować ten sektor rynku jubilerskigo, zresztą w myśl zasady: “Po co płacić za coś drożej, skoro można dostać to taniej”. Idea ta zawarta jest poniekąd w sloganie reklamowym Apollo Diamond Inc., który powiada, że “Diament jest dla każdego”. Niewątpliwie odczuwa się w nim nowe myślenie o diamencie jubilerskim.
Diament ten ma być dla każdego, a nie wieczny, jak bardzo skutecznie się to głosiło jeszcze do niedawna w słynnym sloganie reklamowym De Beers. Zatem za kilkanaście lat syntetyczne brylanty powinny być równie łatwo dostępne jak dziś są dostępne cyrkonie. Nie oznacza to bynajmniej całkowitego wyparcia z rynku diamentu naturalnego
Struktura wzrostowa diamentu naturalnego ujawniona przez DiamondView
*) Łapot Włodzimierz 2007: Syntetyczne diamenty jubilerskie. LabGem, s. 224. Sosnowiec Włodzimierz ŁAPOT Laboratorium gemmologiczne, Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski
W powszechnym mniemaniu diament jest najważniejszym kamieniem jubilerskim. I jest tak rzeczywiście, gdyż obrót diamentami oraz wyrobami go zawierającymi jest najważniejszą pozycją największych rynków jubilerskich świata. Jeszcze do niedawna jubilerskie egzemplarze diamentu nie miały poważniejszej alternatywy. Stworzyły ją dopiero jubilerskie diamenty syntetyczne
Od paru lat na najważniejszych rynkach jubilerskich, a od pewnego czasu także na polskim, pojawiają się coraz atrakcyjniejsze brylanty szlifowane z diamentów syntetycznych. Na pierwszy rzut oka diament wytworzony w laboratorium nie różni się niczym od diamentu wydobytego w kopalni.
Istotna różnica występuje dopiero w cenie. Przy tej samej jakości i prawie tych samych, a niekiedy nawet lepszych parametrach fizycznych, syntetyczne diamenty jubilerskie są wyraźnie tańsze od analogicznych diamentów naturalnych. I wszystko wskazuje na to, że w przyszłości różnica ta jeszcze się powiększy. Jednocześnie dla jednoznacznego odróżnienia jubilerskich diamentów syntetycznych i naturalnych nawet najlepsi znawcy diamentów potrzebują wsparcia nowoczesnej aparatury analitycznej. Problemy identyfikacyjne i znacząca różnica cen syntetycznych i naturalnych diamentów jubilerskich wpływają w negatywny sposób na zaufanie potencjalnych nabywców do diamentu.
Dla utrzymania zaufania w obrocie diamentami jubilerskimi używa się już od kilkudziesięciu lat różnorakich certyfikatów (świadectw). Pozytywne doświadczenia wynikające z certyfikacji brylantów sprawiły, że praktyką tą objęto także inne wartościowe kamienie jubilerskie. Certyfikat wystawiony brylantowi przez uznane laboratorium gemmologiczne gwarantuje nabywcy jego autentyczność i zaświadcza o jego jakości, biorąc za podstawę zunifikowane kryteria oceny (tzw. 4C).
Jeszcze do niedawna świadectwo takie mogło być wystawione jedynie jubilerskiemu diamentowi/brylantowi naturalnemu spełniającemu określone kryteria i wymogi, np. certyfikaty nie są wystawiane na diamenty naturalne upiększone metodą Yehudy. Tych wymogów nie spełniały także jubilerskie diamenty syntetyczne. Okazało się jednak, że pod naporem sytuacji i dokonujących się zmian rynkowych, świadectwa takie mogą być wystawiane też diamentom syntetycznym.
Z oczywistych powodów, jako że ok. 50 proc. światowych obrotów diamentami jubilerskimi dokonuje się na rynku amerykańskim, prekursorem zmian w tym względzie były amerykańskie instytuty gemmologiczne, a w szczególności najpotężniejszy z nich, czyli Amerykański Instytut Gemologiczny (GIA), którego prezydent w czerwcu 2006 roku na forum World Diamond Congress w Tel-Awiwie doprowadził do wyrażenia zgody światowego gremium decyzyjnego na rozpoczęcie wystawiania z początkiem 2007 roku certyfikatów też diamentom syntetycznym. Przeciął w ten sposób ostry spór toczący się od paru lat w łonie różnych organizacji branżowych i korporacyjnych pomiędzy producentami jubilerskich diamentów syntetycznych a oferentami diamentów naturalnych.
Wprawdzie oficjalną osią sporu była terminologia, ale w gruncie rzeczy chodziło o zabezpieczenie rozbieżnych przecież interesów producentów jubilerskich diamentów syntetycznych i oferentów jubilerskich diamentów naturalnych. Producenci jubilerskich diamentów syntetycznych chcieli, by nabywca otrzymywał jednoznaczną informację o oferowanym produkcie już w jego nazwie. Stąd lansowanie na różnych forach takich określeń, jak “man-made diamond” czy “laboratory grown diamond” i niechęć, a nawet ostra walka z takimi nazwami, jak “artificial diamond” czy “cultured diamond”, lansowanymi z kolei na różnych forach przez oferentów jubilerskich diamentów naturalnych.
Szczególnie te ostatnie określenia raziły producentów syntetycznych diamentów jubilerskich, gdyż w ich mniemaniu sugerowały potencjalnym nabywcom, że syntetyczny diament jubilerski jest tylko marną imitacją jubilerskiego diamentu naturalnego. Z kolei oferenci naturalnych diamentów jubilerskich zabiegali o to, by nazwa diamentu proponowanego nabywcy odróżniała jednoznacznie i do pewnego stopnia negatywnie naturalny diament jubilerski od syntetycznego diamentu. W poszukiwaniu konsensusu czołowe światowe laboratoria gemmologiczne opowiedziały się, jak na razie, za nazwą “laboratory grown diamond”. Znalazło to m.in. wyraz w treści inskrypcji wypalanych laserem na rondyście syntetycznych brylantów certyfikowanych przez GIA.
W ślad za GIA poszły inne znaczące gemmologiczne laboratoria certyfikujące, obsługujące głównie rynek amerykański. Najważniejsze z nich to IGI Laboratory (International Gemological Institute) i EGL (European Gemological Laboratory).
Odpowiadając na postulaty oferentów jubilerskich diamentów naturalnych, zadbano o to, by certyfikat brylantu wyszlifowanego z diamentu syntetycznego różnił się wyglądem od certyfikatu diamentu naturalnego. Stąd np. niespotykana w certyfikatach diamentów naturalnych żółta barwa tła w certyfikacie syntetycznego diamentu jubilerskiego wystawianym przez IGI Laboratory oraz tła sporej kolumny w certyfikacie wystawianym przez GIA. Kojarzy się to w oczywisty sposób z przeważnie żółtawą barwą pierwszych syntetycznych diamentów jubilerskich; podobną funkcję pełni szare tło sporej kolumny w certyfikacie EGL; różni się ono istotnie od niebieskiego tła certyfikatu jubilerskich diamentów naturalnych.
Ten walor ma również użycie odmiennego formatu w certyfikacie syntetycznego diamentu jubilerskiego IGI. Z kolei odpowiadając na postulaty producentów syntetycznych diamentów jubilerskich w kluczowych miejscach certyfikatu syntetycznego diamentu jubilerskiego użyto nazwy “laboratory grown”; sformułowanie to pojawia się także w postaci laserowej inskrypcji na rondyście certyfikowanego syntetycznego brylantu. Ponadto w każdym takim certyfikacie podane są krótkie wyjaśnienia dotyczące tego, czym jest diament syntetyczny, w jaki sposób powstaje, jak się go identyfikuje i na podstawie czego ocenia.
Zapoznając się z treścią certyfikatu syntetycznego diamentu jubilerskiego, łatwo można zauważyć nowy typ informacji o dokumentowanym diamencie (np. wskazana jest metoda jego otrzymania, typ, sposób powstania barwy, charakter fluorescencji w długofalowym i krótkofalowym ultrafiolecie, istotne cechy mikroskopowe), ale także nową terminologię, opracowaną specjalnie z myślą o ocenie barwy i czystości takich diamentów, wyraźnie różną od tej stosowanej względem naturalnych diamentów jubilerskich; wskazane i omówione pokrótce są także laboratoryjne metody ich identyfikacji oraz uzyskane nimi wyniki.
Dla nabywców zainteresowanych dokładniejszym zapoznaniem się z właściwościami syntetycznych diamentów jubilerskich, metodami ich produkcji oraz badaniem i oceną, przygotowano informację techniczną dołączaną na życzenie do certyfikatu. W procesie tworzenia certyfikatu brylantu kluczowa stała się kwestia identyfikacji natury diamentu i stosowanych względem niego procedur upiększania. By tego skutecznie dokonać, trzeba koniecznie odwołać się do wyspecjalizowanych metod analitycznych.
Mogą się tego podjąć tylko te laboratoria gemmologiczne, które dysponują odpowiednią technologią, potrzebną do tego aparaturą analityczną (patrz “Polski Jubiler” 3/2008), właściwie przygotowaną kadrą oraz zasobem niezbędnych informacji (choćby w postaci katalogów widm wzorcowych). By w krótkim czasie zgromadzić zasób informacji adekwatny do dokonującego się nieustannie postępu w dziedzinie pozyskania i wytwórczości materiałów jubilerskich, konieczna jest ścisła współpraca certyfikujących laboratoriów gemmologicznych.
Działalność taką podjęto już w EGL, opracowując i wdrażając Cross-referencing Identification System (CIS), czyli interaktywny komputerowy system gromadzenia danych identyfikacyjnych, obejmujący wszystkie laboratoria tej grupy rozlokowane w kluczowych miejscach obrotu kamieniami jubilerskimi. W systemie tym archiwizowane są dane przekazywane bezpośrednio z urządzeń analitycznych; są tam zawarte wszelkie informacje przydatne potencjalnie dla identyfikacji kamienia jubilerskiego, w tym w szczególności diamentu. Za pośrednictwem internetu zbiór owych informacji może być konsultowany i wykorzystywany z dowolnego miejsca na świecie przez upoważnione osoby i/lub współpracujące laboratoria gemmologiczne.
Podsumowując, warto zauważyć, że dzięki formalnemu usankcjonowaniu certyfikacji syntetycznych diamentów jubilerskich pokonano kolejną poważną przeszkodę na drodze do ich rynkowej nobilitacji. Można oczekiwać, że syntetyczne diamenty jubilerskie powtórzą rynkowy sukces pereł hodowanych, które w XX wieku, stopniowo, na przestrzeni kilkudziesięciu lat, nieomal zupełnie wyparły perły naturalne z obrotu rynkowego. Podobnie stanie się zapewne z jubilerskimi diamentami naturalnymi.
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Możemy wierzyć lub też nie w nadprzyrodzone właściwości kamieni szlachetnych. Dla jednych są to gusła, które wkładamy w takie “prawdy objawione” jak to, że czarny kot przynosi pecha, a porcelanowy słonik – szczęście. Dla innych jest to wiedza, którą ludzkość poznała wieki temu, lecz o niej zapomniała.
Siła zaklęta w kamieniu
Kiedy bierzemy do ręki chłodny kamień czujemy, jak z każdą chwilą nabiera on ciepła – przekazujemy mu bowiem swoją energię, która zmienia się w to ciepło i łączy z energią kamienia. Ta interakcja między kamieniem a człowiekiem ma w sobie moc, która potrafi uzdrawiać nie tylko chore ciało, ale i duszę. Z czasem noszony przez nas kamień nabiera indywidualnych właściwości, poprzez bliskość ciała “zżywa” się z właścicielem. Osoby zajmujące się litomancją – czyli wróżeniem z kamieni przestrzegają przed ich nieostrożnym traktowaniem, oddawaniem w obce ręce, które mogą zakłócić i zanieczyścić ich rytm swoją energią. Kamienie są bowiem “otwarte” na przyjmowanie rozmaitych wpływów od wszystkich i wszystkiego, co je otacza. Na przykład osoby chore mogą nieświadomie przenieść na kamień energię choroby. Dlatego bardzo ważne jest, aby usunąć wszelkie negatywne wibracje i nieskoordynowane energie. Szczególnie ważne jest oczyszczenie biżuterii rodowej, przekazywanej z pokolenia na pokolenie przed jej założeniem – by ustrzec się obcej energii – która może być zarówno pozytywna, jak i negatywna. Najlepiej pozbyć się jej, opłukując kamień w letniej wodzie i pozostawiając do wyschnięcia na słońcu – tak by w trakcie suszenia nabrał energii całego kosmosu.
Blisko ciała
Tak jak wiele jest rodzajów kamieni – tyle jest również sposobów wykorzystania ich energii. Począwszy od nalewek przyrządzanych na bazie wody “z kamienia”, skończywszy na wystroju wnętrz z wykorzystaniem ich pozytywnej energii. Przykładem wykorzystywania kamienia w przyrządzaniu napojów może być również ich wrzucanie do beczek przy produkcji win w celu wytrącenia szkodliwych osadów. Tajemnice dotyczące tego, które z kamieni wykorzystuje się przy produkcji określonego gatunku wina, nawet współcześnie są niezwykle pilnie strzeżone przez producentów. Płyny na bazie kamieni szlachetnych spożywano kiedyś także w celu zdobycia siły witalnej lub używano do przemywania cery czy też mycia włosów. Jako remedia w feng shui, kamienie wykorzystywane są w postaci naturalnej – druzy, geody i skupiska oraz oszlifowane kamienie w postaci zawieszek. Należy jednak pamiętać, że najbezpieczniejsze są kształty oszlifowane i zbliżone do owalu. Szczególnie popularne w feng shui kamienie to agat i ametyst. Agat jest kamieniem ochronnym, przekazującym bezpieczeństwo i pewność. Przeciwdziała niekorzystnym wpływom z zewnątrz, natomiast ametyst ma działanie oczyszczające dla niematerialnego klimatu pomieszczenia, jak też i dla innych kamieni. Najpopularniejszym sposobem czerpania z dobrodziejstw naturalnych kamieni jest jednak noszenie ich blisko ciała – jako biżuterii z dodatkiem metalu lub bez. Można także nosić kamienie w woreczku, np. na szyi czy w kieszeni, portfelu lub torebce, jak również wszywać w ubranie. Ważne jest jednak wtedy, aby swój amulet co jakiś czas wziąć do ręki, by nawiązać z nim bezpośredni kontakt energetyczny.
Uzdrawiające kolory
Pozytywną energię kamieni wykorzystuje się również w medycynie niekonwencjonalnej, metoda ta nosi nazwę litoterapii i ma na celu wyrównanie niedoborów energetycznych organizmu i udrożnienie przepływu energii w poszczególnych punktach ciała. Można stosować ją profilaktycznie, można też terapeutycznie – jako uzupełniającą metody i środki medycyny akademickiej. Oczyszczone kamienie przykłada się bezpośrednio na bolące miejsce lub na konkretne czakramy, czyli kanały przepływu energii u człowieka. Każdemu czakramowi ciała przyporządkowany jest kolor, i to w zależności od niego stosujemy taki bądź też inny rodzaj kamienia, na przykład splot słoneczny (czakram 3) emanujący energią barwy żółtej, dzięki której uczucia i wyrażenia mogą być przetwarzane za pomocą intelektu, możemy pobudzić i wzmocnić, korzystając z kamieni emanujących właśnie barwę żółtą, czyli na przykład bursztynów, cytrynów czy tygrysiego oka, natomiast jeżeli odczuwamy potrzebę duchowego przebudzenia i oczyszczenia, wówczas kolorem fioletowym powinniśmy wspomóc znajdujący się pośrodku głowy w okolicach ciemiączka, czakram 7. Najlepiej więc jeśli do tego celu użyjemy kamienia o tej barwie, czyli na przykład fluorytu lub ametystu.
Siła z gwiazd
Starożytni astrologowie twierdzili, że człowiek musi używać liczb i kamieni tej planety, która jest słaba i stwarza nam przeszkody. Gdy uciekniemy się do nich, możemy uniknąć niepotrzebnych nieszczęść. Siła kamienia nie polega tylko na jego uzdrawiającej mocy, wiele osób wierzy również w jej magiczną moc. Każdemu znakowi zodiaku przypisany jest jeden lub kilka kamieni – aby ocenić i dokonać wyboru, który z nich “działa” i będzie nam służył jako tarcza ochronna, należy przez parę dni trzymać go blisko siebie i obserwować, co się dzieje. Jeśli będziemy cieszyć się dobrym samopoczuciem psychicznym i fizycznym – wtedy kamień możemy oprawić i nosić ze sobą cały czas. O pomoc przy wyborze właściwego kamienia możemy również poprosić astrologa.
dr Włodzimierz Łapot
Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytet Śląski
Już w połowie roku polski rynek jubilerski będzie mógł korzystać z jednego z najnowocześniejszych, opartych na technologii, laboratoriów gemmologicznych na świecie. Dzięki unijnemu dofinansowaniu przy Uniwersytecie Śląskim powstaje tzw. TechLabGem, w którym z łatwością będzie można zidentyfikować nawet najlepsze podróbki jubilerskich kamieni
Obroty polskiego rynku jubilerskiego szacowane są na około 1,5 mld zł i z każdym rokiem rosną od kilku do kilkunastu procent, adekwatnie do sytuacji gospodarczej. Istnieje też drugi obieg gospodarczy (tzw. szara strefa), generujący prawdopodobnie obroty porównywalne z obrotami rynku oficjalnego. W sumie daje to aktualnie obroty na poziomie około 3 mld zł rocznie. Z natury rzeczy rynek taki narażony jest na różne patologie, znane i zwalczane od niepamiętnych czasów, niestety z różnym skutkiem.
Wśród tych patologii są takie, które narażają na szwank zaufanie nabywców, przez co fundamentalne zagrożenie dla normalnego funkcjonowania rynku. Budowanie zaufania bywa mozolne i długotrwałe, zaś jego utrata szybka i bolesna. Cóż bowiem z tego, że salon jubilerski jest wspaniale wyposażony i nowocześnie reklamowany, a witryny przyciągają oko bogactwem oferty, gdy jego obsłudze brak nawet elementarnej wiedzy o tym, co oferuje; często nie potrafi udzielić satysfakcjonującej odpowiedzi na najprostsze pytania, stawiane przez co bardziej dociekliwych klientów. O ile takim problemom można zaradzić przez odpowiedni dobór i systematyczne szkolenie personelu, to dużo trudniejsze bywa przywrócenie nadszarpniętego zaufania do towaru.
Projekt WKP 1/1.4.2/2/2005/30/111/326/2007/U
“Doposażenie laboratorium gemmologicznego celem przekształcenia go w laboratorium certyfikujące” finansowany jest w ramach Sektorowego Programu Operacyjnego Wzrost konkurencyjności przedsiębiorstw, lata 2004 – 2006. Priorytet 1: “Rozwój przedsiębiorczości i wzrost innowacyjności poprzez wzmocnienie instytucji otoczenia biznesu”. Działanie 1.4. Wzmocnienie współpracy między sferą badawczo-rozwojową a gospodarką.
Przy tym warto uzmysłowić sobie jeszcze jeden bardzo ważny aspekt sprawy. Jest nim potrzeba skutecznej osłony własnego rynku jubilerskiego. W czasach niezwykle szybkiego postępu technologicznego, gdy co i rusz pojawiają się kolejne “innowacje” w postaci coraz to nowych syntetycznych materiałów jubilerskich, coraz to doskonalszych imitacji czy też coraz to skuteczniejszych “upiększeń” stosowanych względem naturalnych materiałów jubilerskich, konieczne jest przeciwstawianie się powstającym zagrożeniom i skuteczne reagowanie na nie, choćby przez szybkie ich rozpoznawanie i natychmiastowe ostrzeganie o tym rynku.
W tym względzie jedną z bardziej skutecznych metod jest certyfikacja towaru, czyli procedura wystawiania dokumentu będącego pisemnym zapewnieniem, że oferowany wyrób rzeczywiście posiada deklarowane właściwości. Certyfikat to świadectwo tego, że ktoś kompetentny, niepowiązany w żaden sposób z oferentem wyrobu, możliwie najbardziej rzetelnie wyrób ów zbadał i stwierdził spełnienie przez niego określonych wymogów. Kluczową rolę w tym procesie pełni wystawca certyfikatu.
Może nim być tylko niezależny profesjonalista, z równie mocnym naciskiem kładzionym na określenie niezależny jak i na określenie profesjonalista. Jak pokazuje doświadczenie międzynarodowe, bardzo ważnym i skutecznym wyrazem tej troski jest istnienie autonomicznego laboratorium badawczego, niezależnego od uczestników gry rynkowej. Dobrym wzorem mogą być zasady wypracowane przez lata w łonie międzynarodowej organizacji CIBJO (Confederation Internationale de la Bijouterie, Joaillerie, Orfevrerie, des Diamants, Perls et Pierres).
Laboratoria CIBJO znajdują się we wszystkich krajach członkowskich tej organizacji, w tym w nieomal wszystkich większych krajach Unii Europejskiej oraz u większości sąsiadów Polski (Niemcy, Rosja, Litwa, Czechy). Niestety, mimo sporego i stale rosnącego rynku jubilerskiego, dotychczasowe inicjatywy zmierzające do przystąpienia Polski do CIBJO okazały się, jak na razie, nieskuteczne. Jak pokazuje doświadczenie wielu państw, rynek jubilerski bez skutecznej osłony laboratoryjnej narażony jest nieuchronnie na spore straty, zarówno te bieżące, jak i te odłożone w czasie.
Brak skutecznej osłony laboratoryjnej zachęca bowiem wielu tzw. biznesmenów do korzystania z istniejącej luki i upychania na takim rynku towarów niepełnowartościowych, które już wcześniej zostały rozpoznane i zablokowane przez rynki lepiej chronione. Problem jest tym poważniejszy, że dla skutecznego przeciwstawienia się niecnym praktykom i różnorakim “innowacjom” nie wystarczą już dziś narzędzia i metody stosowane dość skutecznie jeszcze do niedawna. Postęp ostatnich lat wymusił zasadnicze zmiany w tym względzie.
Dotyczy to także poziomu przygotowania fachowego personelu pracującego na rzecz osłony rynku jubilerskiego. Z oczywistych powodów najwcześniej i najskuteczniej zmiany takie dokonały się w krajach najwyżej rozwiniętych o najpotężniejszych rynkach jubilerskich. Już kilka lat temu pojawiły się tam bowiem laboratoria gemmologiczne, które w nazwie mają przymiotnik “technologiczne” (w skrócie: TechLabGem). Wyposażone zostały w najwyższej klasy sprzęt analityczny, za pomocą którego obsługujący go wysoko wykwalifikowany personel zdolny jest identyfikować wszelkie “innowacje” tyczące materiałów jubilerskich.
Upowszechnieniu się takich laboratoriów nie sprzyja jednak bardzo wysoki koszt zakupu i utrzymania użytkowanego w nich sprzętu (wysokiej klasy spektrometry i mikroskopy) oraz bardzo specjalistyczne kwalifikacje obsługi. W rezultacie na świecie funkcjonuje obecnie ledwie kilkadziesiąt takich laboratoriów, w tym kilka w Europie. Teraz również w Polsce pojawią się takie możliwości analizy i certyfikacji wyrobów jubilerskich. Stanie się tak dzięki realizacji przygotowanego przez Laboratorium Gemmologiczne Uniwersytetu Śląskiego projektu finansowanego ze środków Unii Europejskiej. Po zrealizowaniu tego projektu laboratorium będzie dysponowało zarówno kompletem standardowych przyrządów gemmologicznych (takich jak imersjoskop gemmologiczny Eichorst, czy podróżne laboratorium gemmologiczne, proporcjoskop oraz spektroskop ręczny GIA), jak i najnowocześniejszym wyposażeniem aparaturowym, którego nie powstydziłyby się najlepsze europejskie laboratoria gemmologiczne.
Należy do nich przyrząd o nazwie DiamondView (De Beers) wykorzystywany w identyfikacji struktury wzrostowej kryształów, a niezbędny np. dla pewnej identyfikacji syntetycznych diamentów jubilerskich. W wyposażeniu znajdzie się też FT-IR spektrometr Nicolet 6700 umożliwiający zdejmowanie szczegółowych widm w dziedzinie podczerwieni i UV-Vis-NIR spektrometr SAS 2000 Adamas poszerzający zakres pomiarów widmowych o ultrafiolet, obszar widzialny i bliską podczerwień. Spektrometr Raman/fluorescencji SAS 2000 Adamas (z przystawką do pomiaru w temperaturze ciekłego azotu), pozwoli na zdejmowanie niskotemperaturowych widm fluorescencji, tak przydatnych w identyfikacji różnych substancji służących “upiększaniu” materiałów jubilerskich.
Jednocześnie laboratorium ma zagwarantowany bezpośredni dostęp do: skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w przystawkę do analizy składu chemicznego badanego obiektu w mikroobszarze (EDS, EDAX, mapowanie), do gorącej katodoluminescencji (SEM), do widm ekscytacji i emisji fotoluminescencji (Fluorolog 3) oraz do widm ramanowskich (spektrometr ramanowski). Jeśli do tego dodać europejskie kwalifikacje personelu, to razem stanowić to będzie niezbędne minimum laboratorium gemmologicznego typu TechLabGem.
Laboratorium takie będzie mogło konkurować z powodzeniem z najnowocześniejszymi europejskimi laboratoriami gemmologicznymi. Usytuowanie w ramach organizacyjnych wyższej uczelni gwarantuje mu jednocześnie absolutną autonomię, niezbędną w tego rodzaju działalności.
Niezbyt trafnie nazywano go czarnym bursztynem. Mimo iż powstał z uwęglenia najbardziej smolnych, przesyconych żywicą części drzew iglastych – araukarii, łatwo go od prawdziwego bursztynu odróżnić. Wystarczy próbkę dotknąć końcem rozżarzonej szpilki, by przekonać się, że bursztyn wydziela balsamiczny aromat, zaś gagat zapach tlącego się węgla
Gagat to bitumiczna odmiana węgla brunatnego, którego popularność i wykorzystanie w historii ludzkości ma, jak wiele innych minerałów, swoje wzloty i upadki. Historia wykorzystywania gagatu przez człowieka sięga około czternastu tysięcy lat. To wtedy zapoczątkowano używanie gagatu jako materiału do wyrobu wisiorków – amuletów.
Prehistoria
Znany jest ze stanowisk archeologicznych na terenach zamieszkiwanych przez Majów, Azteków, Wikingów, jak też na terenie obecnych Niemiec, Hiszpanii, Francji i Szwajcarii. Słynna Wenus z Engen, małego miasteczka na południu Niemiec, jeden z najstarszych zabytków artystycznych Europy, jest wykonana z gagatu. Z tego samego materiału stworzono przed około dziesięcioma tysiącami lat podobną figurynkę odkrytą w Szwajcarii. Największy rozkwit przemysłu jubilerskiego z wykorzystaniem gagatu miał miejsce w średniowiecznej Anglii, gdzie w okolicach miejscowości Whitby na dużą skalę rozwinęła się produkcja dewocjonaliów. Czasy świetności brytyjskich wyrobów gagatowych z różnym nasileniem dotrwały do końca dziewiętnastego wieku. W Polsce w okresie powstań narodowych z gagatu wykonywano biżuterię żałobną. Noszenie jej było wyrazem patriotyzmu i stanowiło oznakę buntu i oporu przeciw okupującym nasz kraj zaborcom. Gagatową biżuterię żałobną z okresu powstań można podziwiać w przyklasztornym muzeum w Wąchocku.
Gorączka w Sołtykowie
W Polsce jedynym miejscem występowania gagatu jest stara, obecnie nieczynna, glinianka w Sołtykowie, w lasach koło Odrowąża na Kielecczyźnie. W połowie lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia, kiedy w Polsce zaczęto się interesować gagatem, był on niepotrzebnym i uciążliwym dodatkiem do ciemnych – prawie czarnych mułowców, pozyskiwanych ze śródleśnej glinianki. Mułowce służyły jako materiał do wypalania cegły. Wydobywający surowiec ceramiczny, napotykali często kawałki węgla, przypominające sczerniałe korzenie drzew, tak zwaną “karpinę”. Jako materiał nikomu nie był on potrzebny, wykorzystywano go jedynie do palenia w koksownikach.
Nazwa nie pochodzi od polskiego gagatka, ale od miasta w Azji Mniejszej – Gagas. Czarne kamienie tam znajdywane nazywano “Lithos Gagates”, stąd przeszło do francuskiego jako “Jajet”, a w angielskim “Jet”
Lata świetności kopalni minęły, górników zastąpili zbieracze i poszukiwacze gagatu, który od roku 1977 rozpoczął triumfalny powrót na rynki jubilerskie. Teren dawnej glinianki przypominał do pierwszych lat osiemdziesiątych obozowiska poszukiwaczy złota w Kaliforni lub na Alasce. W piaskowcach jurajskich drążono niezliczone ilości szybów, przy których koczowano dniami i nocami. Pilnowano ich do momentu, gdy tylko eksploatacja gagatu była ze względu na bezpieczeństwo możliwa. Ponieważ handel gagatem był zakazany, transakcje odbywały się po kryjomu. Opowiadano sobie historie o okolicznych mieszkańcach, którzy rzekomo na gagacie zarobili fortuny, przegrzebując motykami stare hałdy.
Pierwszy historyk angielski, Beda Czcigodny, uważał, że dym z gagatu odpędza jadowite węże, a w księgach magicznych zapisano, że posypywanie gagatem rozgrzanej do czerwoności siekiery jest zabiegiem zapewniającym spełnienie życzeń. Był to także test na sprawdzanie dziewictwa. Eliksir z gagatu gotowanego w winie uśmierzał ból zębów, a połączony z miękkim woskiem jako maść leczył tumorowe skrofuły
Do połowy 1978 roku na terenie glinianki wykonanych zostało około 200 kilkumetrowych szybów wydobywczych. Uwęglone kawałki karpiny znajdowane w odsłonięciu w Sołtykowie powstały najprawdopodobniej na zabagnionej dolince rzecznej. Świadczyć o tym mogą znaczne ilości zachowanych w piaskowcu skamieniałych śladów roślin jurajskich, skrzypów, araukarii. Obecnie największą ciekawostką geologiczną odkrytą na terenie rezerwatu “Gagaty Sołtykowskie” są zachowane tropy dinozaurów, pozostawione przez wędrujące zwierzęta wzdłuż grząskiego brzegu rzeki.
Materiał jubilerski
Gagat jest stosunkowo miękki i daje się łatwo polerować. Uzyskuje niepowtarzalną miękką, ciepłą czerń, niespotykaną w innych minerałach. Wadą materiału pozyskanego z tego właśnie miejsca jest konieczność jego sezonowania. Gagat sołtykowski zawiera niekiedy ukryte wtrącenia pirytu, które utleniając się, mogą wytworzyć naloty siarczanowe, podobne do szronu lub całkowicie rozsadzić zebrany surowiec. Sezonowanie pozwala pozbyć się wadliwych okazów. Ze względu na swą niewielką twardość i łatwość ścierania gagat nadaje się głównie do wyrobu wisiorków, broszek i kolczyków.
To już przeszłość
Przybliżając historię powstania i wykorzystania gagatu przez człowieka, musimy o polskim gagacie opowiadać niestety w czasie przeszłym. Odsłonięte pracami wydobywczymi miejsce jego występowania w Sołtykowie koło Odrowąża, zostało prawie całkowicie wyeksploatowane, zaś utworzenie w gliniance rezerwatu chroniącego tropy dinozaurów, całkowicie uniemożliwia kontynuowanie poszukiwań gagatu w tym rejonie. Mimo że ten bardzo ciekawy minerał jest obecnie mało wykorzystywany, pozostał jednak w historii polskiego jubilerstwa jako “patriotyczny” epizod.
Pierścionek z gagatem ze zbiorów Ewy Zwierzchoniewskiej
