К драгоценным камням относят камни минерального происхождения – прозрачные, с ярким блеском, очень твердые и трудноизнашиваемые алмазы, рубины, сапфиры, изумруды, и камни органического происхождения – жемчуг.
Для драгоценных камней весовой единицей является карат (1 карат равен 200 мг), а для всех остальных камней – грамм.
Алмаз (от греч. Agamas – неодолимый, несокрушимый) – самое твердое вещество в природе. Твердость алмаза 10, плотность 3,50 – 3,52 г/см>3, показатель преломления 2,4. Высокая прочность алмаза обусловлена прочностью связей между атомами углерода. Алмаз обладает исключительной стойкостью на истирание, превышающей в 150 раз стойкость корунда и в 1000 раз стойкость кварца. Несмотря на высокую прочность, алмаз достаточно хрупок и при ударе легко разрушается.
Обладая весьма совершенной спайностью по октаэдру, алмаз раскалывается по плоскости спайности. Ювелиры используют эти особенности при раскалывании алмаза перед огранкой и скалывания ненужных выступов.
Алмаз сгорает при температуре 850 – 1000°С, образуя углекислоту. При нагревании до 2000 – 3000°С без доступа кислорода алмаз переходит в графит.
Алмаз стоек к плавиковой, соляной и азотной кислотам, но растворяется (окисляется) в расплавах натриевой и калиевой селитры и соды. Химический состав алмаза представляет собой редкую в природе форму кристаллизации углерода.
Углерод выкристаллизовывался в виде алмаза из природного силикатного расплава (магмы) под очень высоким давлением на больших глубинах Земли.
Расплавленная магма, насыщенная газами, затекала в трещины, окруженные прочными и малопроницаемыми породами.
Нарастающее огромное давление в трещине, в конце концов, взрывало ее, и алмазы вместе с другими минералами-спутниками (пиропом, оливином и другими), также закристаллизовавшимися при максимальном давлении, выбрасывались в момент взрыва с обломками пород и магматическим расплавом через образовавшиеся в земной коре отверстия – так называемые трубки взрыва.
Застывшая после выброса на поверхность магма образовывала породу – кимберлит голубоватого или зеленоватого цвета.
При изучении коренных алмазных месторождений, ученые пришли к выводу, что под действием воды, атмосферы и смены температур кимберлиты постепенно выветривались и разрушались, а измельченная масса переносилась водой в долины ручьев и рек, где в толще осадочных пород образовывались россыпи. Поэтому алмазы добывают не только из коренных месторождений, т.е. из кимберлитовых трубок, но и из россыпей, причем большая доля мировой добычи алмазов приходится на россыпи.
Алмазы в природе встречаются в виде отдельных кристаллов или в виде сросшихся кристалликов с хорошими блестящими плоскостями, но чаще имеют матовую поверхность, иногда покрытую корочкой постороннего вещества.
По величине кристаллы обычно мелкие, крупные встречаются редко. В необработанном виде алмазы особо не привлекают своим видом. К ювелирным алмазам относят небольшое количество – 20 – 30 процентов от общего числа добываемых.
Качество ювелирных алмазов должно соответствовать многим требованиям: при сортировке обращают внимание на его прозрачность, цвет, чистоту, всевозможные природные дефекты, наличие которых резко снижает ценность драгоценного камня.
В основном добываемые алмазы являются техническими и непригодными к огранке в бриллианты.
Технические алмазы (борт, карбонадо) используют в промышленности для резцов, сверл, наконечников к приборам по определению твердости металлов, для обработки полупроводников, производства оптического инструмента, специальных приспособлений для резки стекла и керамики, производства хирургического инструмента, коронок для бурения в горной промышленности и т.д.
Алмазы низкого сорта применяют для производства алмазных порошков, с помощью которого производят огранку, резку, шлифовку, полировку наиболее твердых материалов. Алмазный порошок и алмазную пыль используют для огранки и шлифовки алмазов в бриллианты.
Бриллиант представляет собой ограненный алмаз. Процесс огранки алмаза известен с древних времен. Она производилась вручную, при этом полировали поверхность алмаза, сохраняя его природную форму.
Это очень длительный и трудоемкий процесс. Наиболее удачной и распространенной оказалась огранка бриллиантом (от французского слова brilliant – блестящий), изобретенная еще в 15 веке.
Огранка оказалась настолько удачной, что под словом "бриллиант" стали понимать не вид огранки, а алмаз, имеющий бриллиантовую огранку.
Это вид огранки используется и для других прозрачных драгоценных, полудрагоценных и искусственно выращенных кристаллов. Современной огранкой алмазу придают форму, которая не имеет ничего общего с его природной формой, хотя при этом бывают значительные потери веса драгоценного камня, доходящие до 50 процентов.
Огранка облагораживает алмаз, способствует выявлению его ценных эстетических свойств. В каждом ограненном алмазе можно различить следующие для видов огранки элементы, сочетание которых придает алмазу ту или иную специфичность.
Бриллиантовая, т.е. круглая полная, огранка является классической формой. Она имеет три ряда боковых граней (фасетов) и горизонтальную главную грань, обращенную к глазу наблюдателя), которую называют площадкой. Число боковых граней при этой огранке – 56. Боковые грани образуют вместе с площадкой верх бриллианта, который называют коронкой, и нижнюю конусную часть – павильон. Линию соединения верхней и нижней частей бриллианта называют рундистом – поясом. Рундист – самая широкая часть камня, по которому его закрепляют в ювелирном изделии. По внешнему виду коронка напоминает усеченную пирамиду, боковая поверхность которой имеет трех– и четырехугольные грани. Нижняя часть бриллианта также имеет форму пирамиды, боковая поверхность которой покрыта системой трехи четырехугольных граней, но сильно вытянутой формы.
Бриллиант излучает только отраженный свет. Лучи света, упавшие на поверхность, частично отражаясь, проникают внутрь и дважды преломляются, т.е. дважды испытывают полное внутреннее отражение. Причем преломление вызывает разложение луча белого света на цветные лучи спектра. Это явление называют дисперсией (светорассеянием). Если внешнее и внутреннее отражение лучей света придает бриллианту сильный сверкающий блеск, то дисперсия способствует появлению радужной окраски граней бриллианта, т.е. создает игру камня.
Степень блеска и игры зависит не только от качества полировки поверхности бриллианта, но и в значительной мере от его геометрической формы.
Грани бриллианта должны иметь такие углы наклона, чтобы наибольшее количество лучей света, упавших на бриллиант, претерпевало в нем полное внутреннее отражение.
