Геммополихромия кварца

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.Кварц

1.1. Условия образования

1.2.Разновидности

2.Полировка кварца

3.Облагораживание

3.1. Нагрев

3.2. Ионная имплантация

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Данная  работа посвящена вопросам разновидности  образования кварцевых пород, такой проблеме облагораживания данного материала, как полихромия и поведению материала при окончательной механической обработке, как поливка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Кварц.

Кварц – глава многочисленного  семейства, число членов которого исчисляются  сотнями. Среди них есть как кристаллические  образования кремнезема, так и  породы, пропитанные кремнеземом (кварцит, кремень, яшма). Все образования группы кварца характеризуются высокой  прочностью и твердостью, например кремень, чья высокая твердость  с самых древних времен стала  причиной его широкого применения. С применением кремней связана  целая эпоха в истории и  человечества – каменный век. По твердости кварцевые образования не уступают лучшим сортам стали.

Кварц входит в состав большинства  горных пород, и самый яркий представитель  это граниты, занимающие площади в сотни и тысячи километров. Иногда кварц встречается в чистом виде. Например, к югу от Екатеринбурга есть гора Хрустальная и одноименное месторождение, полностью сложенное белоснежным листоватым кварцем. Размер кварца колеблется от микроскопических, едва различимых зерен до гигантских кристаллов. Известен кристалл кварца, который весит 40 тонн. В музее горного института г.Екатеринбурга есть кристалл кварца, называемый «малютка», весом 784 килограмма.

1.1. Условия образования

 

Диаграмма состояния  кварца

 

Кварц образуется при различных геологических  процессах: 
Непосредственно кристализуется из магмы кислого состава. Кварц содержат как интрузивные (гранит, диорит), так и эффузивные (риолит, дацит) породы кислого и среднего состава, может встречаться в магматических породах основного состава (кварцевое габбро). 
В вулканических породах кислого состава нередко образует порфировые вкрапленники.

Кварц кристализуется из обогащенных флюидами пегматитовых магм и является одним из главных минералов гранитных пегматитов. В пегматитах кварц образует срастания с калиевым полевым шпатом (собственно пегматит), внутренние части пегматитовых жил нередко сложены чистым кварцем (кварцевое ядро). Кварц является главным минералов апогранитных метасоматитов - грейзенов.

При гидротермальном процессе образуются кварцевые и хрусталеносные жилы, особое значение имеют кварцевые жилы альпийского типа.

В поверхностных  условиях кварц устойчив, накапливается  в россыпях различного генезиса (прибрежно-морских, эоловых, аллювиальных и др.).

В зависимости  от различных условий образования  кварц кристаллизуется в различных  полиморфных модификациях. На рисунке  приведена для него P-T - диаграмма  состояния.

 

1.2.Разновидности кварца.

Очень часто кристаллы окрашены в различные цвета, и каждая цветная  разновидность имеет свое имя. Чистый, водяно-прозрачный кварц получил название горного хрусталя, фиолетовый – аметиста, золотистый или лимонно-желтый – цитрина, дымчатый – раухтопаза и черный, совершенно непрозрачный – мориона.

Часто кварц встречается в виде всевозможных натечных форм: плотных, стекловидных, скрытокристаллических агрегатов, где кристаллы можно увидеть только под микроскопом при большом увеличении.  Такие образование носят названия – агаты, сердолик, халцедон.

 

Разновидности:

 

Горный хрусталъ:

Широко распространен, часто в  виде крупных бездефектных кристаллов, пригодных для изготовления резных изделий; на сибирский рынок поступает  из-за рубежа (Бразилия), с Урала, редко  Якутии (Перекатное). Мелкие кристаллы горного хрусталя невысокого качества поступали ранее с месторождения Нуган в Иркутской области. Иногда на рынок поступают кристаллы синтетического кварца (институт Геохимии, г. Иркутск), которые обрабаты ваются так же, как природный материал.

Аметист:

 Цвет - от очень бледного (такой материал не ценится) до насыщенного темно-фиолетового. В массовых количествах поступает из Бразилии и Уругвая, в виде сырья, коллекционных образцов- жеод и отдельных кристаллов. Цена зависит от цвета и качества; наилучший материал получил название «сибирский» - образцы с заметным мягким красным оттенком (нынче практически отсутствует), за ним идут «уругвай» и «байя». Камни интенсивной окраски редки и дороги. Сырье в сибирский рынок поступает в основном с железорудных месторождений Ангаро-Илимского бассейна. Сырье редко встречается в кусках настолько крупных, чтобы из них можно было огранить камни в 50 кар. Для большей части сырья характерна зональная окраска, поэтому рекомендуется ориентировать камень таким образом, чтобы граница зон не просматривалась через площадку ограненного камня. Наиболее распространенные дефекты - вуаль из пузырьков, зональность окраски (иногда резкая) и мелкие включения преимущественно железистых минералов. Обычный осмотр сырья может создать превратное представление о его качестве, поэтому оно должно проверяться под лупой (7-10 кратное увеличение) или в иммерсионной жидкости. Цветные полосы необходимо ориентировать параллельно грани таблицы. На некоторых гранях из-за двойникования при полировании появляется «рябь», особенно при обработке на плексиглазе, но этот дефект устраним, если изменить направление полирования или использовать оловянный круг и окись церия. В пегматитах Бурятии известны находки красновато-фиолетового бархатистого аметиста с включениями иголок гематита – аметист-волосатик. Недавно из жил Уринского пегматитового поля (Бурятия) поступил материал, состоящий из аметиста и цитрина (амет рин - первая находка за Уралом); из него можно делать двухцветные ограненные камни, но при этом необходимо правильно ориентировать заготовку. В СССР широко использовался синтетический ограночный аметист.

Цитрин:

 Цвет от бледно- до темно-желтого, иногда с красновато-коричневым нацветом; полосы дымчатого кварца, часто со путствующего цитрину, придают камню серый оттенок. При нагревании некоторых аметистов получаются камни темного красновато-коричневого цвета. Цитрин нередко встречается в таких крупных кусках, что из них можно огранить камни в не сколько сот каратов. Поступает в основном из Бразилии, а также с Мадагаскара. Ограночный цитрин широко синтезировалсяся в СССР, поставлялся на мировой рынок; иногда появляется на рынке из старых запасов. На рынок Сибири попадает в основном сырье цитрина с Урала, частью возможно отожженного. Большая часть цитрина появляется в виде готовых изделий, кабошонов, огранки.

Дымчатый кварц:

 Черная разновидность кварца  называется морион; темный кварц,  напоминающий по цвету цитрин и найденный впервые в Шотландии, получил название кернгорм. Цвет материала охватывает всю коричневую гамму тонов. Темные камни пригодны только для мелких изделий. Наилучшей для ограненных камней можно считать среднюю интенсивность окраски; очень светлый материал эффектен в камнях массой 20-40 кар. Подобный материал поступает из Бурятии (Уринское пегматитовое поле), мелкие кристаллы раухтопаза хорошего качества привозят с Шерловогорского месторождения берилла, большая часть материала представлена горным хрусталем покрытых рубашкой окислов железа. Прозрачный дымчатый кварц Малханского месторождения в крупных кристаллах, но с заметным серым оттенком.

Морион:

 Основное сырье из пегматитовых  месторождений юго-восточного Забайкалья. Прежде всего Адун-Чолонское месторождение, - поступление в 2004-05 гг. крупных 30- 50 кг кристаллов мориона. Используется не так много материала. Отжигом мориона в Иркутске никто не занимается.

Розовый кварц:

 Интенсивно окрашенный розовый  кварц редок. Бразильский материал  иногда обладает ярко выраженным  эффектом кошачьего глаза или  звезды. Прекрасный материал поступает  с Мозамбика, Мадагаскара и  других зарубежных мест. Собственный  сибирский материал (главным образом  Прибайкалье и северо-восток Иркутской  области, редко Бурятия) поступает  со многих проявлений, обычно бледный, полупрозрачный низкого качества, так называемый «кисельный». Используется в основном для изготовления недорогих кабошонов.

Зеленый кварц (вермарин):

 Зеленый кварц был синтезирован  в СССР и широко продавался  на мировом рынке; На нашем рынке отсутствует.

Синий кварц:

 Материал глубокого синего  цвета ранее синтезировался в  СССР и продавался на мировом  рынке; доступен в виде бездефектных кристаллов в сотни карат.

Кошачий глаз и тигровый глаз:

 Шелковистый блеск обусловлен  многочисленными тонкими параллельными пучками включений. В камнях с эффектом кошачьего глаза эти пучки прямые, прямая и полоска отраженного света. В камнях с эффектом тигрового глаза волокна волнистые и извилистые, такими же получаются и отражения. Так называемое тигровое железо - это австралийский кварц, похожий на тигровый глаз с коричневыми включениями гётита.

Соколиный глаз - это синий тигровый глаз. В этом материале иногда встречаются недостаточно силицифицированные фрагменты, обработка которых сопряжена с трудностями, обусловленными выкрашиванием волокон. Такие камни рекомендуется обрабатывать тем же способом, что и другие материалы, склонные к недополировке, т.е. использовать для шлифовки 15-, 6- и 3-мкм алмазные пасты на дереве с последующей полировкой алмазом на дереве или коже. Окончательная полировка легко достигается окисью церия или окисью алюминия на фетре, коже или дереве. Коричневато-желтый тигровый глаз при нагревании можно превратить в красный; можно его и отбелить - горячим раствором щавелевой кислоты (кислота ядовита - избегайте вдыхания паров).

Волосатик:

 Рутиловый (кварц, содержащий включения рутила). Высоко ценится за блестящие иглы рутила. Лучшим считается бесцветный кварц с яркими золотистыми иглами. Классический материал поставляет Бразилия, - такие образцы ценятся особенно высоко. На сибирском рынке такого материала мало. Из этого материала обычно делают кабошоны, но он может быть использован и для огранки камней, предназначенных главным образом для кулонов.

Волосатик турмалиновый, гематитовыйи др. (кварц, содержащий включения других минералов). Помимо рутила в горном хрустале встречается множество других минералов - турмалин (в виде тонких или толстых игл), актинолит, роговая обманка и др. Если они присутствуют в достаточном количестве, то из такого материала выполняются прекрасные камни – ювелирные вставки, фантазийные кабошоны. Огранкой волосатиков в нашем регионе никто не занимается, предпочитают изготавливать кабошоны. Уникальные камни из кварца, содержащего тонкие иглы ярко-красного гематита ориентированные перпендикулярно граням кристалла кварца известны на месторождении Уро-Суво. На Адун-Чолонском месторождении известно несколько разновидностей турмалинового волосатика.[1]

Кристобалит: 

(G. Rath, 1887), назв. по месту первой его находки у Сан-Кристобаля в шт. Чьяпас, Мексика. Он является одной из распространённых высокотемпературных модификаций кварца. У кристобалита, по сравнению с кварцем, несколько пониженные тв. 6,5 и пл. 2,3. Обычно он представлен бесцветными или молочно-белыми сферолитами до 10 см в поперечнике, тонкокристаллическими агрегатами, или его волокнистой разновидностью – люссатитом, который входит в сотав агатов, опалов и халцедоновых миндалин. Кристобалит нередко содержит минеральные примеси. Сам он входит в состав агатов, кристобалитового опала, непрозрачного опала-менилита, деревянистого олова, окремнелого дерева и кремнистой накипи. В снежном обсидиане, пейзажном риолите и в металлургическом кристобалитовом шлаке находятся декоративные сферолиты р-ром до 2,5 см. В стеклянных имитациях он в виде белых пятен придаёт декоративность синему золотому стеклу.

Массивный жильный кварц заслуживает внимания как поделочный камень лишь при наличии у него элементов декоративности. В первую очередь, это окраска, по которой выделяют синевато-прозрачный льдистый кварц, зелёный хризопразовый кварц, розовый кварц, аметистовидный кварц. Кварц, окрашенный оксидами железа по трещинам в желтоватый и красно-коричневый цвет, получил назв.железистый кварц или железистый кремень. Из-за насыщенной окраски он может быть слабо просвечивающим до непрозрачного. Другие примеры декоративного молочно-белого жильного кварца также связаны с включениями металов. Таковы золотой кварц с самородным золотом в виде зёрен и прожилков; кварц-варисцит с зелёным варисцитом; синий кварц с включениями азурита, турмалина, лазулита; голубой кварц — стелларит с хризоколлой; красноватый или розовый кварц с включениями киновари, известный как мирикит иликиноварная яшма; синий дюмортьеритовый кварц или ляпис калифорнийский, насыщенный включениями дюмортьерита. При уменьшении концентрации игольчатых включений и их р-ра окраска этого камня изменяется от интенсивно-синей к зеленовато-синей до фиолетово-синей и розовой. Из морфологических разновидностей кварца представляют интерес псевдоморфозы кварца по датолиту — хейторит, и по др. м-лам — кальциту, сидериту, флюориту, пириту и бариту. Высоко ценятся коллекционерами формы расщеплённого роста кр-лов кварца. Это так наз. артишоковый или кактусовый кварц, а также вавилонский кварц со ступенчатым ростом граней. Нельзя не упомянуть и японские двойники кварца — сростки почти под прямым углом обычно плоских кр-лов, которые могут достигать значительных р-ров. Ещё одной редкой коллекционной разновидностью кр-лов, характерных для альпийских жил, является так наз. скрученный кварц (нем.гвиндель), вытянутый по оси 2-го порядка до 25 см. Более редкими находками являются дипирамидальные кр-лы бета-кварца, точнее параморфозы низкотемпературного β-кварца по высокотемпературному α-кварцу [2].

 

 

2.Полировка кварца.

Кристаллические разновидности часто  хрупки, скрытокристаллические разновидности  или мелкозернистый кристаллический  материал, например соколиный и тигровый глаз, нередко очень вязки. Обычные  температуры наклейки и применяемые  клеи безопасны для камней этой группы, и все же кристаллический кварц  во избежание разрушения следует  нагревать медленно; Иногда при излишне  интенсивной сухой (или на пастах) полировке – трещит. Скрытокристаллические  разновидности в этой предосторожности не нуждаются. Спайность отсутствует, но для монокристаллического сырья  отмечена некоторая разница в  поведении при обработке в  зависимости от направления. Все  разновидности кварца полируются на фетре, дереве или коже окисью церия, окисью олова и т. д., но можно использовать и более дешевые полирующие абразивы, такие, как трепел и окись алюминия. При некачественной доводке на промежуточных  порошках или пастах на полированном изделии остается ясно заметная дымчатая вуаль. Если доводка выполнена недостаточно тщательно, на кристаллических разновидностях, например розовом кварце, горном хрустале и т. д., могут быть глубокие царапины, и для их удаления потребуется  длительная тонкая шлифовка. В некоторых  случаях для тонкой шлифовки целесообразно  применять алмаз на дереве, коже или брезенте. Желательно применять  твердые и полутвердые (упруго-твердые) полировальники – дерево, картон. Можно  использовать ручную шлифовку на стекле. Материалы, склонные к недополировке, например, такие, как тигровый глаз, лучше полировать окисью алюминия или алмазом на дереве или коже. Ограночный материал обычно полируется на пластмассовых кругах окисью церия, но можно использовать окись алюминия или окись олова. Если грани полируются неодинаково из-за некоторых различий в твердости по различным направлениям, проблема решается путем использования для полирования окиси алюминия на оловянном круге. Аметист обычно сдвойникован и при полировании может давать «рябую» поверх ность, если его гранить не на оловянном круге. Углы коронки 40-50°, углы павильона 43°.