Алмазы и бриллианты

Алмазы и бриллианты

Природные алмазы в "сыром" виде довольно невзрачны. В большинстве случаев они представляют собой сравнительно мелкие (1-5 мм в диаметре) зерна с тусклой матовой или шероховатой поверхностью, нередко покрытые пленками, корочками и примазками посторонних веществ (бурых гидроокислов железа и т. п.). И даже хорошо образованные прозрачные кристаллы алмаза с гладкими поверхностями граней не обладают блеском и "игрой", столь типичными для драгоценных камней, и поэтому обычно не привлекают внимания неспециалистов (рис. 2).

Рис. 2. Якутские алмазы в неотшлифованном виде. В группе крупные именные алмазы: 'Мария' - 105,98 карата; 'Валентина Терешкова' - 51,66 карата; 'Горняк' - 44,62 карата. Алмазный фонд СССР.

Подавляющая часть алмазов встречается в виде обособленных кристаллов; во всех месторождениях присутствуют сростки, образованные несколькими мелкими кристалликами, а также микро- и скрытокристаллические агрегаты, сложенные сотнями тесно сросшихся мельчайших зерен.

Обособленные кристаллы алмаза поражают многообразием форм и сложностью скульптурных образований на гранях. Наиболее характерной формой алмазных кристаллов является восьмигранник (октаэдр). Реже встречаются кристаллы, имеющие форму куба, ромбододекаэдра (двенадцатигранника, каждая грань которого является ромбом) и некоторые другие (рис. 3). Перечисленные формы ограничены плоскими или плоскоступенчатыми гранями.

Рис. 3. Зарисовки природных кристаллов алмаза (по А. Е. Ферсману) [10]. Отчетливо видны различные стадии превращения плоскогранных октаэдров (1, 2) через переходные формы - октаэдры-додекаэдроиды (3, 4) - в типичные додекаэдроиды (5, 6). То же для комбинационных кристаллов кубооктаэдрического облика, исходные плоскогранные формы которых, характеризуются преобладанием (7, 8) примерно равным (9, 10) и подчиненным развитием (11, 12) граней октаэдра. Закономерные крестовидные прорастания (двойники) кубических кристаллов (13, 14).

Наряду с плоскогранниками во всех месторождениях присутствуют, а иногда и преобладают кристаллы с выпуклыми искривленными гранями. Кривогранные алмазы, как правило, имеют 12 граней; в отличие от сходных плоскогранных форм (додекаэдров) они называются додекаэдроидами. В незначительном количестве среди кривогранных алмазов встречаются октаэдроиды и кубоиды (рис. 3).

Кроме отмеченных крайних типов в любом месторождении неизменно присутствуют все переходные разновидности от плоскогранных к кривогранным кристаллам алмаза. Превращение плоскогранных октаэдров в додекаэдроиды начиналось с притупления и постепенного округления вершин и ребер кристаллов. По мере развития процесса плоские октаэдрические грани постепенно замещались искривленными поверхностями, центральные зоны которых располагались на месте ребер октаэдра. Такие поверхности имеют вид выпуклых ромбов с неясно выраженным перегибом по короткой оси. Великолепные фотографии, иллюстрирующие бесконечное многообразие внешнего облика природных кристаллов алмаза, приведены в книге Ю. Л. Орлова [7].

По вопросу о происхождении кривогранных округлых кристаллов алмаза существует две точки зрения. Согласно одной из них алмазы кристаллизовались в виде плоскогранников, а в дальнейшем из-за уменьшения давления частично растворялись. У кристаллов всех веществ вершины и ребра растворяются быстрее, чем грани, что приводит к округлению. Многие считают, что кривогранные формы возникают в процессе роста алмазов. Не останавливаясь на обсуждении аргументов, приводимых сторонниками каждой из указанных точек зрения, отметим лишь, что представления о происхождении округлых алмазов в итоге частичного растворения первичных плоскогранных форм наиболее обоснованы теоретически и подтверждаются экспериментальными данными. Желающим детально ознакомиться с этим весьма интересным вопросом, который оживленно дискутируется уже свыше 60 лет, можно рекомендовать фундаментальную работу А. Е. Ферсмана [10] и небольшую, но весьма содержательную популярную книгу И. И. Шафрановского [11].

Поверхность как плоскогранных, так и кривогранных алмазов редко бывает гладкой и блестящей. Почти всегда она покрыта многочисленными углублениями, бугорками, штриховкой, кольцевыми и ступенчатыми выступами, которые рассеивают свет, обусловливая тусклый, жирный или стеклянный блеск большинства природных алмазов в их естественном виде.

Помимо монокристальных выделений алмазы образуют мелкозернистые сростки и тонкокристаллические агрегаты - борт, баллас и карбонадо. Бортом принято называть неправильные мелкозернистые сростки как бесцветных, так и окрашенных алмазов (по технической классификации к борту относятся также трещиноватые монокристаллы).

Балласы представляют собой шарообразные агрегаты, обычно радиально-лучистого строения. Окраска их изменяется от мутно-белой до серо-стальной.

Карбонадо являются весьма тонкозернистыми агрегатами алмаза. Одни из них имеют массивное сложение, другие пористые, коксовидные и шлаковидные. Наиболее ценятся массивные карбонадо, покрытые эмалевидной корочкой, которая тверже самого алмаза.

Цвет алмазов изменяется в широких пределах и имеет большое значение при оценке ювелирных, а иногда и технических камней. Наиболее обычны бесцветные, желтые, бурые, серые и черные алмазы. Реже встречаются разновидности с зеленоватыми, голубоватыми и розоватыми оттенками. Камни чистых ярких тонов синего, зеленого и красного цвета весьма редки.

Окраска у многих кристаллов распределена не равномерно, а концентрируется на отдельных участках. При нагревании некоторых бурых алмазов они приобретают золотистый оттенок, а бледно-розовые становятся густо-розовыми. Правда, через непродолжительное время первоначальная окраска восстанавливается. Поверхность камней самых древних (более 1-1,5 млрд. лет) месторождений имеет зеленую окраску, которая исчезает при механической обработке кристалла. Возникновение зеленой "рубашки" на алмазах связано с продолжительным воздействием на них радиоактивного облучения. Образование темно-зеленой оболочки на бесцветном ядре кристалла алмаза под воздействием радиации наблюдалось и в лабораторных условиях.

Настоящая красота и блеск алмазов раскрываются в результате специальной механической обработки природных прозрачных кристаллов, которые после этого называются бриллиантами.

Обработка заключается в обточке и шлифовке кристаллов для придания им особой формы. Огранка и шлифовка производятся с помощью быстро вращающегося чугунного диска, в поверхность которого втирается алмазный порошок, разведенный в репейном или оливковом масле. При этом форма многогранника в целом и взаимное расположение граней рассчитываются так, чтобы большая часть падающего на камень света проникала внутрь, но не проходила насквозь, а возвращалась бы обратно (рис. 4).

Рис. 4. Ход световых лучей в бриллианте: к - красных, з - зеленых, ф - фиолетовых.

Алмаз не только очень сильно преломляет и отражает световые лучи, но обладает также еще одним весьма важным оптическим свойством, обусловливающим исключительную красоту этого камня. Оно заключается в большом различии показателей преломления для лучей разного цвета. Так, если для красного света показатель преломления составляет 2,402, то для фиолетовых лучей он достигает 2,465. Разность показателей преломления фиолетовых и красных лучей (так называемая дисперсия) у алмаза в 5 раз больше, чем у горного хрусталя, и в 2 раза больше, чем у лучших сортов стекол. Благодаря высокой дисперсии у алмазов сильно выражено свойство разложения белого света на составляющие его цвета радуги. По этой причине один и тот же камень кажется окрашенным в различные цвета в зависимости от расположения источника света.

Рис. 5. Бриллианты советского производства. Смоленская бриллиантовая фабрика. Алмазный фонд СССР.

Высокие светопреломление и дисперсия создают неповторимую "игру" бриллиантов, выражающуюся в феерическом сочетании блеска верхних граней с яркими световыми вспышками и непрерывными переливами всех цветов радуги изнутри камня при медленном вращении его (рис. 5).

Рис. 6. Бриллиантовая огранка алмаза

Наиболее распространенными формами огранки ювелирных алмазов являются собственно бриллиантовая огранка и огранка "розой". Камни, подвергшиеся бриллиантовой огранке, на верхнем и нижнем концах имеют горизонтальные грани (рис. 6). Все остальные (боковые) грани располагаются в виде наклонных ступенчатых рядов. Число рядов граней, в общем, зависит от размеров камня и обычно не превышает 3 для верхней и 5 для нижней части бриллианта. Натуральная величина бриллиантов от 0,5 до 10 карат приведена на рис. 7.

Рис. 7. Натуральная величина бриллиантов различной массы. 1 - 0,5 карата; 2 - 1 карат; 3 - 2 карата; 4 - 3 карата; 5 - 5 карат; 6 - 10 карат.

Алмазы менее 1-2 карат нередко гранятся "розой" или "розеткой". При этом типе огранки камень имеет плоское основание, а в верхней выпуклой части - 24, 12, а у самых мелких алмазов всего 8 или 6 граней (рис. 8). По форме такие бриллианты несколько напоминают бутон розы. Играют эти камни значительно хуже, чем получившие бриллиантовую огранку, и поэтому при одинаковом размере, цвете и чистоте бриллианты, шлифованные "розой", стоят обычно раз в 5 меньше.

Рис. 8. Огранка алмаза розой

Огранка и шлифовка бриллиантов - сложный и весьма трудоемкий процесс. Обработка крупных камней длится месяцами, а уникальных занимает несколько лет. Получаемые в итоге бриллианты составляют обычно около 1/2, а иногда лишь 7з первоначальной массы сырого алмаза. Конечная стоимость камня при этом удваивается.

Перед огранкой крупного алмаза выполняются специальные расчеты для установления формы будущего бриллианта, которая обеспечит наилучшую игру света и позволит максимально сохранить массу исходного кристалла. Вследствие этого бриллианты не всегда изометричны и могут иметь вытянутую и даже каплевидную форму.

В начале этой главы отмечалось, что большинство добываемых алмазов представлено кристалликами, величина которых измеряется первыми миллиметрами. Масса каждого из таких кристалликов не превышает 1 карата. Вместе с тем встречаются алмазы, масса которых достигает нескольких сотен и даже тысяч карат. Такие камни - большая редкость, и каждому крупному (более 50 карат) алмазу присваивается название. Крупнейшими алмазами, найденными на якутских месторождениях, являются "50 лет Аэрофлота" (232 карата), "Мария" (105,98 карата), "Валентина Терешкова" (51,66 карата).

Представление о встречаемости крупных камней и их доле в общем объеме продукции алмазных месторождений дает табл. 1. Следует отметить, что рудники поля Кимберли характеризуются весьма высоким содержанием крупных кристаллов, причем частота встречаемости крупных камней в отдельных рудниках этого поля различается в 20 раз. Значительно реже крупные алмазы встречаются в других районах. В качестве примера можно указать месторождения в штате Минас-Жераис, Бразилия, где весьма редко встречаются камни массой свыше 7-8 карат. Не случайно здесь во времена рабства существовал обычай отпускать на свободу невольника, нашедшего алмаз более 17,5 карат.

Таблица 1. Встречаемость крупных кристаллов в некоторых алмазных рудниках поля Кимберли, Южная Африка (по Дж. Б. Саттону)

^*Термин "крупные кристаллы" в этой таблице относится к камням массой 10 карат и более.

При оценке алмазов массой более 1 карата со второй половины XVII и до конца XIX в. использовалось правило Тавернье, согласно которому стоимость алмазов вычислялась как произведение квадрата массы камня в каратах на принятую цену одного карата алмазов данного сорта. При оценке выставленной на продажу партии алмазов расчеты проводились по установленной для данной партии средней цене за карат.

Для очень больших алмазов такой подход приводил к слишком высоким ценам, поэтому на рубеже XIX и XX вв. было предложено несколько формул, имевших целью приближение расчетных цен на алмазное сырье к рыночным. Наибольшее распространение получила формула

С = 0,5р(р + 2)Ц,

где С - общая стоимость алмаза; р - масса кристалла в каратах; Ц - цена за один карат.

Стоимость самого крупного в мире алмаза ("Куллинана"), масса которого до обработки равнялась 3106 каратам при цене около 30 дол. США за 1 карат, оценивается по способу Тавернье в 290 млн. дол., а по вышеприведенной формуле в 145 млн. дол. Таким образом, алмаз массой всего 621 г равен по стоимости 94-188 т чистого золота! Примечательно, что не только уникальные, но и "рядовые" крупные алмазы и бриллианты (по 10-20 карат) в тысячи раз легче равного им по стоимости количества золота. И не случайно богатые люди в капиталистических странах охотно вкладывают деньги в бриллианты, спрос и цены на которые неизменно растут. Эта тенденция особенно сильно проявляется за последние годы, когда валютно-финансовая система капиталистического мира переживает глубокие потрясения, сопровождающиеся неоднократными девальвациями главнейших валют западных стран - доллара США и английского фунта стерлингов.

Алмазы с редкой и красивой окраской ценятся особенно высоко. Так, Павел I купил бриллиант красно-розового цвета массой 10 карат за 100000 руб. (корова в те времена стоила около 5 руб.). Густо-синий индийский алмаз "Гоппе" массой 44,5 карата является одним из самых ценных бриллиантов в мире.