Ювелирные камни органического происхождения

Янтарь

Янтарь - это ископаемая смола. Отличительные особенности янтаря - золотистый, напоминающий солнечный цвет (рис. 45), прозрачность, горючесть, способность электризоваться при трении.

Рис. 45. Янтарь

Янтарь был известен людям издавна. В захоронениях и на стоянках древних людей, относящихся к эпохе позднего палеолита - неолита, в Прибалтике, на Украине и в Средиземноморье часто находили амулеты, бусы, пластинки и куски необработанного янтаря.

Первые упоминания о янтаре относятся к X в. до н. э. - в Британском музее хранится обелиск с клинописными записями об этом, возможно, первом драгоценном камне.

Поэтические описания янтаря встречаются у Гомера в "Одиссее", Фалеса Милетского, Платона, Гиппократа, Софокла, Эсхила. В древнегреческой мифологии есть красивая легенда о происхождении янтаря. Фаэтон упросил своего отца, бога Солнца, Гелиоса доверить ему управление небесными конями, запряженными в огненную колесницу. Но слабые руки юноши не смогли удержать взбесившихся коней. Разгневанный Зевс-громовержец разбил колесницу молнией, и тело Фаэтона упало в Эридан. Горько оплакивали Гелиады смерть своего брата, за что и были превращены в тополи. Смола-слезы тополей падала в Эридан и превращалась в янтарь.

В страны Средиземноморья янтарь поступал различными торговыми путями с побережья Балтийского моря, население которого издавна добывало этот камень, привлекавший свой красотой и легкостью обработки. Мастерские по обработке янтаря известны с конца неолита - начала бронзового века. Янтарные промыслы существовали, вероятно, и на побережье Днепра. Они давали материал для мастерских, находившихся в основном в Киеве. Такая мастерская, относимая к XII - XIII вв., была обнаружена при раскопках на территории Михайловского монастыря в Киеве.

В XVII - XVIII вв. в Северной Европе обработка янтаря достигла довольно высокого уровня. В это время был изготовлен посох патриарха Филарета, оформлена знаменитая Янтарная комната Екатерининского дворца в бывшем Царском Селе. Замечательные изделия из янтаря (подсвечники, вазочки, чаши, кружки, рюмки, кубки и т. д.) хранятся в Оружейной палате в Московском Кремле. В 1963 г. открыт музей янтаря в Паланге, который знакомит с условиями образования камня, историей его добычи и обработки с древнейших времен до наших дней. Крупнейшая коллекция необработанного янтаря 13-ти цветов и изделий из него собрана в комнате-музее при Калининградском янтарном комбинате. Самый крупный в Советском Союзе Музей янтаря был открыт в конце 1979 г. в г. Калининграде. В нем представлено множество копий уникальных изделий из янтаря, хранящихся в Оружейной палате, Государственном Эрмитаже, Екатерининском дворце в г. Пушкине (бывшем Царском Селе), в музеях Берлина, Стокгольма, Гданьска.

В XIX в. объемы добычи янтаря значительно возросли, но стоимость его при этом снизилась. Из янтаря стали производиться в основном предметы широкого потребления, не имевшие как правило, художественной ценности.

Новый расцвет искусства обработки янтаря относится к середине 40-х гг. XX в. Возникли целые художественные направления и школы. Замечательные изделия из янтаря, экспонировавшиеся на международных выставках в Брюсселе, Бухаресте, Аддис-Абебе, Познани, Милане, производятся на комбинате "Дайле" в Клайпеде, артелью "Палангский янтарь" и другими мастерскими в Латвийской ССР, Литовской ССР и Калининградской области. Крупнейшим в мире центром добычи и обработки янтаря является Калининградский янтарный комбинат. Художники комбината сочетают янтарь с серебром, золотом, слоновой костью, деревом, эмалью и даже драгоценными камнями, создавая неповторимые изделия, восхищающие своей красотой посетителей всех международных выставок.

В настоящее время название "янтарь" [31] имеет несколько собирательный смысл. Янтарем называют любые ископаемые смолы, минеральные виды ископаемых смол, встречающихся на разных месторождениях, но имеющих общие технологические свойства, минералогические виды ископаемых смол, объединенных по местонахождению, - балтийский янтарь.

Наиболее распространен и популярен балтийский янтарь - сукцинит. Из других ископаемых смол можно назвать айкаит, альмашит, амбрит, амброзии, беккерит, бирмит, валховит, геданит, глессит, делатинит, дуксит, иксолит, кефлакит, кисцеллит, копал, кранцит, пиатра, ретинит, росторнит, румынит, седарит, симетит, стантинит, телегдит, тринкерит, уилерит, шейбеит, шрауфит, яулингит, эуосмит, канзасит и др.

Янтарь образовался в процессе эволюции растительного покрова Земли. Наиболее вероятные янтарьпроизводящие семейства - Pinaceae, Toxodiaceae, Cupressaceae и некоторые др. [39]; поэтому предполагается существование соснового, таксодиевого, кипарисового и других, генетических типов янтаря.

Согласно В. И. Катинасу и др., резкое потепление вызывало повышенное смолоотделение янтареносных хвойных растений. Истечение живицы при этом было очень интенсивным и многократным. В состав ее входили летучие компоненты (35% терпенов C₁₀H₁₆ и α-пинен - основная масса) и твердая часть (основная масса - смоляные кислоты C₁₉H₂₉CO·OH, 3% - смоляные спирты и 10 - 12% неомыляемые вещества).

В условиях жаркого климата поверхность живицы изменялась, вязкость понижалась за счет испарения терпенов, происходило самоокисление смоляных кислот. Этот первый этап - этап отвердевания живицы и увеличения ее плотности - продолжался сотни лет. Второй этап заключался в фоссилизации живицы - постепенном изменении первичного состава и свойств веществ и интенсивном разложении в условиях теплого и влажного климата отмершей древесины и выносе ее растворимых частей водами. Постепенно процесс фоссилизации затухал, а живица покрывалась более молодыми отложениями. Так возникали коренные месторождения первичного янтаря.

Часть первичных месторождений была эродирована, в результате формировались россыпи различных генетических типов, из которых особое значение имеют морские россыпи, содержащие глауконит. Янтарь, встречающийся в месторождениях этой группы, характеризуется меньшей хрупкостью и несколько иным химическим составом. При метаморфизме первичных и россыпных месторождений янтаря изменялись окраска и другие его свойства, что привело к образованию нового типа месторождений.

Основной промышленный тип месторождений - морские и прибрежно-морские россыпи. Разновозрастные россыпи такого типа известны в СССР (Нагорно-Карабахская АО в Азербайджане), мелового возраста - на Аравийском полуострове, эоцен-олигоценового - на юге Швеции, в ФРГ, ГДР, ПНР, СССР (Украина, Белоруссия, Прибалтика), Бирме, СРР, Мексике, миоценового - в ПНР и СССР (Украина), современные прибрежно-морские россыпи - в СССР, на побережьях о. Сицилия, Аляски и прилегающих к ней островов.

Балтийский янтарь (сукцинит) приурочен к Балтийско-Днепровской янтареносной провинции, вытянутой с северо-запада на юго-восток на 2000 км, шириной 500 км. Эта провинция проходит через Данию, юг Швеции, северо-восточную часть ФРГ, северную часть ГДР, ПНР, часть Северо-Запада СССР (Калининградская обл., Литва, юг Латвии, юго-запад Белоруссии, Правобережная Украина). На этой территории долгое время было известно лишь одно промышленное месторождение (лагуннодельтовые россыпи) - Приморское (Пальмникенское), которое находится возле поселка Янтарного на Земландском полуострове в 40 км северо-западнее г. Калининграда. Месторождение это было, вероятно, известно со времен палеолита. С середины XVII в. оно начало осваиваться с помощью карьеров, колодцев и других небольших горных выработок. Во второй половине XVIII в. начали закладываться шахты и штольни в обрыве берега моря. В 1912 г. был построен карьер, эксплуатировавшийся до 70-х гг. XX в. После окончания Великой Отечественной войны была открыта новая залежь янтаря - Пляжевая, которая располагается в районе современного пляжа, вытягиваясь вдоль берега Балтийского моря на 750 м при ширине 150 - 200 м, и под дном моря, где она прослежена на расстоянии около 500 м и наблюдается на глубине 8 м, после чего глубина залегания ее резко увеличивается [37]. Мощность этой пластовой россыпи 2,9 - 6,2 м, среднее содержание янтаря 1588 - 2471 г/м³, глубина залегания 8 - 10 м. Янтареносные породы приурочены к песчано-алевритисто-глинистым породам, которые легко удаляются гидромонитором [37]. Промышленные скопления янтаря связаны с отложениями палеоген-неогенового возраста, с глауконитовой или янтарной формацией, в пределах которой локализуется наиболее богатый янтарем пласт - "голубая земля" раннеолигоценового возраста. Распределение янтаря в толще неравномерное.

В последние годы на территории Ровенской обл. УССР в окрестностях пос. Клесова было открыто еще одно крупное месторождение. Находки янтаря в этом районе были известны давно. Но промышленные россыпи на территории более 200 км² были выявлены только в 1979 г. Клесовское месторождение представляет собой пластовую россыпь, находящуюся в породах, не содержащих заметных скоплений глауконита. Янтарь рассеян в песчано-алевритисто-глинистых породах ранне-, средне- и поздне-олигоценового возраста, залегающих на образованиях коры выветривания кристаллических пород Украинского щита. Распределение янтаря в месторождении неравномерное: так, на наиболее перспективном участке Пугач оно колеблется от 15 до 310 г/см³ при среднем содержании - 60 г/см³ [37]. Запасы янтаря значительны. По составу и ряду свойств этот янтарь мало отличается от янтаря Приморского месторождения [37].

Балтийский янтарь представляет собой ископаемую смолу деревьев Pinus succifera мел-эоценового возраста. По составу это высокомолекулярные соединения органических кислот, в различной степени полимеризованных и связанных друг с другом, в том числе со значительным содержанием янтарной кислоты. Химическая формула его C₁₀H₁₆O₄ при содержании (в %): углерода - 79, водорода - 10,5, кислорода - 10,5. В качестве примесей отмечаются N, S, Ca, Si, Fe, Y, V, Mn, Cu, Ti, Zr, Al, Mg, Nb, P, Pb, Zn, Cr, Ba, Co, Na, Sr, Sn, Mo. Некоторые колебания химического состава характерны не только для янтаря из различных мест, но и для различных образцов из одного и того же месторождения.

Форма и текстура обособлений янтаря связаны с условиями выделения живицы из деревьев. Они могут быть массивными, натечно-скорлуповатыми, натечно-слоистыми, трубчатыми, линзо-, каплевидными, представлять собой сталактиты и т. д. Поверхность выделений янтаря часто ноздреватая, окисленная, реже гладкая. Размеры выделений янтаря различные - от 1 мм до размера лимона или гусиного яйца. Редко встречаются уникальные выделения массой более 1 кг (рис. 46). Во второй половине XIX в. в Прибалтике были найдены куски массой 12 кг (в Пруссии), 9,7 кг (в Померании), 7 кг. В Музее Калининградского янтарного комбината хранится образец янтаря массой 4,28 кг, а в Музее янтаря в г. Паланге - массой более 2 кг. В Львовской области были найдены куски массой в 6 и 1,27 кг.

Рис. 46. Уникальный образец янтаря

На основании различий в физических, физико-химических свойствах балтийский янтарь еще во второй половине XIX в. был разделен на шесть видов: 1) сукцинит (составляющий 98% всего балтийского янтаря); 2) геданит (около 2%); 3) стантинит (черный янтарь, редкий); 4) глессит (редкий); 5) беккерит (редкий); 6) кранцит ("незрелый" янтарь, очень редкий).

По степени прозрачности среди балтийского янтаря выделяют прозрачную, полупрозрачную, непрозрачную или просвечивающую в тонких сколах (бастард) разности. Степень прозрачности янтаря, согласно Р. Клебсу, связана с наличием в нем мельчайших пустоток.

Цвет сукцинита золотисто- или медово-желтый, оранжевый, красновато-коричневый, иногда черный, белый (костяной и пенистый янтарь), голубой и полосчатый (слоистый). Блеск стеклянный, жирный, матовый. Плотность 1,05 - 1,09 г/см³, при выветривании повышается до 1,2 г/см³. Твердость - 2 - 2,5. Вязкий, в процессе окисления становится более хрупким и трещиноватым. Имеет неровный, раковистый излом. От ножа на поверхности янтаря появляется порошковатая черта. Показатель преломления - 1,538 - 1,545. В ультрафиолетовых лучах люминесцирует бледно-голубым, белым, желтоватым, зеленоватым цветом.

Часто в янтаре встречаются включения растений, членистоногих классов паукообразных (лжескорпионов, сенокосцев, пауков и клещей) и насекомых (мелкие виды двукрылых и примитивные бескрылые насекомые) и др. Изредка, как пишет В. И. Катинас, находят в янтаре шерсть белок, перья дятлов и др. Среди растительных включений в балтийском янтаре обнаружены споровые (низшие грибы и плесени, разнообразные представители высших споровых), голосеменные (сосна - фрагменты хвои, соцветия, пыльца, - пихта, лиственница, ель, секвойя, зонтичная сосна, кипарисовые - виддрингтония, лобоседрус и кипарисовик), покрытосеменные (дуб, бук, клен, виды магнолиевых, лавровых, камнеломковых, ремнецветниковых, вересковых и др.). Наблюдаются в янтаре также включения пирита, битуминозного вещества, газовые и газово-жидкие включения.

Только небольшая часть добываемого янтаря довольно крупного размера пригодна для изготовления ювелирных, ювелирно-галантерейных и сувенирных изделий. Мелкий янтарь, составляющий 90% общей добычи, идет на переработку: незагрязненный - на прессование, остальной - на химическую переработку (методом сухой перегонки). Получаемые в результате переработки продукты находят самое разнообразное применение.

Прессованный янтарь, или амброид, наряду с натуральным широко используется в ювелирной и камнерезной промышленности. В основу процесса прессования положена особенность янтаря становиться пластичным при нагревании до 140 - 200°С без доступа воздуха. Впервые прессование янтаря было применено в 1881 г. двумя австрийскими фирмами. Известен ряд методов изготовления прессованного янтаря. По методу Шпиллерса мелкими кусочками янтаря заполняют плоскую стальную пресс-форму с плотно пригнанной крышкой, которую помещают в горячий глицерин или парафин под давлением 40 - 50 МПа. По методу Требича в цилиндрическую пресс-форму, наполненную янтарем, вставляют полый стальной цилиндр, на который давит пресс. В дне цилиндра имеются мелкие отверстия, через которые при прессовании выдавливается янтарь. В полом цилиндре находится подогнанный по его диаметру подвижный груз, который давит на проникшие в отверстия струи размягченного янтаря и способствует их лучшей распрессовке.

Подбор различного по оттенкам и степени замутненности естественного янтаря и добавка красителей в сочетании с особыми режимами давления позволяют получать различные по окраске и структуре продукты.

Исходный продукт прессования - мелкие кусочки янтаря, отходы от переработки янтаря при изготовлении ювелирных вставок, янтарная мука (измельченные в конусных дробилках мелкие кусочки янтаря). Прессованный янтарь может быть от совершенно прозрачного до непрозрачного, желтого, красного, коричневого, черного и другого цвета. Свойства его в целом соответствуют свойствам природного янтаря: он имеет аналогичные плотность (обычно около 1,06 г/см³), твердость, хрупкость и показатель преломления (хотя последний может повышаться до 1,65) [36]. Несколько отличается поведение в поляризованном свете при скрещенных николях амброида и природного янтаря: амброид при вращении не изменяет характер освещенности, в то время как в природном янтаре наблюдаются балки погасания. В прессованном янтаре можно обнаружить структуры течения - прямолинейные, кривые, спиралевидные (типа свилей), шарики плотной основной массы, небольшие сгустки красителя, включения удлиненных пузырьков (в природном они всегда сферической формы). Б. Андерсон [1] рекомендует также отличать амброид по яркой молочно-белой люминесценции в длинноволновых ультрафиолетовых лучах, при этом обнаруживается его зернистая структура. Под действием эфира амброид несколько размягчается, поверхность его в отличие от природного становится липкой [50].

В ювелирном деле применяются также некоторые другие смолы. В первую очередь, это относится к копалусмоле четвертичных хвойных деревьев каури (Agathis australis), произрастающих в Австралии, Новой Зеландии и Океании, семейства бобовых (Leguminosae), цезальпиниевых (Cesalpiniaceae) и дипторокарповых (Diptorocarpaceae), распространенных в Западной, Центральной и Восточной Африке, Центральной и Южной Америке. Она является "недозрелой" ископаемой смолой, не содержащей янтарной кислоты. Копал имеет светло-, медово, винно-желтый и другой цвет. В ультрафиолетовом свете люминесцирует белым цветом. Плотность 1,06 г/см³. Твердость - 2 - 2,5. Показатель преломления - 1,53. Отличить от янтаря-сукцинита копал можно благодаря большим легкоплавкости (размягчается под действием нагретой иглы), растворимости в эфире, несколько меньшей твердости, многочисленным трещинкам на поверхности.

Для бирмита характерен коричневый, винно-, медово-, огненно-, темно-красный цвет. Он отличается значительным содержанием включений насекомых и прожилков кальцита. Используются также симетит и румынит бурого, красноватого и даже черного цвета, а также красноватый, бурый ретинит и др.

В ювелирном деле с древних времен применяют так называемый облагороженный янтарь. Янтарь проваривали в меду для получения красноватого цвета, однако при этом часто появлялась тонкая сеть трещинок. Для просветления янтарь кипятят в растительном масле, а для подкрашивания в масло добавляют органические красители.

Для получения более прозрачных или более светлых сортов янтаря используется термообработка его в автоклаве с последующим охлаждением. Таким способом получают так называемый игристый янтарь. Подобный янтарь, содержащий небольшие веерообразные трещинки, создающие дополнительную "игру" камня, считается наиболее ценным и вставляется в золотые изделия.

Имитациями янтаря служат различные пластмассы (бакелит, бернат и др.). Янтарь отличается от них более низкой плотностью и голубой люминесценцией в ультрафиолетовых лучах.