Лишь очень немногие драгоценные камни полностью лишены оптически распознаваемых внутренних включений. Особенно большую роль играет чистота для алмазов. Их лучшие сорта не должны обнаруживать никаких изъянов даже под 10-кратной лупой.
Любые нарушения правильного строения кристалла называются включениями. Относительно часто встречаются включения минералов как одного и того же вида (например, алмаза в алмазе), так и чужеродных (например, циркона в сапфире) (рис. 3.10). Хотя включения и малы, всё же они дают многое для понимания условий роста вмещающего их кристалла (называемого кристаллом-хозяином). Минералы включений могут быть более ранними, чем кристалл-хозяин, который просто захватывает их в процессе роста. Они могут образовываться из расплава одновременно с кристаллом-хозяином. Могут быть и более поздними – образуются из растворов, проникающих внутрь кристалла по трещинам.
Рис. 4.10. Дымчатый кварц со звездой из золотистых игл рутила
Органические включения встречаются только в янтаре.
|
|
К числу включений относятся также искажения кристаллической структуры, признаки роста и фаз кристаллизации, цветные полосы. Они возникают из-за неравномерного роста минералов при меняющемся характере растворов, из которых происходила кристаллизация. Пустоты, заполненные жидкостями и газами, тоже являются включениями. При одновременном присутствии жидкости и газа включения называют двухфазными, а если в них имеются ещё и мелкие кристаллики, то трёхфазными. В обсидианах, стеклянных имитациях и синтетических ювелирных камнях в отличие от камней природного происхождения (минералов) часто встречаются воздушные пузырьки.
В большинстве случаев считается, что включения снижают стоимость камней, так как они оказывают негативное влияние на их цвет, оптические эффекты и механическую прочность. Однако некоторые минеральные включения, равно как и параллельно ориентированные полые каналы, порождают ценные световые эффекты (кошачий глаз, астеризм и др.).
В последнее время включения, наряду с оптическими свойствами, приобретают всё большее значение при диагностике драгоценных камней. Многие виды включений очень характерны, так как они непосредственно связаны со средой минералообразования. Включения в природных драгоценных камнях можно разделить на три основные группы.
1. Протогенетические включения (уже существовавшие раньше, чем образовался кристалл). Они состоят из минералов (иногда в виде хорошо огранённых мельчайших кристаллов), которые образовались до того, как начал расти кристалл-хозяин. Апатит в корунде и гранате гессоните, слюда в корунде, кварце и изумруде, рутил в кварце, алмаз в алмазе и пирит в корунде и изумруде – обычные включения этого типа.
|
|
2. Сингенетические включения (образовавшиеся одновременно с кристаллом). Они состоят из материала, который существовал одновременно с кристаллом-хозяином (они могли расти из того же раствора, что и кристалл-хозяин, или иметь похожую атомную структуру). Они могут присутствовать в виде кристаллов, в виде захваченных жидких включений или в виде жидкости, попавшей в трещины, которые затем закрылись растущим кристаллом-хозяином (так называемые «залеченные трещины»). Такие трещины обычно заполнены рассеянными группами отдельных жидких капель и хорошо видны в корунде, перидоте, шпинели и топазе. В перидоте подобные дисковидные трещины называют «листом кувшинки».
Если захваченное жидкое включение содержит газовый пузырёк или миниатюрный кристаллик, или и то и другое, оно называется соответственно двухфазным или трехфазным. Двухфазные и трехфазные включения встречаются в изумрудах и топазах. Двухфазные включения можно увидеть в аквамарине. Обычные кристаллические включения этого типа – иглы рутила в корунде и кварце, оливин в алмазе, шпинель и циркон в корунде, а также апатит в корунде, гранате и шпинели. Мельчайшие октаэдры шпинели могут приводить к образованию перьевидных структур и некоторых видов красной шпинели.
Полости в кристалле-хозяине могут быть результатом перерыва в росте. В этом случае образовавшиеся пустоты часто имеют правильную фирму и заполнены жидкостью или газом. Из-за их характерной формы, нередко повторяющей форму кристалла, их называют «отрицатель ными» кристаллами. Эти включения можно распознать по наличию внутри них газовых пузырей. Отрицательные кристаллы встречаются в корунде и шпинели.
3. Эпигенетические включения (возникшие после кристаллизации минерала-хозяина). Эти включения образуются после формирования кристалла-хозяина. Они возникают в результате:
- перекристаллизации в трещинах инородных материалов;
- возникновения астеризма в результате распада твёрдого раствора диоксида титана (например, в корунде);
- образования внутренних трещин по спайности (в топазе и лунном камне);
- или радиационных изменений в кристаллической решётке, связанных с радиоактивными материалами, попавшими в кристалл-хозяин (как в случае зелёных и коричневых цирконов).
В корундах из Шри-Ланки включения кристаллов циркона, содержащего радиоактивные элементы уран и торий, несколько увеличиваются в размерах в результате внутреннего облучения альфа-частицами. При этом образуются трещины, связанные с наличием напряжений и называемые «цирконовые гало».