гидротермальные камни что это такое
Гидротермальный драгоценный камень: аналог или подделка?
Лабораторный камень нередко путают с подделкой из стекла и пластмассы. Но это в корне неверно: гидротермальный камень является полноценным аналогом. Выращенный в лаборатории, он демонстрирует все свойства природного минерала: цвет, блеск, структуру, твердость, прозрачность. И если искусственный камень является лишь имитацией драгоценного, то синтезированный аналог — полным повторением, хоть и менее ценным и более дешевым.
Кстати, подобные выводы справедливы для всех лабораторных драгоценных камней. Например, здесь мы поделились интересными фактами и мифами о выращенных специалистами алмазах.
Основой для гидротермального минерала всегда выступает натуральное сырье. Например, в производстве синтезированного изумруда используются маленькие кусочки природного берилла. Затравку помещают в раствор вместе с другими составляющими: оксидами алюминия и бериллия, кремнеземом и хромом, и затем отправляют в автоклав, где процесс развития кристалла происходит под воздействием высокого давления (700−1400 атмосфер) и температуры (до 1000 °C).
Химические свойства гидротермальных камней и природных идентичны, визуально они также очень схожи. Разницу можно заметить только при тщательном исследовании под большим увеличением.
Отличия гидротермальных камней от натуральных
Гидротермальные камни часто превосходят природные по качеству: они более яркие и чистые. Кроме того, залежи некоторых драгоценных камней очень ограничены, и оттого стоимость минерала порой оказывается заоблачной.
Более дешевые и при этом высококачественные гидротермальные камни сегодня все чаще используются в ювелирных изделиях демократичной ценовой категории, в то время, как украшения с природными минералами может позволить себе далеко не каждый.
Какие камни чаще всего выращивают гидротермальным способом
Гидротермальные корунды (сапфиры и рубины) широко представлены на ювелирном рынке. Натуральный рубин без дефектов в природе встречается крайне редко. Синтезированные же минералы — ровные, чистые, без внутренних трещин, насыщенные, лишь с микроскопическими включениями пузырьков воздуха. Внешне же камень выглядит безупречным.
Тоже самое касается и гидротермальных изумрудов. При изучении с помощью микроскопа в них можно найти визуальные отличия от природного минерала: коричневатые примеси из-за присутствия оксида железа и включения в виде крошечных пузырьков и трубочек.
Природный изумруд, конечно, и сам по себе зачастую имеет несовершенную внутреннюю структуру, включения слюды и пирита. Но и с такими дефектами натуральный камень стоит гораздо дороже лабораторного аналога.
Широко распространено производство гидротермального горного хрусталя. Лабораторный бесцветный кварц также имеет полное совпадение со своим природным собратом как визуально, так и в строении. Современные технологии позволяют выращивать достаточно крупные кристаллы кварца, которые при этом сохраняют свой цвет и прозрачность, что довольно редко встречается в природных условиях.
В лабораториях выращивают и другие разновидности кварца: цитрины, аметисты, аметрины.
На развитие драгоценного камня в природе условиях уходят миллионы лет, а в искусственно воссозданных условиях достаточно крупный кристалл можно вырастить за несколько недель. И благодаря стремительному развитию науки, сегодня мы имеем возможность приобрести изумруд, сапфир или рубин абсолютно идентичный натуральному по химическому составу и не уступающий по красоте, за существенно меньшие деньги.
Кстати, в Германии гидротермальные изумруды уважительно называют «культурными». Сложно не заметить определенное сходство с культивированным жемчугом, в развитии которого человек также принимает непосредственное участие: многие из сортов этого драгоценного камня выращиваются на специальных фермах.
Какие камни не бывают гидротермальными?
К сожалению, далеко не любой камень получается вырастить в лабораторных условиях. Так, опалы к украшениях демократичной ценовой категории — всегда синтетическая имитация. Однако, даже если вы покупаете камень за большие деньги, важно быть уверенным в его натуральности. Для этого существует несколько способов проверки опала.
Несколько сложнее дело обстоит с алмазами. Какие только способы и материалы не используются в ювелирной индустрии, чтобы повторить или превзойти красоту этого камня. Наиболее известными и совершенно легальными имитациями являются муассанит (который даже превосходит бриллиант по внутреннему «огню») и фианит. В среднем муассанит ощутимо дороже фианита, однако и второй (если это очень качественный камень) нередко используется в достаточно дорогих украшениях известных брендов.
Если же после покупки украшения, у вас возникли сомнения в его качестве или вы заподозрили подлог, вам полезно будет узнать о том, как и в каких случаях возможен возврат ювелирных изделий. Поскольку процедура имеет свои особенности и ограничения.
Подписывайтесь на Jewellery Mag в Google Новости и Telegram-каналe, чтобы первыми узнавать о новых публикациях. Самые интересные статьи за месяц ждут вас в нашей регулярной рассылке.
Гидротермальные камни – натуральная синтетика
Выбирая украшения с изумрудами, рубинами или другими драгоценными камнями, почти всегда в описании можно встретить пометку «ГТ». Она обозначает, что камешек-вставка гидротермальный. Но что представляет собой гидротермальный драгоценный камень, аксессуары с ним бижутерия или драгоценность?
Происхождение минерала интересно, репутация безупречна.
История вопроса
Выращивать драгоценные минералы пытались ещё двести лет назад. Объектом внимания оказались рубин и изумруд как самые редкие, красивые и дорогие.
Первые гидротермальные изумруды ювелирных кондиций получила американка Эмили Фланиген на заре 1960-х. Однако процесс, не завершившись, затухал, кристаллы для доращивания нужно было пересаживать в другую «коробку».
Через десять лет эту задачу решили советские учёные. Они добились стойкого, беспересадочного увеличения кристаллов изумруда из гидротермальных растворов. Сегодня в России разработана технология, по которой создают также другие драгоценные и полудрагоценные камни.
Гидротермальные драгоценные камни
Технология производства
Из термина «гидротермальный» понятно, что речь идёт о воде плюс высокая температура.
Технология производства гидротермальных камней состоит в кристаллизации вещества из горячего водного раствора при 650–700 °С и давлении 1500 атмосфер (1,5 Кбар).
Оборудование
Выращивают гидротермальные камни в автоклаве – специальном сосуде из высокопрочной, устойчивой к коррозии стали. Его также называют ростовой камерой:
Этапы
Гидротермальный процесс включает следующие этапы:
Так происходит рост кристаллов.
Особенности
Особенность процесса – разнообразие и чередование температур. Сосуд снизу нагревается, сверху охлаждается. Это позволяет избежать «непропеченности» отдельных участков будущего кристалла, создавать агломераты правильной структуры.
Спустя четыре недели результат готов. Технология позволяет регулировать направление роста, форму, цвет кристалла.
Какие камни копируют чаще всего
Гидротермальная обработка камней применима для получения многих видов драгоценных кристаллов. Востребованных ювелирами несколько:
Изумруд гидротермальный
Гидротермальный изумруд признан полноценным аналогом природного камня.
Лучшей, коммерчески выгодной считается технология, разработанная советскими учёными из Новосибирска. Она фактический монополист на мировом рынке, вытеснивший продукты, полученные другими способами выращивания (Chinese, Biron, Malossi). Изумруды реализуются под брендами Russian emerald («Русские изумруды») – огранённые камушки мелких фракций и Colombian color emerald (дорогостоящие крупногабаритные обработанные экземпляры).
Таблица №1. Свойства гидротермального изумруда(выращенного).
Кварцы с заданными параметрами создают также для научных, исследовательских, промышленных нужд.
Учитывая параметры температур и давления, сотворить кристалл дома гидротермальным методом невозможно.
О качестве конечного продукта говорит следующий факт. В Германии такие кристаллы именуют не гидротермальными, синтетическим или искусственными, а культурными.
Преимущества гидротермальных минералов
По ряду параметров гидротермальные минералы превосходят натуральные:
По эстетическим характеристикам не уступают натуральным.
Подделка или нет?
Гидротермальный камень не означает подделку в стандартном понимании.
Двойственность природы камня
Это промежуточная стадия между натуральным материалом и синтетикой:
Установить, гидротермальный камень или натуральный, под силу только геммологу, использующему специальную аппаратуру.
Признаки выращенного образца
Под мощным микроскопом и спектроскопом лабораторный образец выглядит следующим образом:
Синтетический камень в ювелирных изделиях почти всегда красивее натурального.
Синтез изумрудов
Как ухаживать за украшениями
Гидротермальные камни – это такие же кристаллы, как и природные, поэтому уход за ними аналогичный:
Если камень используется как магический талисман, его очищают от энергонегатива проточной водой.
Магические свойства
Волшебные и целительские свойства гидротермальных камней точно не изучены, у эзотерического сообщества единой точки зрения нет:
Как всегда, палка о двух концах. Если магических свойств нет, то гидротермальные, например, изумруды могут носить всё, а не только родившиеся в мае.
Ещё проще с александритами. Натуральные считаются «камнями вдов», требуют соблюдения правил при ношении. Для гидротермальных это необязательно.
Однако как оберег такой камушек никому не повредит. Особенно если у человека с ним возникла эмпатия на подсознательном уровне. То есть носить украшение или держать камушек в руках просто приятно.
Стоимость камней
Вопрос – гидротермальный или натуральный камень – принципиален в отношении стоимости. Она отличается в тысячу раз.
Заключение
Натуральные изумруды, рубины или сапфиры – статусная вещь, удел очень обеспеченных людей.
Гидротермальный драгоценный камень – подарок для всех, кто любит самоцветы, но ограничен в средствах. Любое украшение с ним будет радовать глаз, поднимать настроение.
Это не подделка, поскольку состав и процесс создания копируют природные. Найти отличия от натуральных визуально не сможет даже специалист – понадобиться спецоборудование.
Синтетические ювелирные камни, выращенные гидротермальным методом синтеза
завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Другие публикации эксперта:
В последние годы на рынке ювелирных камней особенный интерес проявляется к различным синтетическим камням. Как известно, синтетические камни имеют такой же химический состав, кристаллическую структуру и свойства, как и природные камни. Но стоимость у большинства значительно ниже, чем у их природных аналогов. Использование синтетических вставок в ювелирных изделиях, таким образом, становится достаточно популярным, особенно в условиях экономического кризиса. И очень важно, чтобы информация при продаже подобных изделий была правильно раскрыта.
Методов синтеза, применяемых для производства ювелирных материалов, достаточно много. Мы рассмотрим гидротермальный метод синтеза, используемый в настоящее время для получения достаточно большого диапазона синтетических камней. При гидротермальном методе синтеза кристаллы выращивают из водного раствора питающего материала в зарытом герметично сосуде высокого давления, представляющего собой стальной автоклав. Высокое давление используется для того, чтобы поднять точку кипения воды и увеличить таким образом реакционную способность воды. Внутренние стенки автоклава часто делаются из благородных металлов (золото, платина, серебро). Первоначально метод разрабатывался для выращивания кристаллов кварца. Первые кристаллы синтетического кварца были получены в 1905 г. в Италии. В России опыты по синтезу кварца начались в 1945 г., когда начались планомерные исследования по выращиванию этого минерала в институте кристаллографии АН СССР.
Диагностика синтетического кварца часто является огромной проблемой, но, к сожалению, ей не придается серьезного значения. Тот факт, что кварц является недорогим ювелирным камнем, создает ощущение того, что не стоит беспокоиться по поводу его идентификации, однако важно понимать, что синтетический кварц производится и продается в больших количествах, и в торговле необходимо давать правильное представление о продаваемом материале. Иногда синтетические аметисты бывают подмешаны в лоты природных камней. Иногда для точной идентификации может потребоваться исследование в хорошо оснащенной лаборатории, и бывают случаи, когда определение происхождения кварца практически невозможно.
Синтетический кварц выращивают различных цветов, в том числе бесцветный, зеленый, синий и др., но наибольший интерес для покупателя представляют такие разновидности кварца, как аметист, цитрин и аметрин. При определении происхождения кварца необходимо в первую очередь исследовать внутренние особенности. Наличие газово-жидких включений, называемых часто «тигровая шкура», минеральных включений (гематита, гетита и др.), контрастное зонально-секториальное распределение окраски, наличие абсолютно бесцветных зон, угловатая цветовая зональность доказывают природное происхождение кварца.
В синтетических кварцах могут присутствовать включения, напоминающие так называемые «хлебные крошки» (рис. 1), специфические трехфазные включения, похожие на гвоздики со шляпками (заполненные жидкостью ростовые каналы, с одной стороны оканчивающиеся включением), которые называют «спикулы» или «морковки» (рис. 2). Иногда в некоторых природных камнях могут наблюдаться включения, напоминающие «хлебные крошки», но при большом увеличении подобные включения в природных камнях более похожи на очень мелкие белесые хлопья ваты.
Наиболее часто на рынке встречается аметист. Синтетический аметист обычно никогда не проявляет сильно выраженной цветовой зональности, которая присутствует в некоторых природных аметистах (яркие цветные зоны граничат с бесцветными). Синтетический материал проявляет исключительно четкую цветовую зональность только тогда, когда в камне сохранилась затравочная пластина. В синтетических аметистах наблюдается линейная цветовая зональность только в одном направлении, и при этом нет абсолютно бесцветных зон. Двойникование, развивающееся в синтетическом аметисте, приводит к появлению конусообразных ярких или темных секторов, расширяющихся от затравочной пластины к периферии кристалла. Наличие данных выделенных цветом секторов служит четким диагностическим признаком синтетического происхождения аметиста (рис. 3).
Первоначально идентификация синтетического аметиста была несложной, так как не синтезировалось сдвойникованного материала. Большинство природных аметистов проявляет двойникование по бразильскому закону (рис. 4), которое никогда не проявлялось в более старом синтетическом кварце. Исключение из этого правила составляли природные аметисты из района Брандберг в Намибии и многие аметисты из Мексики, но эти месторождения не имеют высокого коммерческого значения.
Диагностика усложнилась, когда производители синтетического кварца стали использовать затравочные пластины, в которых было проявлено бразильское двойникование, переходящее в синтетический кварц. Но это остается сегодня относительной редкостью.
В синтетических цитринах может формироваться волнистая цветовая зональность в одном направлении, перпендикулярно оптической оси, что служит неопровержимым доказательством синтетического происхождения камня. В некоторых случаях в ограненных камнях могут присутствовать фрагменты затравочных пластин из бесцветного синтетического кварца, отделенных от наращенного слоя выраженной, как бы припыленной здиков со шляпками». [2]
Рис. 1. Включения в виде «хлебных крошек» в синтетическом кварце, фото David Hargett. [1]
Рис. 2. Включения в синтетическом кварце, так называемые «спикулы в виде гвоздиков со шляпками». [2]
Рис. 3. Зональность в виде фрагментов конусообразных секторов насыщенной окраски в синтетическом аметисте. Фото Shane McClure. [1]
Рис. 4. Двойникование по бразильскому закону (в скрещенных поляризационных фильтрах в природном аметисте. [2]
Бывают случаи, когда не очень добросовестные продавцы ювелирных камней предлагают синтетические бериллы под видом турмалина, а иногда даже выдают за синтетический турмалин!
Рис. 5. Синтетические бериллы, выращенные в России. [5]
Рис. 6. Синтетический берилл сине-зеленого цвета, продаваемый под торговым названием «синтетический берилл цвета «Параиба».
Рис. 7. Субпараллельные неоднородные структуры роста в синтетическом гидротермальном синем берилле производства Россия.
Основные физические свойства синтетических бериллов, такие как значения показателей преломления, плотность, проявление плеохроизма, не отличаются от свойств природных бериллов. Диагностическим же признаком данных камней являются характерные внутренние особенности. В первую очередь – это наличие неоднородных структур роста: так называемый «шеврон» и волнистые субпараллельные линии роста (рис. 7). Возникновение подобных структур связано с ориентировкой затравочной пластины.
Также в синтетических бериллах могут наблюдаться жидкие и газово-жидкие включения и встречаться так называемые «спикулы», образованные твердым включением и отходящим от него коротким коническим каналом, содержащим жидкость или жидкость и газ, которые являются также характерными внутренними особенностями для синтетических камней, получаемых гидротермальным методом.
В дополнение к микроскопическому исследованию для определения происхождения камня иногда необходимо применение неразрушающих аналитических и спектроскопических методов исследования для определения содержания элементов примесей.
История гидротермального синтеза корунда началась, когда в конце 1950-х годов Альбертом Болменом, Бобом Лодайзом в лаборатории «Белл» были получены первые кристаллы синтетических лейкосапфиров. Модифицированный вариант их метода можно было использовать для выращивания кристаллов синтетических рубинов. Гидротермальные синтетические корунды различных цветов, произведенные в России Институтом геологии, геофизики и минералогии (в Новосибирске), появились на рынке цветных камней в 1993 году. Технология производства синтетического корунда различных цветов гидротермальным методом была разработана исследователями совместного российско-тайского предприятия Tairus («Тайрус»). Это было достигнуто введением в синтетический корунд комбинаций различного количества примесей Ni2+, Ni3+ и Cr3+. Наиболее популярны на рынке синтетические рубины и синтетические сапфиры, хотя встречаются синтетические корунды других цветов.
Основным диагностическими признаками синтетических корундов, выращенных гидротермальным методом, являются так называемые субпараллельные (не совсем параллельные) полосы – границы между разноокрашенными секторами роста диагностических ростовых структур, образованных длинными тонкими микрокристаллами корунда, которые ассоциируются с характерным типом тонкой цветовой зональности (рис. 8). Иногда для ее наблюдения необходимо использование иммерсионной жидкости или применение скрещенных поляризационных фильтров. Если повернуть камень и посмотреть в направлении этих субпараллельных полос, то можно наблюдать характерные зигзагообразные или мозаичные ростовые структуры, называемые «шеврон» (рис. 9). Эти структуры можно видеть как в иммерсионный микроскоп, так и иногда без применения иммерсии. Однако в желтых и светло-голубых камнях данные ростовые особенности не видны и их диагностика осложнена.
Образцы синтетических гидротермальных корундов могут не иметь включений. Но в ряде случаев в камнях практически всех цветов наблюдаются газово-жидкие включения в виде «отпечатков пальца», идентичные подобным включениям в природных корундах. В желтых образцах наблюдаются большие двухфазные включения неправильных, удлиненных форм, расположенных вдоль плоскости перпендикулярно затравке.
Также в камнях различного цвета возможны включения хлопьевидных агрегатов медьсодержащих соединений синего цвета.
Плеохроизм сине-зеленых до зеленых синтетических гидротермальных сапфиров отличается от природных камней аналогичных цветов. У природных наблюдается сильный до среднего желтовато-зеленый, зеленый или синевато-зеленый параллельно оси С до синевато-зеленого и синего перпендикулярно оси С. У синтетических – красновато-оранжевый до желтовато-оранжевого параллельно оси С и синевато-зеленый до желтовато-зеленого перпендикулярно оси С. В камнях с содержанием Cr вдоль оптической оси наблюдается красновато-фиолетовый цвет плеохроизма, а перпендикулярно оптической оси – сине-зеленый (рис. 10). При исследовании химического состава синтетических корундов обнаруживается наличие примеси Ni, что никогда не отмечалось в природных камнях.
Рис. 8. Диагностические ростовые структуры в синтетических гидротермальных рубинах
Рис. 9. Характерные зигзагообразные структуры роста (так называемый «шеврон») в синтетических гидротермальных зеленых сапфирах. [10]
Рис. 10. Характерный плеохроизм, наблюдаемый в синтетических гидротермальных сапфирах: параллельно оси С красновато-фиолетовый, а перпендикулярно – сине-зеленый цвет
АВТОРЫ
Хомрач Маргарита Владимировна, завлабораторией и доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», Graduate Gemologist GIA
Романова Екатерина Ивановна, доцент Автономной некоммерческой организации дополнительного профессионального образования «Геммологический институт», доцент кафедры геммологии МГРИ-РГГРУ, Graduate Gemologist GIA
Гидротермальные камни (выращенные)
Гидротермальные камни: что это такое?
Отвечая на вопрос “что такое гидротермальные камни” можно сказать, что это синтезированный в лабораторных условиях аналог природных камней.
Главная особенность метода изготовления – это воспроизведение природного процесса роста кристаллов в лабораторных условиях.
Гидротермальный камень ничем не отличается от настоящего, кроме метода его получения
Благодаря современной науке и технологиям подобные драгоценные кристаллы можно получить намного быстрее, чем формирование натуральных экземпляров в земной коре. Данный фактор влияет на стоимость и качество получаемых камней. На рост кристаллов в природе уходят миллионы лет, в то время как в лаборатории крупный кристалл можно получить за несколько месяцев.
Технологический прорыв
Натуральные драгоценные и полудрагоценные камни всегда ценились за красоту и благородство. Однако они имеют один недостаток – высокую цену. К тому же, природные запасы не бесконечны и со временем истощаются.
Наука и технологии, как всегда, нашли выход, и теперь в современных лабораториях стало возможно выращивать абсолютно натуральные аналоги драгоценных камней, которые по виду и свойствам ничуть не уступают оригинальным. Данные камни являются 100% природными и по своим свойствам полностью аналогичны природным камням, так как выращиваются из полностью натурального сырья.
Что значит гидротермальный камень?
При вопросе о том, что значит гидротермальный камень многие подразумевают синтетическую подделку из стекла или пластика. На самом деле речь идет о материале, выращенном в лаборатории, а не появившемся в природных условиях.
Такой продукт имеет все свойства натурального аналога:
Особенности производства
Основой или сырьем для гидротермальных камней являются вещества, которые входят в состав природных аналогов. Разница заключается лишь в том, что создание шедевра происходит не в недрах земли, а искусственно – под руководством группы ученых.
Современные технологии дают возможность создать специальные условия, в которых и родится драгоценный кристалл. Название “гидротермальный” указывает на то, что важную роль в процессе роста играют особый температурный режим, высокое давление и очередность воздействия на исходные материалы. За основу берется образец природного камня добытого на месторождение. Он, вместе с другими компонентами, помещается в автоклав, где и происходит его наращивание, увеличение. Так получается кристалл больших размеров.
Преимущества
Гидротермальные камни имеют несколько весомых преимуществ перед природными:
Если изначально цель методики производства гт камней заключалась только в удешевлении их стоимости, то сейчас многие ювелиры предпочитают работать именно с выращенными камнями. Во-первых, это стоимость камней. Сегодня стоимость высококачественного природного изумруда измеряется десятками тысяч долларов, а аналогичный по виду и характеристикам гидротермальный изумруд можно купить значительно дешевле. Во-вторых, качество камня. В природе очень сложно найти образцы изумруда большого размера без недостатков, тогда как гидротермальные камни можно делать как безупречно чистыми, так и с включениями и вуалями.
Можно ли отличить природный от гидротермального?
Да, но только при помощи микроскопа в руках опытного геммолога. Разница, как правило, заключается в наличии или отсутствии определённых дефектов и включений.
Конечно, многие люди – ценители шикарных даров природы – по-прежнему будут отдавать предпочтение исключительно природным драгоценностям. Однако благодаря развитию науки появилась возможность получить камень, ничуть не уступающую по красоте и химическому составу, а в некоторых отношениях даже превосходящую их.