Гидротермальные камни что это такое

Отличие натуральных камней от выращенных (гидротермальных)

Многие считают, что все синтетические минералы являются подделками.Но в отношении гидротермальных драгоценностей такое утверждение совершенно неверно. Украшения с такими камнями обладают теми же магическими и целебными свойствами, что и их природные аналоги. Поэтому они являются отличным приобретением для тех, кто мечтает о красивом драгоценном камне, но не может себе его позволить из-за высокой цены природного минерала.

Гидротермальные камни являются синтетическими камнями, которые считаются настоящим аналогом природных минералов. Они создаются искусственно, гидротермальным способом, из-за которого они и получили такое название.

Гидротермальные драгоценности по своим основным характеристикам практически ничем не уступают камням, созданным природой.

Данным методом можно выращивать кварц, изумруд и другие драгоценные и полудрагоценные кристаллы.

Технология производства и основные отличия от натуральных камней

Гидротермальная технология производства заключается в кристаллизации веществ из водных растворов высокой температуры и под высоким давлением. Это метод позволяет создавать кристаллы, которые очень трудно или совсем невозможно сделать другими способами. При температуре 700 ⁰С и давлении до 3000 атмосфер солевые водные растворы обладают способностью растворять кристаллические соединения.

гидротермальные камни не надо их бояться

Гидротермальный процесс создания драгоценностей происходит следующим образом:

1. На дно сосуда, который снизу нагревается, а сверху охлаждается, кладется растворяемое вещество, которое называют шихтой. В качестве шихты часто используют достаточно распространенные драгоценные и полудрагоценные минералы, например берилл.
2. Потом в автоклав добавляют солевую часть раствора (минерализатор).
3. Вверху сосуда устанавливают затравочные пластины, сделанные из камня, который хотят вырастить. На этих пластинах и растут кристаллы.
4. В центре автоклава размещают диафрагму, которая представляет собой стальную пластинку с дырочками. Она позволяет разделить зоны с низкой и высокой температурой.

Гидротермальные минералы ничем не уступают по качеству натуральным кристаллам и даже очень часто превосходят их – они имеют большую яркость и чистоту. Довольно редко в природе можно встретить камни, совершенно не имеющие дефектов, а вот синтетические образцы являются идеальными.

Следует сказать, что химическое, физическое и оптическое строение у драгоценностей, выращенных гидротермальным способом, не отличается от их природного аналога. Основное же отличие такого ювелирного материала заключается в его достаточно низкой стоимости.

Сегодня с помощью гидротермальных технологий научились выращивать огромное количество драгоценных камней. Ювелиры широко используют их в своих коллекциях. Но самыми популярными гидротермальными камнями являются изумруд, корунды (сапфиры и рубины), аметист и камни кварцевой группы.

Гидротермальный Изумруд: лучше, чем природный. Как выращивают настоящие изумруды в лаборатории?

1. Искусственный изумруд,выращенный данным способом, является полноценным аналогом природного камня. Процесс его выращивания занимает около 4 недель, а в качестве затравки используется берилл. Данный минерал может иметь все оттенки зеленного цвета и стеклянный блеск. Также в искусственном аналоге можно увидеть трубчатые включения и коричневатые примеси оксида железа. Гидротермальный камень имеет такую же хрупкость, как и настоящий, но все же он более долговечен. Это можно объяснить тем, что в искусственном изумруде нет никаких трещин, которые бы способствовали его разрушению. Кроме того, такой минерал обладает устойчивостью к высоким температурам и воздействию кислот.
2. Корунды. На сегодняшний день искусственные корунды широко используются в ювелирном деле. Для этих камней характерно наличие криволинейной зональности, которая не встречается в натуральных сапфирах и рубинах. Также в синтетических корундах очень часто можно встретить вкрапления тигля, то есть металла, из которого состоит ростовая камера. По другим характеристикам гидротермальные корунды ничем не отличаются от настоящих драгоценных камней.
3. Аметист,выращенный гидротермальным способом, является самой популярной разновидностью синтетического горного хрусталя. Он нашел широкое применение в ювелирном деле, что можно объяснить тем, что его очень сложно отличить от природного аметиста. Искусственный камень славится свой прозрачностью, чистотой, яркостью окраски и отсутствием внутренних трещин и неоднородностей. Но точно отличить настоящий камень от искусственного можно только при помощи специальных анализов.
4. Производства Кварца по сравнению с теми же алмазами или Изумрудами не вызывает больших трудностей. Его растят гидротермальным способом в стальных автоклавах; скорость роста кристаллов при этом до 0,5 мм в сутки. Синтетическому Кварцу можно придать любой оттенок, как имитирующий природный, так и фантазийный, в природе не встречающийся. Например, ярко-синий Кварц получают путем добавления кобальта; цитриновую окраску обеспечивает железо; чем его больше, тем цвет ярче, до оранжево-красного. Черный морион можно вырастить, увеличив концентрацию алюминия, так же получают и раух топаз – дымчатый Кварц.

Вывод:

— камень выращен в лабораторных условиях при определенной температуре и давлении из натурального сырья (гидротермальным методом), говорим, что камень гидротермальный, (т.е. аналог Природного камня). При выращивании используется также крошка природного камня, можно говорить.

— Свойства и характеристики камня идентичны природному аналогу.

— Отличить Гидротермальный камень от природного может только гемолог и то с применением специального оборудования.

— Стоят камни значительно дешевле природных. Сегодня многие производители, используя в изделиях гидротермальные камни, выдают их за натуральные (это правда), мы пишем на бирках ГТ (гидротермальный) и продаем по соответствующей цене.

— Как пример: культивированный жемчуг, выращенный также при помощи человека.

Так как гидротермальные камни являются полноценными аналогами природных драгоценностей, то и ухаживать за ними нужно также как и за натуральными, а именно:

Источник

Гидротермальный драгоценный камень: аналог или подделка?

Разбираемся в том, что скрывается под непривычными для нашего уха «гидротермальными» камнями, и чем отличаются синтетические минералы от искусственных.

Гидротермальные изумруды

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

Серьги с гидротермальными рубинами

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.

Подвеска с гидротермальным сапфиром

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 Telegram, VK и Google Новости, чтобы первыми узнавать о новых публикациях.

Источник

Синтетические ювелирные камни, выращенные гидротермальным методом синтеза

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]

В 1960 г .фирма «Лехляйтнер» (Австрия) получила первые образцы синтетического изумруда. Синтетические изумруды производятся сейчас в достаточно большом количестве разными производителями и являются довольно востребованными синтетическими камнями.

Мы же остановимся на рассмотрении других разновидностей синтетического берилла, которые производятся в ограниченных количествах гидротермальным методом, но набирают сейчас заметную популярность. Синтетические бериллы различных цветов производятся в России (Тайрус, предприятие Emcom Ltd. совместно с Институтом кристаллографии Российской академии наук), Японии (ANICS – Adachi Shin Industrial Company), Чехии (Malossi Gemme Create), эксперименты по получению синтетических бериллов различных цветов проводились в США (Regency) и Австралии (Biron International Ltd.).

Синтетические синие бериллы в России стали производить с конца 1980-х. Разновидности голубого цвета стали появляться с середины 1990-х. В 2006 г. появились новые гидротермальные синтетические синие бериллы, произведенные Malossi Gemme Create, Milan, Italy.

Наиболее успешными коммерческими разновидностями являются голубая, розовая, красная, которые являются аналогами природного аквамарина и красного берилла соответственно. В 2007 г. Tairus Created Gems Co., Ltd (совместное российско-тайское предприятие) представила новый синтетический берилл сине-зеленого цвета, продаваемый под торговым названием «синтетический берилл цвета «Параиба». Производством синтетических цветных бериллов в настоящее время активно занимается фирма «Русджемс».

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.

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

Список использованной литературы

1 Robert Crowningshield, Cornelius Hurlbut, and C. W. Fryer « А simple procedure to separate natural from synthetic amethyst on the basis of twinning»Gems & Gemology, Fall 1986 130 – 139
2 Thomas Hainschwang «The synthetic quartz Problem» Gem Market News January/February 2009, Volume 28 Issue 1 Supplement to the GemGuide
3 Vladimir S. Balitsky, Denis V. Balitsky, Galina V. Bondarenko, and Olga V. Balitskaya «The 3543 cm-1 infrared absorption band in natural and synthetic amethyst and its value In identification», Gems & Gemology, Summer
4 John I. Koivula and Emmanuel Fritsch « The growth of brazil-twinned synthetic quartz and the potential for synthetic amethyst twinned on the brazil law»,Gems & Gemology, Fall 1989, pp 159 -164
5 «Unusual synthetic beryls from the Soviet Union». Gems & Gemology, Winter 1988, р.252-253
6 Adamo l., Pavese A., Prosperi L., Diella V., Ajo D., Gatta G. D., Smith C. P. «Aquamarine, maxixe-type beryl, and hydrothermal synthetic blue beryl: analysis and identification» Gems & Gemology, Fall 2008, р. 214-226
7 Schmetzer K. «Hydrothermally grown synthetic aquamarine manufactured in Novosibirsk, USSR». Gems & Gemology, Fall 1990, р. 206-211
8 Smirnov S., Mashkovtsev R., Thomas V., Maltsev V., Mine A., Demin S., Blinova A. «New Hydrothermal Synthetic Gemstones from Tairus, Novosibirsk, Russia» Gems & Gemology Fall 1999, р. 175- 176. Symposium proceedings issue.
9 Synthetics in the 1990s «Other Synthetic Beryls and Overgrowths». Gems & Gemology Winter 2000, р. 368 -369
10 Schmetzer K., Peretti A. Some diagnostic features of Russian hydrothermal synthetic rubies and sapphires. Gems & Gemology, spring 1999, pp. 17 – 28
11 Thomas V.G., Mashkotsev R.I., Smirnov S.Z., Maltsev V.S. Tairus hydrothermal synthetic sapphires doped with nickel and chromium Gems & Gemology, fall 1995, pp. 188 – 20

Поделиться статьей:

Статья опубликована в журнале-каталоге ЭКСПО-ЮВЕЛИР №2(117) май — сентябрь 2020
— интересные и выгодные предложениями от компаний -участников ювелирного рынка
— публикации ведущих экспертов-практиков рынка

Источник