Експертиза ювелірних виробів під час розслідування злочинів - Посібник (Пономаренко Г.О.)

3.4. природні ювелірні камені неорганічного утворення

3.4.1. Алмаз

Назва походить від перекрученого грецького «адамас» — нескоримий, незламний. Цей мінерал відомий людям близько 5 тис. років, але й тепер привертає до себе найбільшу увагу серед усіх ювелірних каменів. Під час характеристики алмазу найчастіше вживають префікс «най-» — найтвердіший, найблискучіший, найстійкіший, найкоштовніший, найрідкісніший, найтеплопровідніший тощо. Алмаз — це кристал, ґрати якого складаються переважно з атомів вуглецю (96—99,8\%), а як домішки встановлено понад 25 хімічних елементів: Н, В, N, О, Nа, Мg, Аl, Si, Р, Са, Sс, Ti, Сr, Мn, Fе, Cu, Аu, Аg, Ba, Sr, Pb та ін.

У кристалічних ґратах алмазу атом вуглецю міцно з'єднаний з чотирма оточуючими його атомами. Кристали алмазу різноманітні: від плоскогранних до кривогранних, ізотермічних і деформованих. Крім монокристалів, алмази часто утворюють зростки. Розрізняють три основних різновиди зростків алмазу: борт, балас і карбонадо.

Борт — це дрібнозернисті зростки неправильної форми безладно орієнтованих кристалів, які помітні неозброєним оком або під мікроскопом. Темне забарвлення зумовлене присутністю графіту. Борт зустрічається практично у всіх родовищах алмазів. У техніці бортом також часто називають низькоякісні алмази з великою кількістю тріщин і включень.

Баласи (або дробоподібний борт, алмази Кунца) — це полікристалічні утворення круглої, овальної або грушоподібної форми. Діаметр баласів коливається від декількох до 20 мм. Відомі баласи масою до 75 каратів. Баласи можуть бути як непрозорими, так і напівпрозорими, безбарвними, сірими, чорними або зеленуватими. Зустрічаються у Бразилії, Південній Африці, Росії.

Карбонадо вперше були виявлені у 1813 р. Назву одержали від португальського «сarbonados» — карбонатний, тобто «вуглецевий».

Форма карбонадо неправильна, більшою чи меншою мірою кутаста або округла. Вони непрозорі, забарвлення може бути темно-сірим, чорним, зеленуватим, коричневим; поверхня — блискучою, матовою, емалеподібною, антрацитоподібною. Маса здебільшого коливається в межах 0,1—1 карат, але ще у 1825 р. у Бразилії було знайдено карбонадо масою 3167 каратів. Борт, баласи, карбонадо використовуються в техніці для виготовлення коронок, призначених для буравлення особливо твердих гірських порід.

Твердість алмазу — 10, найвища серед усіх мінералів, однак у цих каменях спостерігається анізотропія (неоднорідність) твердості, зносостійкість алмазу в кілька разів перевищує зносостійкість карбіду бору і кремнію. Якщо прийняти абразивну здатність алмазу за 1, то абразивна здатність карбіду бору — 0,5—0,6; карбіду кремнію — 0,2—0,3.

Щільність алмазу — 3,515 г/см3, має абсолютну спайність (111), злам рівний, східчастий, раковистий.

Цілком безбарвні та прозорі алмази («чистої води») зустрічаються досить рідко. Зазвичай у них спостерігається який-небудь кольоровий відтінок (так званий «нацвіт»). Зустрічаються неінтенсивно забарвлені алмази жовтих, помаранчевих (жовтогарячих), зелених, блакитних, синіх, рожевих, коричневих, молочно-білих, сірих і чорних кольорів і відтінків.

Забарвлення алмазів обумовлене наявністю дефектно-домішкових центрів у структурі кристалів або включенням ряду інших мінералів.

Алмаз при звичайних температурах є хімічно інертним; кислоти, навіть найдужчі, на нього не діють. При температурі 450—500°С (для мікропорошків), 600—700°С (для кристалів) алмаз може бути окислений киснем, вуглекислим газом, водяною парою. При температурі 600—800°С і вище алмаз можна піддавати травлінню в розчинах і розплавах лугів, кислородовмісних солей, металів.

Алмаз не змочується водою, прилипає до жирових сумішей; має високий показник заломлення (2,417) і це пояснює його яскравий, алмазний блиск; дисперсія показника заломлення найвища — 0,063, що пояснює неперевершену «гру» огранованих алмазів — діамантів. «Це світло сонця, що загускло в землі й охолоджене часом, він виграє усіма кольорами веселки, але сам залишається прозорим, ніби крапля», — пише О. Купрін в одному з творів.

Подпись: Рис. 6. Природний кристал алмазу 
і діамант із нього
Кристали алма­зу є оптично ізотро­пними, однак у них часто виникають так звані пружні напру­ження, що спричи­няє появу двозаломлення. Візерунки двозаломлення можуть бути різними: смужкуватими, радіально-променистими, зірко- та хрестоподібними тощо.

Під дією ультрафіолетових променів деякі алмази люмінесціюють, причому колір люмінесценції може змінюватися від зеленого і жовтого до блакитного і синього. Алмази з різним світінням мають і різні фізико-механічні властивості. Так, під час стискання найбільшою міцністю відрізняються нелюмінесцентні алмази, далі міцність виражена усе слабше у люмінесціюючих блакитним, зеленим, жовтим і рожевим світінням, найменша ж міцність на удар і стиснення також спостерігається у нелюмінесцентних алмазів. Під час випробувань на стирання найбільшу зносостійкість демонструють алмази, що світяться зеленим світінням, нижчу — з блакитним, жовтим, рожевим, а найнижчу — нелюмінесцентні алмази.

У 1934 р. було встановлено, що за фізичними властивостями алмази поділяються на два типи, і пов'язано це із вмістом у них азоту. В алмазах I типу вміст азоту сягає близько 0,25\%, в алмазах II типу — не перевищує 0,001\%. Алмази I типу різко переважають у всіх родовищах, однак у південноафриканських кімберлітових трубках багато також алмазів II типу.

Алмази I і II типів відрізняються за своїми електронними властивостями.

При кімнатній температурі алмази є діелектриками, під час опромінення ультрафіолетовими променями в алмазах з'являється фотопровідність, яка удвічі збільшується в разі додаткового опромінення їх інфрачервоними променями. За однакових умов фотопровідність алмазів II типу на порядок вище, ніж в алмазів I типу. Ці властивості алмазів використовуються у кристалічних лічильниках провідності.

Алмаз характеризується дуже високою теплопровідністю. В інтервалі температур 20—1200°С теплопровідність алмазу вище від теплопровідності міді. Лінійне розширення при температурі 0—1400°С становить 0,58\%, коефіцієнт теплового розширення при температурі 25°С дорівнює 1,3 ×·10-6, а при 1400°С — 7 ×·10-6.

Залежно від властивостей алмази поділяють на ювелірні (група А) й технічні (група Б).

У світі відомо близько 4000 кімберлітових трубок і лампроїтів (корінних покладів). З них тільки 5\%, тобто 200 трубок, є алмазовмісними, промисловий вміст алмазів мають приблизно 40 трубок.

Усі виходи алмазоносних кімберлітів, лампроїтів та їх розсипів поділяють на 15 провінцій.

Індостанська провінція

Перші алмази Індії були знайдені близько 2 тис. 800 років до н.е. Для них характерний зеленуватий відтінок. Зараз видобуваються алмази з трубки Хайда-Абада та її розсипів. Середній видобуток — 10—14 тис. кар. на рік.

Південноамериканська провінція

Перше родовище було відкрито у Бразилії ще у 1725 р. Пізніше розсипні родовища були виявлені практично на всій території Бразилії. Для бразильських алмазів характерні висока якість і зеленуватий відтінок. Середній видобуток — 1,5 млн кар. на рік. Є родовища у Венесуелі, причому як корінні, так і розсипні. У них переважають технічні алмази — близько 70\%.

Південноафриканська провінція (ПАП)

До ПАП входять наступні держави: ПАР, Намібія, Ботсвана, Лесото. У 1871 р. була відкрита трубка «Кімберлі».

Усі трубки ПАР — «Кімберлі», «Фінч», «Бултфонтейн» — належать компанії «Де Бірс». У південноафриканських трубках знайдено багато великих алмазів: «Кулінан» — 3106 кар., «Джонкер» — 726 кар., «Прем’єр-руз» — 354 кар. (див. нижче табл. 14), усього ж видобуто понад 300 алмазів масою понад 100 кар. кожний. Алмази переважно жовтуватих відтінків, але в трубці «Прем'єр» зустрічаються блакитні, а в трубці «Фінч» — зелені. Середній видобуток алмазів у ПАР — 10 млн кар. на рік, що складає 10\% світового видобутку.

У Намібії відомі тільки розсипні родо­вища, що тягнуться уздовж усього океа­нічного узбережжя держави. У розсипах алмази дуже високої якості, частка ювелір­них — близько 95\%.

Подпись: Рис. 7. Тижнева продукція одного з намібійських родовищ (близько 30 тис. кар.)Кімберлітові трубки Ботсвани відкриті після 1960 р. Видобуток — близь­ко 14—16 млн кар. на рік, у тому числі ювелірних — 3—5 млн.

Східноафриканська провінція

У Танзанії розташована найбільша у світі за розміром трубка «Мвадуї» (приблизно 1,0×1,5 км). У ній досить часто зустрічаються рожеві, червоні й фіолетові алмази, але через низький вміст у породі та малі розміри алмазів (вага 0,3—0,5 кар.) нині трубка практично не функціонує і закривається.

Центральноафриканська провінція

В Анголі розробка розсипів і кімберлітових трубок ведеться з 1917 р. На ангольських трубках — «Катока», «Камачія», «Камафука» — трапляються алмази досить пристойної ваги — 3—4 кар. Для них характерний ясно-зелений відтінок. Видобуток — до 1,2 млн кар. на рік, при цьому багато ювелірних кристалів вагою понад 1 кар.

У Заїрі видобувають переважно технічні алмази (95\%). Середньорічний видобуток — 23 млн кар.

Західноафриканська провінція (ЗАП)

У ЗАП входять наступні держави: Гана, Кот-д'Івуар, Ліберія, Сьєрра-Леоне, Гвінея. Велике промислове значення мають трубки і розсипи Гвінеї, у яких до 97\% видобутку становлять ювелірні алмази, іноді зустрічаються кристали вагою до 200 кар.

У межах ЗАП поступово в напрямку зі сходу на захід якість алмазів поліпшується, отже, зростає їх ціна.

Північноафриканська провінція

Корінні поклади у провінції не вивлені. Розсипи вже не мають промислового значення, тому що в них були знайдені лише поодинокі кристали.

Індонезійська провінція

Алмазоносними виявилися острови Ява, Суматра і Калімантан, але на Яві та Суматрі відзначені лише поодинокі знахідки.

На Калімантані відомі третинні та четвертинні розсипи. Тут спостерігається порівняно висока концентрація ювелірних алмазів, але вони переважно дрібні — масою посередньо 0,25 кар. Для кристалів характерні жовті відтінки, хоча зустрічаються й безбарвні, рожеві, лимонні, димчасті. Річний видобуток алмазів — лише 10 тис. кар.

Китайсько-Корейська провінція

На півострові Шандунь алмазоносність виявлена в басейнах рік І-хо та Шу-хо. Алмази посередньо дуже дрібні, але деякі сягають маси 100 кар. Переважають безбарвні алмази.

У Південному Китаї перші алмази було знайдено на межі 1940—1950-х рр. у басейні ріки Юаньцзян. Їх видобувають разом із золотом і гірським кришталем з розсипів. Середній розмір кристалів — 0,7 кар. Переважають безбарвні алмази, рідко зустрічаються зеленуваті й жовтуваті. Середньорічний видобуток — 2— 2,5 млн кар.

Австралійська провінція

Перші розсипи були відкриті на плато Кімберлі у 1851 р., а корінні поклади — лампроїтові трубки — у 1970 р. Розсипи великого промислового значення не мають. Алмази видобувають одночасно із золотом і оловом.

У Західній Австралії знайдено два блоки корінних виходів — Кімберлі та Пілборо. Частка ювелірних алмазів — близько 60\%. Переважають жовто-коричневий і жовтий кольорові ряди. Середньорічний видобуток алмазів в Австралійській провінції становить близько 30 млн кар.

Уральська провінція

На Уралі відкрито тільки розсипні родовища. Перші знахідки задокументовано з 1829 р. — на західному схилі Уральських гір у районі ріки Вишера. Пізніше алмази були виявлені по всьому Уральському хребті. Промисловий видобуток розпочато у 1955 р. на розсипах ріки Вишера. Вихід ювелірних алмазів — до 80\%, переважають алмази середньої маси від 0,15 до 1,0 кар.

Сибірська провінція

До Сибірської провінції відносяться: Малоботуобінський район (трубка «Мир»), Далдино-Алакітський і Верхньотутський райони (трубки «Ювілейна», «Айхал», «Удала»), Оленський район (розсипи). Також встановлена алмазоносність у Красноярському районі (розсипи), в Іркутській області (корінні) та в Бурятії (корінні).

У середньому по трубках видобувають від 8 до 30\% ювелірних алмазів середньою масою 0,5—2,0 кар. Переважають алмази зеленуватих відтінків.

Східноєвропейська провінція

До Східноєвропейської провінції відносять родовище «Зимовий берег» і трубку «Ломоносівську» в Архангельській області. Трубки відкрито нещодавно, але промисловий видобуток уже ведеться.

Казахстанська провінція

У Казахстані мають місце як корінні виходи, так і розсипи. Алмази метаморфогенного походження, тому дуже дрібні, середній розмір місцевих кристалів — 0,02—0,07 мм.

До XVIII ст. головним постачальником алмазів була Індія, де їх видобували ще у II тис. до н. е. У даний час Індія видобуває лише близько 20 тис. кар. як із розсипів, так і з кімберлітових трубок. З 1730 р. на світовий ринок алмазів виходить Бразилія і незабаром посідає перше місце у світі по їх видобутку. У даний час у Бразилії щорічно видобуток алмазів становить лише 400 тис. кар. Якість бразильських алмазів висока; маса дрібних каменів («рисових насіннячок» або «шабліоз») — до 1 кар., крупніші («балу» або «куля») — 1—3 карати, великими вважаються алмази від 3 кар.

У Південній Африці алмази виявлені у 1867 р., а в 1879 р. біля селища Кімберлі було виявлене перше у світі корінне родовище алмазів, що являє собою вертикальну воронкоподібну трубку. Відтоді корінні родовища одержали назву «кимберлітових трубок». У 1897 р. відкриті корінні родовища алмазів у Трансваалі, у 1903 р. — у Зімбабве, у 1907 р. — в Анголі та Заїрі, потім у Танзанії, Лесото, Сьєрра-Леоне, Ботсвані, Гані. Південна Африка стає провідним регіоном світу по видобутку алмазів,

За сучасними оцінками, 85\% усіх запасів алмазів припадає на країни Африки.

Найкрупніші алмазодобувні країни із середніми обсягами щорічного видобутку представлено у табл. 13.

Таблиця 13

Держава

Обсяги видобутку

Заїр

11—13 млн кар.

ПАР

7—8 млн кар.

Ботсвана

2,5—3 млн кар.

Ангола, Намібія, Гана

близько 2 млн кар.

Сьєрра-Леоне

1,5 млн кар.

У даний час близько 90\% світового видобутку алмазів контролює компанія «Де Бірс» (ПАР), вона ж є власником ряду алмазодобувних підприємств.

У табл.14 наведено відомості про найзнаменитіші алмази світу.

Таблиця 14

Назва

Маса, карати

Місце та рік видобутку

«Куллінан»

3025,75

Південна Африка (нині — ПАР), тр. «Прем'єр», 1905

«Ексцельсіор»

 

971,5

Південна Африка, тр. «Ягерсфонтейн», 1893

«Зірка Сьєрра-  Леоне»

969,9

Сьєрра-Леоне, 1971

«Великий Могол»

793,0

Індія, 1951

«Войє»

770,0

Сьєрра-Леоне; 1945

«Президент Варгас»

726,6

Бразилія, 1938

«Ювілейний»

650,8

Південна Африка, тр. «Ягерсфонтейн», 1895

«Дютойтспен»

616,0

Південна Африка, 1895

«Баумгольд»

609,25

Південна Африка, 1923

«Лесото»

601,25

Лесото, 1967

«Гояс»

600

Бразилія, 1906

Серед алмазів Якутії (Росія) відомі «XXVI з'їзд» (332 кар.), зірка Якутії (232 кар.), «Революціонер Іван Бабусин» (171 кар.), «Великий Почин» (135 кар.), «Велика Ведмедиця» (114,5 кар.).

Ідентифікація діамантів (огранованих алмазів). У ювелірній практиці для імітації діамантів недавно стали використовуватися різні безбарвні і кольорові камені: циркон, корунд, топаз, гірський кришталь, демантоїд, шеєліт, а також нові синтетичні матеріали — фіаніт, ІАГ, ГГГ, фабуліт та ін. Протягом тривалого часу як імітації алмазів використовували так зване «свинцеве скло». Величезна різниця між вартістю справжніх діамантів та їх імітацій робить питання правильної діагностики дуже важливим.

Діагностичні ознаки алмазу і його найбільш розповсюджених імітацій представлено у табл. 15.

Таблиця 15

Найме-нуван­ня

Показ-ники залом­лення

Двоза­лом­лення

Диспер-сія

Блиск

Щіль-ність, г/см3

Твер­дість

Колір люмінесценції в УФ променях

1

2

3

4

5

6

7

8

Алмаз

2,417

часто аномально ані­зотроп­ний

0,063 (0,044)

алмаз­ний

3,51

10

блакитний, жо­втий, зелений, рожевий, помаранчевий

Рутил синте­тичний

2,61—2,62

0,287

0,180—0,300

алмаз­ний

4,25—4,32

6,5—7

інертний

Тита­нат строн­цію (фа­буліт)

2,41

ізотроп­ний

0,19—0,20

алмаз­ний

5,13—5,15

5,5—6,5

інертний

Ніобат літію

2,21—2,31

0,09

0,12—0,13

алмаз­ний

4,64

5,5

інертний

Сфале­рит

2,36—2,47

ізотроп­ний

0,156

алмаз­ний

3,50—4,20

3,5—4

помаранчево-червоний, червоний

Фіаніт

2,10—2,20

ізотроп­ний

0,059—0,065

алмаз­ний

5,5—6

7,5—8

жовтий, зелено-жовтий, бла­китний

ГГГ

2,02—2,03

ізотроп­ний

0,038

алмаз­ний

7,05

6—7

інертний, рожевий

продовження табл. 15

1

2

3

4

5

6

7

8

Тита­ніт

1,943—2,110

0,100—0,192

0,051

алмаз­ний жирний

3,29—3,56

5—6

інертний

Циркон безбарв­ний

1,920—1,940

0,036—0,052

0,039

алмаз­ний

4,6—4,8

7,5

 жовтий

Шеєліт природ­ний і син­тетич­ний

1,918—1,920

0,016

0,023—0,026; 0,038

алмаз­ний жирний

5,9—6,16

4,5—6

яскраво-блакитний, помаранчевий, інертний

Демантоїд

1,888—1,889

ізотроп­ний

0,057

алмаз­ний

3,82—3,85

6,5—7

інертний

ІАГ

1,832—1,843

ізотроп­ний

0,028

алмаз­ний

4,57—6,69

8—8,5

блакитнуватий, блідо-фіолетовий

Якщо алмаз ограновано правильно, то усе світло, що падає на нього через коронку, цілком відбивається від граней павільйону, так що і під час розглядання діаманта на світло видно тільки одну світлу цятку в колеті (значення див. у додатку 3). Внаслідок повного внутрішнього відображення крізь діамант нічого не можна побачити, навіть коли він цілком прозорий («чистої води»). Високий показник заломлення алмазу під час його розглядання через площадку (значення див. у додатку 3) створює ілюзію значно меншої товщини каменю, ніж є насправді.

Основна відмінність алмазу від численних імітацій — його неперевершена твердість — 10. Ця властивість визначає характерну для діамантів наявність ідеально плоских граней і гострих ребер на їх стиках. На ряді імітацій, у тому числі й фіаніті, ребра зазвичай дещо «завалені» і присутня вертикальна штриховка на рундисті.

Досить важлива властивість під час діагностики алмазу — його щільність. Близьку до алмазу щільність мають лише топаз, шпінель, титаніт.

Щільність інших імітацій помітно вища, ніж в алмазу. Різниця у щільностях алмазу та його імітацій дозволяє судити про справжність чи несправжність діамантів за їх масою для даного розміру. Наприклад, маса огранованого за допомогою брильянтового огранювання (див. гл. 4.1) каменя того самого розміру буде дорівнювати: алмазу — 1, титанату стронцію — 1,45, ІАГ — 1,30, фіаніту — 1,60 кар.

<