УДК 549.08

Грущинська О.В., Гаєвський Ю.Д., Бєлєвцев О.Р.

Аналіз аметистів за допомогою інфрачервоної спектроскопії

Державний гемологічний центр України

There is a possibility of using the infrared spectroscopy for determination genesis amethyst in this work.

Аметист  — мінерал класу силікатів, прозорий фіолетовий різновид кварцу, хімічна формула SiO₂. Згідно Закону України від 27 квітня 2007 року №995-V, аметист віднесений до дорогоцінного каміння четвертого порядку. Колір аметисту від голубувато-фіолетового, фіолетово-синього до темно-фіолетового, обумовлений невеликим вмістом марганцю та заліза. Чим інтенсивніше забарвлення тим дорожче камінь. Забарвлення аметисту стійке до температури 300-500 Сº, шляхом відпалу при температурах 460-750 Сº отримують світло-жовті, червоно-коричневі, зелені або безбарвні різновиди. З появою на ринку синтетичних аналогів аметистів виникла проблема їх ідентифікації. Вирішити цю проблему можливо при застосуванні методів інфрачервоної спектроскопії (далі ІЧ-спектроскопії). Синтетичні аметисти вирощуються двома способами: у лужному (K₂CO₃) та близькому до нейтрального (NH₄F) розчинах. Більша частина синтетичних аметистів у світовій практиці вирощуються з лужного розчину (K₂CO₃). Для діагностики цих аметистів найбільш інформативним параметром є  наявність піку 3543 см^-1 та відсутність піку 3595 см^-1, а для кристалів  вирощених з нейтрального розчину - наявність піків 3630 см^-1 , 3684 см^-1 , 3664 см^-1 .

Експеримент. Досліджено п’ятдесят взірців природних аметистів та їх синтетичних аналогів. Окрім огранених вставок, для досліджень використовувались тонкі (0,2 – 0,3 см) поліровані або розпиляні пластини природних та синтетичних аметистів, а також зразки у вигляді необроблених кристалів. Колір досліджених аметистів від блідо-фіолетового відтінку до темно-фіолетового. Маса зразків від 0,3 до 20,0 сt. Показник заломлення 1,54 – 1,55. Густина зразків 2,64 г/см³. Люмінесценція відсутня. Під мікроскопом природні аметисти характеризуються зональністю забарвлення по ромбоедру, наявністю двійників по Японському та Бразильському законам. Синтетичні аметисти характеризуються специфічною внутрішньою структурою - присутністю викривлених конічних фігур. Також присутні включення типу „хлібних крихт” та в поодиноких випадках  „струменеві” включення.

Вимірювання аметистів проводилось на інфрачервоному-Фурьє спектрометрі Nicolet 6700, за допомогою приставок дифузійного відображення та конденсатора пучка променів при кімнатній температурі, в спектральному діапазоні 4000-400 см^-1. Кількість сканувань у циклі вимірювання - 300, при роздільній здатності 0,5 см^-1.  Найбільш інформативною спектральною областю для дослідження аметистів є область між 3500 - 3600 см^-1, а точніше наявність або відсутність піків 3595 см^-1 та 3543 см^-1. Ці піки тривалий час вивчаються провідними дослідниками у лабораторіях Західної Європи та Росії та визнані найбільш інформативними критеріями визначення природності аметистів. Також у своїй роботі ми використали критерій який дозволяє більш точно розмежувати природні та синтетичні аметисти. Це визначення повної ширини на напіввисоті (FWHM) піку 3595 см^-1 завдяки чому остаточно є можливим розділення природних та синтетичних аметистів.

В процесі досліджень виявлено такі закономірності:

1. У переважній більшості зразків природних аметистів виявлено пік 3595 см ^-1 . Для ідентифікації даного піка важливо враховувати орієнтацію зразка відносно оптичної осі, а також фізичні властивості кожного каменя (наявність огранування, обробка поверхні, насиченість кольору, внутрішні особливості будови та наявність внутрішніх дефектів).

ЧИТАТЬ ВЕСЬ ТЕКСТ >>>