После обработки заготовки площадки крупных камней и грани площадки шлифуют и полируют вручную, так как станки не выдерживают нагрузок, которые возникают при шлифовании и полировании больших поверхностей. Для шлифования используют специальные алмазные порошки и плоские пластины из стали или стекла. Отшлифованная поверхность имеет равномерный матовый вид. Если в начале полирования обнаруживаются риски, их сошлифовывают специальным порошком, но не с помощью полирования, на которое уйдет очень много усилий и времени. Полирование выполняют, пока поверхность не станет блестящей. Для полирования граней крупных камней специалисты рекомендуют пользоваться хорошо насеченным оловянным кругом. Насечка должна быть не менее 1,5 мм, и идти по радиусу от центра до края круга, сочетаясь с насечками более короткими.
В некоторых случаях, из-за красоты или иных особенностей производят огранку мягких и хрупких камней. Заготовки из материалов такого типа обычно нарезают на пилах, следя за тем, чтобы не было перекоса и перегрева камня. Иногда резание приводит к трещинам или к растрескиванию камня по плоскостям спайки.
В этом случае безопаснее сделать вокруг камня на пиле надрез и затем его разломить. Вручную также можно обработать заготовку и подогнать ее как можно ближе к нужной форме. Кроме того, можно наклеить материал на оправку и обработать его на шлифовальном круге. Некоторые очень мягкие материалы можно разрезать специальным лобзиком, каким пользуются ювелиры, смазывая его при работе маслом.
Многие камни можно наклеивать, пользуясь мастикой для граверных работ или специальными смолами или использовать материалы, которые затвердевают без нагревания. Для того, чтобы цемент с эпоксидной смолой образовал прочное соединение оправки с камнем, необходимо их поверхности предварительно очистить ацетоном. Эпоксидные смолы наносят на поверхность в виде отдельных пятен, сохраняя между ними промежутки, по которым в дальшейшем будет проникать растворитель.
Для шлифования мелких камней из-за слишком быстрого сошлифовывания выбирают простые виды огранки с небольшим числом относительно больших по площади граней. Обрабатывая камни, обладающих спайностью, первую грань сошлифовывают как можно мягче, прислушиваясь к звуку. Если слышно тихое шипение, значит шлифование происходит быстро и эффективно. Скрипящий звук говорит о том, что шлифование идет поперек плоскостей спайности и камень может растрескаться по плоскостям спайности или расколоться.
Полировать мягкие камни можно на твердых кругах из металла, пластмассы, дерева. Хороший круг с мягким действием можно сделать из березы и применять в сочетании с алмазной пастой или любым обычным полирующим порошком. Более мягким для полирования является восковой круг. Если порой образуются мелкие риски, можно не обращая на них внимания, отполировать все грани, а затем отполировать камень на мягком круге для их удаления.
КАМЕННЫЙ ЦВЕТНИК
Удивительна сказочная красота многоцветных, редких минералов, что радуют глаз яркостью красок, завораживают игрой света на гранях, не оставляя никого равнодушным.
В природе существуют много драгоценных, полудрагоценных и цветных камней более 160 видов. Но особо почитаемы и ценимы людьми два-три десятка – самых красивых, самых желанных. Первые среди них – алмаз, сапфир, рубин, изумруд.
Далее александрит, опал, турмалин, топаз, аметист, агат, сердолик, гранат, горный хрусталь, бирюза, жемчуг, лазурит и т. д.
АЛМАЗ
Каждый камень имеет своих почитателей. Одним нравится голубая бирюза, другие любят зеленый малахит. Алмазом – восхищаются все. Алмаз – король всех минералов.
Алмаз самый красивый, самый твердый, самый сложный и самый простой, самый таинственный и непонятный, самый дорогой товар и самый ценный материал для науки, для изучение земных глубин.
Светлейший камень земли, он имеет больше всего неясного и противоречивого в своей биографии.
Алмаз известен с древних времен. Назван от арабского "твердейший" или греческого "непреодолимый", "несокрушимый". Впервые письменное упоминание об алмазе встречается в Ветхом Завете, в котором говорится, что первосвященник иудеев носил алмаз на грудной пластине панцыря как знак своего высокого положения. С давних времен этот камень стал символом богатства и власти. Об алмазе существует множество историй, сказаний, легенд и преданий. Одно из них рассказывает о том, как древние греки впервые в IY веке до н. э. познакомились с алмазами и назвали их "адамас" – "несокрушимый".
Александр Македонский вел свою армию в Индию. Когда подошли к неприступной "Долине алмазов", стали думать, как добыть сказочные сокровища, ибо за ними надо было спуститься в пропасть, охраняемую огромными змеями, одним только взглядом убивавших все живое. Полководец придумал как победить смертоносных гадов. Он приказал солдатам начистить щиты так, чтобы они блестели как зеркала.
Прикрывшись щитами воины двинулись вперед, и змеи – стражи долины сокровищ увидели в щитах своих отражения, взгляды их сделали свое дело – все они мгновенно погибли. Оставалось добраться до алмазов, но в пути в пропасть не было.
Тогда Александр Македонский приказал заколоть нескольких овец и бросить их вниз. Сокровища, которыми была усыпана долина, прилипли к жирным тушам, а через некоторое время к ним спустились орлы. Когда орлы с добычей в когтях поднялись в воздух солдаты поразили из стрелами.
Однако в предании, кроме вымысла, есть часть правды. Дело в том, что на некоторых современных алмазодобывающих приедприятиях для извлечения драгоценных камней из многих сотен тонн пустой породы применяют жир, в котором из промываемой породы время от времени застревают алмазы.
Существует и другой, более современный способ, когда измельченную алмазоносную породу просвечивают рентгеновскими лучами. Фотоэлементы улавливают слабое свечение алмазов и включают воздушные насосы для их отделения. Алмаз представляет собой хорошо образованные плоскогранные и кривогранные кристаллы углерода. По размерам бриллианты разделяются на мелкие – до 0,5 карата, средние до 1 карата и крупные – свыше 1 карата. Камни больше 10 каратов называются "cолитеры".
Самые крупные: "Кулиан" (3106 карат), "Эксцельсиор" (995,2 карата), "Звезда Сьерра-Леоне" (969,9 карата), "Великий Могол" (733 каратата) и ряд других.
Красота алмаза заключается в его высоких оптических свойствах, которые наиболее полно проявляются при его огранке в бриллиант.
Месторождение: Россия, Ангола, Берег Слоновой Кости, Ботсвана, Гана, Гвинея, Заир, Конго, Лесото, Либерия, Намибия, Сьерра-Леноне, Танзания, ЮАР, Индия, Индонезия, КНР, Бразилия, Венесуэла, Гайана.
В ювелирных изделиях применяется с глубокой древности. Ограненный алмаз называется бриллиантом. Форма его может быть круглой, прямоугольной, фантазийной. Наиболее распространенными видами огранки является бриллиантовая: простая – 16, полная – 57 граней, Хайлат-Кат – 73 грани, королевская – 86 граней, величественная – 102 грани; изумрудная, швейцарская, ступенчатая и др.
Формы огранки в бриллиант не случайны – они определяются целым рядом закономерностей. Грани бриллианта располагаются под строго определенными углами, в определенной последовательности. Этим достигается яркое сверкание камня из бриллианта как бы выходит целый пучок разноцветных лучей. При повороте камня они непрестанно изменяются и играют всеми цветами радуги, создавая эффект, называемый "огнем" камня. В этом отношении бриллианты превосходят все драгоценные камни, за исключением циркона.
Наиболее ценными бриллиантами считаются чистые, прозрачные, бесцветные камни, приобретающие при огранке голубоватый оттенок – так называемые бриллианты "голубой воды". Бриллианты с "надцветом", т. е. желтоватые, зеленоватые и другие ценятся дешевле. Камни с большим числом дефектов – трещин, точек, случайных включений и т. п., а также мутные камни серых, бурых и грязноватых тонов (борт) в огранку не поступают и применяются для технических целей.
Особенно высоко ценятся совершенно прозрачные, ярко окрашенные камни: зеленые, желтые, красные и чрезвычайно редко встречающиеся синие и черные камни.
Например, один из ценнейших бриллиантов в мире считается густо-синий камень "Гоппэ" из Индии весом 44,5 карата. 100 тысяч золотых рублей заплатил Павел I за красный бриллиант весом 10 каратов.
Крупнейшие бриллианты ценятся очень дорого. Им присваиваются собственные имена, каждый из них имеет свою историю, в большинстве случаев полную мрачных и трагических событий.
Издавна применялись имитации бриллиантов. Это прозрачные бесцветные минералы: циркон, корунд, фенакит, турмалин-ахроит, топаз, берилл, горный хрусталь, шеелит, сфалерит и др.
От своих имитаций алмазы отличаются по физическим свойствам и внутренним особенностям. Главными отличительными признаками является его непревзойденная твердость, что определяет высокую сохранность полировки и остроту ребер граней бриллианта по сравнению с другими ювелирными камнями. Большой показатель преломления отличает алмаз от природных имитаций и некоторых синтетических материалов. Высокая дисперсия показателя преломления определяет его ослепительную игру.
В тоже время синтетические вещества, такие как ИАГ, ГГГ, фабулит, синтетический рутил, ниобат лития имеют аналогичную и даже более высокую дисперсию.
В рентгеновских лучах алмаз прозрачен. Диагностическим свойством может быть также плотность, но так как она у шпинели и топаза имеет те же значения, использовать это свойство можно лишь ограниченно. Высокая теплопроводность алмаза положена в основу специального прибора, с помощью которого алмаз отличается от всех имитаций. Для алмазов с совершенной бриллиантовой огранкой используются тесты "световой шпиль" и "световая передача", которые основаны на различии критического угла алмаза и его имитаций.
История русских алмазов восходит к первой трети XIX века, когда горный начальник уральских Гороблагодатских заводов, известный деятель золотой и платиновой промышленности Н. Мамышев высказал предположение о существовании алмазов "в горах хребта Уральского". Предположение Н. Мамышева поддержал профессор Дерптского университета М.Энгельгарт, который отметил сходство платиновых россыпей в районе Нижне-Туринского завода и алмазоносных платиновых россыпей Бразилии.
Предпринятые специальные поиски результатов не дали, но прогноз оказался верным, и первый русский и одновременно европейский алмаз был обнаружен 22 июня 1829 года при промывке россыпного золота мальчиком из уральской деревни. Через три дня другой мальчик открыл второй алмаз. Всего на сто лет на Урале добыли около 300 русских алмазов. По размерам алмазы были невелики, но зато все ювелирные. Однако обнаружить месторождений алмазов в сибирской земле в то время не удалось.
Коренные алмазные месторождения в Сибири были найдены в 1954 году, положив начало алмазодобывающей промышленности и научному изучению кладовых России.
Небольшие по размерам алмазы оказались все ювелирными.
Блеск алмазных граней привлекал внимание человека с незапамятных времен.
Вся многовековая история алмаза в сфере товарного производства связана с его использованием в качестве украшения – драгоценного ювелирного камня.
Ювелирная ценность алмаза определяется его оптическими свойствами: высоким светопреломлением и большим различием показателей преломления (дисперсией) для лучей разного цвета. Так, дисперсия фиолетовых и красных лучей у алмаза впятеро больше, чем у горного хрусталя, и вдвое больше, чем у самых лучших стекол. Соответственно выбирается форма огранки алмазных кристаллов. Камень гранят таким образом, чтобы большая часть световых лучей после преломления на гранях возвратилась обратно. Поэтому бриллиант "играет", отражая падающие на него световые лучи, одновременно внутри кристалла возникают яркие световые вспышки и радужные переливы из-за разложения белого цвета на составляющие.
На просвет бриллиант кажется непрозрачным, так как световый лучи практически через него не проходят.
Натуральные необработанные алмазы довольно невзрачны на вид. Обычно это мелкие (1–5 мм в поперечнике) зерна с тусклой матовой поверхностью, нередко "одетые в рубашку" гидроокиси железа или других веществ. Такие природные алмазы, "покрытые грубой естественной корой", имел в своей мантии Карл Великий.
Собственного цвета алмаз не имеет. Чаще встречаются бесцветные или слабоокрашенные: желтые, бурые, серые кристаллы. Реже находят камни зеленоватых, голубоватых и розовых оттенков. И совсем редко встречаются алмазы ярких чистых тонов синего, зеленого и красного цветов.(Шафрановский И.И., 1964).
Общее количество добываемых во всем мире алмазов распределено примерно поровну между коренныи и россыпными месторождениями, причем качество алмазов в россыпях обычно более высокое, чем в коренных месторождениях. Это связано с естественной сортировкой алмазов при образовании россыпей (разрушение коренных пород и перенос обломков водными потоками). При этом дефектные кристаллы не выдерживают траспортировки и разрушаются. Поэтому особенно высокими качествами обладают алмазы морских россыпей.
В наши дни наиболе богаты россыпи эксплуатируются в Эваториальной и Южной Африке. Знаменитые в старину индийские россыпные месторождения уже истощились и добыча алмазов там теперь не превышает нескольких сот каратов в год.
Индийские россыпи дали в прошлом несколько лучших алмазов мира и среди них принадлежащий нашей стране "Орлов" (187,62 карата).
Искусство шлифовки алмазов, известное на Древнем Востоке, возродил в Европе в XY веке фламандский мастер Людвиг Беркен. Среди первых ограненных им алмазов был знаменитый "Санси" (53,5 карата), украшавший шлем Карла Смелого, после гибели которого алмаз был продан всего за 1 гульден. Зато через столетия "Санси" приобрел уральский промышленник П.Н. Демидов уже за 500 тысяч франков.
Из самоцветных камней алмаз труднее всех поддается огранке. Это объясняется его исключительной твердостью. Точного определения твердости пока нет, но известно совершенно точно, что алмаз – самое твердое вещество на Земле.
Слово алмаз происходит от арабского алмас (твердейший) или греческого адамас (непобедимый, несокрушимый).
По скорости истирания алмаз в 1000 раз тверже кремня – главного инструмента каменного века. Однако выдающиеся технические возможности алмаза стали использовать только с середины XIX века. Однако имеются предположения, что алмазным инструментом пользовались древние египтяне.
В Европе алмазное бурение появилось в 1863 году. В то время швейцарский часовщик Георг Лешо предложил высверливать алмазными сверлами каналы (шпуры) в горных породах для закладки взрывчатки с целью отбойки и дробления породы.
Предложение с успехом использовалось при строительстве тоннеля в Альпах.
В России инициатором алмазного бурения в конце XIX века был профессор Петербургского горного института С.Г. Войслав.
Бурение скважин в горных породах – важнейший вид горно-гелогических работ.
Оно применяется как при разведке месторождений, так и при добыче жидких полезных ископаемых (подземных вод, нефти) и газа.
Буровые скважины проходят также для изучения геологического строения и при создании наблюдательных сейсмических и гидрогеологических полигонов.
Особенно трудоемко бурение сверхглубоких скважин (10–15 км) для исследований глубинных зон земной коры. Еще больше алмазов в качестве резцов и сверл применяется в металлообрабатывющей промышленности.
На технические алмазы сейчас приходится основная часть мировой добычи, правда, в последние годы на мировом рынке увеличился спрос на алмазы ювелирных сортов.
Поскольку все алмазы древности были добыты из россыпей, очень долго оставались непонятными условия образования сверкающих камней. Исключительность свойств алмаза также способствовала образованию вокруг него ореола таинственности.
Во восточным верованиям "тот, кто носит алмаз, бывает угодным царям, слова его уважаются, сам он зла не боится, не теряет памяти и всегда бывает весел, но если алмаз истолочь в порошок и принять внутрь, то он, подобно яду, причинит смерть.
Пристальное созерцание бриллианта разгоняет хандру, снимает с глаз мрачную завесу, делает человека проницательнее и настраивает на веселый лад".
Естественно, такие сведения не проливали свет на происхождение алмаза. Наконец, в конце XYIII века ученые доказали углеродную природу алмаза, из чего следовало, что алмаз – "родственник" печной сажи. Это было достижением, но в качестве поискового признака оно не годилось. Поэтому первые коренные месторождения алмазов нашли случайно. Детям, игравшим блестящими камушками, человечество обязано открытием первых алмахных кладовых. Их обнаружили в 1870 году в Южной Африке у местечка Кимберли, откуда все алмазоносные породы всего мира стали называться кимберлитами.
Такими породами заполнены редкие воронкообразные полости в земной коре, называемые также кимберлитовыми трубками, или трубками взрыва. Естественно, что "взрывные работы" такого сорта проводились "без свидетелей", поэтому, в отличие от алмазов, гипотезы об их образовании не являются редкостью.
Согласно первой такой гипотезе, высказанной на основании изучения трубки "Кимберли", алмазы образовались в результате взаимодействия магматического расплава с пластами углей, обломки которых находили среди пород, заполнивших трубку. Затем нашли алмазные трубки, которые не содержали угольных обломков.
Были также найдены трубки, насыщенные углистым материалом, но совершенно лишенные алмазов.
Сейчас, пожалуй, наиболее распространена следующая гипотеза алмазного синтеза в недрах Земли. При высоких температурах и давлениях в глубинах нашей планеты существует силикатный расплав, из которого образуются горные породы.
Несколько сот миллионов лет назад отдельные, достаточно редкие (около 1000 на всю Землю) "капли" (размерами, правда, куда больше дождевых) этого расплава оказались нагреты сильнее других и потому поплыли вверх. Они всплывали в разных местах, но больше всего их собралось в тех районах, которые теперь заняты южной оконечностью Африки и Сибирской платформой.
Почему так произошло, ученые еще не выяснили полностью. Предполагают, что раньше наша планета имела один праматерик Пангею, в котором Африка и Сибирь были соседями. Пангея затем раскололась на Лавразию и Гондвану, а из них образовались современные материки. В результате дрейфа континентов Африка и Сибирь разошлись по поверхности планеты на многие тысячи километров. "Капли" попадали в окружение более холодных слоев магматического расплава, и на их поверхности начинали кристаллизовываться силикатные минералы, в результате "капли" оказывались в оболочке, а учитывая их достаточно солидные размеры, можно сказать, что в камере.