Twoja wyszukiwarka

WŁODZIMIERZ ŁAPOT
KLEJNOTY U KOSMETYCZKI
Wiedza i Życie nr 2/2001
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 2/2001

Zabiegi upiększające nie są zarezerwowane tylko dla ludzi. Poddaje się im wiele naturalnych kamieni szlachetnych, aby zwiększyć ich wartość. Czy można rozpoznać sfałszowane klejnoty?

W listopadzie 1999 roku Europę obiegła intrygująca oferta sprzedaży niebywałego okazu szmaragdu. Cena szybko sięgnęła 1 mln dolarów. Nabywca skłonny zapłacić tę kwotę był jednak na tyle przezorny, że zażądał wiarygodnego certyfikatu. Zwrócono się więc do francuskiego laboratorium gemmologicznego na Uniwersytecie w Nantes. Wobec kategorycznej w takich sytuacjach potrzeby zachowania okazu w nienaruszonym stanie jedynym skutecznym badaniem było wykonanie specjalnej analizy (spektroskopia ramanowska). Okazało się, że ów "szmaragd" jest w rzeczywistości odpowiednio spreparowanym kryształem pospolitego kwarcu (kryształu górskiego). Wygląd autentycznego szmaragdu uzyskano przez wytworzenie w standardowo bezbarwnym krysztale górskim barwy imitującej naturalny szmaragd i precyzyjnym wpasowaniu go w przygotowany uprzednio otwór w bryle skalnej. Tego typu fałszerstwa na szczęście zdarzają się stosunkowo rzadko. Za to powszechnie poprawia się wygląd naturalnych kamieni szlachetnych.

"Kosmetyką" cennych kamieni zajmowano się już w starożytności. W ten sposób wynalazcy metod ich upiększania niezbyt uczciwie bogacili się, jako że ich współcześni na ogół nie zdawali sobie sprawy z tego procederu. Dziś nie wygląda to dużo lepiej. Coraz więcej "poprawianych" kamieni szlachetnych pojawia się w ofercie rynkowej. Jednocześnie przeciętny człowiek wie na ten temat niewiele. Starymi metodami, niegdyś mało znanymi i rozpowszechnionymi, niemal rutynowo upiększa się nawet diament, rubin, szafir i szmaragd. Często zastępuje się przy tym tradycyjne narzędzia nowymi, ultranowoczesnymi, jak: piece indukcyjne, pompy próżniowe, akceleratory cząstek, lasery, działka jonowe. W ostatnich latach opracowano i wdrożono wiele nowych metod upiększania kamieni, o których specjaliści dowiadują się przeważnie pośrednio lub przypadkowo, gdyż ta tajemnica jest zazwyczaj dobrze strzeżona.

Najstarsze metody ulepszania kamieni szlachetnych były nieskomplikowane, łatwo wykrywalne, polegające na zwyczajnym emaliowaniu czy powlekaniu powierzchni substancją barwną (barwienie powierzchniowe) bądź też na nasycaniu jej barwnym pigmentem (barwienie wgłębne). Warto dodać, że prawie wszystkie kamienie szlachetne da się w ten sposób ulepszać. W Europie wielki rozkwit tych metod przypadał na XVII-XIX wiek. Dziś są stosowane na dość ograniczoną skalę.

Barwieniu kamienia szlachetnego sprzyja jego porowatość, która może być naturalna (np. w żadzie, chalcedonie, perle, turkusie, lapis-lazuli) lub wytworzona sztucznie. W procedurach barwienia wykorzystuje się głównie mikroskopijne pory i pęknięcia, w które wprowadza się barwniki. Zabiegi te bywają długotrwałe, skomplikowane i dość kosztowne. Dobrą tego ilustracją może być jedna z powszechnie znanych i stosowanych metod barwienia agatów, czy opali, znana pod nazwą karmelizacji. Wzmianki o tej procedurze znajdujemy już u Pliniusza Starszego.

Gdy pory i pęknięcia w kamieniu są na tyle duże, że można je zobaczyć gołym okiem, zachodzi z kolei potrzeba ich ukrycia. Dokonuje się tego przez wypełnienie ich materiałem o cechach optycznych bardzo bliskich poprawianemu kamieniowi. Używane w tym celu substancje często spełniają jednocześnie funkcję barwnika i materiału wiążącego. Jednocześnie uzyskuje się zatem kamuflaż wad, poprawę trwałości kamienia oraz ogólną poprawę jego wyglądu. Jedną z najstarszych technik tego rodzaju jest impregnacja olejem, którą szczególnie często stosuje się do polepszenia wyglądu szmaragdów.

Do nowszych technik należy wypełnianie porów i pęknięć twardniejącą żywicą, plastikiem, substancją ceramiczną czy szkłem. Stosuje się je do naprawiania uszkodzeń m.in. diamentów, szmaragdów i rubinów. Rezultaty tego są zwykle bardzo dobre i umożliwiają sprzedanie kamieni wybrakowanych. Jednakże istnieje znaczne ryzyko nieodwracalnego pogorszenia barwy lub przejrzystości czy też wzrostu kruchości, ujawniającego się zazwyczaj dopiero po dłuższym czasie.

Podobnie stary rodowód mają techniki usuwania wszelakich wrostków i przebarwień, które psują wygląd kamieni. Dobry efekt uzyskuje się za pomocą całego arsenału środków naturalnych i sztucznych, jak: podpuszczka, wszelkie kwasy i zasady o różnym stopniu stężenia, woda utleniona, chlor, detergenty czy też światło słoneczne oraz inne naturalne i sztuczne źródła promieniowania. Na przykład ostatnio do likwidowania niektórych wad czystości diamentów, rubinów czy szafirów coraz częściej stosuje się naświetlanie wysokoenergetyczną wiązką lasera. Podobny charakter mają techniki zmierzające do całkowitego odbarwienia (wybielenia) niektórych kamieni lub też zagruntowania ich przed procesem barwienia. W przeszłości wykorzystywano do tego celu głównie produkty naturalne, jak soki żołądkowe niektórych zwierząt czy produkty fermentacji, a także światło słoneczne. Dziś używa się przeważnie najnowocześniejszych produktów przemysłu chemicznego.

Sprawdzenie, czy kamień poprawiano jedną z powyższych metod, nie wymaga szczególnie drogiej aparatury. Istnieją jednak bardziej zaawansowane techniki, których wykrycie jest praktycznie niemożliwe bez odpowiedniego oprzyrządowania. Do tej grupy metod należy obróbka termiczna. Rezultatem obróbki termicznej kamienia może być: ściemnienie (postarzenie) lub rozjaśnienie (wybielenie) kamienia, zmiana jego barwy (np. z mlecznej na szafirową, z ametystowej na cytrynową), korekta lub wzmocnienie istniejącej już barwy, modyfikacja lub odbudowa zniszczonej uprzednio struktury krystalicznej (na przykład tzw. niskiego cyrkonu), polepszenie lub pogorszenie przezroczystości, wywołanie efektu asteryzmu (gwiaździstości), jedwabistości czy też wytworzenie nowych spękań. Jej szczegóły stanowią pilnie strzeżoną tajemnicę

Początki termicznego poprawiania kamieni szlachetnych sięgają bardzo odległych czasów. Świadczą o tym znaleziska podgrzewanych agatów i karneoli w grobowcu Tutanchamona z około 1300 roku p.n.e. Technikę tę odkryto zapewne przypadkowo, np. po pożarze, w którym jedne klejnoty wyraźnie wypiękniały, podczas gdy inne uległy zniszczeniu.

Wynalazkiem ostatniego stulecia jest świadome wykorzystanie w jubilerstwie różnych źródeł promieniowania (zdjęcie na poprzedniej stronie). Działanie promieniowania na kamienie szlachetne polega na przemieszczeniu elektronów, rzadziej atomów, w ich strukturze krystalicznej, wskutek czego zmienia się stopień utlenienia pierwiastków odpowiedzialnych za barwy. Dobrą ilustracją tego zjawiska może być pewna bladoróżowa odmiana turmalinu, która już po umiarkowanym napromieniowaniu przybiera intensywnie różowy lub czerwony kolor.

Do napromieniowywania kamieni szlachetnych wykorzystuje się bądź niskoenergetyczne promieniowania elektromagnetyczne (gamma, rentgenowskie, ultrafioletowe, a nawet światło widzialne), bądź też strumienie różnych cząstek (protonów, deuteronów, cząstek alfa, elektronów, neutronów). Dziś napromieniowuje się kamienie szlachetne za pomocą akceleratorów, ale w początkowym okresie po odkryciu promieniotwórczości używano do tego soli pierwiastków radioaktywnych. Obiekty traktowane w ten sposób stawały się często długotrwale radioaktywne wskutek dyfuzji izotopów w ich powierzchniowe warstwy. Również najnowocześniejsze metody napromieniowania nie są wolne od ryzyka wytworzenia długotrwałej radioaktywności. Powodem bywa obecność w niektórych kamieniach szlachetnych pewnych wrostków, które niebezpiecznie uaktywniają się pod wpływem promieniowania. Każdy kamień poddawany promieniowaniu powinien więc być indywidualnie sprawdzany jako potencjalne źródło niebezpiecznej dla zdrowia promieniotwórczości.

Najnowsze sposoby ulepszania klejnotów są często kombinacją rozmaitych metod prostszych, np. obróbki termicznej i barwienia, napromieniowania i obróbki termicznej, obróbki chemicznej i termicznej itp. Procedury są przeprowadzane w taki sposób, by nie pozostawiały dodatkowych śladów, a ich rezultaty były możliwie najbardziej podobne do własności kamieni naturalnych. Chcąc więc zapewnić właściwą weryfikację i certyfikację kamieni szlachetnych, trzeba dysponować bardzo dobrą kadrą specjalistów, posługujących się nowoczesną aparaturą analityczną.

Obecnie na świecie istnieje tylko kilka laboratoriów gemmologicznych, które są w stanie wykryć wszelkie falsyfikaty. Na rynku zawsze jednak będą "upiększone" kamienie szlachetne. Toteż kiedy chcemy obdarować ukochaną osobę pięknym brylantem, najlepiej kupować w wyspecjalizowanych, dobrych sklepach, gwarantujących autentyczność tego, co sprzedają.

Szafir i "szafir"

Warto zdawać sobie sprawę z różnic w terminologii mineralogicznej i jubilerskiej. W jubilerstwie "rubinem" może być nazywany, oprócz oryginalnego rubinu (czerwona, przezroczysta odmiana korundu), także czerwony spinel lub granat - kamienie stosowane jako tańsze substytuty rubinu. Z drugiej strony, w sklepach z biżuterią często można spotkać np. "szafiry", które choć w sensie mineralogicznym stanowią naturalne szafiry (niebieska odmiana korundu), są zupełnie nieprzezroczyste - nie powinny być więc nazywane przez jubilera szafirem, lecz korundem.

Jak rozpoznać syntetyczne kamienie szlachetne?

Rubin i szafir. Te dwa cenione kamienie szlachetne są odmianami jednej substancji - korundu Al2O3. Przed kilkudziesięciu laty popularne były syntetyczne rubiny produkowane tanią i szybką metodą Verneuila. Od prawdziwych różnią się m.in. obecnością owalnych pęcherzyków gazu i zakrzywionych warstewek przyrostowych - obie cechy widać pod mikroskopem. Dużo trudniej wykryć rubiny i szafiry uzyskane metodą Czochralskiego i metodami hydrotermalnymi. Są dużo doskonalsze, a więc i droższe, lecz wciąż mają w sobie mikroskopijne pęcherzyki. Jako imitacje szafirów szeroko stosuje się także syntetyczne spinele, które znacznie różnią się od naturalnych szafirów współczynnikiem załamania światła.

Diament. Syntetyczne diamenty uzyskuje się od dawna i na wielką skalę. Większość nie trafia jednak do wyrobów jubilerskich, ponieważ są mocno przyciemnione lub wręcz czarne - znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle jako materiał ścierny. Produkcja czystych diamentów jest najtrudniejsza ze wszystkich kamieni szlachetnych i jak dotąd bardziej kosztowna niż diamenty naturalne. Ostatnie doniesienia mówią o udanej syntezie diamentu jubilerskiej klasy o wielkości aż 36 karatów, natomiast od dawna syntetyzuje się diamenty o masie rzędu kilku karatów. W zamian chętnie wykorzystuje się imitacje diamentu: cyrkonię i moissanit. By odróżnić moissanit od diamentu, konieczna jest specjalistyczna aparatura. Cyrkonię łatwiej rozpoznać jest sporo miększa od diamentu, ma mniejszy połysk i dużo większe przewodnictwo cieplne. Dawniej próbowano imitować diamenty syntetycznymi granatami z dodatkiem lantanowców (itrowo-glinowy YAG, gadolinowo-galowy GGG) oraz rutylem i tytanianem strontu. Brakowało im jednak charakterystycznego silnego połysku i gry barw.

Szmaragd. Syntetyczny szmaragd - o wzorze Be3Al2[Si6O18] - produkuje się na niewielką skalę, głównie metodami hydrotermalnymi. Bardzo trudno go odróżnić od naturalnego, choć często zawiera charakterystyczne pęcherzyki. Żadna inna substancja - z wyjątkiem barwionego szkła - nie jest w stanie skutecznie imitować charakterystycznej, głębokiej zieleni tego kamienia.

Kamienie półszlachetne. Oprócz imitacji najcenniejszych kamieni dużą popularność osiągają "podróbki" opalu, koralu, lapis-lazuli, turkusu i kwarcu (ametystu). Wyglądają naprawdę dobrze i bywa, że bardzo trudno odróżnić je od oryginału szczególnie te wyprodukowane w ostatnich latach. Ich ogromną zaletą jest nieporównanie większa trwałość w stosunku do naturalnych kamieni.

Klasyczne przypadki

Cytryn. Żółtą odmianę kwarcu można uzyskać przez wyprażenie ametystu.

Karneol. Ciepłą, żółto-czerwono-brązową tonację barw uzyskuje się przez wielodniowe moczenie agatu lub chalcedonu w roztworze cukru (dawniej miodu), po czym "spalenie" go w odpowiedniej kąpieli chemicznej.

Agat. Agaty o niebieskiej lub fioletowej barwie nie występują w naturze. Są produkowane przez moczenie w roztworze barwnika, np. do jaj wielkanocnych.

Kwarc dymny i morion (czarny kwarc). W naturze występują dość rzadko. Charakterystyczne "zadymienie" daje się łatwo wytworzyć w czystym krysztale górskim za pomocą lampy rentgenowskiej lub promieniowania gamma. Po dłuższym czasie kwarc robi się czarny i całkowicie nieprzezroczysty. Kamienie naświetlane w reaktorze mogą być wtórnie promieniotwórcze.

Akwamaryn. Ten ceniony, bladoniebieski kamień szlachetny ma najczęściej sztucznie uzyskaną barwę. "Robi się" go przez podgrzanie słabiej zabarwionych szmaragdów. Oba kamienie są odmianami tego samego minerału - berylu.

Topaz. Poszukiwane błękitne topazy są pierwotnie bezbarwne. Niebieskawą barwę uzyskują po naświetleniu twardym promieniowaniem. Mogą ją jednak później stracić, np. pod wpływem bardzo silnego światła. To jeden z niewielu przykładów odwracalnej ingerencji w wygląd kamienia.

Dr WŁODZIMIERZ ŁAPOT kieruje Laboratorium Gemmologicznym przy Katedrze Geochemii, Mineralogii i Petrografii Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu.