Распознавание культивированного и природного жемчуга

Распознавание культивированного и природного, а также культивированного и крашеного жемчуга производится оптическими, рентгеновскими и другими методами. Многие из них подробно описаны Р. Вебстером.

Вначале жемчужины различали в основном по внешнему строению.

Рассматривая их поверхность в микроскоп, можно заметить, что она не гладкая, а покрыта множеством тонких извилистых слоев, отражающих последовательные стадии роста в «жемчужном» мешке. Эти ограничительные линии дают под микроскопом характерную картину волнистых параллелей, форму и расположение которых пробовали использовать для диагностики жемчужин.

По этому признаку австралийский жемчуг легко отличается от индийского и персидского. Например, на персидском жемчуге линии слоев роста довольно извилисты и сильно удалены друг от друга, а на австралийских и индийских жемчужинах они менее извилисты и лежат довольно густо.

Искусственно выращенные японские жемчужины имеют такой же рисунок линий, как персидский и индийский жемчуг.

С точки зрения геммологии, жемчуг относится к ювелирным камням.

Пропускание света

Достижением в различении искусственно выращенных и природных жемчужин явился метод X. Микеля и Г. Ридля, основанныйн на том, что эти жемчужины неодинаково пропускают свет в различных направлениях. Характер пропускания определяется во внутреннем канале жемчужин на универсальном жемчужном микроскопе (Perloscop), сконструированном этими исследователями. Во внутренний канал жемчужины вводится стальная игла, один конец которой пришлифован и отполирован под углом 45°. Жемчужина устанавливается на микроскопе так, чтобы канал совпадал с осью микроскопа. Игла вводится снизу и может перемещаться по высоте с помощью специального винта. В микроскопе видно строение канала, отраженное в зеркале от его стенок. 

Внимательное кропотливое изучение внутреннего канала помогает распознать природные и выращенные жемчужины. В выращенных между искусственным ядром и перламутром, отложенным моллюском, находится слой конхиолина. В природном жемчуге такие слои расположены по всей жемчужине. На жемчужном микроскопе посредством микрометра можно также измерить толщину слоя природного жемчуга или толщину перламутровой оболочки выращенного культивированного жемчуга.

Микроскопический метод

Более универсален микроскопический метод различения жемчужин с помощью специального прибора — эндоскопа, сконструированного французскими исследователями К. Чиловски и А. Перрином.

Этот метод основан на открытии, сделанном вышеназванными исследователями. Суть в том, что в природном жемчуге тонкий луч света движется в основном вокруг главных концентрических слоев роста внутри жемчужины. На приборе посредством полой стальной или стеклянной иглы, на концах которой закреплено по зеркалу под углом 45° к ее оси, с помощью мощного источника света исследуют внутренний канал жемчужины. Лучи света, падающие на ближнее зеркало, укрепленное внутри иглы, отражаются от него и выходят через небольшое отверстие в игле уже в направлении, перпендикулярном своему первоначальному пути. Природная жемчужина состоит из множества тонких концентрических слоев, поэтому свет, упавший на стенку отверстия, стремится следовать вдоль этих слоев, и если центр сферических слоев жемчужины находится между двумя зеркалами, то свет неминуемо упадет на второе зеркало, отразится от него и попадет в микроскоп и в глаз наблюдателя.

В процессе исследования жемчужину медленно двигают вдоль иглы и смотрят, не появится ли короткая вспышка света в микроскопе.

В случае искусственно выращенной жемчужины, имеющей в центре перламутровое ядро, свет, отраженный в полой игле от первого зеркала, проследует вдоль плоских слоев перламутра и не возвратится к стенке отверстия. И как бы мы ни перемещали жемчужину вдоль иглы, вспышки в микроскопе не будет. Исследователь все время будет видеть тусклый серый свет.

Метод Чиловски и Перрина прост и достаточно результативен: за час работы опытный исследователь может проверить до 200 жемчужин.

Сейчас эндоскоп применяется лишь в Парижской лаборатории. На нем проверено уже несколько миллионов жемчужин.

Более уверенно и просто жемчужины распознаются с помощью рентгеновских методов исследования. Суть - в различном прохождении рентгеновских лучей через природный и искусственно выращенный жемчуг.

Радиография

Наиболее простым следует считать метод радиографии. Он основан на неодинаковом пропускании составными частями жемчужины рентгеновских лучей, которые вследствие этого вызывают различное потемнение негатива. Распознавание природных и выращенных жемчужин производится по положению в них конхиолина.

В выращенной жемчужине основная масса конхиолина отлагается моллюском на перламутровом шарике. Конхиолин слабо поглощает рентгеновское излучение, и лучи свободно проходят сквозь него, вызывая потемнение соответствующей части негатива. Поэтому четкий радиографический снимок выращенного жемчуга показывает одну черную линию вокруг перламутрового ядра.

Радиография природного жемчуга выявит множество дуг и колец конхиолина, подобных тонкополосчатому агату. Таким образом, линии тонкой структуры на негативах жемчужин подтверждают их природное происхождение.

Метод рентгеновской дифракции

Жемчужины, происхождение которых не удалось определить при радиографическом исследовании, диагностируются методом рентгеновской дифракции. При этом тонкий пучок рентгеновских лучей непрерывного спектра падает на вещество жемчуга. Излучение, рассеянное кристаллическим веществом, регистрируется на плоской фотопленке, помещенной за веществом перпендикулярно падающему излучению.

Природные жемчужины состоят из близко расположенных сферических концентрических слоев, перламутровое ядро выращенных жемчужин сложено примерно плоскопараллельными слоями. Главные (псевдогексагональные) оси кристалликов арагонита располагаются под прямым углом к поверхности слоев. В природной жемчужине они ориентируются по радиусам. При облучении ее рентгеновскими лучами последние всегда пройдут в направлении их псевдогексагональных осей и дадут на фотопластинке или пленке серию сближенных пятен гексагональной симметрии.

Снимок выращенной жемчужины получится лишь тогда, когда рентгеновские лучи пройдут перпендикулярно слоистой структуре перламутрового ядра, т.е. только в направлении псевдогексагональных осей кристаллов арагонита. В направлении, параллельном слоям или близком к нему, рентгеновские лучи пересекут кристаллики арагонита вдоль оси второго порядка, что скажется на конфигурации пятен, зафиксированных на рентгеновской пленке. Пятна расположатся не в форме шестиугольника, в виде мальтийского креста или прямоугольника с четырьмя хорошо выраженными пятнами вокруг центрального ядра. Это наиболее важный и весьма характерный признак выращенного жемчуга. Получив его, уже можно не сомневаться, что жемчуг является культивированным.

Наличие отверстия в жемчужине не влияет на качество снимка, жемчужину можно даже не снимать с нитки.

Интерпретировать результаты рентгеновского исследования жемчужин иногда довольно трудно.

Под влиянием рентгеновского излучения искусственно выращенные жемчужины, как правило, флюоресцируют интенсивнее, чем природные. Это зависит в основном от перламутрового ядра, которое флюоресцирует сильнее и при не слишком толстой оболочке передает свечение всей жемчужине.

Плотность жемчужин

Плотность искусственно выращенных жемчужин выше плотности природных. Это происходит потому, что первые содержат большое перламутровое ядро (до 60% веса жемчужины), окруженное тонкой оболочкой. Плотность ядра 2,8—2,85 г/см3, плотность оболочки 2,63—2,7 г/см3. Распознавание выращенных и природных жемчужин можно проводить в тяжелой жидкости плотностью 2,74 г/см3. Потонувшие в этой жидкости жемчужины следует считать выращенными.

Электрическое поле

Культивированные и природные жемчужины по-разному ведут себя в электрическом поле. Первые при пропускании через них электрического тока начинают вращаться, как бы ищут наиболее удобное для себя положение; в то время как природные жемчужины не проявляют никаких признаков беспокойства.

Метод электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР)

Надежно и быстро отличают природный жемчуг от культивированного с помощью метода электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР), предложенного в 1978 г. исследователями Л. В. Бершовым, Ю. Л. Орловым и А. В. Сперанским (СССР).

Шарик, образующий ядро культивированной жемчужины, почти всегда изготовляется из перламутра раковины пресноводного моллюска. Он содержит примесь Мn2+, изоморфно замещающего Са2+. Поэтому при наличии в спектрах ЭПР линий поглощения Мn2+ жемчуг следует отнести и культивированному. В натуральном морском жемчуге спектр Мn2+, изоморфно замещающего Са2+, отсутствует.

Различение чёрного жемчуга

Различением черных жемчужин (культивированных драгоценных и окрашенных солями серебра в черный цвет) занимались японские исследователи [Komatsu, Akamatsu, 1978]. Они предложили дифференцировать жемчуг с помощью фотографий на инфракрасную цветную пленку, рентгенофлюоресцентного анализа, определения твердости и других методов.

Лучшие результаты получаются при фотографировании жемчужин на инфракрасную цветную пленку. Она чувствительна к зеленому, красному и инфракрасному. Обычная цветная пленка состоит из трех слоев: голубого, зеленого и красного. Поэтому различия в интенсивности отраженного инфракрасного луча сказываются на полученном изображении. Так, на инфракрасной цветной пленке культивированные черные жемчужины выходят голубыми, а окрашенные солями серебра в черный цвет — зеленовато-голубоватыми и желтовато-зелеными.

Поэтому какими бы ни были культивированные жемчужины, коричневато-зелеными или черными, на инфракрасной цветной пленке они всегда выйдут голубыми, а почерненные — разноцветными.

Быстро распознать упомянутые жемчужины можно с помощью рентгенофлюоресцентного анализа. Обнаружение повышенного количества серебра в поверхностном слое жемчужины подтверждает, что она обработана солями этого элемента.

За счет почернения твердость жемчужин уменьшается на 40 по по сравнению с твердостью культивированного жемчуга. К тому же на поверхности почерненных жемчужин всегда заметны небольшие царапинки и отслоения оболочек.

Существенно различаются оба типа жемчужин по поведению в ультрафиолетовом свете: ни одна из почерненных жемчужин не флюоресцирует. Культивированные жемчужины, особенно среднего размера, при ультрафиолетовом облучении отчетливо флюоресцируют в желто-красных тонах.