История и слухи
Однажды давно на ярмарке камней я услышала разговор между продавцами. Одна продавщица спрашивала другую, почему та не продаёт аметрины. Ответ был прост и короток: — Не хочу. Да ну их, с облучением связываться... Как объяснять? Не хотят покупать.
Разговор этот произошёл почти двадцать лет назад, когда я только начинала свою деятельность дизайнера украшений (время летит!). Тогда я решила, что и сама не буду связываться с аметринами. Казалось бы, всё просто: одну половину камня нагревают — получают цитрин, другую облучают — получают аметист. Но этот рецепт аметриновой окраски в одно предложение привёл меня к настоящему расследованию. Особенно после того, как этой осенью, снова побывав на ярмарке камней, я заметила: аметрины продаются массово. Все как на подбор, одинаковые, блестящие, нарядные. Спрашиваю: — Это аметрины? — Да, синтетические, — отвечают.
Меня снова заинтересовал старый вопрос: что именно я вижу? Под словом «синтетические» многие понимают разное. Синтетикой может быть любой имитирующий материал - даже пластик. Наверное, под "синтетическими аметринами" на ярмарке подразумевали искусственно выращенные кристаллы в лаборатории. Бывают и природные аметрины, и это настоящая редкость. Есть также облагороженные камни: природные аметисты, частично превращённые в цитрины. Но природных, по-настоящему двуцветных камней — мало.
Помимо этого давно ходят слухи о том, что некоторые драгоценные, полудрагоценные и даже поделочные камни «облагораживаются» в атомных реакторах в Бразилии и Китае, но это маловероятно.
Короткий ответ по аметринам
Скорее всего, с продавцов требовали сертификаты радиационного контроля, поскольку бывали случаи появления радиоактивных камней на рынке. Действительно, когда для получения окраски камней используется облучение, проверка на остаточную радиацию необходима.
Природные аметрины — большая редкость.
Основное месторождение — Боливия (месторождение Анахи), иногда такие кристаллы называют боливианитом. В природе сочетание фиолетовой и жёлтой зон в одном кристалле кварца встречается нечасто, потому что для этого должны совпасть условия как для формирования центров окраски аметиста (облучение + железо), так и для преобразования их в цитрин (частичный нагрев или другие процессы).
Как получают аметрин — кварц, у которого одна половина фиолетовая (аметистовая), а вторая — жёлто-оранжевая (цитриновая):
- Природные цитрины обычно не подвергают обработке, продают как есть. Но стоит помнить, что бледный цитрин может быть получен из бледного аметиста путём нагрева.
- Природные аметисты для последующего получения аметрина сначала облучают (чаще всего гамма-излучением) для насыщенного фиолетового цвета, затем половину кристалла нагревают. При этом точных, гарантированных режимов нагрева нет — результат может быть непредсказуемым.
Лабораторные аметрины получают на заранее выращенном кварце с встроенным железом в кристаллической решётке. Такой кварц прозрачный и может быть изначально бесцветным. Здесь три варианта:
- Весь кристалл нагревают до слабого жёлтого цвета, затем экранно облучают половину для аметистового цвета. Аметистовый цвет получится, так как не все потенциальные центры аметистовой окраски исчезают в подготовленном кварце при таком нагреве.
- Выращивают кварц с разными пропорциями железа и алюминия для двух половинок кристалла. После этого весь кристалл целиком облучают: одна половина становится аметистовой, вторая — цитриновой.
- Вариант с экранным нагревом и экранным облучением (раздельно) теоретически возможен, но маловероятен и технически сложен.
Интересный факт: Когда экранно облучают или зонально выращивают подготовленный кварц, то линия перехода из аметистового цвета в цитриновый получается отчётливой.
Природный камень
Давайте разбираться.
Природный аметрин — большая редкость. Шахта Анахи в Боливии — единственное месторождение на Земле, где ведётся крупномасштабная добыча природных аметринов.
Именно здесь находят кристаллы кварца с естественным сочетанием фиолетовой (аметистовой) и жёлтой (цитриновой) зон в одном камне.
Аметрин — это кварц, у которого одна часть окрашена как аметист (фиолетовая), а другая — как цитрин (жёлтая или оранжевая). Мы уже обсуждали, как из природного бледно-лилового аметиста можно сделать насыщенный аметист с помощью гамма-облучения в этой статье. Далее, при нагреве такой аметист превращается в цитрин — об этом уже в этой статье. Чем ярче фиолетовый аметист, тем золотистее будет цитрин после нагрева. Но тут возникает вопрос: как нагреть только половину камня, если кварц хоть и не самый хороший теплопроводник, но всё же распределяет тепло?
Обычно идут по сценарию: из аметиста — в цитрин. Только для лабораторного кварца есть ещё варианты.
А ещё важно уточнить: даже при безопасном гамма-облучении бледных аметистов в насыщенно-фиолетовые требуется радиационный контроль. Само облучение не делает камень радиоактивным, но может активировать следовые примеси в природном камне (например, натрий, алюминий, редкоземы). Даже лабораторные кварцы без лишних примесей (в том числе аметрины) после облучения выдерживают в экранированных помещениях (достаточно нескольких дней), и только после этого они поступают в продажу. Возможно, именно необходимость предоставления документов прохождения радиационного контроля и отпугивала продавщицу двадцать лет назад.
Природный аметист в аметрин
Чем ярче фиолетовый аметист, тем золотистее будет цитрин после нагрева. С самого начала скорее всего, все аметисты облучают для усиления цвета.
А затем половину нагревают. Тут возникает вопрос: как нагреть только половину камня, если кварц хоть и не самый хороший теплопроводник, но всё же распределяет тепло?
Если природный фиолетовый аметист греть с одного конца, то тепло довольно быстро будет перемещаться по камню и начнёт желтить фиолетовый. А о чём нам говорят художественные правила: сложи противоположные цвета и получишь серый. Фиолетовый цвет как раз противоположный оранжевому - смешать их и будет серый с асфальтовым оттенком.
Нагреваем лазером природный аметист с одной стороны
Пытаемся сделать из природного аметиста аметрин. Половину камня — цитриновую часть — нагреваем точечно лазером.
Чтобы превратить аметист в цитрин, нужно равномерно прогреть его до 450–550 °C.
Лазер нагревает точечно, и:
- внутренняя часть камня остаётся холодной, не переходит в цитриновый цвет
- возникает термический стресс, кристалл может треснуть или помутнеть
- цвет получается пятнистым и неконтролируемым
Лазер — это решение не для массового производства и для маленьких камней: так как его силы не хватает заглянуть вглубь камня - камень станет рыженьким поверхностно. А ещё лазер может перегреть камень местами, и камень даст трещину. Лазерный нагрев ≠ обычный нагрев
Греем одну половину природного аметиста с экранированием второй
Пытаемся сделать из природного аметиста аметрин. Половину камня — цитриновую часть — аккуратно и постепенно нагревают. Нагревают инфракрасным источником или в печи с направленным потоком, контролируя процесс, при этом аметистовая половина укутана в термозащиту или постоянно охлаждаться (это моё предположение). Способ без гарантий, так сказать, - может не получиться аметриновой красоты. Производители вряд ли будут так рисковать сырьём, хотя в чём риск?! Если дело не пошло, то можно весь камень просто прогреть до цитрина тогда (?).
Поэтому, когда у вас есть природный аметист, не хочется пробовать греть его с одного конца - можно испортить цвет и выход будет один - догреть до полного цитрина. Но когда нужен а-ля природный аметрин, то, получается, это единственный способ - греть с одного конца: экспериментируют над нелучшими аметистами - неяркими, с трещинками, мутными - просто аккуратно греют. Гарантий в таких вариантах нет.
Простое тонирование кварца не вариант
Можно ли подкрасить кварц? Теоретически — да. Практически — только по поверхности или по трещинкам. Цвет будет заметен, особенно в УФ-свете, и выдаст подделку.
Природный цитрин в аметрин
Но из цитрина, как ни облучай, аметист не получить. Поэтому природный цитрин не используют для получения аметрина.
Прогревание, а в природе цитрин тоже растёт под нагревом, навсегда убирает аметистовые центры окраски, особенно, когда этих центров не так много. Настоящий природный цитрин — со стабильной решёткой, полностью «зажившей» от температуры.
При облучении: ничего не происходит, или появляются мутные, грязные, дымчатые зоны. Аметист не получится. А результат в принципе либо не предсказуем, либо хуже исходного цвета.
Даже нет надёжных технологий усиливающих природный цвет цитрина. Но помним: бледный жёлтый цитрин ранее мог быть бледным фиолетовым аметистом, и как их различить - рекомендую статью.
Но вот интересный факт: если кварц изначально выращен с изобилием Fe³⁺ в решётке, его можно нагреть до цитрина, а затем облучить, и он теоретически снова станет аметистом. Такой фокус возможен только с лабораторным кварцем, специально подготовленным под эти цели.
Лабораторный аметрин
А можно в лаборатории вырастить аметрин? Получится такой искусственно выращенный кварц с аметриновой расцветкой? Как в этом случае?
Богато железа, целиком греют, экранно облучают. Метод Балитского
По данным GIA (Gemological Institute of America) и российских источников:
С 1994 года в России выращивают синтетический аметрин (по методу Балитского),
О, здесь оказывается всё особенно интересно! Можно вырастить хорошие кристаллы кварца даже прозрачного и бесцветного, с железом Fe³⁺ на позициях кремния Si⁴⁺. Подготовить много таких позиций с пустыми ловушками: малейшее облучение активирует шикарный насыщенный аметистовый цвет, а постепенный нагрев будет постепенно закрывать ловушки и окрашивать камень в цитрин.
Выращивают кварц со встроенным Fe³⁺, затем его слегка прогревают до бледно-жёлтого. При этом не все ловушки, нужные для аметистового цвета схлопываются. Получается - цитриновый цвет, пусть и бледный, есть и остаётся потенциал для аметистового цвета. А потом половину кристалла облучают под защитой экрана. Так можно получить плавный переход от цитрина к аметисту.
Любопытно, что облучённые аметистовые зоны иногда дополнительно стабилизируют отжигом: щадящим нагревом до 150–250 °C, чтобы устранить лишние дефекты, убрать напряжения и зафиксировать цвет.
Суть метода Балитского (много железа, общий нагрев и половину в облучение):
1. Выращивание кристалла кварца с Fe³⁺
- Кристалл выращивается гидротермально — из раствора при 300–400 °C и ~1000 атмосфер.
- В раствор добавляют соли железа (Fe³⁺), которые встраиваются в решётку кварца вместо Si⁴⁺.
- Получается бесцветный или слабожёлтый кварц, в котором Fe³⁺ равномерно распределено.
На этом этапе цвета ещё нет — но есть потенциал к окраске.
2. Гомогенный нагрев кристалла (если нужно)
- Иногда кристалл сначала нагревают до 450–550 °C:
- либо чтобы он стал цитриновым полностью,
- либо чтобы «сбросить» старые электронные ловушки и выровнять структуру.
После этого кристалл готов к следующей фазе — селективному окрашиванию.
3. Локальное облучение (гамма-лучами)
- Кристалл экранируется — часть его защищается от облучения свинцовыми пластинами, фольгой, керамикой.
- Неэкранированную часть облучают гамма-излучением (обычно от источника ⁶⁰Co).
- В зоне облучения:
- возникают электронные ловушки,
- рядом с Fe³⁺ они образуют центры окраски,
- появляется фиолетовая окраска (аметист).
4. Термическая стабилизация
Иногда проводят дополнительный прогрев всей массы (ниже 300 °C), чтобы:
- "устаканить" распределение цвета,
- вывести лишние дефекты,
- повысить прозрачность.
Лабораторный кварц с зональным распределением алюминия и железа плюс облучение
Но есть ещё вариант, и он кажется звездой процесса: изначально выращивают такой кварц со встроенным алюминием и железом: много алюминия для одной половины кристалла, и мало для другой. И тогда чудесное гамма-облучение одновременно делает половину аметистовой, а другую половину - цитриновой!
В статье GIA "Russian Synthetic Ametrine" описывается процесс выращивания синтетического аметрина в России, где подробно рассматривается влияние соотношения Fe³⁺ и Al³⁺, а также условий роста на последующую окраску кристалла после облучения. Статья «Russian Synthetic Ametrine» опубликована в журнале Gems & Gemology, лето 1999 года (Vol. 35, No. 2, стр. 122–134). Это научная работа, подготовленная совместно российскими и американскими исследователями, включая В. С. Балитского, основателя метода синтетического аметрина.
При этом граница между аметистовой и цитриновой частями может быть очень чёткой, если она заложена во время роста кристалла и затем облучение проводится равномерно по всему объёму.
После облучения кобальтом-60 (γ-излучение) при дозе около 5 Мрад:
- Зона с высоким содержанием Fe³⁺ и низким содержанием Al³⁺ приобретает фиолетовую окраску (аметист) благодаря образованию центров окраски [FeO₄]⁰.
- Зона с другим соотношением Fe³⁺ и Al³⁺ остаётся бесцветной или приобретает жёлтую окраску (цитрин) в зависимости от присутствия неструктурных примесей железа и условий роста.
Таким образом, один и тот же кристалл после облучения демонстрирует две разные окраски в зависимости от заранее заданного химического состава в его зонах.
Под экраном: половину греем, половину облучаем
Метод по вопросом - скорее, предположение.
А ещё интереснее половину бесцветного лабораторного кварца со встроенным железом греть до цитринового под экранированием второй половины. А вторую половину потом облучить до фиолетового тоже под экранированием другой половины.
Как греть только половину (предположение):
Кристалл оборачивают тепловой защитой (термобарьер) — например:
керамический экран,
изоляция,
тонкая металлическая оболочка (вакуумная камера).
- Нагревают инфракрасным источником или в печи с направленным потоком.
- Разогревается только обнажённая часть кристалла.
Затем вторую половину облучить до фиолетового под экранированием для другой половины.
Полученный аметриновый цвет кварца стабилизировать отжигом.
Отжиг — это щадящий нагрев облучённого кристалла, чтобы закрепить цвет, стабилизировать ловушки и устранить структурные дефекты. После гамма-облучения, особенно при создании фиолетовой зоны (аметист), в кристалле:
И что-то мне подсказывает, что все эти способы практикуются и улучшаются. Но, технологии и результаты экспериментов не разглашаются на широкую публику, да, и в коммерческих целях, поэтому всё, что мы знаем: половину нагрели - половину облучили.
Радиационный контроль
А что думаете Вы? Кажется, я знаю, что заставляло продавцов нервничать. Это не просто эмоциональный барьер перед словом "облучённый" у покупателей. «облучённый» звучит почти как «радиоактивный», пусть и безопасно, здесь целый ряд нюансов.
После облучения (даже безопасного) камень должен полежать в хранилище (обычно 1–6 месяцев),
- Иногда радиация исчезает за сутки, но требуется проверка дозиметром,
- Если производитель/продавец спешит продать — такие камни могут попасть в продажу, ещё не "остыв".
Особенно это массовые недорогие образцы, где контроль ослаблен.
Были ли случаи с радиоактивными камнями на практике?
Да, были.
Примеры:
- В 1990-х – 2000-х годах в Таиланде и Индии: продавались дымчатые кварцы и топазы с остаточной активность, после нейтронного облучения — выявлены дозиметрами при импорте в Европу и США.
- Некоторые кварцы из Пакистана и Африки: также попадались "фонящие" (как правило, речь шла не об аметринах, а о дымчатых кварцах и топазах, вызвали волну проверок на таможнях. GIA и другие лаборатории регулярно публиковали предупреждения, что облучённые камни должны проходить контроль, а остаточная активность — исключаться.
Друзья! Давайте обсуждать камушки и делиться фотографиями находок! Присылайте камушки на определение:
Телеграм как комментарий к любому посту
ВКонтакте через Предложить запись на стене группы