Przeczytaj
Kamienie szlachetne i ozdobne
Aby minerałminerał można było nazwać kamieniem szlachetnym (kamieniem jubilerskim), musi charakteryzować się on odpowiednimi właściwościami. Czym wyróżniają się na tle zwykłych minerałów oraz skałskał kamienie szlachetnekamienie szlachetne? Właściwości, które je charakteryzują, to intensywny połysk, efektowne zabarwienie lub jego całkowity brak, duża trwałość (m.in. jako odporność na czynniki atmosferyczne), a także wysoka twardość, wynosząca więcej niż w skali Mohsa. W przyrodzie występują w niewielkich ilościach, co powoduje, że zwykle ich ceny są bardzo wysokie. Istotna jest również trwałość – kamienie szlachetne są odporne na wietrzenie, podczas gdy niektóre kamienie ozdobne łatwo ulegają rozkładowi pod wpływem różnych czynników chemicznych, nawet niezbyt silnych.
Skala twardości Mohsa to ułożone w kolejności minerały wzorcowe o określonej odporności na ścieranie, np. gips jest twardszy od talku, ale mniej twardy od kalcytu. Na poniższej grafice, z prawej strony umieszczone są przedmioty, którymi można szybko zidentyfikować twardość badanych minerałów, np. minerał gipsu ( w skali Mohsa) zarysujemy paznokciem, ale rysy na kwarcu ( w skali Mohsa) nie uda się zrobić nawet stalą narzędziową. Każdym kolejnym minerałem ze skali możemy zarysować poprzednie.
Kamienie, które mają niższą twardość i nie są aż tak trwałe w kontakcie z czynnikami zewnętrznymi, zwyczajowo nazywa się kamieniami ozdobnymi – nie jest to jednak sztywny podział i czasami pojawiają się od niego odstępstwa. Wysoko cenione są minerały o konkretnych właściwościach optycznych, takich jak dobre wysycenie barwą bądź wprost przeciwnie – całkowita bezbarwność i przezroczystośćprzezroczystość. Niepożądane są wszelkie zmętnienia i skazy zakłócające przepuszczalność światła; zaletą jest połysk, opalizacjaopalizacja czy iryzacjairyzacja. Z zasady minerały mętne, wewnętrznie niejednorodne, zawierające liczne gazowe inkluzjeinkluzje, są odrzucane przy przeróbkach jubilerskich.
Gemmologia to nauka o kamieniach szlachetnych i ozdobnych, stosowanych w jubilerstwie i zdobnictwie.
Tlenki – kamienie szlachetne i ozdobne
Tlenek krzemu() (krzemionka) –
Minerały krzemionkowe to bogata i pospolicie spotykana rodzina, licznie występująca na kuli ziemskiej. Tlenek krzemu(), zwany potocznie krzemionką, jest budulcem piasku, a wzorcowym minerałem, który potrafi być niezwykle cenny, jest zbudowany z tlenku krzemu kwarc. Powstaje on z kwasu krzemowego jako tlenek krzemu – tzw. bezwodna krzemionka. Występuje w formie bezbarwnej oraz, dzięki wrostkomwrostkom barwiącym, także w sporej palecie barw. Kwarce przezroczyste to np. kryształ górski, kwarc różowy, cytryn, ametyst i kwarc dymny, natomiast nieprzezroczystymi minerałami krzemionkowymi są agaty utworzone z chalcedonu – pospolitego minerału będącego odmianą skrytokrystalicznąskrytokrystaliczną krzemionki.
Kryształ górski – bezbarwna odmiana kwarcu. Jego silny połysk i przejrzystość sprawiają, że może być utożsamiany z diamentem. Jest używany do wyrobu biżuterii, a okazy z występującymi wewnątrz inkluzjami obcych minerałów, np. złota, pirytu, rutylu czy turmalinu, podwyższają jego wartość.
Kwarc różowy – ma duże znaczenie kolekcjonerskie jako kamień ozdobny; znalazł też zastosowanie w jubilerstwie. Rzadko tworzy kryształy, więc w takiej postaci jest wyjątkowo cenny.
Ametyst – odmiana kwarcu o fioletowym zabarwieniu spowodowanym obecnością domieszek żelaza. Występuje w formie szczotek krystalicznych w pustkach skalnych. Właśnie w tej formie osiąga najwyższą wartość – pełna ametystowa geoda o przejrzystych kryształach potrafi kosztować kilka tysięcy dolarów. Krystaliczna czystość, brak wewnętrznych skaz, wrostków i przebarwień podnoszą jego cenę. Najwięcej ametystów wydobywa się w Brazylii, mniejsze złoża znajdują się w Boliwii, Kanadzie i Indiach.
Cytryn – to żółta odmiana kwarcu, poszukiwana i ceniona zarówno przez kolekcjonerów, jak i przez jubilerów ze względu na swoją barwę. Na rynku dostępne są tańsze, sztuczne cytryny, powstałe przez wyprażanie ametystu lub kwarcu dymnego (w temperaturze brazylijski ametyst staje się jasnożółty).
Kwarc dymny/morion – przydymiony, cieniowany czarny kwarc. Ciemna barwa jest wynikiem oddziaływania na kwarc naturalnego promieniowania radioaktywnego.
Morion – czarna odmiana kwarcu, którego zabarwienie wynika z zawartości strukturalnych domieszek glinu (wraz ze wzrostem zawartości glinu wzrasta intensywność barwy). Cenione kolekcjonersko są mocno wybarwione okazy.
Kwarc mleczny – odmiana kwarcu, którego charakterystyczne mleczne zabarwienie jest wynikiem obecności rozproszonych kropelek cieczy oraz inkluzji wypełnionych gazami, np. dwutlenkiem węgla.
Kwarc niebieski – bardzo rzadka forma, której kolor wynika z obecności bezładnie ułożonych wyrostków magnetytu, rutylu, sodalitu lub wywołana jest przez inkluzje gazowe lub ciekłe. Bardzo rzadko tworzy kryształy, więc w takiej formie zyskuje na cenie. Łatwo poddaje się szlifowaniu, dlatego może być wykorzystywany w jubilerstwie.
Znanych jest wiele odmian, form i barw chalcedonu (skrytokrystaliczna odmiana krzemionki). Zaliczamy do nich m.in. agaty, które od czasów antycznych służyły do wyrobu pieczęci, biżuterii i naczyń. Wyrabiano z nich pierścionki, broszki, wisiorki, kolczyki, naszyjniki, guziki, przyciski do papieru, urny prochowe, figurki zwierząt i figury szachowe. Przykłady:
agat forteczny – wstęgi agatu o poszarpanych krawędziach;
agat mszysty – ma zazwyczaj jasną, jednorodną barwę najczęściej przezroczystą, a jego wnętrze podobne jest mchu, czasami przypomina również zwoje mózgu;
agat dendrytowy – bezbarwna lub białawo–szara, przeświecająca odmiana chalcedonu o „rysunkach” przypominających drzewa lub paprocie (dendrytachdendrytach).
muszkowiec – jego dendryty tworzą niezwiązane ze sobą, kłębiaste zrosty, przypominające grupy siedzących much;
agat oczkowy – tworzy pierścienie wokół centralnego punktu, przypominając tym samym oko;
agat ognisty – bardzo rzadka odmiana o grze barw (iryzacja) powstającej w wyniku załamania światła na wrostkach żelaza;
onyks – biało‑czarny kamień warstwowany (cenna odmiana agatu);
agat warstwowy – tworzy się warstwami w szczelinach skał.
Korund –
Korund jest minerałem tlenku glinu. Zawiera czasami niewielkie domieszki chromu, tytanu lub żelaza, od których zależy barwa kryształów. Już bardzo małe domieszki chromu zabarwiają korund na czerwono, tytanu na niebiesko, żelaza na żółto i brunatno (aż do barwy czarnej). Przezroczyste odmiany krystaliczne są wyjątkowo czyste pod względem składu chemicznego. Są cennymi kamieniami szlachetnymi, od dawna używanymi do celów zdobniczych, jubilerskich i kolekcjonerskich. Drobnokrystaliczne, zbite, ziarniste odmiany korundu (szmergiel) są powszechnie stosowane do celów przemysłowych jako materiał ścierny i polerski oraz jako surowiec na kamienie łożyskowe w zegarkach.
Rubin to jeden z najcenniejszych kamieni szlachetnych. Swoją barwę zawdzięcza domieszkom trójdodatnich jonów chromu. Jego twardość to 9 w skali Mohsa. Właściwości fizyczne rubinu zostały wykorzystane przy budowie pierwszego lasera, tzw. lasera rubinowego. Większość światowego wydobycia tych kamieni przypada na Birmę, Tajlandię, Pakistan i Afganistan. Najcenniejsze rubiny to tzw. rubiny karmazynowe, o nasyconym odcieniu czerwieni, tzw. gołębiej krwi.
Laser rubinowy był pierwszym działającym tego typu urządzeniem. Ma prostą konstrukcję, w której ośrodkiem czynnym jest ciało stałe – kryształ rubinu ukształtowany w formie walca. Jego powierzchnie czołowe są dokładnie oszlifowane i przepuszczają światło.
Szafir, podobnie jak rubin, należy do grupy najcenniejszych kamieni szlachetnych. Jest odmianą korundu, wykształconą w formie kryształów bezbarwnych, zielonych, koralowych, żółtych i różowych, jednak najcenniejsze i najbardziej pożądane są szafiry barwy chabrowo–bławatkowej (niebieskiej). Najważniejszym dostawcą szafirów są Indie. Kamień ten jest wydobywany także w Birmie, Tajlandii, Sri Lance, Australii, Tanzanii, Nigerii i w USA.
Hematyt –
Hematyt to minerał, którego nazwa pochodzi z języka greckiego, gdzie haema oznacza „krew”, a haimatites „krwisty”. Kryształy mają zazwyczaj barwę stalowoszarą/czarną o metalicznym, silnym połysku. Barwa proszku hematytowego (tzw. rysarysa) jest jednak czerwona i właśnie stąd wzięła się nazwa. Hematyt jest popularnym kamieniem ozdobnym o dużym znaczeniu kolekcjonerskim i jubilerskim, z którego wykonywane są rzeźby oraz biżuteria artystyczna. W epoce wiktoriańskiej wykonywana była z niego biżuteria żałobna.
Rutyl –
Zazwyczaj tworzy wydłużone kryształy o pokroju słupkowym, pręcikowym, igiełkowym lub włosowatym. Czysty rutyl, spotykany w przyrodzie, jest bezbarwny, a wszelkie jego barwne odmiany wynikają z obecności jonów zanieczyszczających. W zależności od ich rodzaju, może przyjmować barwę czerwono–czarną i brunatno–czerwoną, rzadziej niebieską, zielonkawą, żółto–brązową lub czarną. Kryształy rutylu mają wartość kolekcjonerską, ale cenne stają się będąc wrostkami w innych kryształach. Rutyl w takiej formie dodaje wartości kryształowi, w którym się znajduje, głównie ze względu na przyczynienie się do oryginalnego załamywania światła, efektu kociego okaefektu kociego oka, „włosów Wenus” czy asteryzmuasteryzmu.
Cyrkon –
Cyrkon jest kamieniem szlachetnym, występującym w postaci przezroczystego minerału, który swoimi cechami optycznymi (przepuszczalność światła, refleksy, połysk) i podatnością na szlifowanie jest tańszym, ale wciąż kosztownym substytutem diamentu. W obrocie jubilerskim można spotkać się z też z cyrkonią – jest to bezbarwny syntetyczny kamień ozdobny, utworzony z tlenku cyrkonu, krystalizujący w układzie regularnym, o wysokiej twardości () i wyraźnej dyspersjidyspersji. Z uwagi na duże podobieństwo własności optycznych, cyrkonie również uznaje się za materiał bardzo udanie naśladujący diament.
Cyrkon tworzy kryształy izometryczne, słupkowe i igiełkowe. W zależności od domieszek, może posiadać różne barwy i odcienie: złocistobrunatną, żółtą, różową, czerwoną, koralową, zieloną, fioletową, niebieską aż po brunatną i czarną, bywa też bezbarwny (sparklit).
Cyrkon to minerał, który występuje w wielu rodzajach skał w postaci małych kryształków. Minerał ten posiada dużo uranu– i uranu–, które rozpadają się do izotopów ołowiu– i – ze stałym tempem. Ze stosunków tych izotopów geochronolodzy mają możliwość obliczyć wiek próbki skały, która go zawiera. Najstarsze na świecie ziarna cyrkonu – a zarazem najstarsze odnalezione minerały – zidentyfikowano we wzgórzach Jack Hills w Zachodniej Australii. Cyrkony stamtąd liczą aż lat, czyli utworzyły się we wczesnym archaiku, niedługo po ukształtowaniu naszej planety. Najbardziej odporne minerały przetrwały jednak wchodząc w skład kolejnych generacji skał, tym razem osadowych i metamorficznych.
Aleksandryt –
Wyjątkowy i niezwykle cenny minerał będący tlenkiem glinu i berylu, który w zależności od oświetlenia zmienia barwę: w świetle dziennym jest zielony, w sztucznym oświetleniu czerwony (zmiana barwy wynika ze zdolności do odfiltrowywania części widma światła widzialnego), wykazuje się dużą twardością ( w skali twardości Mohsa). Najcenniejsze aleksandryty pochodzą ze złóż w Rosji (obecnie już jest wyeksploatowane), Sri Lance i w Brazylii. Aleksandryt jest wykorzystywany jako kamień jubilerski i kolekcjonerski, ale kryształy (naturalne i syntetyczne) są używane w laserach oraz do produkcji elementów optycznych w statkach kosmicznych i sztucznych satelitach.
Tlenki – suplementy diety, składniki kosmetyków, mineralne pigmenty
Minerały, w tym tlenki, od zarania dziejów aż po dzisiaj towarzyszą człowiekowi w codziennym życiu jako leki, pigmenty do farb czy do zdobienia ciała. Przykładem takiego wielofunkcyjnego tlenku jest hematyt, który w formie sproszkowanej używany był już przez człowieka pierwotnego do malowania na ścianach jaskiń. Starożytnym Egipcjanom służył do zdobienia sarkofagów, a rdzenni mieszkańcy Ameryki i Australii malowali hematytową pastą twarze, nadając im barw wojennych. Hematyt był jeszcze w czasie średniowiecza jednym z najważniejszych pigmentów, ponieważ jego kolor był trwały, a po zmieszaniu z bielą ołowiową (węglanem ołowiu()), uzyskiwano szeroką gamę odcieni. Przy tworzeniu farb brano pod uwagę kolor sproszkowanego surowca (czyli barwę tzw. rysy).
Minerały o kolorowej rysie, jak np. hematyt, noszą nazwę idiochromatycznych. W tej chwili to tlenki żelaza służą do barwienia kosmetyków.
Mogą przyjmować barwę od żółtej, przez pomarańczową, czerwoną, brązową i czarną. Są to tzw. pigmenty ziemne żelazowe (ochry, ugry, umbry i sieny). Ich kolor zależy od dodatków innych pierwiastków, jak chociażby manganu. Obecnie wiele z nich uzyskuje się syntetycznie, choć pigmenty ziemne, jak nazwa wskazuje, od zarania dziejów były uzyskiwane naturalnie.
Tlenki żelaza najczęściej występują w podkładach, pudrach, korektorach bądź cieniach.
Glinki bardzo często można spotkać w składzie rozmaitych maseczek do twarzy, ze względu na ich szczególne właściwości oczyszczające. Składają się one z mieszanek różnych tlenków, a ich aplikacja na ciało ma na celu usunięcie zanieczyszczeń, nadmiaru sebum, poprawienie mikrokrążenia, a tym samym odżywienie i poprawienie ogólnego stanu skóry.
Nazwa minerału | Wzór chemiczny | Zawartość masowa |
krzemionka | ||
tlenek glinu | ||
tlenek żelaza() | ||
tlenek potasu tlenek sodu | ||
tlenek magnezu | ||
tlenek wapnia + tlenek tytanu() |
Indeks górny Tabela Skład mineralny glinki białej (Źródło: www.yournaturalside.eu/glinki‑jako‑cenny‑skladnik‑kosmetyczny) Indeks górny koniecTabela Skład mineralny glinki białej (Źródło: www.yournaturalside.eu/glinki‑jako‑cenny‑skladnik‑kosmetyczny)
Tlenek krzemu() jest jednym z najczęściej stosowanych tlenków w kosmetykach, np. kremach czy pudrach matujących. Odpowiednio rozdrobniona krzemionka wchłania sebum oraz pozytywnie wpływa na procesy regeneracji i gojenia się skóry. Krzem odznacza się także właściwościami przeciwzapalnymi.
Tlenek glinu to biały proszek, który nie rozpuszcza się w wodzie. Podobnie jak tlenek krzemu(), ma bardzo dobre właściwości chłonne oraz zmniejszające wydzielanie potu, dlatego często pojawia się w składzie rozmaitych pudrów czy zasypek oraz właśnie środków przeciwpotowych. Jednak teraz coraz częściej klienci szukają dezodorantów bez aluminium. Bardzo popularne jest też stosowanie w kosmetykach tlenku cynku, jako składnika antybakteryjnego, czy tlenku tytanu(), jako naturalnego filtra UV.
Tlenek wodoru – ciecz bezcenna dla całej planety
Myjąc zęby czy podlewając trawnik, rzadko myślimy o tym, że tlenek wodoru (oksydan), który właśnie zużywamy, jest cennym surowcem. Tymczasem w jego deficyt może być najpoważniejszym problemem świata. Zasoby bezpiecznej do picia wody kurczą się błyskawicznie. Wody słodkie stanowią zaledwie niecałe masowe wszystkich zasobów wód na Ziemi.
Zachodzące zmiany klimatu, które coraz wyraźniej dają o sobie znać, są jednym z czynników (obok intensywnej antropopresji) zmniejszania się zasobów wody słodkiej, co z kolei wpływa na zwiększanie kosztu jej pozyskania. Najsilniej problemy te odczuwane są przez kraje najbiedniejsze, ale nie tylko one borykają się z deficytami tego cennego tlenku. Większość krajów na świecie cierpi na niedobór wody. Zaledwie kilkanaście państw posiada tzw. wodne nadwyżki – jest to np. Norwegia, która ze względu na stosunkowo niewielkie zaludnienie i klimat umiarkowany chłodny, ma odpowiednie zapasy wody pitnej. Najgorsza sytuacja panuje w Afryce i niektórych krajach Azji. Według naukowców, pierwsze niedobory wody w Europie zaczną być odczuwalne już w roku.
Przykładem złego zarządzania zasobami wodnymi jest historia Jeziora Aralskiego (zwanego także Morzem Aralskim). W latach ubiegłego wieku władze ZSRR zdecydowały, że na pustynnych terenach, znajdujących się w pobliżu jeziora, powstaną plantacje bawełny. Zbudowano sieć kanałów nawadniających, których wykonanie było niestaranne. Woda, która miała być dostarczona do plantacji w znacznej części uciekała z kanałów ze względu na nieszczelność. Uzyskanie gigantycznych plonów wpłynęło na systematyczne powiększanie plantacji, a tym samym pobór coraz większej ilości wody. Z początku nie dostrzegano problemu, jednak po upływie zaledwie lat, okazało się, że jezioro, które klasowało się na czwartym miejscu wśród największych jezior Świata, prawie całkowicie wyschło.
Coraz mniejsza ilość wody wpłynęła na wzrost zasolenia. Woda przestała być zdatna do picia, a słodkowodne gatunki ryb wymarły. Przesuwająca się linia brzegowa spowodowała upadek rybołówstwa w Aralsk i wzrost bezrobocia. Miasto, niegdyś położone nad jeziorem, znalazło się kilometrów od lini brzegowej.
W Polsce średnio każdy z nas zużywa codziennie ok. wody pitnej, a Amerykanie zużywają jej nawet do na dobę. Wodą do picia podlewamy ogródki, myjemy samochody, pierzemy i zmywamy naczynia. Także każda z gałęzi przemysłu zużywa jej gigantyczne ilości. Tymczasem statystyczny Afrykanin ma do swojej dyspozycji niecałe 50 litrów wody dziennie, a najmniej zamożni mieszkańcy krajów rozwijających się często jedynie . To tyle, ile zużywamy przy jednym pociągnięciu za spłuczkę czy myjąc zęby przez dwie minuty z lekko odkręconym kranem.
W Polsce od kilku lat w okresie letnim spotykamy się z problemem niedoboru wody. W celu ograniczenia jej zużycia, Samorządy zachęcają do zaprzestania lub ograniczenia podlewania i zraszania trawników, klombów i ogrodów. Skutkiem niedoboru wody jest postępujące pustynnienie województwa łódzkiego. Jednocześnie dochodzić będzie do powodzi w dolinach Warty, Pilicy i Bzury.
Ponad miliard ludzi nie ma dostępu do wody zdatnej do picia, a prawie trzy miliardy żyje w złych warunkach sanitarnych.
W liczba mieszkańców naszej błękitnej planety przekroczy 9 miliardów. Tymczasem zdatnej do spożycia wody niestety nie przybywa.
Słownik
przepuszczający promienie świetlne
efekt optyczny, polegający na pojawianiu się wąskiej smugi (pasma) świetlnej, przypominającej źrenicę kociego oka, która przemieszcza się po wypukłej i wypolerowanej powierzchni kamienia w trakcie jego obracania
zjawisko optyczne, polegające na pojawieniu się wąskich smug (pasm) świetlnych układających się w kształt „gwiazdy” na powierzchni kamieni szlachetnych
wielkość kryształów w skale jest bardzo mała, a poszczególne składniki nie są widoczne makroskopowo, można je wyróżnić tylko pod mikroskopem
efekt optyczny, charakteryzujący się grą barw w postaci kolorowych wzorów plam, które zmieniają się w zależności od kąta obserwacji (typowy dla opali, ale występuje na wielu minerałach)
zjawisko optyczne, polegające na powstawaniu tęczowych barw w wyniku interferencji światła białego, odbitego od ciał składających się z wielu warstw o różnych właściwościach optycznych
barwa proszku, jaki powstaje po sproszkowaniu minerału; jest jedną z cech diagnostycznych przy rozpoznawaniu minerałów
parametr określający jedną z własności minerałów; minerały o dużej dyspersji, odpowiednio oszlifowane, mienią się różnymi barwami w wyniku rozszczepiania światła białego
agregat drobnych kryształków, który kształtem przypomina rozgałęzione drzewo, krzew lub liść paproci; dendryty zazwyczaj tworzą tlenki lub wodorotlenki manganu i żelaza
ciało krystaliczne (pierwiastek, związek chemiczny), które powstało w wyniku procesów geologicznych lub kosmologicznych
zespół minerałów powstałych w wyniku procesów geologicznych (najpopularniejszy podział skał opiera się na ich genezie i obejmuje trzy główne grupy: skały magmowe, skały osadowe i skały metamorficzne)
wartościowe i rzadko spotykane odmiany niektórych minerałów i skał
ciało obce (zazwyczaj ciecz lub gaz) znajdujące się w minerale
obce ciało stałe znajdujące się w minerale
Bibliografia
Maślankiewicz K., Kamienie szlachetne. Wyd. poprawione i uzupełnione, Warszawa, .
Sachanbiński M., Vademecum zbieracza kamieni szlachetnych i ozdobnych, Warszawa, .
(www.pgi.gov.pl/muzeum/kopalnia‑wiedzy‑1/10151‑mineraly (dostęp ).
(www.pgi.gov.pl/muzeum/wystawy/wystawy‑stal (dostęp ).
http://yournaturalside.eu/glinki-jako-cenny-skladnik-kosmetyczny (dostęp ).
http://www.sos.wwf.pl/problemy (dostęp: ).