1Булах А.Г., 1Золотарев А.А., 2Фитцнер Б., 3Кальницкая Е.Я. 1Санкт–Петербургский университет, С-Петербург, Россия;
2Технический университет, Аахен, Германия;
3Михайловский замок Государственного Русского Музея, С-Петербург, Россия
В тимпане фронтона портика Михайловского замка размещен громадный по своей площади рельеф “История заносит на свои скрижали славу России”. Он изваян в природном камне в 1798–1799 годах. Сейчас он вместе со всем зданием реставрируется. Но в литературе разных лет имеются значительные разночтения о том, что это за камень, откуда он был доставлен, монолитный он или составной. Преобладает мнение о том, что рельеф изваян в паросском мраморе, а камень монолитный.
Авторы обследовали рельеф тимпана с лесов, установленных для выполнения очередной реставрации фасада Михайловского замка. Рельеф оказался составным, он собран из большого числа каменных блоков разного размера. Нередко их границы грубо разрезают фигуры рельефа, даже расчленяя на части тела. Стыки блоков заполнены раствором. Поверхность всего рельефа затерта и тоже покрыта раствором. Издалека он кажется цельным.
По результатам нашего обследования, камень во всех деталях рельефа, блоках, элементах скульптуры оказался известняком. В свежих сколах он имеет серовато-желтый цвет, сильно порист. Лабораторными методами изучено 9 проб камня, взятых из разных точек рельефа, специально распределенных равномерно по всей его площади. Использованы методы оптической и электронной (растровой и просвечивающей) микроскопии, рентгеновского анализа, порометрии.
Как оказалось, известняк является органогенным, он имеет детритовое сложение и содержит в своем составе включения спирально-закрученных раковин гастропод их бесчисленные обломки. По минеральному составу — это чисто кальцитовая порода. Структура псаммитовая, пористая. Размер зернистости колеблется в среднем в пределах от 0,1 до 1 мм. Желтый разных оттенков цвет камня обусловлен тончайшей примесью природных гидроксидов железа. Структура породы неясно полосчатая (слоистая), полосы (слои) несколько различаются по степени их зернистости и пористости.
Размеры пор и их очертания изучены специальными методами: установлено, что они являются сообщающимися, а их общее количество составляет до 30–40 объема породы. На бесформенных зернах кальцита в составе известняка на стенках пор нарастают довольно хорошо ограненные кристаллы ромбоэдрического облика, видимо — это уже доломит.
Камень рельефа тимпана полностью аналогичен эталонным образцам пудостского камня из коллекции кафедры минералогии СПбГУ и Горного музея СПбГИ. Итак, камень изученных проб — это новейший (в геологическом смысле слова) органогенно-детритовый известняк пористого строения и с остатками современной пресноводной фауны. Паросский же мрамор — это плотный кристаллически-зернистый мраморизованный известняк (мрамор, по искусствоведческой терминологии) более древнего — мезозойского возраста с совершенно иной, морской фауной и с другими его техническими характеристиками. Результаты исследования позволили правильно ориентировать реставрационные работы.
Исследование выполнено по гранту РФФИ 02-06-80123 (Науки о человеке, природе и обществе).
ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА В ПРИРОДНЫХ ЮВЕЛИРНЫХ АЛМАЗАХ
МЕТОДОМ ОТЖИГА ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ Викторов М.А., Шелементьев Ю.Б., Ланцев Я.Л. МГУ им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия
Viktorov M.A., Shelementiev Yu.B., Lantsev Ya.L. Changing of the color in natural gem quality diamonds by HPHT-treatment (MSU, Moscow, Russia). Samples of natural HPHT-treated diamonds were investigated by standard gemological equipment (UV-lamp, GemSet) and also by the means of VIS-range absorption spectroscopy (at room temperature), spectral (at room and liquid nitrogen temperature) and colour cathodoluminescence, and laser induced photoluminescence (lasers with wavelengths of 488 nm at the room temperatures). Spectroscopic and gemological data was gained before and after annealing. Colour of the investigated samples (natural brownish diamond crystals) was artificially changed to yellow-green and to yellowish-brown by annealing during 5 hours at the temperatures of 1700-1800°C under high pressure (about 6 GPa). Acquired data provide a useful information on causes of diamond colour, mechanisms of the transformation of lattice defects in diamonds and can be useful for gemologists in the identification of HPHT-treated diamonds.
В настоящее время для изменения окраски ювелирных алмазов применяются различные методы: отжиг при высоком давлении (известный также как НРНТ-обработка), облучение различными видами ионизирующих излучений (нейтронами, электронами высоких энергий), иногда сопровождаемого последующим отжигом. Перед геммологами встает вопрос идентификации камней, прошедших различные виды обработки, поскольку от того является окраска природной или получена в результате облагораживания, сильно зависит стоимость камня.
В данной работе исследованы образцы природных алмазов, которые были отобраны для отжига при высоком давлении. Исследование было построено по принципу изучения свойств алмазов до и после обработки. Набор экспериментальных методов включал в себя стандартные геммологические: бинокулярный микроскоп, полярископ, УФ-лампа, набор эталонов цвета GemSet, а также набор инструментальных методов исследования вещества: абсорбционную спектроскопию в видимой области (при комнатной температуре), лазервозбужденную фотолюминесценцию (при комнатной температуре), цветную и спектральную катодолюминесценцию (при комнатной температуре и температуре жидкого азота).
Для отжига при высоком давлении было отобрано два октаэдрических кристалла природного алмаза коричневого цвета весом 0,16 и 0,28 карата. Отжиг проводился в течение 5 часов на установке для синтеза крупных ювелирных алмазов при давлении около 6 ГПа и температуре 1700–1800°С. Для контроля изменений окраски применялся набор цветовых эталонов GemSet. В первом образце (весом 0,16 карата) наблюдалось изменение цвета со светло-коричневого на желто-зеленый и усиление насыщенности окраски. Для второго образца (0,28 карата) наблюдалось изменение окраски со светло-коричневой на желтовато-коричневую и усиление ее насыщенности. Зафиксированы также значительные изменения в флюоресценции образцов в длинноволновом и коротковолновом ультрафиолетовом свете до и после отжига. Для первого образца наблюдалось появление желтовато-зеленой флюоресценции в КВ-УФ (до отжига КВ-УФ-флюоресценция отсутствовала), а также изменение цвета (с желтой на молочно-зеленую) и усиление ДВ-УФ-флюоресценции.
В спектрах поглощения в видимой области первого образца (0,16 карат) после отжига наблюдается появление ярковыраженной линии 415 нм (N3–центр) и очень слабой линии 503 нм (H3-центр), а также увеличение общего уровня поглощения. В спектрах поглощения в видимой области второго образца (0,28 карата) наблюдается усиление линии 415 нм, а также увеличение общего уровня поглощения.
Для съемки спектров фотолюминесценции применялась установка для получения спектров комбинационного рассеяния с длиной волны возбуждающего излучения (лазера) 488 нм. В спектрах фотолюминесценции обоих образцов после НРНТ-обработки наблюдалось появление интенсивной линии 503 нм – обусловленной центром Н3.
В изображениях, полученных методом цветной катодолюминесценции, наблюдается изменение цвета и распределения свечения образцов. В первом образце (0,16 карата) наблюдалось изменение цвета катодолюминесценции с голубого (до отжига) на зеленый (после отжига), а распределение в объеме образца свечения осталось равномерным. Во втором образце (0,28 карата) наблюдались изменения в цвете и распределении свечения в объеме камня: до отжига в образце наблюдалась равномерная голубая катодолюминесценция, после отжига – вдоль ребер кристалла сохранилось голубое свечение, а у вершин и на гранях – свечение изменилось на зеленое.
Спектры катодолюминесценции получены для образцов только после отжига при высоком давлении. В спектрах катодолюминесценции первого образца при комнатной температуре наблюдаются бесфононная линия 415 нм (N3-центр) и ее фононное повторение — полоса в области 420–470 нм, а также бесфононная линия 503 нм (H3-центр) и ее фононное повторение — полоса в области 510–570нм. Интенсивность линии 503 нм и ее фононного повторения сильно превосходит интенсивность линии 415 нм и ее фононного повторения, что обуславливает зеленый цвет катодолюминесценции данного образца. В спектрах катодолюминесценции первого образца при температуре жидкого азота, кроме линий 415 и 503 нм, также проявились линии 439 нм, 539 нм, 575 нм. Спектры катодолюминесценции для второго образца получены с двух участков — зеленого и голубого свечения. При комнатной температуре в спектре с участка голубого свечения наблюдаются линии 415 нм с полосой фононного повторения, а в спектре с участка зеленого свечения наблюдаются линии 415 ни и 503 нм с полосами фононного повторения, причем интенсивность линии 503 нм и полосы ее фононного повторения выше. При температуре жидкого азота в спектрах с обоих участков, кроме указанных линий, наблюдаются также линии 439 нм и 539 нм.
Применение комплекса спектроскопических методов позволяет предположить механизмы возможных процессов, происходящих в алмазах при отжиге при высоком давлении. Исходные кристаллы представляли собой азотсодержащие алмазы, поэтому, исходя из спектроскопических исследований, можно предположить, что кристаллы, содержащие примесь азота, невозможно осветлить с помощью отжига при высоком давлении. Полученные данные могут быть полезны не только с научной точки зрения, но также иметь прикладное значение для экспертов-геммологов, так как могут послужить для разработки методик по диагностике алмазов, подвергшихся отжигу пи высоком давлении.
Достарыңызбен бөлісу: |
