Однако бывают случаи, когда ювелирный камень черного цвета проявляет не характерные для него свойства или совокупность на первый взгляд противоречащих свойств,
в таком случае стандартная диагностика становится затруднительной и для уточнения минералогического названия необходимы более детальные методы исследования.
Одна из таких загадок побывала в нашей лаборатории – ювелирные вставки черного цвета в огранке багет, в закрепленном в ювелирное изделие виде.
Первичная диагностика показала, что вставки черного цвета могли быть черной шпинелью, имеющие стеклянный блеск, и показатель преломления 1,72. Но, как известно,
абсолютно черной шпинель быть не может, такой минерал просвечивает в краях темно-зеленым, темно-коричневым цветом, но данные вставки не просвечивали в краях.
Теплопроводность оказалась значительно ниже теплопроводности шпинели. Рамановская спектроскопия не дала точной идентификации минерала.
Для более детального изучения заказчик предоставил еще одну вставку с ярко выраженным раковистым сколом. Минерал проявлял слабые магнитные свойства.
Для уточнения минералогической принадлежности исследуемого образца были проведены рентгеноструктурный и химический анализы*.
Для исследования структурных характеристик образца использовался метод порошковой рентгеновской дифракции. Цвет исследуемого минерала в порошке серый.
Результаты исследования показали, что образец по своим структурным характеристикам является минералом семейства шпинелей:
Система: кубическая группа: Fd3m
Элементарная ячейка a: 8.13110 А.
Плотность (Dx): 3.515
Число формульных единиц (Z) = 8 (структура шпинели)
PeakList
h k l d 2theta I
1 1 1 4.6945 18.8878 390
2 2 0 2.8748 31.0839 338
3 1 1 2.4516 36.6241 999
2 2 2 2.3472 38.3146 10
4 0 0 2.0328 44.5350 508
3 3 1 1.8654 48.7781 1
4 2 2 1.6597 55.3032 75
5 1 1 1.5648 58.9765 346
4 4 0 1.4374 64.8083 504
5 3 1 1.3744 68.1730 21
4 4 2 1.3552 69.2770 1
6 2 0 1.2856 73.6168 19
5 3 3 1.2400 76.8082 61
6 2 2 1.2258 77.8621 6
4 4 4 1.1736 82.0409 37
5 5 1 1.1386 85.1457 13
Химический анализ показал следующий состав:
Al2O3 – 57±2%
FeO – 21±2%
MgO – 18±2%
SiO2 –2±0,5%
TiO – 0,8±0,2%
CaO –0,3±0,1%
Согласно проведенным расчетам химической формулы в данном образце шпинели определяется следующее содержание миналов: шпинелевого минала (MgAl2O4) – 73%,
магнетитового минала (FeO.Fe2O3) – 20%, герцинитового минала (FeAl2O4) – 7%.
* Исследования образца проведены в научно-исследовательской и испытательной лаборатории вещественного состава пород и руд Уральского государственного горного университета.
Таким образом, исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что исследуемый образец является ПЛЕОНАСТОМ (шпинель промежуточного состава между собственно шпинелью и герцинитом) с примесью магнетитового минала (20%), этим, по всей видимости, объясняется появление не характерных для черной шпинели свойств таких как теплопроводность ниже шпинелевой области, а также слабая магнитность.