Жемчуг - [8]

Твердость. Жемчуг довольно тверд и прочен, но легко царапается. Исследовалась твердость речной ювелирной и морской жемчужин. Полученные данные сравнивались с твердостью обычного арагонита.

Ювелирная жемчужина слегка овальная. В наибольшем сечении имеет 2,9 мм. Состоит из двух зон: более широкой внутренней, сложенной призматическими радиально-волокнистыми агрегатами кристаллов арагонита, и узкой внешней (0,5 мм), образованной пластинчатыми слоями этого минерала. Ядро в жемчужине не выражено, Призматический арагонит коричневый, пластинчатый -светло-серый, белый. Поверхность жемчужины бледно-розовая с хорошим перламутровым блеском. Просвечивает на глубину.

Морская жемчужина эллипсовидная, со слегка неровной, волнистой поверхностью. Размеры ее 4X3,5 мм. Характеризуется неясно выраженным радиально-волокнистым и концентрически-слоистым строением. Сложена призматическими кристаллами арагонита. Ширина — сотые—тысячные доли миллиметра.

Арагонит представлен коротко- и длиннопризматическими (от 2 до 18 мм) кристаллами и их двойниками (тройниками) с габитусными гранями призмы {110} и пинакоида {001} и незначительно развитой призмой {010}. Грани большинства индивидов и сростков ровные, блестящие, позволяющие производить определение твердости без предварительной пришлифовки и полировки.

Твердость арагонита жемчуга и «земного» арагонита определялась геологом В. Б. Степановым при нагрузке 20 г, нагрузка выдерживалась 10 с. В речной жемчужине измеряли твердость внутренней (призматической) зоны и внешней оболочки, состоящей из тонких арагонитовых пластинок, в морской жемчужине — на всем поперечном срезе образца. Измерение твердости арагонита производили на гранях призмы {110} (вдоль оси с) и пинакоида {001}. На каждую жемчужину и грань кристалла арагонита было нанесено по 50 отпечатков алмазной пирамидки.

Разброс значений твердости и средняя твердость жемчуга наибольшие во внутренней (призматической) зоне речной жемчужины. Средняя твердость призм арагонита (206,56 кг/мм²) почти в 2 раза больше, чем пластинок перламутрового слоя (115,36 кг/мм²). Пинакоидальная грань шорсуйского арагонита в 2 раза тверже (266,5 кг/мм²) такой же грани арагонита речного жемчуга (115,36 кг/мм²), тогда как твердость призматических граней обоих веществ почти одинакова (203,4 и 206,56 кг/мм²). Наименьшей твердостью (на грани призмы) характеризуется арагонит морского жемчуга (170,06 кг/мм²). Последним обстоятельством, по-видимому, можно объяснить меньшую долговечность морского жемчуга по сравнению с речным.

Механические свойства жемчуга (как и перламутра) определяются пространственным расположением призматических и пластинчатых кристаллов арагонита, соединенных в компактный минерально-органический агрегат посредством органического вещества. В направлении, параллельном расположению кристаллов арагонита, такие свойства (в том числе и твердость) будут иными, чем в перпендикулярном этому направлению. Упругие свойства пресноводного жемчуга выше, чем морского.

Плотность. Жемчужины представляют собой агрегаты переменного состава, поэтому их плотность сильно варьирует. Она состоит из плотности арагонита (2,94 г/см³), конхиолина (1,34 г/см³) и воды (1 г/см³). В зависимости от преобладания того или иного компонента плотность жемчуга увеличивается или уменьшается.

Результаты исследования плотности жемчуга различными авторами [Anderson, Payne, 1953; Johnson, 1962; Webster, 1975; Кораго, 1981] приведены в табл. 1.

Таблица 1. Плотность жемчуга.

Регион	Вид моллюска	Цвет жемчуга	Плотность, г/см
Пресноводный жемчуг
СССР, Северо-Запад	Margaritifera	Белый	До 2,76*
//	//	Черно-коричневый	До 2,2
//	//	Черный	1,35-1,37
Италия, река По			2,69
ЧССР			2,6158-2,7237
Северная Америка	Unio	Белый	2,66-2,78; Ср. 2,66-2,70
Морской жемчуг
Персидский залив	Vulgaris	Кремово-белый	2,68-2,74; Ср. 2,715*
Австралия
Северный берег		Серебристо-белый	2,68-2,78; Ср. 2,74*
Северо-западный берег	Maxima	Серебристо-белый	2,67—2,78*
Акулий мыс	Carcharium	Желтый	2,67—2,78*
Венесуэла	Radiata	Белый	2,66-2,74; 2,65-2,75*
Япония	Martensii	Белый с зеленоватым оттенком	2,66-2,76; Ср. 2,70-2,74
//			2,60—2,76
Калифорнийский залив, Байя	Nobilis	Пинна-жемчуг	2,43—2,56
//	//	Черный	2,75
//	//	Белый	2,63-2,76
Культивированный жемчуг
Япония	Martensii	Белый	2,72-2,78
//		Черный	2,70-2,80
//		Белый	2,70
* Ювелирный жемчуг.

Пресноводный и морской жемчуг характеризуются близкими значениями плотности. Верхняя граница пресноводного и морского жемчуга одинакова и равна 2,78 г/см³, нижняя — разная: у пресноводного 1,35 г/см³, у морского 2,43 г/см³. Таким образом, разброс значений плотности у пресноводного жемчуга более широк. Наименьшая плотность отмечена у черной пресноводной жемчужины (1,35—1,37 г/см³). Она почти такая же, как у конхиолина (1,34 г/см³). По-видимому, эти жемчужины как считает Кораго, состоят в основном из органического вещества. Наибольшая плотность определена у белой и серебристо-белой ювелирных жемчужин. Несколько неожиданным является увеличение плотности желтых жемчужин до такого же предела, как и белых. Черный морской жемчуг имеет большую плотность (2,75 г/см³) по сравнению с плотностью черного пресноводного жемчуга (1,35-1,37 г/см