Янтарь и янтареподобные смолы
Сегодня общеизвестно, что балтийский янтарь (международный термин сукцинит) – это застывшая смола (живица) достаточно крупных деревьев, преимущественно хвойных, которые произрастали приблизительно 45-50 млн. лет назад на обширной территории современного Скандинавского полуострова и прилегающих к нему областях (сейчас дно Балтийского моря и его южное побережье).
Сукцинит не единственный вид древних ископаемых смол на планете. В настоящее время учёными открыты и изучены ископаемые смолы более 120 видов. Все они отличаются от «солнечного камня» своими физическими и химическими свойствами, а также временем своего образования.
Во второй половине XIX века на основании различий физических и химических свойств ископаемые смолы Прибалтики, объединяемые общим понятием «балтийский янтарь» были разделены на 6 видов, получивших собственные названия: сукцинит (около 98%), геданит (около 3%), стантинит (редкий), кранцит (очень редкий), глессит (редкий), беккерит (редкий). Например, геданит встречается на Калининградском (Самбийском) полуострове (территория Калининградской области) и на южном побережье Балтийского моря (в Польше вместе с сукцинитом). Он отличается от сукцинита большей хрупкостью, так как содержит небольшое количество янтарной кислоты. Стантинит – черная ископаемая смола. Она встречается совместно с сукцинитом. В настоящее время единственным известным местом нахождения этой смолы является Калининградский полуостров. Таким образом, понятие «балтийский янтарь» относится к сукциниту в связи с его подавляющим преобладанием в общей массе ископаемых смол.
Дальнейшее развитие геологии и геохимии на протяжении XX века способствовало находкам новых месторождений ископаемых смол по всему миру. На острове Сицилия был обнаружен симетит красно-бурого или оранжевого цвета, в Бирме – бирмит – ископаемая смола желтого, реже красноватого цвета. Бирит, например, тверже балтийского янтаря и лучше поддается шлифовке. В Чехословакии обнаружен валховит – воскового, медно-желтого цвета. Цедарит встречается в Канаде.
В большинстве своем янтареподобные смолы более хрупкие чем янтарь (сукцинит), уступают ему по красоте, цветовому многообразию и блеску. Это объясняется тем, что условия их происхождения, захоронения и преобразования были различными. Возможно, что отличными были и деревья, производившие смолу. Общие разведанные запасы янтареподобных ископаемых смол в мире небольшие.
Инклюзы
Янтарь обладает удивительным свойством – в нем десятки миллионов лет почти в неизменном виде сохраняются животные и растительные включения, которые являются своеобразным окном в далекое прошлое нашей планеты. Инклюзы (так учёные палеонтологи называют естественные включения в янтаре) встречаются довольно редко. Подсчитано, что не более 10 % образцов от всего объёма прозрачного камня содержат включения.
Включения образцов флоры и фауны в балтийском янтаре представляют огромный научный интерес благодаря своему разнообразию и превосходной сохранности. Они помогают ученым-палеонтологам раскрыть многие загадки эволюции представителей животного и растительного мира, лучше представить (научно обосновать) доисторические глобальные физические процессы, проходившие на нашей планете.
Свойства янтаря
Янтарь высокомолекулярное органическое соединение, содержащее в среднем 79% углерода, 10,5% водорода и 10,5% кислорода. Его химическая формула C10H16O4. Наиболее характерной химической особенностью янтаря является наличие в нем янтарной кислоты от 2 до 8 %, которая придает камню относительную прочность. Но при этом янтарь достаточно хрупкий, он разбивается при падении или ударе о твёрдую поверхность. Отличительным свойством янтаря является вязкость, которая позволяет относительно легко производить механическую обработку камня. Янтарь можно пилить, резать, сверлить, шлифовать, полировать. Каждый кусочек камня, независимо от размера, имеет собственную природную «упаковку» - углеродистую корочку. Если не «вскрыть» её (снять), то невозможно точно определить цвет и степень прозрачности янтарного образца.
Удельный вес (плотность) янтаря колеблется в пределах 1,05 – 1,10 г/куб. см и практически равна аналогичному показателю воды. Балтийский самоцвет принадлежит к относительно мягким камням: его можно поцарапать ножом. Твердость сукцинита по шкале Мооса составляет 2-2,5 (для сравнения: твердость гипса – 2, кварца – 7, алмаза – 10). Янтарь способен окисляться под воздействием кислорода, содержащемся в воздухе. Наиболее интенсивное окисление происходит при повышенных температурах, на свету и в УФ – лучах. Янтарь обладает значительной термоустойчивостью. Он горит красивым пламенем, испуская приятный хвойный (смолистый) аромат. При нагревании без доступа кислорода до температуры 170-150°С янтарь становится пластичным. При дальнейшем нагревании он плавится, кипит и выделяет пары с ароматным запахом. В средние века его использовали для благовонных курений в храмах. Плавление протекает в интервале 360-380 С. Янтарь плохо проводит электрический ток, но способен накапливать статическое напряжение. При интенсивном трении о шерстяную ткань он электризуется и притягивает к себе легкие частицы (предметы): мелкие кусочки бумаги, соломинки, волосы.
Технологии промышленной переработки (обработки) янтаря
Автоклавирование – процесс нагревания янтаря в закрытом объёме без доступа кислорода под давлением (обработка газом).
Для чего автоклавируют янтарь? Главная задача – «выравнивание» плотности камня для того, чтобы его было легче обрабатывать дальше, чтобы он не треснул, не «лопнул» при последующей термической обработке; улучшение внешнего вида камня (привлекательность в готовом изделии).
Осветление – процесс нагревания янтаря в атмосфере инертного газа в течение длительного времени, остывание происходит тоже при давлении. Процесс продолжается около 20-24 часов, температура 180-200 градусов, давление от 20 до 250 кг\см2. В итоге получаются камни без трещин (они спекаются) или, если шлакованный янтарь – то годный для шлифования (камень чёрный сверху). В дальнейшем, меняя температурный режим, давление и газовую среду, можно получить янтарь с разными эффектами.
Лузгование – получение внутренних разломов (мелких трещин) в камне («лузга» имеет декоративное значение, янтарь становится искристым).
Каление – процесс управляемого горения поверхности с образованием оксидной пленки различной толщины. В зависимости от толщины пленки получается разный оттенок янтаря: светлый лимон, коньяк, темный коньяк, вишня и т.д.
Насыщение – процесс изготовления матового янтаря из прозрачного в насыщенном водяном паре при высоком давлении. Насыщают, чтобы получить матовый янтарь, «белёсый», так как он всегда весьма востребован на рынке.
Искусственное старение – ускорение образования оксидной плёнки на поверхности янтаря, процесс применяется для матового янтаря.
Чтобы получить такие разные необходимые эффекты каждый камень подвергается специальной обработке неоднократно. В среднем – 5-6 «подходов» в разном температурном и влажностном режимах и при разном давлении.
Цветовая гамма янтаря
Цветовая гамма янтаря насчитывает около 250 оттенков и колеблется от водянисто-бесцветного до темно-вишневого. Преобладающий цвет янтаря – желтый или оранжевый. Цвет камня зависит от определенного пространственного расположения в макромолекуле янтаря группы СО. Перестройка этой группы ведет к изменению окраски янтаря в сторону обесцвечивания. Если перестройка групп СО связанна с окислительными процессами, цвет янтаря приобретает темный, бордово-коричневый оттенок. Бурые окраски в янтаре обусловлены, как правило, посторонними примесями. Голубая и зеленая естественная окраска янтаря (включениями) является следствием рассеивания света «пустотками», находящимся в камне, определенного (разнообразного) диаметра и густоты расположения.
