Строение жемчуга. Жемчужина состоит из ядра, основной части и оболочки. Ядро составляет не менее пятой части жемчужины. Иногда оно отсутствует, тогда место его нахождения угадывается по побелению в центре жемчужины, вызванному появлением пелитоморфного арагопита. Редко на месте ядра бывает пустота. На качество жемчуга ядро не влияет, роль его чисто генетическая: от него начинается рост жемчужины. В ядре можно обнаружить чужеродные тела. Это минералы, случайно попавшие в раковину, и сгустки органического вещества, отложившегося в результате патологических изменений в организме моллюска.
Минералы представлены зернами плагиоклазов, кварца, частичками пластинок каолинита и слюды. Скопления органического вещества имеют круглую или неправильную форму. Порой такое скопление занимает около половины поперечного среза жемчужины. В центре оно светлее, по краям грязно-коричневого цвета, мягкое. Круглые скопления обычно не содержат никаких примесей, неправильные — нередко вмещают хлопьевидные частички арагонита.
Ядро жемчужины часто окружено тонким слоем органического вещества, хорошо выделяющегося своим темным цветом на сером фоне кристаллов арагонита. Непосредственно на нем нарастает основная масса жемчужины. Она состоит из призматических (шестоватых) кристаллов арагонита, которые разделены тонкими органическими прослойками. Органическое вещество придает коричневатый оттенок всей жемчужине.
Призматические кристаллы арагонита имеют четырех-, пяти-, шести-, семи- и восьмиугольное сечение. Исследование поперечного сечения позволило выделить кристаллы трех типов и сростки. Кристаллы первого типа немногочисленны, сечение их четырех- и шестиугольное. В огранке принимают участие плоскости призм {010} (первый вид кристаллов), {010} и пинакоида {100} (второй вид). Кристаллы второго вида преобладают. Основной (габитусной) на всех кристаллах является призма {110}, пинакоид {100} всегда имеет подчиненное значение. По-видимому, кристаллы первого типа формировались раньше других. По сравнению с последующими выделениями арагонита грани их наиболее ровные. Кристаллы второго типа имеют неправильное многоугольное сечение, грани их обычно слегка вогнуты или выгнуты. Это по существу кривогранные кристаллические образования. Еще более кривогранны кристаллические образования арагонита третьего типа. По этой причине определение граней в них сильно затруднено. Каждый кристаллик арагонита вырастает на конхиолиновой (органической) основе и в конхиолиновом чехле.
Рассмотрение срезов призматических кристаллов в их прикорневой части позволяет предположить существование двух разностей конхиолина: одна в какой-то мере предопределяет форму будущего кристалла арагонита, другая, окружая кристалл своеобразным чехлом, обеспечивает его рост. Она же предохраняет кристаллы от слипания.
В арагоните речного жемчуга в участках, где конхиолина много, иногда прослеживается еще один тип кристаллов. По аналогии с известными в минералогии образованиями этот арагонит следует назвать скелетным. В поперечных срезах он выявляется благодаря узким, двух- и трехгранным полоскам, которые повторяют очертания находящегося вблизи кристалла арагонита. Рамки скелетных образований обычно разорваны.
Призматические кристаллы обусловливают лучисто-скорлуповатое строение жемчужины. Оно — результат сезонного отложения карбоната кальция моллюском, чутко реагирующим на малейшие изменения внешней среды. Описанная слоистость близка к слоистости «пещерного» жемчуга, в котором по количеству слоев и их ширине можно определить возраст. Однако по отношению к жемчугу это вряд ли приемлемо; моллюск, в котором формируется жемчуг, реагирует не только на сезонные, но и на другие изменения окружающей обстановки.
Призматические кристаллы арагонита нарастают на тонкую прослойку органического вещества и как бы служат естественным продолжением предыдущего призматического слоя. В направлении к периферии жемчужины количество органического вещества в ней обычно уменьшается. Такие жемчужины слегка просвечивают. В жемчужинах, где органические прослойки очень тонкие, призматический кристаллик арагонита можно проследить на всю его длину. При заметной мощности прослоек органического вещества призмочки арагонита четко обособляются одна от другой, ориентировка их становится различной.
Интенсивность окраски многих жемчужин зависит от количества органического вещества, покрывающего торцы призматических кристаллов. Значительное площадное распространение его обусловливает коричневый цвет жемчужин. Оболочка как таковая в подобных жемчужинах отсутствует. На поверхности хорошо видны верхушки кристаллов арагонита, многие из них закруглены. Это позволяет предположить наличие на верхушках кристаллов небольших граней, которые, к сожалению, совсем не изучены. Не исследована и природа неправильных белых пятен, просвечивающих в глубине коричневых жемчужин.
На призматические слои нарастают пластинчатые слои арагонита, обусловливающие перламутровый блеск жемчуга. Ими иногда сложена не только оболочка, но и целая жемчужина. Такие жемчужины слегка просвечивают. Пластинки (их можно назвать кристалликами) чаще имеют гексагональный облик, реже встречаются четырех- и пятиугольные, неправильные. Величина их от 3 до 30 мкм в поперечнике, толщина до 2,2 мкм. Толщина перламутровой оболочки 0,5 мм. Как и в перламутровом слое раковины, пластинки арагонита в жемчуге ориентированы своей главной осью перпендикулярно поверхности нарастания, т. е. грань пиканоида {001} пластинок расположена параллельно плоскости слоев.
Как и кристаллы призматического слоя, пластинчатые кристаллы арагонита заключены в конхиолиновые чехлы-капсулы. Посредством их и тонких прокладок органического вещества пластинки разделяются между собой. Это же вещество скрепляет пластинки арагонита в компактный минерально-органический агрегат.
Пластинчатые слои нередко занимают лишь часть поверхности жемчужины, тогда как на других участках обнажаются призматические слои. К этому следует добавить, что иногда речь идет не столько о слоях, сколько о наплывах и даже пленках перламутра, легко очищаемых стальной иглой с поверхности жемчужины.
Проведенное геологом А. А. Кораго [1981] исследование строения пластинчатых слоев белой (ювелирной) и серой жемчужин показало, что для первой характерна высокая степень однородности. Она проявляется в одинаковых размерах и толщине выделяемых моллюском пластинок арагонита и склеивающих их пленок органического вещества. Оболочка серых жемчужин сложена пластинками арагонита, величина и толщина которых колеблются в широких пределах. Крайне непостоянна мощность прослоек органического вещества. Существенно различаются обе жемчужины также по поверхности (простой в ювелирной жемчужине и сложной в серой), характер которой зависит от расположения пластинчатых кристаллов в оболочках.
Речные жемчужины сложены в основном слоями призматических кристаллов арагонита. Пластинчатый (перламутровый) слой на них имеет небольшую толщину. Видимо, поэтому такие жемчужины переливают бледным лунным светом.
Морские и пресноводные жемчужины несколько различаются по строению. Драгоценные морские жемчужины сложены слоями пластинчатых кристаллов арагонита, призматических кристаллов у них нет. Однако строение жемчуга из раковин мидии не подчиняется этому правилу. Жемчужины, выловленные в Феодосийской бухте, состоят в основном не из пластинчатых слоев, а из призматических кристаллов арагонита, серых в центре и белых на периферии. Слои разделены тонкими прокладками органического вещества. Ширина концентров — сотые—тысячные доли миллиметра.
Детальное исследование черноморского жемчуга произвели Е. Ф. Шнюков и Д. П. Деменко [1983]. С помощью электронно-микроскопических исследований они определили в ядре жемчужин кристаллы кальцита и гидрослюды и впервые зафиксировали в строении жемчуга слой рыхлого колломорфного арагонита. Этот слой пронизан многочисленными порами, направленными от периферии к центру. Поры разветвляются и, по мнению исследователей, являются важными каналами в жемчужине. В отдельных жемчужинах развит не один, а два колломорфных слоя, хорошо разделяющиеся между собой. Однако в таком случае в обоих слоях поры отсутствуют.
Поверхность колломорфного слоя покрыта пластинчатыми кристаллами арагонита. Там, где колломорфный слой отсутствует, жемчужина целиком слагается пластинками арагонита сечением 3—4 мкм. Поверхность пластинок усеяна многочисленными бугорками, сферическими образованиями и изредка пронизана порами. Скол пластинок раковистый. Шнюков и Деменко обнаружили на поперечном сколе после травления слабым раствором щелочи NaOH удлиненно-призматические волокна длиной 0,2—2,0 и толщиной 0,04—0,1 мкм. Волокна ориентированы в основном перпендикулярно поверхности пластинок. На призматических гранях волокон заметны поперечные штрихи роста.
Качество жемчуга определяется четырьмя признаками: блеском, цветом, формой и размером. Главный признак — блеск, а затем цвет.
Блеск. Жемчуг должен обладать игрой цвета, светом (сверкание) и блеском, без чего он не представляет ценности. Красота жемчуга не только в окраске, но и в переливах, зависящих от степени прозрачности арагонитовых слоев и от отражения от них света. Это явление, называемое ориентом,— следствие двух оптических эффектов: интерференции света, отраженного от последовательно перекрывающих друг друга прозрачных пластинок арагонита, и дифракции света при прохождении его через кристаллическую решетку арагонитовых слоев в местах встречи последних с неровной поверхностью жемчужины. Первый эффект более постоянен и варьирует от едва уловимого мерцания до сполохов, подобных северному сиянию. Ювелиры этот эффект сравнивают с «огнем» бриллианта и при характеристике блеска жемчуга, как и при описании алмаза, говорят о «воде» жемчужин. Жемчуг с сильной игрой цвета называют огненным, он встречается крайне редко и очень высоко ценится.
От жемчуга «чистой (или первой) воды» требуется прежде всего игра: он должен быть бесцветным или чисто-белым, иметь сильный блеск со слабым голубым отливом, переходящим в радужный. Безупречная жемчужина «чистой воды» имеет нежный молочно-белый, светло-серебристый блеск, отливающий при ее вращении всеми цветами радуги. Это самый дорогой жемчуг. Белые жемчужины с желтоватым или голубоватым оттенком просвечивают не на всю глубину перламутрового слоя. Поэтому блеск их не такой сильный, как бесцветных жемчужин,— очень мягкий, чуть бархатистый. Он и составляет главную прелесть большинства товарного жемчуга. Наибольшим блеском с красивым перламутровым отливом характеризуются жемчужины, выловленные в водах Персидского и Манарского заливов.
Жемчужины, в которых ориент отсутствует, непривлекательны. Они образуются в раковинах моллюсков, лишенных перламутрового слоя. Классическим примером подобной жемчужины является знаменитая «Жемчужина Аллаха» весом 6,35 кг, извлеченная из громадной тридакны. Тусклую, темно-коричневую окраску имеет известный пинна-жемчуг весом 16 гран (1 гран = 50 мг). Таким же цветом обладает и внутренняя поверхность раковины, в которой он размещался. Лишены ориента и многие другие жемчужины. Они, как правило, не представляют ценности, хотя временами и на них бывает спрос. Отсутствует ориент в черных жемчужинах, но они привлекают необыкновенным бликом — светлым пятнышком отраженного света. Эти жемчужины ценятся очень дорого. Блеск у них близок к металлическому.
Как уже отмечалось, жемчужины с красивым блеском образуются в раковинах с развитым перламутровым слоем. Однако это правило выдерживается не всегда: интенсивность блеска жемчуга часто зависит от того, в какой участок моллюска попадет зародыш будущей жемчужины. Если зародыш расположен в том месте мантии, где выделяется красивый перламутровый слой, то высокого качества перламутр формируется и на жемчужине. Так образуются жемчужины «красивой воды» по терминологии английского ювелира Г. Смита [1980]. В середине мускульного края мантии жемчужины коричневатые, без блеска, часто с белесыми разводами, портящими их внешний вид. Жемчужины, образующиеся во внешнем (темном) краю мантии моллюска, не имеют блеска. Чем дальше от этого края жемчужины, тем они светлее и тем выше их ювелирные качества. Непосредственно над замковой частью формируются как коричневые жемчужины, почти не имеющие блеска, так и белые, блестящие.
Цвет. Считается, что у лучших жемчужин нет собственного цвета. Благодаря своей прозрачности они приобретают мягкий серебристый блеск, едва отливающий цветами радуги, становятся перлами чистейшей воды. Однако жемчуг бывает белый, розовый, голубой, синеватый, фиолетовый, золотистый, желтый, бронзовый, серый, коричневый, красноватый, бурый, черный, редко зеленоватый, но чаще желтоватый или сероватый с голубоватым отливом и характерным перламутровым блеском. Все цвета, кроме черного, слабые. Цвет жемчужин обусловлен степенью просвечиваемости перламутровой оболочки и окраской подстилающего ее органического слоя. Арагонит жемчуга бесцветный или белый, тогда как конхиолин желтоватый, а в сравнительно толстых слойках бурый до черного. Существенно влияют на цвет жемчуга примеси химических элементов в воде, где обитают жемчугоносные моллюски. Поэтому жемчужины из разных водоемов порой заметно различаются по цвету. Выловленные в водах Персидского залива имеют кремовый оттенок. Бледно-розовая окраска свойственна жемчужинам из Шри-Ланки. Белыми и серебристо-белыми бывают австралийские жемчужины, красновато-коричневыми и черными — мексиканские, ярко-розовыми с волнистыми линиями — индийские, с зеленоватым оттенком — японские. Необычайно красивая золотистая окраска присуща австралийским жемчужинам, добываемым из моллюсков. В ряде случаев цвет жемчужины зависит и от ее положения в теле моллюска.
Уникален черный жемчуг. Как драгоценное украшение он был известен давно. В «Одиссее» Гомера Пенелопа получает в дар пару жемчужин, «как бы сплетенных из ягод тутовника». Абсолютно круглые черные (без подтеков) жемчужины встречаются очень редко. По сравнению со светлоокрашенным жемчугом они содержат больше конхиолина. Долгое время мировой известностью пользовался район Байя в восточной части Калифорнийского залива. Здесь вылавливали черный жемчуг с характерным металлическим блеском. Жемчужины имели специальное название «Ла Пас», или «Панама». Наиболее дорогие весили 372 грана.
Не менее разнообразен по цвету и пресноводный жемчуг. Так, в водоемах Северо-Запада СССР находят белый, серый, зеленоватый, коричневый, черный и комбинированный. Богат оттенками белый жемчуг: розоватый, золотистый, голубоватый, серебристый, сероватый, сиреневатый. Такие жемчужины имеют перламутровый блеск и сверкание и по своему качеству относятся к ювелирным. Белый жемчуг составляет около четверти всех найденных жемчужин, серый — около трети. Серые жемчужины не имеют блеска и сверкания, не просвечивают. К тому же они часто обладают зеленоватым, бежевым или коричневатым оттенком. Зеленоватые жемчужины немногочисленны и, как правило, невелики (3—4 мм). Черный жемчуг очень редок. Подобно серому, он не просвечивает, лишен блеска и сверкания и этим существенно отличается от знаменитых черных жемчужин южных морей. Однако раньше черные жемчужины с характерным синеватым отливом водились в реках Кольского полуострова. Из такого «гиперборейского» жемчуга носили ожерелья норвежские королевы.
Большую группу составляют жемчужины комбинированной окраски: белые с серыми полосками, коричневые с серым пояском или серые с белой (и коричневой) «макушкой». Многие жемчужины состоят как бы из двух половинок, одна из которых характеризуется ювелирными свойствами, а другая, серая или коричневая, таковыми не обладает.
Карельский жемчуг в основном серебристо-белый, иногда с голубоватым оттенком, розовый, реже черный с синевато-стальным отливом. В реках Архангельской области вместе с серебристо-белым жемчугом ловили красно-белые, красные с просинью и серые жемчужины величиной с горошину.
На цвет жемчуга влияет степень его зрелости. Об этом писал еще М. В. Ломоносов, исследовав жемчуг, собранный С. П. Крашенинниковым на Камчатке. Незрелый жемчуг зеленоватый, бурый, желтоватый, синий. Одна сторона жемчужины бывает белой, другая — синей или желтой. Часто жемчуг, когда его извлекают из раковины, имеет зеленоватый оттенок и только по мере высыхания становится белым.
Природа окраски жемчуга (и раковины) выяснена недостаточно. Выше отмечалось, что цвет жемчуга зависит в основном от цвета находящегося в нем органического вещества и от примеси различных химических элементов в морской воде. Весьма дорогой, розовый жемчуг вырастает в морской воде, содержащей повышенные количества марганца. Обогащая различными химическими элементами морскую воду на жемчужных плантациях, получают голубой, зеленый, оранжевый и даже лиловый жемчуг. Причина окраски черного жемчуга неясна. По-видимому, она связана с особенностями воды в Калифорнийском заливе и других районах.
Влияют на окраску пористость и удельная поверхность жемчужин, строение морского дна, скорость подводных течений, температура воды, род жемчужницы и цвет ее раковины, место, где находится жемчужина в теле моллюска. Но главные факторы окраски — вид моллюска и примеси химических элементов в воде. Именно от их взаимодействия и рождается богатая цветовая гамма жемчуга. Культивированный белый жемчуг имеет не менее 26 оттенков — от ослепительно белого до розового и зеленоватого. Значительного успеха в выращивании разноцветного жемчуга добились японские и французские специалисты.
Считается, что по цвету жемчуг должен быть близок к цвету кожи того, кто его носит, поэтому народы разных стран носят жемчуг различной окраски. В Европе предпочтение отдается снежно-белому или белому с легким голубоватым отливом, на Востоке и в южных странах — желтоватому или коричневатому жемчугу.
Форма. Жемчуг, как уже упоминалось, представляет собой своеобразный минерально-органический агрегат. Возникновение и рост его подчиняются не законам взаимодействия атомов, а биохимическим законам развития живой клетки в организме моллюска. Поэтому жемчуг может иметь самую разнообразную форму. Еще средневековые авторы выделяли до 12 его разновидностей. Форма жемчуга зависит в основном от того, в какое место под створки раковины попадет постороннее тело — зародыш будущей жемчужины. Жемчужины бывают круглые, овальные (яйцевидные), продолговатые (цилиндрические), грушевидные, каплевидные, полусферические (пуговичные), неправильные (барокко).
Наиболее совершенные, круглые жемчужины образуются в тех участках моллюска, где мантия имеет достаточную толщину. В речных жемчужницах наилучшего качества жемчужины рождаются в мантии около замка; они почти бесцветные, небольшие по величине. Их обычно относят к типу «росяной капли». Если жемчужина возникает вблизи стенки раковины или примыкает (прирастает) к ней, то формируется так называемый раковинный жемчуг. Он бывает двух родов: «пузырчатый», или «бутонный», иногда содержащий постороннее вещество — воду или ил, и сплошной — блистер-жемчуг. При внедрении песчинки в мускул-замыкатель образующаяся жемчужина приобретает грушевидную и каплевидную форму или же имеет довольно причудливые очертания. Близ замочного края раковины, чаще над замком, формируются узкие жемчужины с заостренными концами, часто сросшиеся между собой.
Зависимость формы, цвета и блеска жемчужины от ее положения в раковине исследована еще недостаточно. До сих пор наука не может удовлетворительно ответить на вопрос: почему в одних и тех же тканях моллюска образуются жемчужины разного качества? Между тем такие знания крайне необходимы при проведении работ, связанных с культивированием жемчуга.
На Руси разделение жемчуга по форме вошло в практику еще в XVI в. Правильный сферический жемчуг с толстым перламутровым слоем белого и серебристого цвета, который «на блюдечке катится, не стоит на месте», называли «скатным», «окатным». Чем дальше катится, вертится жемчужина, тем идеальнее ее форма и выше стоимость. В старинных русских былинах и сказках такой жемчуг упоминается очень часто. Илья Муромец, чтобы задобрить злого царя Калина, подносит ему «первую мису чиста серебра и другую красна золота, третью скатного жемчуга». Жители русского Севера именовали круглый пресноводный жемчуг «скатень». Скатным жемчугом расшивались одежды. Его дарили правителям иноземных государств.
Круглые жемчужины величиной с горошину или драже назывались «каргополочками», а весом менее 0,25 грана — «семьей». Поверхность их гладкая, блестящая или слегка шероховатая. Круглый неокатанный жемчуг на Руси нарекли рыжиком.
Овальный жемчуг закруглен на концах. Поверхность его неровная, шероховатая, с разновеликими выступами. Крупные (свыше 6 мм) овальные жемчужины на Руси именовались жемчужными огурцами. Они ценились достаточно высоко.
Продолговатый жемчуг иногда похож на маленький цилиндр, поэтому его называют цилиндрическим. Грушевидные и каплевидные жемчужины в реках европейского Севера встречаются редко. Чаще попадаются полусферические (пуговичные) жемчужины с округлой вершиной и плоским основанием, напоминающие миниатюрные караваи хлеба; их еще именуют плашками. Полусферический жемчуг гладкий, блестящий, иногда с темными и светлыми крапинками.
Неправильный жемчуг имеет самую разнообразную, порой весьма причудливую форму. Такой жемчуг на Руси прозвали «уродоватый», «угольчатый», «рогатый». С XVI в. он носит специальное название — «барокко».
Наряду с лучшими образцами речного жемчуга славился и морской, особенно круглые, грушевидные и каплевидные жемчужины. Так, идеально круглая известная жемчужина «Пилигримка». Правильную грушевидную форму имеет знаменитая жемчужина «Перигрина», а каплевидную — «Жемчужина Надежды». Эти формы исключительно хороши в подвесках и серьгах и поэтому ценятся довольно высоко. Замечательные образцы грушевидных и круглых жемчужин находятся в Алмазном фонде СССР.
Довольно многочисленную группу составляют морские жемчужины, по форме напоминающие силуэты различных животных или предметов: спину лягушки, голову лошади, крылья птицы, собачий зуб, а то и туловище человека и даже черты его лица. Такие жемчужины называют парагонами, им издавна приписывались чудодейственные свойства. Парагоны оправляются в золото и украшаются драгоценными камнями. Красивые парагоны хранятся в Государственном Эрмитаже.
Кроме отдельных жемчужин, изредка встречаются их сростки. Классическим примером такого явления служит «Южный крест» — девять круглых крестообразно сросшихся жемчужин длиной 4 см. Он был обнаружен в устрице, выловленной в 1874 г. у восточного побережья Австралии. Речные полусферические жемчужины срастаются своими плоскими основаниями. В месте срастания часто обнаруживается поясочек из жемчуга более позднего образования.
Размер. Жемчужины имеют различную величину. Крошечные жемчужины величиной в десятые доли миллиметра называются жемчужной пылью. Они имеют весьма ограниченное применение. Крупные жемчужины попадаются редко. По размеру — массе одного зерна — жемчуг делят на три группы: не более 50 мг; от 51 до 200 мг; от 201 мг и более. Чаще встречаются жемчужины второй группы, а среди них — диаметром 0,3—0,6 см.
Деление жемчуга на «большой», «средний» и «мелкий» было известно на Руси еще в XVII в. В официальных документах и литературе писали в основном о великом жемчуге. Так, в «Словаре минералогическом», изданном в 1790 г., крупный жемчуг, который «величиной бывает против вишен», называли «вишенным». «Олонецкий статистический сборник» за 1902 г. сообщал, что в 1871 г. из Олонецкой губернии было отправлено к царскому двору 11 необычайно больших голубых и розовых жемчужин. Жена уральского заводчика Т. Н. Демидова носила четырехрядное ожерелье из жемчужин размером в лесной орех.
Одно время лучший по цвету, форме и величине жемчуг добывали у города Кемь на Белом море. Даже на гербе города был изображен венок из жемчуга на фоне голубой воды.
Подобно знаменитым самоцветам, жемчужины редкой красоты называют собственными именами. Как правило, они хранятся в государственных сокровищницах. История некоторых из них, насчитывающая сотни лет, полна удивительных приключений и драматических событий. Интересна история «Жемчужины Аллаха» — самой крупной в мире. Она была выловлена в 1934 г. в Южно-Китайском море у острова Палаван (Филиппины). Вес жемчужины 6,35 кг, длина 24 см, поперечник почти 14 см. По своему внешнему виду она напоминала голову магометанина в чалме и потому была названа «Жемчужиной Аллаха».
Рассказывают, что сын одного филиппинского вождя любил добывать со дна моря кораллы и моллюски с красивыми раковинами. Но однажды мальчик исчез под водой и долго не поднимался на поверхность. Спустившиеся на дно моря ныряльщики нашли его мертвым. Левую руку юноши крепко сжимали створки огромной тридакны. Труп юноши и державшую его тридакну доставили на берег. С помощью лома тридакну раскрыли. Каково же было удивление присутствующих, когда они увидели в середине моллюска гигантскую морщинистую, дольчатую, тускло блестевшую жемчужину. Одноплеменники погибшего приписывали этой жемчужине волшебную силу. Со временем она была подарена врачу, спасшему жизнь второму сыну филиппинского вождя, затем ее владельцами стали нью-йоркские ювелиры. Ценности «Жемчужина Аллаха», однако, не представляет, так как лишена перламутрового блеска.
В XVI в. самыми лучшими в Европе считались жемчужины из приданого французской королевы Екатерины Медичи. После своего замужества она подарила их шотландской королеве Марии Стюарт. Впоследствии жемчужины стали собственностью английской королевы Елизаветы I.
В 1579 г. испанский король Филипп II стал обладателем замечательной белой жемчужины «Перигрины», привезенной с острова Маргарита в Карибском море. Остров был назван так из-за обилия на нем жемчужных раковин («Маргарита» по-латыни — жемчуг). Жемчужина имеет совершенную грушевидную форму и очень красивый перламутровый блеск. Величина ее с голубиное яйцо (длина 3 см, ширина около 2 см, вес 252 грана). За «Перигрину» король уплатил 100 тыс. фр. Писатель С. Цвейг рассказывает, что «Перигрина» была найдена у берегов Панамы негром-невольником, который за нее получил свободу от испанского конкистадора Нуньеса Бильбао. Попав в сокровищницу испанского короля Филиппа II, «Перигрина» затем была передана в дар английской королеве Марии Тюдор. После смерти королевы жемчужина вернулась в Испанию, откуда в 1813 г. ее вывез король Жозеф Бонапарт. Одно время «Перигриной» владел король Голландии Луи Бонапарт. Позже жемчужину продали английскому лорду Гамильтону, в семье которого она и хранилась долгое время. В настоящее время «Перигрина» находится в Испании.
В 1886 г. на индийской выставке в Лондоне демонстрировался упомянутый «Южный крест». В 1889 г. на выставке в Париже этот уникальный жемчужный ансамбль был отмечен золотой медалью. Одну из редких черных жемчужин нашел в 1904 г. у побережья Мексики индеец Буэнавентура Хильес. Жемчужину назвали «Рекья астеки» — «Королева ацтеков». О ней и о судьбе нашедшего ее индейца рассказывают такую историю. Буэнавентура продал жемчужину и сразу разбогател. На приобретенные деньги он мог спокойно прожить до конца своей жизни. Но индеец мечтал обязательно найти пару «Королеве», он даже придумал имя «Эль Рей Монтесума» — «Король Монтесума» (по имени короля ацтеков). Целыми днями искал индеец прекрасную жемчужину, существовавшую, увы, лишь в его воображении. Работал он уединенно, без напарника. Большое физическое напряжение не прошло бесследно: однажды Буэнавентура погрузился в воду и не вынырнул на поверхность. По истечении нескольких дней волны прибили к берегу его пустую лодку.
В 1917 г. у берегов Австралии была найдена жемчужина величиной с воробьиное яйцо, весом 200 гран. Ее оценили в 14 тыс. ф. ст. и назвали «Звездой Запада».
Крупные жемчужины находятся в хранилищах различных государств. В Англии хранится жемчужина каплевидной формы весом 2454 грана под названием «Жемчужина Надежды». Две жемчужины весом 1800 и 320 гран экспонируются в Геологическом и Британском национальном музеях в Лондоне.
В сокровищнице французской короны в 1781 г. имелось более чем на миллион франков жемчужин; в их числе находилась одна в форме груши весом 228 гран оцененная в 300 тыс. фр. Королевскому дому принадлежала и жемчужина «Регент» «превосходной воды и игры» величиной с голубиное яйцо, весом 345 гран. Четыреста жемчужин самого высокого класса, весом не менее 320 гран каждая, находились в собственности французской императрицы Евгении, жены Наполеона III.
Неслыханной красотой, судя по описанию, сделанном в 1818 г., обладала жемчужина «Пилигримка», или «Странница», из казны Русского государства, найденная у берегов Индии. Вес ее 112 гран, цвет белый, форма идеально сферическая. Жемчужина была совершенно круглой.
В мире известно еще несколько крупных жемчужин: «Хонэ», «Шах-Сафи», «Королева жемчужин». Вес их в гранах соответственно 1888, 513, 113.
Издавна жемчуг ценился очень высоко. В древнерусской поэзии само слово «жемчужный» означало «драгоценный», «выше всяких похвал». Лучшим во все времена считался жемчуг скатный, с толстым перламутровым слоем, совершенно шарообразный, белого или серебристобелого цвета, с легкими радужными переливами. За ним по ценности следуют черный, розовато-лиловый, кремовый и золотистый. Менее ценен голубой, зеленоватый, коричневый, бурый, оранжевый и желтый жемчуг. Так, в Новгородской торговой книге при покупке жемчуга в других странах содержались такие рекомендации: «А купите жемчюг все белый, чистый, а желтого никак не купите, на Руси его никто не купит». Серые жемчужины вообще цены не имеют, хотя временами бывает и на них спрос. Самый ценный жемчуг ориентальный, который бывает белый или розовый.
Сильно влияет на стоимость жемчуга его форма: наиболее дорогие правильные сферические жемчужины, затем грушевидные и овальные. Чем крупнее жемчужина и совершеннее ее форма, тем выше ее цена. При Петре I крупная жемчужина стоила 100 руб. за золотник (4,26 г). Продажа двух-трех жемчужин величиной с горошину могла обеспечить жизнь семьи жемчуголова в течение года. Две крупные грушевидные жемчужины египетской царицы Клеопатры оценивались в 5,5 млн. руб. Крупная жемчужина в Нью-Йорке и сейчас стоит около 500 тыс. долл. Крупный жемчуг продается поштучно, вес определяется в гранах или в каратах (1 карат = 4 грана). Мелкий жемчуг продается на вес, при этом принимается во внимание качество жемчуга и сколько его идет на унцию (около 30 г).
Дороговизна натурального жемчуга объясняется не только его редкостью, но и опасностью и трудностью, с которыми сопряжено добывание этого самоцвета из морских глубин. Цена культивированного жемчуга сначала составляла 0,2 стоимости природного морского жемчуга, а позже упала до 0,1. В настоящее время весь культивированный жемчуг продается по 90 руб. за 1 г.
Оценка жемчуга производится по трем классам. К первому классу относятся совершенно круглые белые жемчужины с сильным блеском, слабым розоватым или голубоватым отливом. Безукоризненные каплевидные жемчужины по цене приравниваются к круглым. Ко второму классу принадлежат не совсем крупные грушевидные или сплющенные жемчужины, белые с сильным блеском, а также совершенно круглые белые жемчужины со слабым блеском. К третьему классу отнесены все жемчужины со слабым блеском, которые хотя бы отчасти можно использовать для изготовления украшений.
Цена жемчуга возрастает пропорционально квадрату его массы. Поэтому жемчужина, имеющая массу 2 грана, стоит при прочих равных достоинствах в 4 раза дороже, чем жемчужина в 1 гран.
Придирчивую проверку на классность выдерживают немногие жемчужины. Но уж если выдержат и оценятся высшим баллом, то стоимость их становится баснословной. Неудивительно поэтому, что крупные и красивые жемчужины наряду с бриллиантами, изумрудами и рубинами входят в реестр валютных ценностей государства, на них распространяется режим валютной монополии.
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/см3).
Значительна плотность у культивированного жемчуга (2,70—2,80 г/см3). Следует отметить, что верхний предел плотности черных культивированных жемчужин (2,80 г/см3) выше такого же предела морского и пресноводного жемчуга. Очевидно, это различие связано с разным составом конхиолина. Возможно, плотность жемчуга зависит также от состава в нем элементов-примесей, но этот вопрос не изучен.
Компонентный состав жемчуга. По компонентному составу жемчуг аналогичен внутреннему слою раковины — перламутру. Он состоит в основном из арагонита (10—95 %), органического вещества (4,5—85 %), воды (0,5—4%). В среднем жемчужины содержат примерно 86% карбоната кальция, 12% органического вещества и 2% воды.
Компонентный состав четырех жемчужин приведен в табл. 2.
Таблица 2. Компонентный состав жемчуга, вес. %
Вещество | 1 | 2 | 3 | 4 |
Углекислый кальций | 91,72 | 92,27 | 91,49 | 92,63 |
Органическое | 5,94 | 4,21 | 6,39 | 5,04 |
Вода | 5,23 | 3,10 | 1,78 | 1,31 |
Примеси | 0,11 | 0,42 | 0,34 | 1,02 |
Примечание. Данные: 1, 2 — В. И. Соболевского; 3, 4 — И. П. Зориной. |
Состав арагонита, из которого почти целиком состоят белые жемчужины, до сих пор не исследован. По мере уменьшения в жемчуге арагонита окраска его становится более интенсивной. В коричневых жемчужинах окись кальция составляет 80%. Остальное приходится на долю органического вещества, пигментирующего жемчужины в различные оттенки коричневого цвета.
Как уже говорилось, органическое вещество — конхиолин,— скрепляющее арагонит жемчужины, желтое, от светло- до темно-коричневого. В пластинчатых слоях органика желтоватая или светло-коричневая, а в призматических — значительно темнее. Очевидно, это зависит от разной способности минерально-органического агрегата поглощать те или иные красящие пигменты из межполостной жидкости в организме моллюска. На термограммах жемчужин обнаруживается серия эндотермических эффектов, фиксирующих температуры выгорания органики и различную связь ее с минеральной составляющей. В черных жемчужинах в органическое вещество входит небольшая примесь сажистого пирита (FeS2), фиксируемого на термограмме резким экзотермическим эффектом при 350° С.
Вода в жемчужинах входит в состав как органического, так и неорганического компонента, занимая в них различные поры и полости. Это гигроскопическая вода. Она фиксируется понижением термической кривой при температуре порядка 100° С. Несомненно, что в жемчужинах находится и связанная вода, входящая в аминокислоты, из которых состоит органическое вещество. Общее количество воды в жемчуге может достигать 23%.
Жемчуг разлагается при нагревании, в кислотах растворяется медленно.
Аминокислотный состав органического вещества жемчуга. В жемчуге обнаружено 18 аминокислот. Для сравнения отметим, что в состав белков, синтезируемых живыми организмами, входит в разных сочетаниях 21 аминокислота. Основу органического вещества пресноводного жемчуга из водоемов Северо-Запада СССР, как выяснил Кораго, составляют глицин и тирозин, далее следуют аланин, валин, серин и аспаргиновая кислота (табл. 3).
Японский исследователь К. Вада [Wada, 1970], изучавший состав органического вещества в различных слоях раковины моллюска Pinctada fucata и культивированного жемчуга, показал, что аминокислотные составы отдельных частей жемчуга и раковины несколько различаются между собой. Разный аминокислотный состав органического вещества призматических и пластинчатых жемчужин. В призматических слоях преобладает глицин в пластинчатых — аланин. Тирозин, занимающий второе место после глицина в пресноводном и призматических слоях культивированного жемчуга, в пластинчатых слоях культивированной жемчужины присутствует в небольших количествах. Вряд ли можно говорить о резком преобладании какой-нибудь одной аминокислоты в составе жемчуга. Вопрос этот очень интересный и требует дальнейшего исследования.
Таблица 3. Состав органического вещества пресноводного жемчуга.
Аминокислота | 1 | 2 |
Лизин | 1 | 1 |
Аргинин | 6,2 | 6,4 |
Гистидин | 4,7 | 4,5 |
Аспаргиновая кислота | 13,4 | 12,1 |
Треонин | 7,8 | 6,2 |
Аланин | 20,5 | 9,1 |
Серин | 16,0 | 12,0 |
Глицин | 145,8 | 93,0 |
Глутаминовая кислота | 6,3 | 4,3 |
Пролин | 12,7 | 8,2 |
Валин | 17,3 | 10,4 |
Метионин | Следы | |
Изолейцин | 7,8 | 4,6 |
Лейцин | 9,2 | 4,6 |
Фенилаланин | 13,1 | 7,8 |
Тирозин | 31,9 | 16,5 |
Примечание. Жемчужины: 1 — коричневая; 2 — серая. Содержания аминокислот приведены к содержанию лизина, принятому за единицу. |
Состав химических элементов-примесей в жемчуге. Наиболее полно он исследован в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР. По данным Кораго, в состав его входят такие элементы (в %): алюминий (0,008—0,034), барий (0,031—0,083), железо (следы — 0,005), кремний (0,003—0,120), магний (0,016—0,120), марганец (0,004—0,400), медь (0,001—0,003), серебро (0,0001—0,0029), молибден (0,002—0,014), свинец (следы — 0,008), стронций (0,1—0,3), сурьма (0,01), титан (0,001—0,003), натрий (0,1—0,3), олово (0,001).
Наиболее стабильны содержания стронция, титана, натрия. Количество их в коричневых, серых и белых жемчужинах одинаково. Сурьма и олово обнаружены только в одной коричневой жемчужине. Количество других элементов, особенно марганца, магния и кремния, переменчиво. Марганца больше всего в белых жемчужинах, в серых его мало, а в коричневых еще меньше. Кремния, наоборот, больше в коричневых жемчужинах, меньше в серых и белых. Магния примерно поровну в белых и коричневых жемчужинах, а в серых несколько меньше.
Почти одинаковое количество алюминия, бария, железа, меди и молибдена во всех исследованных жемчужинах. Привлекает внимание значительное содержание в белых жемчужинах марганца, в 8 раз превышающее его количество в серых и в 30 раз в коричневых жемчужинах. Такое явление объясняют тем, что марганец преимущественно сорбируется пластинчатыми (перламутровыми) слоями, из которых состоят белые жемчужины, тогда как призматические слои предпочтительнее поглощают серебро.
Анализируя содержание химических элементов в жемчужинах различной окраски, отметим следующее. Коричневые жемчужины обогащены литофильными элементами, а также серебром и свинцом. Большинство серых жемчужин по содержанию в них химических элементов ближе стоят к белым жемчужинам, чем к коричневым. Серые жемчужины (по сравнению с белыми) содержат больше бария, кремния, меди, серебра и молибдена, белые жемчужины — меньше молибдена, серебра и кремния.
Морской жемчуг, извлеченный из раковин черноморской мидии, по сравнению с пресноводным жемчугом содержит вдвое меньше химических элементов. Е. Ф. Шнюков и Д. П. Деменко [1983] обнаружили в двух жемчужинах, добытых в Черном море, такие элементы (в %): магний (1,8—3,8), марганец (<0,0001), медь (0,0001), серебро (0,00001—0,00005), стронций (0,1—0,2), титан (0,0002—0,0005), цирконий (0,001), лантан (0,001—0,002). Последние два элемента найдены только в морских жемчужинах.
Большинство химических элементов, обнаруженных в жемчуге, связаны с процессами жизнедеятельности моллюсков, в частности с их избирательной способностью поглощать эти элементы из воды. Большая часть микроэлементов находится в составе аминокислотной группы гуминовых кислот, входящих в состав органического вещества. Существенную роль в накоплении химических элементов в жемчуге играют обменные процессы, проходящие в клетках «жемчужного» мешка.
Изотопный состав углерода жемчуга. Изотопный состав углерода арагонита жемчуга несет информацию о характере растворов, из которых происходило его отложение в теле моллюска. Количественное соотношение устойчивых изотопов углерода 12С и 13С в карбонатах выражается коэффициентом δ13С, означающим в промилле отклонение величины отношения 13С/12С вещества относительно такого же отношения в эталоне. В табл. 4 приведены сведения о распределении величины δ13С в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР.
Таблица 4. Изотопный состав углерода жемчуга.
Зона жемчужин | δ 13 С, ‰ | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Призматическая | —10,2; —10,8 | —8,7 | —10,5; —9,6 | ||
Пластинчатая | —12,0 | —10,4 | —10,8 | —10,2 | |
Примечание. Жемчужины: 1 — серая: 2—4 — светло-коричневые; 5 — коричневая. |
Изотопный состав углерода жемчуга колеблется по δ13С от —8,7 до —12,0‰. Он укладывается в пределы, характерные для δ13С углерода пресноводных карбонатов (δ13С = —5÷—15,0‰). Из полученных данных можно заключить, что образование жемчуга происходит при участии бикарбонатных растворов с разным изотопным составом углерода. Серая и светло-коричневая жемчужины, состоящие в основном из призматических слоев и тонкой оболочки, сложенной пластинчатыми слоями кристаллов арагонита, формировались из растворов, изотопный состав которых изменялся в сторону облегчения. При этом изотопный состав углерода жемчужин изменялся соответственно в такой последовательности: —10,2 и — 10,8‰ (призматическая зона) и —12,0‰ (пластинчатая зона); —8,7‰ (призматическая зона) и —10,2‰ (пластинчатая зона). Формирование коричневой жемчужины, сложенной призматическими кристаллами арагонита, вначале происходило из раствора, δ13С которого составляло — 10,5‰, а на последних стадиях отложения кристаллов — из раствора с δ13С = —9,6‰. То есть изотопный состав углерода коричневого жемчуга в процессе отложения изменялся не в сторону облегчения, как в светлой и светло-коричневой жемчужинах, а в сторону утяжеления. Причины данного явления необходимо исследовать. В связи с этим изучение изотопного состава жемчуга нельзя считать завершенным. Несомненно, что на величину δ13С углерода арагонита жемчуга влияют многие факторы. Учесть их сейчас не представляется возможным.
Изотопный состав кислорода жемчуга. На условия образования жемчуга и на особенности развития моллюсков указывает соотношение в них стабильных изотопов кислорода 16O и 18O. Оно выражается коэффициентом δ18O, который, как и в случае с углеродом, означает отклонение величины отношения 18O/16O относительно такого же отношения в эталоне. О том, как распределяется величина δ18O в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР, свидетельствуют следующие данные:
Характеристика жемчужин | δ 18 O, ‰ |
Коричневая призматически-слоистая (оболочка) | —19,4 |
То же (центральная часть) | —18,4 |
Светло-коричневая призматически-слоистая (оболочка) | —8,2 |
То же (центральная часть) | —14,5 |
Перламутр того же моллюска | —14,5 |
Коричневая призматически-слоистая (оболочка) | —20,8 |
Светло-коричневая из украшения, первая половина XIX в. | —14,5 |
То же | —14,4 |
Серая из украшения, I в. до н. э. — I в. н. э. | —14,4 |
Изотопный состав кислорода жемчуга колеблется по δ18O от —8,2 до — 20,8‰ и укладывается в пределы, характерные для δ18O кислорода пресноводных карбонатов. Среднее значение δ18O кислорода исследованных жемчужин — 15,8‰ и несколько выше среднего δ18O пресной воды (—9,11‰). Оно очень близко к δ18O воды Северной Двины (—15,5‰), тогда как δ18O главных жемчугоносных рек Северо-Запада СССР (Кеми, Варзуги, Умбы, Онеги), откуда наиболее вероятно были добыты жемчужины, равно —9,1÷—9,7‰ [С. Д. Николаев, В. И. Николаев, 1976]. То есть прямого унаследования изотопного состава кислорода речной воды изотопным составом кислорода жемчуга не происходит. В данном случае следует допустить возможность биологического фракционирования изотопов кислорода, приводящего к обеднению арагонита жемчуга «тяжелым» изотопом кислорода 18O. Важно подчеркнуть, что из растворов наиболее обогащенных этим изотопом (δ18O = —8,2‰). формируется перламутровый слой, придающий ценность жемчужине. Внешний слой призматически-слоистой жемчужины, наоборот, кристаллизуется из раствора с минимальным содержанием 18O (δ18O = —19,4 и —20,8‰) В одном и том же моллюске перламутровый слой жемчуга содержит больше «тяжелого» изотопа (δ18O = —8,2‰), чем перламутровый слой раковины (δ18O = —14,5‰). Переход арагонита в кальцит почти не меняет изотопный состав кислорода исходного карбоната.
Пористость. Жемчужины из водоемов Северо-Запада СССР имеют небольшую пористость. Причем пористость коричневого жемчуга значительно выше, чем белого и серого. Полагают, что только в коричневом жемчуге имеется некоторое количество пор, сосредоточенных главным образом в интервале эквивалентных радиусов 3—5 нм. Суммарная пористость не превышает 1% объема образцов. Если принять во внимание небольшие размеры жемчужин (первые миллиметры), то можно считать их удельную поверхность довольно значительной для всех образцов, особенно для коричневого жемчуга. Это подтверждается наличием пор небольшого размера, часть которых, как подчеркивает Кораго, находится в области эквивалентных радиусов менее 3 нм, не измеряемой на ртутном порометре.
Люминесценция (холодное свечение под действием облучения) — один из важных признаков вещества. Сущность люминесценции состоит в том, что многие минералы, поставленные на пути рентгеновских, катодных или ультрафиолетовых лучей, сами начинают излучать свет. У различных минералов люминесценция разная как по силе, так и по цвету. Известно также, что химически чистые вещества обычно не дают свечения. Необходимы примеси других веществ в минерале в количестве от тысячных долей процента до нескольких процентов, чтобы вызвать его свечение. Поэтому в зависимости от примесей один и тот же минерал в различных месторождениях светится разным светом.
Исследование люминесценции жемчуга ведется давно. Особый интерес к ней проявился в связи с необходимостью отличать выращенную жемчужину от природной, окрашенную (почерненную) — от искусственно выращенной. Оказалось, что под влиянием рентгеновского излучения выращенные жемчужины флюоресцируют сильнее, чем природные. Особенно сильно флюоресцирует перламутровое ядро выращенных жемчужин. Английский исследователь Б. Андерсон [1983] объясняет это тем, что ядро почти всегда изготовляется из перламутра пресноводной раковины и потому обычно содержит небольшую примесь солей марганца. При облучении рентгеновскими лучами ядро дает зеленую люминесценцию и, если оболочка не слишком толстая, передает свечение всей жемчужине. После прекращения действия рентгеновских лучей у выращенного жемчуга наблюдается непродолжительная фосфоресценция. Наиболее интенсивно люминесцирует в рентгеновских лучах, как отмечает Андерсон, культивированный пресноводный жемчуг, выращенный в Японии на озере Бива (бива — жемчуг).
Японские исследователи Г. Коматсу и Ш. Акаматсу установили, что окрашенный (почерненный) жемчуг в ультрафиолетовых лучах не флюоресцирует, тогда как выращенные жемчужины в этих же лучах отчетливо флюоресцируют в желто-красных тонах.
Пресноводный жемчуг люминесцирует примерно так же, как и выращенный. Детальное исследование люминесценции пресноводного жемчуга из водоемов Северо-Запада СССР провел Кораго. Он установил, что спектр люминесценции пресноводного жемчуга имеет широкую полоску, охватывающую весь видимый диапазон спектра от 360 до 700 нм. Максимум спектра зависит от характера жемчужины. Так, в белых (ювелирных) и серых жемчужинах он находится в области 485—495 нм, в коричневых — в области 525 нм. Спектр люминесценции японского культивированного жемчуга близок к спектру отечественного пресноводного жемчуга, но отличается большей интенсивностью.
Результаты проведенных исследований позволили Кораго заключить, что люминесценция жемчуга обусловлена только органическим веществом, различающимся по составу в призматических и пластинчатых слоях. Интенсивность люминесценции зависит от величины исследованной жемчужины — поверхности ее свечения и толщины прокладок органического вещества, разделяющих кристаллы и слои арагонита. Чем тоньше эти прокладки, тем меньше препятствий встретят ультрафиолетовые лучи при своем прохождении в глубь жемчужины и тем глубже проникнут в нее, вызывая люминесценцию встреченных на своем пути слойков органического вещества. В жемчужинах со значительными прокладками этого вещества интенсивность люминесценции небольшая. В коричневых жемчужинах люминесцируют лишь поверхностные слои. Морской жемчуг люминесцирует в ультрафиолетовых лучах голубоватым, белым, зеленоватым цветом.
Рентгеновское исследование. Рентгеновское изучение современного пресноводного и морского жемчуга подтвердило, что преобладает в нем арагонит. На всех дифрактограммах четко выявляются интенсивные рефлексы (3,36-3,38; 3,26-3,28; 2,71-2,72; 2,67-2,68; 2,46-2,47; 2,36; 2,31-2,33; 2,09-2,10; 1,965-1,967; 1,868-1,873; 1,805-1,806, 1,735-1,738; 1,717-1,720 Å), присущие этому минералу. Отличие дифракционной картины жемчуга от таковой синтетического арагонита заключается в присутствии на ней дополнительных рефлексов (3,54-3,55; 2,05; 1,847; 1,627-1,637; 1,610-1,614 Å), фиксирующих в составе жемчуга наличие каких-то других соединений.
Арагонитовый состав имеют также жемчужины 200- и 300-летней давности. Процессы выветривания, приведшие к изменению некоторых участков жемчуга до порошковатого состояния, не повлияли на их минеральный состав.
Результаты рентгеновского исследования речного жемчуга из золотого браслета (I в. до н. э.—I в. н.э.), найденного в районе Симферополя, иные. Оказалось, что речной жемчуг 20-вековой давности представлен в основном кальцитом с весьма небольшим количеством арагонита. Межплоскостные расстояния морского жемчуга из мидии, выловленной в Феодосийской бухте, свидетельствуют, что он сложен арагонитом. Согласно проведенному Шнюковым и Деменко [1983] рентгеновскому исследованию черноморского жемчуга, он состоит из арагонита с небольшой примесью глинистого вещества монтмориллонитового состава. В перламутровом слое раковин обнаружена примесь кальцита; в наружном слое раковин кальцит преобладает.