Turmaliini: Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Linas JuozenasJaa
Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Turmaliini: Pleokroinen borosilikaattiryhmä väri-, rakenne- ja varausominaisuuksilla
Turmaliini on monimutkainen borosilikaattinen mineraaliryhmä, joka tunnetaan uurteisista kolmikulmaisista prismoista, poikkeuksellisen laajasta kemiallisesta vaihtelusta, voimakkaasta suuntautuneesta väristä sekä pyroelectric- ja piezoelectric-käyttäytymisestä. Sen rakenne hyväksyy monia alkuaineita, minkä vuoksi yksi mineraaliryhmä voi tuottaa mustaa schorlia, ruskeaa draviittia, vihreää verdeliittiä, sinistä indikoliittia, vaaleanpunaista rubelliittiä, väritöntä akroittia, kuparipitoista sinivihreää materiaalia ja monivärisiä vyöhykkeitä yhdessä kiteessä.
Mitä turmaliini on
Turmaliini on mineraaliryhmä, ei yksittäinen kiinteä koostumus. Sen yleinen kaava kirjoitetaan usein muodossa XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W, jossa eri kidepaikat voivat sisältää natriumia, kalsiumia, kaliumia, tyhjiä paikkoja, litiumia, magnesiumia, rautaa, mangaania, alumiinia, kromia, vanadiinia, kuparia, fluoria, happea ja hydroksyyliryhmiä.
Tämä joustava kehys selittää turmaliinin vaihtelun. Musta schorl, ruskea draviitti, kalsiumrikas uvite, litiumia sisältävä elbaiitti, kalsium-litium liddikoatti ja tyhjäpaikkainen lajike voivat kaikki jakaa saman laajan turmaliinirakenteen, mutta näyttää hyvin erilaisia värejä, tiheyksiä, inkluusioita ja läpinäkyvyyttä.
Käsinäytteessä turmaliini tunnistetaan yleensä sen pitkänomaisista uurteisista prismoista, pyöreän kolmionmuotoisista poikkileikkauksista, lasimaisesta kiillosta ja voimakkaasta suuntautuneesta väristä. Jalokivimateriaalissa leikkaussuunta on erityisen tärkeä, koska monet kivet näyttävät tummemmilta yhdestä suunnasta ja vaaleammilta toisesta.
Kolmikulmainen ja polaarinen
Turmaliini kiteytyy kolmikulmaiseen järjestelmään ja sillä on polaarinen c-akseli, rakenneominaisuus, joka liittyy sen pyroelectric- ja piezoelectric-käyttäytymiseen.
Monia paikkoja, monia värejä
Sen rakenne hyväksyy monia kationeja ja anioneja. Nämä substituutiot määräävät lajikkeen ja vaikuttavat usein runkoväriin.
Uurteiset prismat
Pitkittäisuurteet, kolmionmuotoiset poikkileikkaukset ja kiilamaiset tai monisivuiset päät ovat klassisia visuaalisia vihjeitä.
Fyysiset ja optiset tiedot
Koska turmaliini on ryhmä, arvot vaihtelevat lajikkeen ja kemian mukaan. Alla olevat vaihteluvälit kuvaavat yleistä käyttöprofiilia useimmille jalokivinä tai näytteinä kohdattaville turmaliineille.
| Ominaisuus | Turmaliiniryhmä | Tulkintamuistio |
|---|---|---|
| Kemiallinen luokka | Monimutkainen borosilikaattinen syklo-silikaatti | Turmaliini sisältää silikaattirenkaat ja boraattiryhmät, ja siinä on useita rakenteellisia paikkoja, jotka ovat avoimia korvautumiselle. |
| Yleiskaava | XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W | Kaava on kehys, ei yhden lajin resepti. Paikkojen täyttö määrittää lajin identiteetin. |
| Kidejärjestelmä | Trigonaalinen | Kiteet näyttävät usein kolmipuolisia tai pyöristetyn kolmion muotoisia poikkileikkauksia. |
| Kasvutapa | Prismamainen, pylväsmäinen, neulamainen, säteittäinen, massiivinen, rakeinen | Pituussuuntaiset juovat ovat yksi hyödyllisimmistä makroskooppisista vihjeistä. |
| Väri | Musta, ruskea, vihreä, sininen, vaaleanpunainen, punainen, keltainen, väritön, monivärinen | Väri voi olla tasainen, pituussuuntainen vyöhykkeinen, keskittynyt vyöhykkeinen tai sektoreittain vyöhykkeinen. |
| Värijuova | Valkoinen | Värijuovatestiä ei yleensä suositella arvokkaille näytteille tai valmiille jalokiville, koska se on tuhoava. |
| Kiilto | Lasimainen, joskus hartsimainen tai puolimetallinen tummassa materiaalissa | Tuoreet pinnat ja uurteiset prismapinnat voivat näyttää kirkkaita lineaarisia heijastuksia. |
| Läpinäkyvyys | Läpinäkyvästä läpinäkymättömään | Jalokivi elbaiitti ja osa liddikoatiteista on läpinäkyvää; schorl on yleensä läpinäkymätöntä. |
| Kovuus | Mohsin kovuus 7–7,5 | Kova moniin korukäyttöihin, mutta kiteet ovat silti hauraita iskussa. |
| Halkeama ja murtuma | Ei selvää halkeamaa; epätasainen tai simpukkamainen murtuma | Selkeän halkeaman puuttuminen parantaa kestävyyttä, mutta ohuet prismat ja sulkeumia sisältävät kivet voivat lohjeta. |
| Tiheys | Noin 2,95–3,30 | Rauta- ja magnesiumrikkaat lajit ovat yleensä painavampia kuin monet litiumrikkaat jalokivet turmaliinit. |
| Optinen luonne | Yleensä yksiaksinen negatiivinen | Jännitys ja vyöhykkeisyys voivat joskus aiheuttaa poikkeavaa optista käyttäytymistä. |
| Taitekerroin | nω noin 1,62–1,68; nε noin 1,61–1,65 | Tarkat arvot vaihtelevat kemian mukaan; korkea rauta- ja magnesiumpitoisuus voi nostaa taitekerrointa. |
| Kaksoismurtuma | Yleensä noin 0,014–0,032 | Kohtalainen kaksoismurtuma lisää turmaliinin tunnistettavaa optista profiilia. |
| Pleokroismi | Kohtalainen tai erittäin voimakas | Siniset ja vihreät kivet näyttävät usein dramaattisia eroja katselusuunnissa. |
| Fluoresenssi | Vaihtelee; monet kivet ovat inerttejä | Jotkut mangaanipitoiset vaaleanpunaiset tai punaiset kivet saattavat fluoresoida, mutta fluoresenssi ei ole ensisijainen tunnistusominaisuus. |
| Sähköinen käyttäytyminen | Pyroelektrinen ja piezoelektrinen | Lämpötilan muutos tai paine voi luoda pintavarausta, joka houkuttelee valohiukkasia. |
| Kemiallinen kestävyys | Yleisesti vakaa tavallisessa käytössä ja esillä | Vältä voimakkaita kemikaaleja, äkillisiä lämpöshokkeja ja aggressiivista puhdistusta sulkeumia sisältävillä tai hauraille kappaleille. |
Optinen käyttäytyminen: pleokroismi ja suuntaväri
Turmaliini on kuuluisa pleokroismistaan: sama kide voi näyttää eri syvyyksiä tai sävyjä katselusuunnasta riippuen. Monissa vihreissä ja sinisissä kivissä c-akselin suuntainen näkymä on huomattavasti tummempi kuin sitä poikittainen näkymä.
Tämä suuntainen absorptio on tärkeää sekä tunnistuksessa että leikkauksessa. Tummanvihreä tai sininen kide saattaa tarvita asennon, jossa yläpuolinen näkymä välttää tummimman suunnan, kun taas vaalea kide voi hyötyä asennosta, joka tehostaa väriä. Leikkaaja ei ainoastaan muotoile kiveä; hän valitsee, mikä optinen suunta tulee näkyväksi pinnaksi.
Historiallisesti turmaliinilla oli myös tieteellistä merkitystä, koska ohuet voimakkaasti absorboivat levyt saattoivat toimia polarisoivina suodattimina. Tämä optinen käyttäytyminen perustuu samaan anisotrooppiseen absorptioon, joka saa kiteen näyttämään vaihtuvan syvästä avoimeen väriin käännettäessä.
Kuinka lukea optiikkaa
- Käännä kiveä: voimakas värisyvyyden muutos on hyödyllinen vihje turmaliinille, erityisesti vihreässä ja sinisessä materiaalissa.
- Käytä sivuvaloa: vinosti tuleva valaistus paljastaa juovat ja pinnan muodon ilman, että väri haalistuu.
- Tarkista c-akseli: kiteen pituussuunta on usein tummin katselusuunta kylläisissä kivissä.
- Tarkkaile vyöhykkeisyyttä: kaksiväriset ja vesimelonikivet voivat näyttää sekä pituussuunnassa että keskipisteisesti kasvavia vyöhykkeitä.
Värikemia: Miksi turmaliinilla on spektri
Turmaliinin väriskaala on kemiallisen korvautumisen näkyvä tulos. Eri ionit sijoittuvat eri rakenteellisiin paikkoihin, ja kasvunesteen muutokset voivat aiheuttaa äkillisiä tai asteittaisia värimuutoksia saman kiteen sisällä.
Vihreä, sininen, ruskea ja musta
Rauta on keskeinen monissa vihreissä, sinivihreissä, sinisissä, ruskeissa ja mustissa turmaliineissa. Runsas rauta tuottaa tumman schorlin ja voi tehdä kiteistä voimakkaasti absorboivia.
Vaaleanpunaisesta punaiseen
Mangaani liittyy vahvasti vaaleanpunaisiin, punaisiin ja purppuranpunaisiin turmaliiniväreihin, kuten rubelliittiin. Jotkut materiaalit voivat olla alttiita säteilytykselle tai lämmön vaikutuksille.
Kirkkaat vihreät
Kromi- tai vanadiinipitoinen turmaliini voi näyttää kylläisiä vihreitä sävyjä, jotka muistuttavat smaragdin kaltaista väriä hienossa materiaalissa.
Sinivihreä intensiteetti
Kuparipitoinen turmaliini, usein mangaanin kanssa, liittyy kirkkaisiin sinisiin, vihertävän sinisiin ja sinivihreisiin väreihin. Kemiallinen varmistus on tärkeää, kun tämä kuvaus vaikuttaa arvoon.
Kasvun kirjoitus värissä
Keskipisteiset, pituussuunnassa ja sektoreittain vyöhykkeistetyt alueet tallentavat muuttuvia olosuhteita kiteen kasvun aikana. Vesimeloniturmaliini on tunnetuin esimerkki.
Yleisesti kestävä väri
Monet vihreät ja siniset kivet ovat vakaita tavallisessa valossa. Jotkut vaaleanpunaiset materiaalit voivat olla herkkiä pitkäaikaiselle voimakkaalle valolle tai aggressiiviselle lämmölle, joten varovainen hoito on suositeltavaa.
Kiteen muoto ja pintarakenteet
Turmaliini kasvaa yleisesti pitkiksi prismoiksi, joissa on voimakkaat pystysuorat juovat. Nämä urat voivat olla hienoja ja silkkisiä tai tarpeeksi syviä antaakseen kiteelle arkkitehtonisen ilmeen. Päät voivat olla tasaisia, kiilamaisia, epäsymmetrisiä tai koostua useista kolmion- ja rombimuotoisista pinnoista.
Uurrettuja pylväitä
Klassinen turmaliinin muoto on pitkänomainen prisma, jossa on uria c-akselin suuntaisesti ja pyöristetyn kolmion muotoinen poikkileikkaus.
Värilliset poikkileikkaukset
Kiillotetut viipaleet voivat paljastaa vaaleanpunaisia ytimiä, vihreitä reunoja, kolmikulmaisia sektoreita tai maalitaulun kaltaisia kuvioita, jotka eivät ole yhtä ilmeisiä ulkopuolelta.
Suihkut ja kissa-silmä materiaali
Hienot rinnakkaiset putket, neulat tai kasvukanavat voivat luoda kissa-silmäefektin oikeassa leikkaussuunnassa.
Pegmatiitti- ja metamorfoottiset rakenteet
Turmaliini voi esiintyä rakeisina aggregaatteina, suihkuina kvartsissa ja felsparissa tai kiteinä, jotka ovat upotettuina mikaan, marmoriin tai skarn-yhdistelmiin.
- Pegmatiittiyhteydet: kvartsia, mikrokliiniä tai ortoklaasia, albiittia, cleavelandiiä, lepidoliittia, muskoviittia, apatiittia ja berylliä voi esiintyä jalokiviturmaliinin kanssa.
- Metamorfoottiset esiintymisympäristöt: draviitti ja uviitti voivat esiintyä marmorien, liuskeiden, gneissien, kalkkiitin, diopsidin, spinellin ja magnesiumrikkaiden yhdistelmien kanssa.
- Tummien turmaliinien esiintymisympäristöt: skorli on yleinen graniiteissa, graniittisissa pegmatiiteissa, greiseneissä, kvartsijuonissa ja metamorfoituneissa kivissä.
Tunnistus ja samankaltaiset
Turmaliini on usein tunnistettavissa, mutta tarkka lajin tunnistus voi vaatia kemiallista analyysiä. Visuaalinen tunnistus tulisi yhdistää habitukseen, kovuuteen, pleokroismiin, taitekerroin, tiheyteen ja kideympäristöön.
| Tarkistus tai vertailu | Turmaliinin vihje | Miksi se auttaa |
|---|---|---|
| Pituussuuntainen uurteisuus | Uurteet kulkevat yleensä prismojen pituussuunnassa. | Syvät pituussuunnassa kulkevat uurteet erottavat turmaliinin monista sileämmistä prismamaisista jalokivistä. |
| Poikkileikkaus | Kolmikulmaiset tai pyöristetyn kolmikulmaiset muodot ovat yleisiä. | Berylli on kuusikulmainen, kun taas turmaliini näyttää usein kolmipuoleiselta tai pyöristetyn kolmikulmaiselta. |
| Kovuus | Mohsin asteikolla 7–7,5. | Kovempi kuin monet amfibolit ja jotkut tummat silikaatit, mutta naarmutustestiä tulisi välttää arvokkailla kappaleilla. |
| Halkeama | Ei erillistä halkeamaa. | Topaasilla on täydellinen pohjatasoinen halkeama; monet amfibolit ja pyrokseenit näyttävät selvempiä halkeamien katkeamisia. |
| Pleokroismi | Usein kohtalainen tai hyvin voimakas. | Spinelli on yksisuuntaisesti taittuva eikä osoita pleokroismia; berylli yleensä näyttää heikomman suuntaisen värin. |
| Tiheys | Yleensä lähellä 3.0, vaihtelee lajin mukaan. | Auttaa erottamaan turmaliinin kevyemmästä berystä ja raskaammasta korundista tai topaasista joissain tapauksissa. |
| Edistynyt testaus | Taitekerroin, interferenssikuva, spektroskopia, Raman tai kemiallinen analyysi. | Tarvitaan varmaan lajin erotteluun sekä kuparia tai kromi/vanadiinia sisältävien väitteiden tueksi. |
Lajit, väritermit ja niiden merkitys
Turmaliinin nimet voivat kuvata joko lajin kemiaa tai visuaalista väriä. Näiden kategorioiden erottaminen parantaa tarkkuutta.
| Nimi | Termityyppi | Tyypillinen ulkonäkö | Tärkeä varoitus |
|---|---|---|---|
| Skorli | Laji | Musta tai sinimusta, yleensä läpinäkymätön, voimakkaasti uurteiset prismat. | Yleisesti kutsutaan mustaksi turmaliiniksi, mutta myös muita tummia turmaliineja on olemassa. |
| Draviitti | Laji | Ruskea, hunajainen, vihertävänruskea tai joskus kirkkaan vihreä. | Magnesiumrikas kemia; lajin varmuus vaatii usein kemiallista testausta. |
| Uviitti | Laji | Vihreitä, ruskeita, tummia tai lyhyitä kiiltäviä kiteitä, usein karbonaattisissa ympäristöissä. | Voi muistuttaa draviittia; varmuus vaatii kemian analyysin. |
| Elbaiitti | Laji | Läpinäkyvä jalokiviturmaliini vaaleanpunaisena, vihreänä, sinisenä, värittömänä ja monivärisenä. | Monet tutut jalokivivärit ovat usein elbaiittia, mutta pelkkä väri ei todista lajia. |
| Liddikoattiitti | Laji | Usein monivärinen, joskus dramaattisen kolmionmuotoisella sektorivyöhykkeistymisellä. | Voi muistuttaa elbaiittia ilman analyysiä. |
| Rubelliitti | Väritermi | Vaaleanpunainen, punainen tai purppuranpunainen turmaliini. | Ei lajinimi; sisällyksiä on yleisesti ja ne on arvioitava kestävyyden näkökulmasta. |
| Indikoliitti | Väritermi | Sininen tai sinivihreä turmaliini, usein voimakkaasti pleokroinen. | Leikkaussuunta vaikuttaa voimakkaasti siihen, näyttäytyykö kivi avoimena vai liian tummana. |
| Verdeliitti | Väritermi | Vihreä turmaliini, jonka sävy vaihtelee keltaisenvihreästä metsänvihreään. | Kromi- tai vanadiiniväri tulee varmistaa kemiallisena väitteenä. |
| Paraíba-tyyppi | Kemiallinen ja väriin liittyvä kauppatermi | Elävä sininen, vihertävän sininen tai sinivihreä kuparipitoinen turmaliini. | Kuparipitoisuutta ja alkuperää ei tule päätellä pelkästään värin perusteella. |
| Vesimeloni | Vyöhykkeistystermi | Yleensä vaaleanpunainen keskusta ja vihreä reuna, erityisesti viipaleissa. | Kuvaa kasvumallia eikä lajia. |
Hoito, käsittely ja kestävyys
Turmaliini on kovuudeltaan kestävä eikä sillä ole selvää lohkeamistasoa, mutta se ei ole immuuni halkeamille. Pitkät kiteet, ohuet viipaleet, sisällykselliset jalokivet, korjaukset ja matriisinäytteet vaativat varovaista käsittelyä.
- Puhdistus: stabiilit kivet voi yleensä puhdistaa haalealla vedellä, miedolla saippualla ja pehmeällä harjalla, ja kuivata huolellisesti.
- Ultraääni- ja höyryvaroitus: vältä voimakasta puhdistusta voimakkaasti sisällyksellisiin, halkeamia sisältäviin, korjattuihin, pinnoitettuihin, lämpöherkkiin tai herkkien näytteiden kohdalla.
- Lämpö: vältä nopeita lämpötilan muutoksia ja tarpeetonta kuumentamista. Turmaliini voi haljeta, halkeilla tai muuttaa väriä ankarissa olosuhteissa.
- Aurinko: monet vihreät ja siniset kivet ovat stabiileja, mutta pitkäaikainen voimakas valo ei ole suositeltavaa joillekin vaaleanpunaisille materiaaleille sekä käsitellyille tai sisällyksellisiin kiviin.
- Säilytys: kääri turmaliini erikseen kovemmista jalokivistä ja suojaa päät, harjanteet ja ohuet prismat pistepaineelta.
- Näytteet: tue matriisipaloja alapuolelta ja vältä käsittelemästä niitä kiteen kärjistä tai haurailta oksilta.
Havainnointi ja dokumentointi
Turmaliini palkitsee huolellisesta havainnoinnista. Sen pinta, väri ja optinen käyttäytyminen muuttuvat kierron ja valaistuksen mukaan, joten yksittäinen näkymä harvoin kertoo koko tarinan.
Käytä kulmavalaistusta ja hajavaloa
Matala sivuvalo korostaa juovia, kiiltoa ja pinnan muotoa. Taustavalo voi paljastaa vyöhykkeitä läpikuultavissa kiteissä ja viipaleissa.
Lue pleokroismi
Käännä kiveä vähintään kahden kohtisuoran suunnan kautta. Kirjaa ylös, avautuuko väri, tummuuko se vai muuttuuko sävy.
Tarkista kunto ja kasvun ominaisuudet
Käytä suurennusta tutkiaksesi pinnalle ulottuvia halkeamia, parantuneita rakoja, putkia, vyöhykkeiden rajoja, lohkeamia, kiillotusta ja mahdollisia käsittelymerkkejä.
Pidä nimet tarkkoina
Kirjaa, onko nimike vahvistettu laji, väritermi, kauppatermi vai paikannimitys. Nämä ovat erilaisia tietotyyppejä.
Paras kuvaustapa: aloita laajasta identiteetistä, kuten ”turmaliini”, lisää sitten vahvistetut lajit, väritermit, alkuperä, käsittelytila ja kiviympäristö vain, kun nämä tiedot ovat varmistettuja.
Usein kysytyt kysymykset
Onko turmaliini yksi mineraali vai monta?
Turmaliini on mineraaliryhmä. Rakenne pysyy tunnistettavana, mutta kemialliset paikat voivat täyttyä eri alkuaineilla tai vajeilla, tuottaen lajeja kuten schorl, draviitti, uviitti, elbaiitti, liddikoatitti, foitiitti ja muita.
Miksi turmaliinia esiintyy niin monissa väreissä?
Sen rakenne voi isännöidä monia väriin vaikuttavia alkuaineita, kuten rautaa, mangaania, kromia, vanadiinia ja kuparia. Kasvukemian vaihtelu voi myös luoda kaksivärisiä, kolmivärisiä, sektori-vyöhykkeisiä ja vesimelonityylisiä kiteitä.
Mikä aiheuttaa voimakkaan pleokroismin turmaliinissa?
Turmaliini imee valoa eri tavoin eri kiderakenteen suuntiin. Tämä suuntainen absorptio saa kiven näyttämään tummemmalta, vaaleammalta tai hienovaraisesti eri sävyiseltä, kun sitä kierrätetään.
Onko turmaliinilla halkeamaa?
Turmaliinilla ei ole selkeää halkeamaa. Se murtuu epätasaisesti tai simpukkamaisesti, mikä parantaa kestävyyttä verrattuna halkeaviin kiviin, mutta se voi silti lohjeta tai haljeta iskusta.
Miksi turmaliini voi houkutella pölyä tai tuhkaa?
Turmaliini on pyroelectrinen ja piezoelektrinen. Lämpötilan muutos tai paine voi luoda pintavarausta, joka voi houkutella kevyitä hiukkasia kuten pölyä, nukkaa tai tuhkaa.
Onko ”Paraíba” väri-, kemia- vai paikannimitys?
Sitä on parasta käsitellä varovasti. Paraíba-tyyppinen materiaali viittaa kirkkaan siniseen tai vihreään kuparipitoiseen turmaliiniin, ja alkuperä on erillinen väite. Pelkkä väri ei riitä todistamaan kuparipitoista kemiaa tai maantieteellistä alkuperää.
Miten turmaliini tulisi puhdistaa?
Vakaille kappaleille sopivat yleensä haalea vesi, mieto saippua ja pehmeä harja. Vältä höyryä, ultraäänipuhdistusta, voimakkaita kemikaaleja ja lämpöä sisäisiä, halkeilleita, täytettyjä, korjattuja tai herkkiä kiviä käsiteltäessä.