Борис Сребродольский - Жемчуг

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 δ 18O, который, как и в случае с углеродом, означает отклонение величины отношения 18O/ 16O относительно такого же отношения в эталоне. О том, как распределяется величина δ 18O в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР, свидетельствуют следующие данные:

Изотопный состав кислорода жемчуга колеблется по δ 18O от —8,2 до — 20,8‰ и укладывается в пределы, характерные для δ 18O кислорода пресноводных карбонатов. Среднее значение δ 18O кислорода исследованных жемчужин — 15,8‰ и несколько выше среднего δ 18O пресной воды (—9,11‰). Оно очень близко к δ 18O воды Северной Двины (—15,5‰), тогда как δ 18O 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 (δ 18O = —8,2‰). формируется перламутровый слой, придающий ценность жемчужине. Внешний слой призматически-слоистой жемчужины, наоборот, кристаллизуется из раствора с минимальным содержанием 18O (δ 18O = —19,4 и —20,8‰) В одном и том же моллюске перламутровый слой жемчуга содержит больше «тяжелого» изотопа (δ 18O = —8,2‰), чем перламутровый слой раковины (δ 18O = —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).