علم الأحجار الكريمة

علم الأحجار الكريمة هو العلم الذي يُعنى بدراسة الأحجار الكريمة الطبيعية والصناعية . وهو فرعٌ متخصصٌ ومتعدد التخصصات من علم المعادن . بعض صائغي المجوهرات (وكثيرٌ من غيرهم) هم علماء أحجار كريمة مُدرَّبون أكاديمياً، ومؤهلون لتحديد الأحجار الكريمة وتقييمها. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

بدأ التعليم الأساسي في علم الأحجار الكريمة للصاغة وعلماء الأحجار الكريمة في القرن التاسع عشر، ولكن أولى المؤهلات ظهرت بعد أن أنشأت الجمعية الوطنية لصائغي الذهب في بريطانيا العظمى (NAG) لجنة تعليمية لهذا الغرض عام 1908. ^{[ 3 ]} ثم انفصلت اللجنة لتصبح فرعًا مستقلًا من الجمعية الوطنية لصائغي الذهب (تحت اسم جمعية علم الأحجار الكريمة) عام 1931، بعد فترة وجيزة من تأسيس معهد علم الأحجار الكريمة الأمريكي (GIA). ^{[ 4 ] [ 5 ]} وفي عام 1938، أُعيد تسمية الفرع ليصبح جمعية علم الأحجار الكريمة في بريطانيا العظمى ، قبل أن يتم تأسيسها رسميًا عام 1947. ^{[ 4 ]} واليوم، تُعدّ المنظمة مؤسسة خيرية تعليمية وهيئة مانحة معتمدة للشهادات، وتُدرَّس دوراتها في جميع أنحاء العالم.

كان روبرت شيبلي أول خريج أمريكي من برنامج دبلوم معهد الأحجار الكريمة الأمريكي (Gem-A) عام 1929، والذي أسس لاحقًا كلًا من المعهد الأمريكي للأحجار الكريمة وجمعية الأحجار الكريمة الأمريكية . ويوجد الآن العديد من المدارس والجمعيات المهنية لعلماء الأحجار الكريمة وبرامج الاعتماد حول العالم.

تأسس أول مختبر للأحجار الكريمة يخدم تجارة المجوهرات في لندن عام 1925، مدفوعًا بتدفق "اللؤلؤ المستزرع" الذي تم تطويره حديثًا والتقدم في تصنيع الياقوت الأحمر والأزرق. ^{[ 6 ]} يوجد الآن العديد من مختبرات الأحجار الكريمة حول العالم، والتي تتطلب معدات وخبرات أكثر تطورًا باستمرار لتحديد التحديات الجديدة، مثل معالجة الأحجار الكريمة، والمواد الاصطناعية الجديدة، وغيرها من المواد الجديدة.

غالباً ما يصعب الحصول على رأي خبير من مختبر محايد. عادةً ما يتطلب تحليل الأحجار الكريمة وتقدير قيمتها إجراءه في الموقع. يستخدم خبراء الأحجار الكريمة وتجارها مختبرات متنقلة، تضم جميع الأدوات اللازمة في حقيبة سفر. تتميز هذه المختبرات المتنقلة بإمدادها الكهربائي الخاص، مما يجعلها مستقلة عن البنية التحتية. كما أنها مناسبة للبعثات الاستكشافية في مجال الأحجار الكريمة.

تُصنّف الأحجار الكريمة أساسًا بناءً على بنيتها البلورية ، وكثافتها النوعية ، ومعامل انكسارها ، وخصائصها البصرية الأخرى، مثل تعدد الألوان . أما خاصية "الصلابة" الفيزيائية فتُحدد بمقياس موس غير المنتظم لصلابة المعادن .

يدرس علماء الأحجار الكريمة هذه العوامل عند تقييم الأحجار الكريمة المصقولة. ويُستخدم الفحص المجهري للبنية الداخلية لتحديد ما إذا كانت الأحجار الكريمة صناعية أم طبيعية، وذلك من خلال الكشف عن شوائب السوائل الطبيعية أو البلورات الخارجية المنصهرة جزئيًا ، والتي تُعد دليلًا على المعالجة الحرارية لتحسين اللون.

يُمكّن التحليل الطيفي للأحجار الكريمة المصقولة خبير الأحجار الكريمة من فهم التركيب الذري وتحديد مصدرها، وهو عامل رئيسي في تقييم قيمة الأحجار الكريمة. فعلى سبيل المثال، يختلف الياقوت من ميانمار (بورما) اختلافًا واضحًا في خصائصه الداخلية ونشاطه البصري عن الياقوت التايلاندي.

عندما تكون الأحجار الكريمة في حالتها الخام، يدرس خبير الأحجار الكريمة بنيتها الخارجية، والصخور والمعادن المحيطة بها، ولونها الطبيعي والمصقول. في البداية، يتم تحديد الحجر من خلال لونه، ومعامل انكساره، وخصائصه البصرية، وكثافته النوعية، وفحص خصائصه الداخلية تحت التكبير.

يستخدم علماء الأحجار الكريمة مجموعة متنوعة من الأدوات والمعدات التي تسمح بإجراء الاختبارات الدقيقة لتحديد الأحجار الكريمة من خلال خصائصها ومميزاتها المحددة.

وتشمل هذه:

• عدسة مكبرة مصححة 10x
• مجهر
• مقياس الانكسار
  • مرشح الاستقطاب
  • عدسة مكبرة
  • سائل تلامس لمعامل انكسار يصل إلى 1.81
• مستقطب
  • كرة الشكل البصري
• منظار ثنائي اللون
• مطياف (محمول باليد أو مكتبي)
• قلم ضوئي
• ملاقيط
• قماش حجري
• فلتر الألوان
• خلية غمر
• مصباح الأشعة فوق البنفسجية
• مطياف رامان
• مطياف الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه
• نظام مطيافية التألق الضوئي
• مطياف الأشعة السينية المشتتة للطاقة

إن تحديد الأحجار الكريمة هو في الأساس عملية استبعاد. تخضع الأحجار الكريمة ذات اللون المتشابه لاختبارات بصرية غير مدمرة حتى لا يتبقى سوى هوية واحدة محتملة.

أي اختبار منفرد يكون في الغالب مؤشراً فقط. على سبيل المثال: الكثافة النوعية للياقوت 4.00، وللزجاج 3.15-4.20، وللزركونيا المكعبة 5.6-5.9. لذا ، يمكن التمييز بسهولة بين الزركونيا المكعبة والنوعين الآخرين؛ ومع ذلك، يوجد تداخل بين الياقوت والزجاج.

كما هو الحال مع جميع المواد الطبيعية، لا يوجد حجران كريمان متطابقان. تؤثر البيئة الجيولوجية التي تشكلت فيها على العملية برمتها، بحيث أنه على الرغم من إمكانية تحديد الأساسيات، فإن وجود "شوائب" كيميائية، واستبدالات، إلى جانب العيوب الهيكلية، يخلق "أحجاراً كريمة فريدة".

التعرف عن طريق معامل الانكسار

إحدى طرق تحديد هوية الأحجار الكريمة هي قياس انكسار الضوء فيها. فعندما ينتقل الضوء من وسط إلى آخر، ينحني. وينحني الضوء الأزرق أكثر من الضوء الأحمر. وتختلف درجة الانحناء باختلاف نوع المعدن الكريم.

لكل مادة زاوية حرجة ، عندها ينعكس الضوء داخليًا. يمكن قياس هذه الزاوية، وبالتالي تحديد هوية الجوهرة. عادةً ما تُقاس باستخدام مقياس الانكسار ، مع إمكانية قياسها باستخدام المجهر أيضًا.

التعرف على الكائنات الحية من خلال الشوائب

يمكن أن تساعد الشوائب علماء الأحجار الكريمة في تحديد ما إذا كان الحجر الكريم طبيعيًا أو صناعيًا أو معالجًا (أي مملوءًا بالكسور أو معالجًا حراريًا).

التعرف على الهوية من خلال العيوب والخطوط

خلال عملية فيرنوي لتصنيع الأحجار الكريمة، تُسخّن مادة مطحونة ناعماً في درجات حرارة عالية للغاية. ثم يُصهر مسحوق المعدن الكريم (أو يُحرق خليط معدني مباشرةً في لهب الأكسجين)، ويتساقط المتبقي منه عبر فرن على بلورة. تدور هذه البلورة، حيث يبرد الكوروندوم أو الإسبينيل ويتبلور، مُسببةً بذلك الخطوط المنحنية، وهي سمة مميزة للأحجار الكريمة المصنعة مخبرياً: فالكوروندوم الطبيعي لا يُظهر هذه الخطوط المنحنية.

وبالمثل، تُظهر الأحجار الطبيعية، وخاصة معادن البريل ، عيوبًا صغيرة - شقوقًا مستوية قصيرة يتغير فيها اتجاه التبلور في الحجر الكريم فجأة. يميل التكوين الطبيعي للأحجار الكريمة إلى ترتيب المعادن في طبقات بلورية منتظمة، بينما تتميز العديد من الأحجار الكريمة المصنعة ببنية غير متبلورة، مثل الزجاج. أما الأحجار المصنعة بتقنية فيرنوي، فلا تُظهر أي عيوب على الإطلاق، أو إذا وُجدت عيوب، فإنها تُظهر أسطحًا منحنية ومتموجة بدلًا من الأسطح المستوية.