La Gemmologia

GEMMOLOGIA

La parola “gemmologia” deriva dal latino “gemma” e dal greco “logos” che significa discorso.

La gemmologia è una scienza indipendente della mineralogia che tratta altri soggetti e non considera molti argomenti della gemmologia.

La gemmologia non si occupa solo dello studio dei materiali gemmiferi (perle comprese) e della corretta terminologia di questi ultimi, ma anche dei metodi d’analisi gemmologica del taglio e della lucidatura, della gemma creata sinteticamente, dei metalli preziosi e delle loro leghe e infine delle procedure di valutazione.

Fu insegnata per la prima volta come corso di specializzazione della geologia tra il 1909-1913. Nel 1916 corso semestrale di Edward Kraus.

I corsi di corrispondenza GIA sono il risultato di lezioni tenute da R. Shipley tra il 1930-1931.

FATTORI CHE INFLUISCONO SUL VALORE DELLA PIETRE PREZIOSE

Natura pietre preziose

Gemme: specie di minerali o sostanze organiche usate per ornamento personale che possiedono requisiti di bellezza, rarità, durevolezza.

Si dividono in due classi:

1. diamanti 
2. gemme di colore 

che si differenziano per caratteristiche diverse: 

di natura: colore, proprietà fisiche e ottiche 

commerciali: standardizzazione prezzi per diamante, fonti grezzo, tecniche taglio-commercio 

Fattori che influiscono sul valore delle pietre preziose 

Bellezza: deve essere attraente, altrimenti non è considerata pietra preziosa, dipende da qualità, 

intensità colore, grado di trasparenza, taglio 

Durevolezza: deve mantenere la propria bellezza per un periodo ragionevole (stabilitàeccezionale) 

Rarità 

Richiesta (moda) 

Tradizione: sforzi attuati attraverso i secoli per interessare e educare il pubblico 

Portabilità: investimento o manifestazione ricchezza 

Classificazione

Sono stati identificati circa 2000 minerali differenti, di cui 90 pietre preziose, fra le quali 20 importanti per la gioielleria.

E’ stata introdotta nel 1931 dal Gemmological Institute e comporta la distinzione delle gemme in: 

specie: ogni materiale che può fornire materiale da taglio contraddistinto da una composizione chimica definita 

varietà: differenti tipi di specie (variazioni colore, trasparenza, fenomeni ottici) es. rubino e zaffiro varietà specie CORINDONE 

smeraldo e acquamarina varietà specie BERILLO 

gruppo: numero specie strettamente correlate tra loro per struttura e proprietà.

es. GRANATI: numero minerali con stessa struttura cristallina ma diversa composizione chimica (gruppo specie strettamente correlate) 

FELDSPATI: varianti di specie differenti (es. amazzonite - adularia) 

N.B. E’ scorretto presentare uno spinello rosso come rubino o quarzo citrino come topazio. 

Non è disonesto invece utilizzare il luogo di provenienza per descrivere colore e qualità. 

Procedura analisi gemme 

1. esami fisici e ottici 
2. esame inclusioni e imperfezioni (soprattutto per diamante) 
3. valutazione dimensioni, stile e qualità del taglio 

Riproduzione gemme (gemme sintetiche): stessi costituenti chimici e proprietà fisiche e ottiche. 

STRUTTURA E FORME DEI MATERIALI GEMMIFERI 

Natura dei materiali gemmiferi 

La materia si distingue in: 

organica (regno animale - vegetale): deriva da attivitàdi piante o animali 

es. perle, corallo, ambra, giaietto 

inorganica: origine inorganica

es. minerali 

Natura minerali

I minerali sono prodotti naturali inorganici con caratteristica composizione chimica e struttura (cristallina) 

es. diamante > da carbonio 

struttura cristallina: minerale formato in condizioni favorevoli > atomi ordinati

struttura amorfa: sostanza formata rapidamente > atomi disordinati (es. ossidiana, vetro, opale) 

Formazione cristalli

Avviene per ionizzazione quando s’incontrano ioni caricati in modo opposto si forma un materiale insolubile che si deposita dal meno al più solubile.

Le cariche elettriche sono ioni direzionali, gli atomi si ordinano nella struttura.

Una massa di roccia fusa si comporta allo stesso modo.

Questo accade per una soluzione acquosa (es. neve) o per una massa fusa in raffreddamento, oppure per liquidi in evaporazione (es. evaporazione acqua di mare > sale).

Come risultato di questo processo gli atomi si aggregano, ordinandosi, dando origine ai CRISTALLI.

Se, viceversa, gli atomi non hanno tempo a sufficienza per disporsi in modo ordinato si genera un MINERALE AMORFO.

La crescita avviene per affinitàtra gli atomi di un elemento con quelli di altri (come limatura di ferro attratta da un magnete).

Gli atomi si dispongono dal centro verso l’esterno strato su strato originando una forma geometrica cristallina.

I reticoli mostrano la disposizione tridimensionale degli atomi in una cella elementare.

Proprietà fisiche dei minerali quali la sfaldatura, la durezza, la tenacità, dipendono dalla loro struttura interna.

Forma esterna dei cristalli

Presentano una forme esterna ben definita, delimitata da superfici piane dette facce che rispecchiano la disposizione interna delle particelle.

Piani di atomi e facce cristalline

A volte un materiale con la stessa composizione chimica può assumere differenti disposizioni atomiche (strutture).

Ogni disposizione da origine a un materiale diverso (es. diamante > grafite).

Un materiale cristallino presenta forma massiva quando nonostante la sua struttura cristallina interna non presenta esternamente una forma geometrica, ma una massa informe.

Aspetto esterno materiale cristallino

Secondo le diverse forme con cui si presentano: 

cristallino: sostanza con struttura completamente o parzialmente delimitata da superfici piane naturali 

cristalli geminati: due cristalli uniti insieme lungo un piano o un asse comune 

aggregato di cristalli (gruppo): quando è distinguibile ogni elemento del gruppo 

aggregati cristallini: quando ogni elemento del gruppo è distinguibile raramente ad occhio nudo 

aggregati criptocristallini: difficile distinzione persino ad alti ingrandimenti (riconoscibile con luce polarizzata) 

Cristalli distorti, deformati e pseudomorfi 

cristalli distorti: sono più o meno deformati poiché la loro fonte di alimentazione (soluzione contenente atomi) non era regolare > i corrispondenti angoli tra le facce sono costanti 

cristalli deformati: piegati e distorti da forze deformanti > i corrispondenti angoli tra le facce possono variare considerevolmente 

cristalli pseudomorfi: alterazione composizione chimica o struttura cristallo senza cambiare forma esterna

Assi cristallini: linee di riferimento con determinate caratteristiche (lunghezze definite si estendono in precise direzioni intersecandosi nell’origine. 

Sistemi cristallini monorifrangente 

cubico (isometrico): tre assi di uguale lunghezza che s’intersecano perpendicolarmente (es. diamante, spinello, granato)

birifrangenti 

esagonale: quattro assi, tre di uguale lunghezza, quarto perpendicolare più o meno lungo (es. rubino, zaffiro, acquamarina)

tetragonale: tre assi che s’intersecano perpendicolarmente, due di uguale lunghezza (es. zircone) 

rombico: tre assi che s’intersecano perpendicolarmente di lunghezza differente (es. topazio, alessandrite) 

monoclino: tre assi di lunghezza differente, uno perpendicolare (es. giadeite, nefrite) 

triclino: tre assi di lunghezza differente (es. labradorite, amazzonite)

Habitus: forma o combinazione di forme più comunemente assunta dai cristalli (forma cristallografica) 

Natura rocce

Le rocce sono aggregato di uno o più minerali.

Classificazione (basata sul metodo di formazione) 

rocce ignee: si formano per solidificazione del magma fuso costituendo i filoni pegmatitici o vene che costituiscono i DEPOSITI PRIMARI. 

rocce sedimentarie: formatasi per disgregazione causata da agenti atmosferici, attraverso il trasporto, la rideposizione e il successivo consolidamento costituiscono i DEPOSITI SECONDARI (o ALLUVIONALI). 

rocce metamorfiche: si formano per metamorfismo di contatto (trasformazione della composizione per cambiamenti di temperatura e di pressione) cui segue la ricristallizzazione. 

In ordine di importanza ai depositi primari appartengono: 

1. filoni pegmatitici 
2. depositi derivati da metamorfismo di contatto 
3. vene 
4. I depositi secondari forniscono maggiore resa.

GIACIMENTI DEI MATERIALI GEMMIFERI

Fonti

Al contrario del diamante dati precisi sulle zone sono quasi inesistenti.

I maggiori centri di estrazione sono: 

Mogok (Birmania): rubini, zaffiri, spinelli, peridoti, adularie, zirconi, ... (derivati da attivitàmetamorfica) 

Sri Lanka (Ceylon): rubini, zaffiri, spinelli, crisoberillo, topazi,... 

Brasile: berillo, ametiste, quarzo, tormaline, topazi (maggiore concentrazione filoni pegmatitici del mondo) 

Cambogia: maggiore fonte zirconi 

Australia: maggiore fonte opale bianco e nero, tormaline, topazi 

U.S.A. : turchese e filoni pegmatitici (vedi Brasile) 

Germania: maggiore fonte ambra 

L’Europa non è mai stata importante come fonte di materiali gemmiferi. 

Estrazione

Nei depositi primari:

cantamento con mine e estrazione il più possibile a mano

Nei depositi secondari: 

tramite lavaggio (manuale o meccanico): avviene tramite la rotazione di una bacinella contenente il materiale gemmifero che permette la fuoriuscita dei componenti leggeri. Questa tecnica è utilizzata per rubino, zaffiro. 

tramite pale e macchinari: per l’estrazione dell’opale in Australia si esegue una serie di buchi a caso. E’ impossibile determinare le aree dei depositi. 

FATTORI DI CONTROLLO DELLA DUREVOLEZZA DELLE GEMME 

Durezza: resistenza all’incisione o scalfittura. E’ il mezzo fondamentale per riconoscimento pietre (per gemmologo no!) E’ legata alla forza dei legami tra gli atomi. E’ la resistenza all’abrasione e non alla rottura. La durezza delle gemme è valutata utilizzando la scala della durezza (relativa) di Mohs. La durezza di ogni sostanza cristallina può variare sulle differenti facce sfregando in direzioni diverse. Essa è maggiore parallelamente alle facce ottaedriche. 

Vi sono variazioni anche all’interno della stessa specie. 

Tenacità: resistenza alla rottura (scheggiatura ed incrinatura).Una gemma può essere molto tenace ma non dura, o viceversa. 

Coesione: è la forza di attrazione che tiene uniti gli atomi. Essa contrasta qualsiasi separazione tra gli atomi (lo spezzarsi). 

Da essa dipendono proprietà quali: 

1. elasticità: capacitàdi subire deformazione. può essere eccezionale, eccellente, buona, discreta, scarsa. 
2. fragilità: carenza elasticità. 
3. friabile: si riduce facilmente in granuli 
4. tenera: si polverizza facilmente in granuli- tenace: resistente alla separazione 
5. Sfaldatura: frattura che generalmente avviene: nella direzione indicante la tensione che ha causato la frattura quando la spaziatura tra gli atomi è la stessa parallelamente ai piani di alta concentrazione degli atomi quando varia la concentrazione della disposizione degli atomi Può essere perfetta, difficile, facile. 

QUINDI: la sfaldatura è la tendenza di un materiale cristallino a separarsi secondo certe definite direzioni, producendo superfici piane e lisce, a volte con minuscole sporgenze o aspetto a gradini, dette piani di sfaldatura.

Questi sono paralleli ad una possibile faccia (piano atomico) di una delle forme cristalline in cui il minerale può presentarsi.

Es. diamante: sistema cubico, forma ottaedrica > sfaldatura ottaedrica. Grana: piani di sfaldatura del diamante.

La pseudo - sfaldatura si verifica invece lungo piani posti tra le lamine dovute ad una geminazione polisintetica (quella vera avviene tra piani atomici).

Frattura: scheggiatura o rottura in qualsiasi direzione differente dalla sfaldatura.

Può essere: 

1. concoide 
2. granulare 
3. scheggiosa (aspetto fibroso) 
4. uniforme e non 

Se la frattura avviene sulla superficie della gemma può essere chiamata cavità. 

Se invece avviene al suo interno può essere chiamata difetto (o piuma).

Il termine scheggiatura è spesso usato per descrivere fratture della superficie, soprattutto della cintura. 

Stabilità: capacità di resistere a deterioramento.

N.B. Le graffiature non influiscono sulla stabilità. 

Le gemme soggette a maggiore sfaldatura sono: diamante, topazio, spodumene, labradorite, microclino, ortoclasio. 

si applica la formula ricavata dal principio di Archimede (un corpo totalmente immerso in acqua perde una quantità di peso pari all’acqua spostata).

P.Sp. = peso corpo / peso uguale V acqua = peso nell’aria / peso nell’aria - peso nell’acqua 

N.B. metodo consigliabile per pietre colorate avente P.Sp. maggiore di 0,5 carati.

liquidi pesanti

E’ più veloce e sicuro del metodo precedente.

Valore max. utilizzabile = 3,32 (ioduro di metilene)2,89 (bromoformio)

2,62 (bromoformio + xilene).

PESO SPECIFICO E ALTRE PROPRIETÀ UTILI PER L’IDENTIFICAZIONE

Il concetto di peso specifico è strettamente correlato a quello di densità.

Densità: è la quantità di massa contenuta nell’unità di volume.

Peso specifico di una pietra preziosa: rapporto tra sua densità e densità dell’acqua(peso corpo / peso uguale volume acqua).

Il peso specifico rappresenta un rapporto e non un numero.

N.B. A parità di peso più alto è il peso specifico più piccola è la pietra.

Determinazione peso specifico

Il peso specifico di una gemma può essere determinato in due modi:

metodo del peso diretto (idrostatico)

QUINDI: se il P.Sp. del quarzo equivale a 2,66 significa che pesa 2,66 volte un uguale volume d’acqua.

Altre proprietà fisiche utili per identificazione 

1. effetti calore 
2. effetti sostanze chimiche 
3. tatto 
4. magnetismo 
5. elettricità 
6. fluorescenza e fosforescenza 

RIFLESSIONE, RIFRAZIONE E LUCENTEZZA

La natura della luce

La luce visibile è una forma di energia radiante compresa nello spettro elettromagnetico insieme alla luce infrarossa, luce ultravioletta, onde radio e televisive, raggi x e raggi cosmici.

Tutte queste forme hanno due proprietà in comune:

1. viaggiano nell’aria alla stessa velocità di 300.000 km./sec.
2. hanno moto ondulatorio (lunghezza d’onda)

Per il gemmologo è importante solo la luce visibile che si estende dal rosso (700 nm.), arancio, giallo,verde, blu, al violetto (400 nm.)

Sorgenti di luce

Esistono due sorgenti base di luce:

1. incandescente (coinvolge alte temperature) 
2. luminescente

Alcuni materiali possono essere stimolati ad emettere luce visibile da una certa forma di en. radiante (es.luce ultravioletta): 

fluorescenza: quando presentano il fenomeno per la durata dell’esposizione alla radiazione

fosforescenza: quando lo presentano anche successivamente. Riflessione e rifrazione Avvengono quando un raggio di luce colpisce una superficie, come la faccetta di una pietra, subendo un rallentamento che causa una deviazione o rifrazione. 

N.B. Un’inclusione può essere vista contemporaneamente attraverso due, tre o più faccette, dando l’idea della presenza di più imperfezioni, ognuna in posizione leggermente differente.

Le radiazioni luminose si muovono in fronti d’onda.

Indice di rifrazione

E’ la capacità di rallentare la luce (deviarla o rifrangerla).

I.R. = vel. luce nell’aria / vel. luce in sostanza

Può essere esaminato con rifrattometro.

Lucentezza (lustro)

E’ l’aspetto di una superficie quando riflette la luce direttamente all’occhio. Dipende dall’indice di rifrazione e dalla durezza. > lucentezza > I.R.

Può essere: 

1. riflessione piana (sup. piana) 
2. riflessione diffusa (sup. diffusa)

Scheen: effetto della struttura di un minerale sulla luminositàsuperficiale. 

Tipi di lucentezza: 

metallica: propria dei metalli 

adamantina (simile al diamante): riflessione planare, alta percentuale di riflessione (diamante 30%). E’ il maggiore lustro mostrato da una pietra trasparente. 

vitrea: riflessione planare, < 30%. La maggior parte delle gemme mostra questa lucentezza. 

untuosa o resinosa: propria di superfici lucidate ma non perfettamente lisce (es. granati e peridoti grezzi) 

cerosa: simile all’untuosa e resinosa ma con superfici più irregolari (turchese poco lucidata e calcedonio grezzo) 

smorta: propria di una superficie molto irregolare a grana sottile (turchese grezzo) 

serica: propria di una massa di aspetto fibroso (occhio di tigre grezzo) 

perlacea: lucentezza simile bella perla (adularia grezza) 

N.B. Non esiste una netta linea di separazione tra i numerosi tipi di lucentezza. 

Non esistono due gemme che abbiano esattamente lo stesso lustro. 

Le differenze di lucidatura rendono la lucentezza un mezzo dubbio d’identificazione, eccetto che per i più esperti.

Trasparenza

traslucido: 

semitraslucido: 

opaco: 

certe non trasmettono luce.

(es. calcedonio bianco) (es. ossidiana, amazzonite)

(propria dei metalli)

Dipende dalla qualità e quantità di luce trasmessa (che attraversa la gemma). 

qualità di luce trasmessa: dipende dagli ostacoli (imperfezioni, peculiarità della struttura) che l’energia radiante incontra durante il suo passaggio. 

quantità di luce trasmessa: dipende dalla quantità di luce assorbita.Grado di trasparenza

trasparente: passaggio di luce senza distorsioni e/o assorbimento apprezzabili (es. diamante, rubino, smeraldo) 

semitrasparente: scarso assorbimento e/o distorsioni (es. ambra, adularia) 

BRILLANTEZZA (LUMINOSITÀ) E DISPERSIONE

Una parte della luce che colpisce una gemma è riflessa e il resto viene rifratto all’interno della pietra.

Comportamento della luce che entra in una pietra

Questa luce è responsabile della dispersione o fuoco delle gemme, della maggior parte della loronluminosità (la percentuale di luce che la pietra è in grado di rimandare verso l’occhio dell’osservatore) e della maggior parte del loro colore di base; in breve della loro bellezza.

Queste proprietà dipendono dallo stile di taglio, dalle proporzioni, dalla perfezione della lucidatura, dall’indice di rifrazione ed infine dall’orientazione della pietra in relazione ai suoi assi cristallografici.

Le tre leggi dell’ottica geometrica:

1. angolo d’incidenza e angolo di riflessione sono uguali
2. raggio incidente, raggio riflesso, raggio rifratto e normale al punto d’incidenza giacciono sullo stesso punto
3. il rapporto tra il sen. dell’angolo d’incidenza e il sen. dell’angolo di rifrazione è costante per ogni coppia di mezzi, qualunque sia il valore dell’angolo d’incidenza.

Un altro principio dell’ottica geometrica è la reversibilità del cammino ottico.

Angolo limite

Per comprenderne il significato è necessario acquisire il significato di certi termini e definizioni.

Normale: linea immaginaria tracciata perpendicolarmente alla superficie 

L’incontro tra normale e luce incidente determina l’angolo di incidenza. 

tra normale e luce riflessa l’angolo di riflessione. 

Se la luce colpisce perpendicolarmente la superficie la sua direzione rimane invariata ed è solamente rallentata, altrimenti è deviata proporzionalmente. 

Se il raggio sfiora appena la pietra è soggetto alla massima deviazione. 

La maggior parte delle pietre sfaccettate è tagliata in modo che la luce che entra nella corona sia riflessa dalle faccette del padiglione e rinviata attraverso la corona all’occhio dell’osservatore, tale luce costituisce la luminosità (o brillantezza). 

Essa dipende dalla lucentezza e dalla riflessione interna subita dalla pietra. 

I.R. < ang. limite > lum. 

QUINDI: l’angolo limite è l’angolo massimo di rifrazione, oltre si ha la riflessione. 

L’ampiezza dell’angolo limite è variabile da pietra a pietra: ad un più alto indice di rifrazione corrisponde un più piccolo angolo limite, e viceversa. 

Formula per calcolare l’angolo limite: sen i = 1/n dove sen i = seno angolo limiten= I.R. pietra 

Dispersione 

E’ la separazione della luce nei colori dello spettro. 

La separazione avviene tramite un prisma in grado di separare le diverse lunghezze d’onda della luce che determinano i colori. 

Lo stesso deve avvenire all’interno di una gemma in modo che i colori si separino. 

Ogni pietra con proprio indice di rifrazione frena ogni lunghezza d’onda in modo differente determinando una differente dispersione. 

> dispersione > I.R. < luminosità 

Scintillio 

Lampi di luce emessi dalle faccette di una pietra, visibili quando questa, o la sorgente di luce, o l’osservatore si muovono. 

> movimento > n° faccette > scintillio 

> sfavillio non corrisponde a > bellezza 

La condizione migliore è quella intermedia tra diffusi lampi di luce in una pietra con faccette ampie e l’aspetto confuso di una con faccette troppo piccole. 

< trasparenza < luminosità 

Generalmente si può considerare una gemma di qualsiasi specie più luminosa di una di specie differente con un I.R. minore. 

Fa eccezione il rutilo sintetico che pur avendo I.R. maggiore a quello del diamante è meno luminoso che questo ultimo per la sua maggiore dispersione e minore trasparenza.

BIRIFRANGENZA E PLEOCROISMO NELL’ IDENTIFICAZIONE

Polarizzazione

La luce si propaga vibrando, con moto ondulatorio, in tutte le direzioni, quando questo moto è limitato in una sola direzione essa viene detta polarizzata.

Monorifrangenza e birifrangenza

La monorifrangenza avviene generalmente quando la luce, attraversando un pezzo di vetro, viene rallentata o deviata secondo il suo angolo di incidenza, mantiene il suo moto ondulatorio in tutte le direzioni. 

Quando, invece, in certe specie gemmifere, la luce viene scissa in due raggi, viaggianti a velocità differenti, con due diversi I.R. e perpendicolari l’uno all’altro, si avrà il fenomeno della birifrangenza.

I materiali monorifrangenti sono amorfi o cristallizzano nel sistema cubico (es. vetro, diamante).

I materiali birifrangenti cristallizzano nel sistema esagonale, tetragonale, rombico, monoclino e triclino. (es. zircone)

La birifrangenza causa lo sdoppiamento, per la differenza di velocità tra i due raggi luminosi, di inclusioni, delle faccette posteriori o di oggetti posti dietro la pietra.

Essa è calcolabile tramite la differenza di I.R. rilevabile al rifrattometro, oppure osservando l’ampiezza dello sdoppiamento.

La birifrangenza (ammontare di sdoppiamento) è influenzata da: 

1. dimensione pietra 
2. direzione di osservazione 

Nelle pietre birifrangenti la luce non si sdoppia in tutte le direzioni, ma secondo il sistema cristallino cui appartiene presenta una o due direzioni monorifrangenti, dette assi ottici.

GRUPPO SISTEMA GEMMA 

MONOMETRICO cubico monorifrangente tetragonale

DIMETRICO trigonale esagonale birifrangente - uniassico - dicroico rombico

TRIMETRICO monoclino triclino birifrangente - biassico - tricroico

Pleocroismo

Avviene se durante la scissione della birifrangenza i due raggi polarizzati vengono assorbiti con due differenti lunghezze d’onda. 

Come risultato ogni raggio appare di colore diverso.

Più precisamente avremo: 

dicroismo (due colori di pleocroismo): nelle pietre uniassiche 

tricroismo (tre colori di pleocroismo): nelle pietre biassiche 

N.B. di questi tre colori ne sono visibili solo due per direzione. 

Il pleocroismo è un importante esame di identificazione, la sua presenza, inoltre aumenta la bellezza della pietra. 

Esami per identificare la birifrangenza 

Verificare tramite microscopio in almeno tre direzioni diverse (per evitare gli assi ottici) se avviene uno sdoppiamento degli spigoli delle faccette posteriori. 

N.B. sdoppiamento spigoli nullo se parallelo agli assi ottici massimo se perpendicolare agli assi ottici. 

Tramite polariscopio, che individua solo la luce che vibra in una singola direzione. 

N.B.- i materiali monorifrangenti rimangono scuri in tutte le direzioni - i materiali birifrangenti rimangono scuri ogni 90°(quando paralleli assi ottici) e illuminati nelle posizioni intermedie. Esami per pleocroismo (prova di birifrangenza). 

Tramite dicroscopio, in grado di scindere i due raggi polarizzati. Esaminando una pietra dicroica le due unità del cerchio possono avere colori diversi. Nelle pietre tricroiche si evidenziano due coppie di colori (dove un colore viene ripetuto). 

I gradi di pleocroismo sono: forte, distinto, debole, molto debole. 

Tramite polariscopio, girando la lente superiore fino ad ottenere il massimo di luce trasmessa e ruotando la gemma tra i polarizzatori. Se la gemma è pleocroica e non viene osservata parallelamente ad un asse ottico, cambia colore mentre viene ruotata. 

N.B. Le pietre incolori non mostrano pleocroismo. 

EFFETTI OTTICI DELLE GEMME

Possono essere causati da tre motivi:

1. riflessione da parte di inclusioni 
2. assorbimento selettivo della luce 
3. interferenza della luce

Riflessione da parte di inclusioni 

gatteggiamento: proprietà di riflettere la luce secondo una linea somigliante alla pupilla contratta di un occhio di gatto. L’occhio di gatto è una varietà della specie crisoberillo, quando non mostra gatteggiamento viene chiamato cimofane. Il fenomeno è dovuto ad un alto numero di minute inclusioni, parallele e aghiformi, che possono essere cavità o più spesso cristalli fibrosi inclusi. La striscia luminosa, prodotta dai riflessi provenienti da queste inclusioni, è sempre disposta perpendicolarmente alle fibre. Il gatteggiamento viene esaltato dal taglio a cabochon, dove la luce riflessa dalle inclusioni viene rifratta allo esterno con differenti angolazioni producendo la sottile banda luminosa. L’occhio di tigre, varietà di quarzo gnr. giallo-bruna con struttura fibrosa ondulata, ha un aspetto simile allo effetto di una serie di ampi gatteggiamenti provocati dal riflesso delle sue fibre. La varietà blu viene chiamata occhio di falco. 

asterismo: proprietà di riflettere la luce sotto forma di bande luminose che si intersecano. Le pietre asteria presentano solitamente una stella con quattro, sei o dodici raggi, raramente possono mostrare stelle con tre, cinque, dieci raggi per la mancanza delle necessarie inclusioni in una zona della pietra. Il fenomeno è comune nel rubino e zaffiro, ma anche nel granato almandino, spinello, berillo, quarzo rosa, crisoberillo. E’ provocato dalla riflessione della luce di minuscoli cristalli aghiformi orientati. Gli aghi che provocano l’asterismo nel corindone sono disposti secondo tre direzioni su piani paralleli alla cintura. Le inclusioni sono chiamate seta. 

avventurinamento: emissione riflessi luminosi o fortemente colorati di un minerale traslucido, provenienti da inclusioni lamellari. 

Assorbimento selettivo

Determina in alcune gemme sensibili alle minime differenze tra luce incandescente artificiale (lungh. d’onda rosse) e radiazioni della luce del giorno (lungh. d’onda blu e verdi) un cambiamento di colore.

L’esempio più notevole è l'alessandrite (varietà di crisoberillo) 

rossa a luce incandescente (lungh. d’onda più lunghe) 

verde alla luce del giorno (lungh. d’onda più corte) 

Un cambiamento di colore avviene anche nell'alessandrite sintetica, spinello e, a volte, anche nello zaffiro, spinello tormalina e alcune varietà di berillo. 

Fenomeni particolari derivanti dall’interferenza della luce

Due raggi identici sovrapposti lungo lo stesso percorso:

1. se sono in fase si sommano -> maggiore intensità
2. se non lo sono si annullano -> oscurità

N.B. Se si sovrappongono raggi di luce bianca l’interferenza risultante può produrre i colori dello spettro. 

L’interferenza si verifica ogni qualvolta ci sono pellicole sottili o trasparenti o stati di materiali differenti. 

giochi di colore: tipici dell’opale, determinati dalla diffrazione della luce e dalle variazioni dell’I.R. di innumerevoli particelle sferiche trasparenti, di silice amorfa, disposta regolarmente in tre dimensioni e da spazi tra esse. La spaziatura tra i vuoti è uguale a quella tra le sfere. L’angolo secondo il quale viene rifratta la luce varia continuamente con la lunghezza d’onda. 

labradorescenza: tipica della labradorite (specie gruppo feldspati) che si presenta allo stato grezzo come una pietra di colore grigio smorto, ma che, se lucidata mostra chiazze di tinta molto viva che cambiano di colore per interferenza provocata da un gran numero di lamine molto sottili (piani di geminazioni polisintetica).

iridescenza: si manifesta nel quarzo, quarzo iridescente, o in qualsiasi pietra fratturata o sfaldata. Essa mostra i colori prismatici prodotti da un’interferenza e diffrazione della luce causata da strettissime fessure contenenti sottili pellicole di aria o di liquido. 

oriente: proprio della perla, la cui bellezza dipende dal suo sheen prismatico, in altre parole l’effetto prodotto dall’interferenza e diffrazione della luce su sottili strati sovrapposti della superficie della perla. 

adularescenza (effetto pietra di luna): effetto del feldspato (gnr. ortoclasio), che presenta in certe direzioni uno sheen variante dal blu al bianco. E’ causato dalla riflessione della luce diffusa da piani di geminazione polisintetica. 

effetto girasole: manifestato da diverse specie di minerali: opale, corindone, crisoberillo, quarzo.Si presenta come un effetto di luce mobile o fluttuante quando la pietra è mossa. E’ simile all’adularescenza ma con aspetto più offuscato. 

TAGLIO (metodi e stili)

I tagliatori utilizzano spesso un tipo di taglio che permette di ottenere la maggior quantità di peso dal grezzo senza considerarne le proporzioni ottimali. 

Molte sono le pietre che presentano una scarsa profondità del padiglione o aventi le faccette parallele alla tavola, oppure con una finestra oscura nel centro della corona.

Questo tipo di taglio è tipico delle pietre tagliate in Oriente.

Nel taglio corretto le faccette sono corrispondenti a linee dritte e variano debolmente da specie a specie.

Il taglio moderno rappresenta un compromesso tra la direzione che permette un colore migliore e quella di difficile sfaldatura.

Il gioielliere deve sapere se la potenziale bellezza è stata messa sufficientemente a risalto per giustificare il prezzo.

Parti principali del taglio

1. cintura: sezione perimetrale
2. corona: parte pietra sopra cintura
3. tavola: faccetta larga e piatta alla sommità della corona
4. facce inclinate corona
5. padiglione: area inclinata tra cintura e apice
6. apice: faccetta dove s’incontrano le faccette del padiglione

Stili di taglio:

taglio a brillante: standard rotondo a 58 faccette corona 33 faccette (8 faccette fondamentali - 16 triangoli cintura superiori - 8 triangoli di tavola - 1 tavola) padiglione 25 facc. (8 faccette fondamentali - 16 triangoli cintura inferiori - 1 apice)

taglio a gradini: detto anche taglio a smeraldo

la sua particolarità è di avere le faccette parallele alla cintura - 58 faccette 

taglio misto: tra taglio a brillante e gradini 

taglio a cabochon: può essere doppio, incavato, lente, capovolto 

taglio per pietre incavate o incise 

cammeo: gemma intagliata asportando parti superficiali sopra la cintura (disegno sopra cintura) 

intaglio: disegno inciso nella pietra (disegno sotto cintura) 

taglio concavo: sommità piatta e depressione ovale al centro 

cuvette: variante del taglio concavo con un cammeo nella depressione 

Colore

colori primari:

rosso - giallo - blu - grigio

colori secondari:

verde - viola - arancio

COLORE, PROPRIETÀ CHIMICHE E INCLUSIONI

Sensazione risultante dalla stimolazione dell’occhio da parte di certe lunghezze d’onda della luce visibile. 

Il colore di un oggetto è dovuto all’assorbimento selettivo e alla trasmissione e riflessione di una di queste.

Tinta

Tutte le sensazioni di colore (attributi di colore) diverse dal bianco, grigio o nero (colori acromatici). 

Le tinte (colori cromatici) distinguibili da una persona media sono circa 150.

La tinta può variare da chiara a scura (tonalità) e smorta o intensa (intensità).

Incolore

Le sostanze trasparenti trasmettono ugualmente bene uno spettro bilanciato di luce visibile.

I colori complementari sono i colori opposti nella ruota dei colori:

Il colore di un oggetto, quando è illuminato da luce bianca, è il risultato di assorbire o sottrarre selettivamente alcune lunghezze d’onda della luce da esso trasmessa o riflessa. 

I colori risultanti sono chiamati colori sottrattivi.

Quando l’oggetto è invece illuminato da una luce colorata determina dei colori detti colori additivi.

Relativamente alla gemmologia, i materiali gemmologici la cui colorazione è dovuta ad elementi estranei all’elemento chimico essenziale, come impurità od ossidi metallici, sono chiamati allocromatici. (es.corindone rosso)

Viceversa sono detti idiocromatici. (es. turchese)

Pietre sintetiche ed imitazioni

Le pietre sintetiche, replicano le loro controparti naturali, sia per composizione chimica sia per struttura; come risultato le loro proprietàsono sostanzialmente identiche.

L’unica eccezione è rappresentata dallo spinello sintetico, che ha la stessa struttura ma non la stessa composizione del naturale: di conseguenza le loro proprietà differiscono leggermente.

Le imitazioni (vetri) sono invece “copie” di gemme che hanno la stessa composizione chimica ed il colore della naturali, ma che non riproducono le strutture cristalline.

Cambiamento e perdita di colore 

Può essere effettuato tramite:

Natura inclusioni

1. riscaldamento
2. tintura
3. perdita colore (per esposizione al calore o alla luce)

I materiali intrappolati durante il processo di crescita sono chiamati inclusioni. 

Possono essere solide, liquide, gassose o una combinazione di queste.

Fessure, sfaldature, cavità vengono invece descritte come imperfezioni o difetti.

PERLE

Le perla (dal latino pernula) è considerata in materiale gemmifero d’origine organica. Non richiede alcuna lavorazione per rivelare la sua bellezza.

Tra le perle famose vanno ricordate: - Hope (ovale 11,3x5 cm. 1.800 grani)- Quenn (rotonda traslucida 93 grani).

Pellegrina detta anche “Miracle of the sea” (goccia 1191 grani)

Natura molluschi perliferi

Il mollusco che produce la perla è correntemente chiamato pinctada. 

Questa è classificata secondo le dimensioni (in ordine decrescente): 

1. maxima 
2. margaritifera 
3. vulgaris 
4. martensii (allevata per la produzione di perle coltivate in Giappone) 

In acqua dolce è invece utilizzato il mollusco unio. 

Il corpo del mollusco è costituito da due valve unite da una giuntura dotata di muscoli adduttori. 

La parte principale del corpo del mollusco è separata dalla conchiglia tramite il mantello (membrana protettiva).

Lo strato esterno del mantello è chiamato epitelio. 

Esso contiene le cellule che secernono i materiali per produrre la conchiglia e il nacre (rivestimento delle perle). 

Causa formazione perla 

Quando un corpo irritante s’insedia tra la conchiglia e il mantello si forma una rientranza, accompagnata da uno sviluppo accresciuto di cellule epiteliali, che porta alla formazione della perla. 

La dimensione della perla dipende da quella del mollusco, dalla temperatura dell’acqua (> temperatura > grandezza), dal tempo di crescita e dalla misura del nucleo. 

Se il corpo irritante non è inglobato nel mantello ma si attacca alla conchiglia forma una protuberanza, a volte emisferica, sulla superficie della valva, chiamata perla blister. 

Composizione 

La perla è formata da strati concentrici di nacre, combinato o no con prismi di calcite e aragonite, attorno al nucleo. 

Tale struttura permette alla perla di generare un fenomeno d’interferenza di luce di tipo iridescente chiamato oriente. 

Fonti 

La fonte principale era il Golfo persico. 

Oggi centri minori sono: Golfo di Manaar, Sri Lanka, India, coste settentrionali Australia, Giappone, Golfo del Messico, Panama, Venezuela. 

Ne sono state trovate anche nei fiumi degli Stati Uniti. 

Varietà

Peso: Si misura in grani.

1 grano = 1/4 di carato 

1 carato = 1/5 di grammo 

1 grammo = 20 grani (5 ct.) 

Il colore delle perle è il risultato di due componenti principali: 

1. colore di fondo 
2. colore di superficie 

Le perle sono classificate in base al colore di fondo in: 

chiare: rosa, bianco e crema 

nere: nero, blu scuro, porpora, blu verde e bronzeo 

colorate: giallo, verde, blu, viola 

Quelle colorate sono più comuni nelle perle d’acqua dolce per l’alto grado d’oriente. 

Quando una perla presenta una forma asimmetrica o irregolare è definita barocca. 

Identificazione 

A differenza delle perle naturali, ruvide se saggiate con i denti, le imitazioni presentano una superficie levigata. 

Cura delle perle 

Le perle sono soggette a deterioramento per la graduale perdita d’acqua della conchiolina. 

Vanno pulite in una soluzione saponata non detergente. 

Valutazione 

Il valore delle perle dipende dai seguenti fattori: 

1. colore: deve essere puro e omogeneo (dipende dal colore di base, di superficie e oriente) 
2. lucentezza: deve essere intensa ed uniforme 
3. grado di traslucidità: maggior valore se traslucide 
4. struttura: presenza imperfezioni 
5. forma: ideale perfettamente sferica 
6. dimensioni 

Il valore di una collana non dipende solo dalla qualità delle singole perle ma anche dal loro accoppiamento(raggruppamento per colore e dimensione) e armonizzazione (raggr. per tinta). 

metodo di calcolo del valore: valore di base perla x quadrato suo peso in grani. 

PERLE COLTIVATE

Posseggono le caratteristiche esterne (colore, lucentezza, ...) di una perla naturale.

La coltivazione delle perle inizia con le blister, quelle sferiche rimangono sconosciute fino al ‘900. 

Il primo esperimento fu compiuto da Mise nel 1904 ma il brevetto gli fu rifiutato, Niscikawa lo ottenne nel 1916 dopo il suo esperimento nel 1907.

Varietà 

1. perle coltivate complete con nucleo di madreperla 
2. 3/4 o 1/2 perle 

blister: formazione naturale calcarea attaccata alla valva del mollusco 

perle coltivate d’acqua dolce nucleate con tessuto epiteliale del mantello: costituite da una perla blister e da un rinforzo posteriore in madreperla 

perle coltivate d’acqua dolce nucleate con tessuto epiteliale del mantello: sono prodotte principalmente nel lago Biwa in Giappone. 

Al posto del nucleo di madreperla, che causava il 50% di decesso, oggi s’innestano piccoli quadrati di tessuto epiteliale preso dal mantello di un altro mollusco (si possono inserire fino a 50 quadratini) e si ottengono altrettante perle barocche di bel colore e lucentezza. 

Coltura ostriche

Deriva dall’allevamento dello spat, in altre parole lo stadio larvale e libero nell’acqua che termina quando la giovane ostrica si attacca permanentemente ad una superficie solida.