_MG_0207geplooide-lagen-uitsn-van-uitsn-bew-Nik-Dfine-1500-x-220--titel.jpg

Edelsteen van de maand: kleurwisselstenen

“Kleurwisselstenen” is een term die edelsteenkundigen gebruiken voor edelstenen die onder epaalde omstandigheden tijdelijk van kleur veranderen. De veranderde omstandigheden kunnen worden veroorzaakt door:
  1. Verschil van de gebruikte lichtbron: daglicht of kunstlicht, zoals het alexandriet-effect bij chrysoberyl.
  2. Padlengte bij één lichtbron bij doorvallend licht, in een dikke steen heeft een intredende lichtstraal een langere weg in het materiaal af te leggen dan in een dun stukje, zoals het usambara-effect bij toermalijn.
  3. Temperatuur: bij verhitting, zoals bij korunden van onder meer Sri Lanka.
  4. Kijkrichting: bij dubbelbrekende stenen, pleochroïsme zoals bij ioliet.
  5. Concentratie: door absorptie door chromoforen of insluitsels, zoals bij granaten.
  6. Wel of geen lichtbron: vanuit het donker naar (zon)licht, tenebrescentie, zoals bij sodaliet/hackmaniet. 

Afb.1 Diverse lichtbronnen met een verschil in intensiteit per golflengte(gebied). Hoe hoger de intensiteit, des te krachtiger is de kleur. Ook deuterium-en xenon(auto!)lampen worden door spectroscopisten gebruikt (niet in de grafiek weergegeven.

1. Verschil in gebruikte lichtbron
Afb.2 Alexandriet effect bij chrysoberyl.
Kleurveranderingen bij mineralen of edelstenen tussen daglicht en kunstlicht zijn al lang bekend. De eerste waargenomen kleurverandering wordt toegeschreven aan de vondst van een kleurwissel chrysoberyl in 1831 in het Oeralgebergte in Rusland. Het mineraal werd vernoemd naar Tsaar Alexander II. De kleuren waren lichtgroen in daglicht, maar paarsrood in kaarslicht. Groen en rood waren de toenmalige Russische legerkleuren.

De oorzaak van de kleurwissel is de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid chroom die door een andere lichtbron (zie Afb.1) van spectrale samenstelling wijzigt. Een andere kleurwisselsteen is (chroom)toermalijn uit Tanzania. Bij daglicht groen, bij kunstlicht rood. Bij daglicht langs de c-as geelbruin en haaks op de c-as blauwgroen. Bij kunstlicht langs de c-as oranjerood en haaks op de c-as zwak groen. De kleurwissel granaten (pyroop-spessartien) uit Tanzania, Sri Lanka, Madagaskar, Tjechië en Noorwegen zijn door chroom bij daglicht blauwgroen, bij kunstlicht paarsrood.

Andere bekende stenen met kleurwissel effecten zijn fluoriet, paarse spinel, zirkoon, kyaniet en diaspoor. De laatste ook bekend als zultaniet. In Brazilië worden “kleurwissel beryllen” gevonden: lichtgroen in daglicht, intens roze in kunstlicht. Afhankelijk van de kijkrichting kunnen, langs of haaks op de c-as, tintverschillen zijn te zien. Rode chroom houdende mineralen tonen in het spectrum overwegend banden van 390-415 nm en 540-570 nanometer, toegeschreven aan oxiden. Groene chroom houdende mineralen hebben overwegend banden op 420-460 en 580-650 nanometer, toegeschreven aan silicaten. De waarden bij kleurwisselstenen liggen daar tussen in. Een bekende imitatie van alexandriet is de paarse synthetische korund. Bij daglicht groenig, bij kunstlicht rozig.

2. Padlengte bij één lichtbron.
Afb.3 Usambara effect in groene toermalijn.
Het Usambara effect kan worden waargenomen bij doorvallend licht van één lichtbron en is afhankelijk van dikte van de steen. Dit verschijnsel werd in 1960 voor het eerst waargenomen bij mineralen uit het Usambara-gebergte in Tanzania. Chrysoberyl is trichroïstisch: dat wil zeggen dat met de dichroscoop drie kleuren kunnen worden waargenomen. Bij daglicht is chrysoberyl groen. Bij kunstlicht kunnen met de dichroscoop de volgende kleuren worden waargenomen:
1. Oranjegeel
2. Lichtgroen en
3. Roodpaars

Echter bij een dikke steen blijft roodpaars dezelfde kleur behouden. Bij een dunne steen verandert roodpaars in groen. Dikkere groene toermalijn uit Madagaskar die tegen het zonlicht wordt gehouden, kleurt in het midden rood. De verklaring van het usambara effect: spectrale distributie. Als een lichtbundel een steen invalt, vindt er door een afstandsverschil meer of minder absorptie van chroom-ionen (Cr3+) plaats. De mindere absorptie verloopt niet gelijkmatig maar heeft een dalende intensiteit: eerst absorptie in groen, daarna absorptie in rood; van een kortere naar een langere golflengte. Zie ook Afb.1. Het menselijk oog is het meest gevoelig in het groengele gebied. Het kleurverschil betreft alleen de spectrumkleur (Eng. hue). De verzadiging (saturation) en het licht/donker (light) blijven gelijk.

Er zijn meer stenen die het usambara effect kunnen vertonen: andalusiet, kornerupien, epidoot, zoisiet en daar komt ‘ie weer: toermalijn. Het effect bij deze stenen is minder snel zichtbaar omdat bij deze dubbelbrekende stenen de gewone straal (ω) de buitengewone straal (ɛ) vaak overheerst. Bij andalusiet wordt dit verklaard door de aanwezigheid van ijzer (Fe2+ en Fe3+). Sommige stenen vertonen ook het alexandriet effect

3. Temperatuur.
Afb.4 Rechts moissaniet die boven een kaarsvlammetje is gehouden.
Kleurwissel kan ook plaats vinden door verhitting waarbij sprake is van roosterverstoring. Sommige robijnen uit Sri Lanka worden verhit tot ca.600oC en verkrijgen een groene kleur, na afkoeling komt de rode kleur terug. Waarom verhit men de robijnen? De kleur kan mooier worden en minder verzadigd, dat wil zeggen helderder. Verhitting van edelstenen wordt tegenwoordig op ruime schaal en met verschillende methoden toegepast. Na verhitting blijven de veranderde kleuren veelal stabiel. Kleur terugkeer (reversibiliteit) geldt voor de meeste chroomhoudende stenen: smaragd, uvaroviet, fuchsiet en chroomdiopsiet.

Pyroop, een rode steen, met 1,5% chroom wordt groen bij een verhitting van ca. 200oC. Pyroop met 3.7% chroom wordt groen bij een verhitting van ca.150oC. Bij diamant is dit verschijnsel bekend als kameleon effect. Als een olijfgroene diamant wordt verhit boven een kaarsvlam verandert de kleur in licht geelgroen. Bij blauwe zirkoon verandert de kleur in groenblauw door verschil in kamertemperatuur (RT) versus onderdompeling in vloeibare stikstof (LNT - bij spectroscopisch onderzoek). De kleur komt weer terug bij kamertemperatuur.

Andere thermochromische stenen zijn: scapoliet, tugtupiet, spinel, granaat. Een bekend voorbeeld is kleurloze moissaniet. Als we willen weten of een kleurloze steen diamant, cubic zirkonia of moissaniet is: even een paar seconden boven een kaarsvlammetje. De steen die geel kleurt is moissaniet.

4. Kijkrichting of oriëntatie.
Afb. 5a en b. Ioliet bezien vanuit verschillende kijkrichtingen.

Alle dubbelbrekende stenen vertonen een meer of minder goed zichtbare vorm van pleochroisme. Bij ioliet is dat met het blote oog goed waar te nemen. Draai een ioliet tussen je vingers en beschijn de steen met een lichtbron. Je zou achtereenvolgens drie kleuren moeten kunnen zien: paars-blauw, geel en zwart (=geen kleur).

Kijk in de lengterichting van de c-as of optische as en daarna in verschillende dwarsrichtingen. Met gebruikmaking van een dichroscoop kunnen de kleurverschillen ook worden waargenomen. Andere stenen met een sterk pleochroïsme zijn: tanzaniet, saffier, toermalijn.

5. Concentratie.
Polychromie of meer kleurigheid ontstaat ook door absorptie van de hoeveelheid chromoforen (elementen die verantwoordelijk zijn voor de kleur van het mineraal) of insluitsels. Dit komt soms voor bij granaten. Een pyroop met 3% chroom is paars in daglicht en wijnrood bij kunstlicht. Een pyroop met 6% chroom is blauwgroen in daglicht en wijnrood bij kunstlicht. De hoeveelheid chroom is dus bepalend voor de kleur. Ook bekend bij kleurzonering bij amethist en saffier.
Afb.6
De bovenste twee: granaat pyroop met 3% chroom, links in daglicht, rechts in kunstlicht. De onderste twee: granaat pyroop met 6% chroom, links in daglicht, rechts in kunstlicht.

6. Tenebrescentie (omkeerbare fotochromie).
Afb.7 hackmaniet bij daglicht en rechts onder UV-licht.
Van donker naar (zon)licht of beschenen met een UV-lamp. Dit komt met name voor bij sodaliet variëteit hackmaniet. De kleur wisselt waar je bij staat. In daglicht is hackmaniet grijs-roze, indien door UV-licht beschenen wordt hackmaniet in enkele seconden diep-violet.

Na enige tijd in daglicht wordt de steen weer grijs-roze. In mindere mate bekend bij scapoliet, spodumeen, zirkoon en tugtupiet. Een toepassing van dit verschijnsel is de kleurwissel bij brillenglazen.

Synthetische stenen
Afb.8 Glas sim zultaniet
Afb.8 Glas imitatie van diaspoor, met kleurwissel.

Synthetisch korund, spinel, chrysoberyl-alexandriet, cubische zirkonia (CZ): alle kleurwissel combinaties die we maar kunnen bedenken zijn mogelijk bij synthetische stenen. Hetzelfde geldt voor glas.

Alexiet (nep-alexandriet), tavaliet, zandriet, nanosital: alle kleurwissel combinaties die we maar kunnen bedenken komen voor.

Leuk proefje!
Stel je werkt op een zonnige dag in je tuin en je hebt toevállig een groene (chroom) toermalijn op zak. Pluk twee of drie groene bladeren en houd deze tegen het zonlicht. Plaats de toermalijn er voor en zie: de steen kleurt rood!
Verklaring: het natuurlijke pigment chlorofyl of bladgroen veroorzaakt een alexandriet-effect.

Bronnen:
- A.Halvarson, Usambara-effect in tourmaline, Journal of Gems 2006
- K.Nassau, Physics of Color, G&G 2001
- Vakopleiding NGL, H.13 Pleochroïsme en kleurwissel

Foto’s: Archief K. Hoving

Edelsteen van de maand: Robijn

Door: Kees Hoving

Op de beurs van het NLC in Rijswijk vroeg een meneer mij enkele ruwe edelstenen te willen onderzoeken. Hij had ze voor een behoorlijk bedrag aan de poort van een zwaar bewaakte mijn bij Montepuez in Mozambique gekocht. Het betrof rode stenen, die hem verkocht waren als robijn. Hij kwam voor zijn werk vaker in dat land en had kennis genomen van de grote prijsverschillen tussen ruwe robijn en geslepen robijn. Ruw te koop voor enkele tientjes, geslepen verkocht op onder meer Catawiki voor wel honderden euro’s per karaat. Onder aftrek van rapport-, slijp- en verkoopkosten voorzag hij een aardige handel.

Afb 1. Ruwe robijn uit Mozambique. Natuurlijk, behandeld of synthetisch?

Tja, dan eerst maar eens de ruwe robijn met een UV-lampje aanstralen en kijken naar een mogelijke fluorescentie. Ja hoor, een sterke rood-oranje opgloei. Maar het kan ook nog spinel zijn. Toen met de spectroscoop op zoek naar zwarte absorptielijnen op bepaalde posities. Inderdaad, enkele lijnen in blauw en een dubbele lijn (doublet) in het rood (693/694 nm). Een niet te missen conclusie: dit is robijn.

Ik vraag me vervolgens af: is het behandeld? Is het synthetisch? Aan de stenen was geen kristallografische vorm te herleiden. Integendeel, het kwam voor als een brokkelig, gebroken mineraal. Een natuurlijke robijn zou toch hexagonaal-achtige kenmerken moeten hebben? Ik kon ook niet in de steen kijken want het oppervlak was ruw en geschaafd. Op de beurs kon ik zo gauw geen uitsluitsel geven en in overleg met de klant onderzocht ik de steen thuis in mijn knusse gemlabje verder.

Ik ging me eerst “inlezen”. Vincent Pardieu van het GIA-lab in Bangkok heeft uitgebreid over onderzoek van robijn uit Mozambique gerapporteerd. Hij onderscheid naar hun ontstaanswijze, drie typen robijn:
  1. Robijn in marmer; uit o.m. Myanmar(Birma): ze bevatten weinig ijzer, weinig vanadium en hebben een sterke fluorescentie
  2. Robijn in basalt; uit o.m.Thailand: bevat veel ijzer, en heeft daarom een lage fluorescentie (ijzer dempt fluorescentie)
  3. Robijn van metasomatische oorsprong; uit de zgn. Mozambique-belt: deze robijn zit qua eigenschappen tussen basalt en marmer in.
De metasomatische robijn is veelal vermengd met eluviaal amfibool gesteente. Eluviaal: “net uitgespuugd” en nog niet naar beneden gerold om later als alluviaal te worden aangemerkt. Het gesteente in de robijnmijnen van Mozambique bestaat in hoofdzaak uit amfibool: groene actinoliet met witte veldspaat, bruine mica en soms wat diopsied. Pardieu rapporteert verder over chemisch onderzoek met geavanceerde apparatuur, EDXRF (röntgen) en FTIR (infrarood): slechts voorbehouden aan grote commerciële (of door de overheid gesubsidieerde) laboratoria. Met mijn kleine lab kan ik daar weinig mee.


Afb 2. Spectra van verschillende robijnen.
Terug naar mijn onderzoek. Op basis van kleur (rood), transparantie (doorschijnend), UV-reactie (sterk rood-oranje), de spectroscopie/metrie (absorptielijnen in blauw en doublet op 693 nm) en de uiterlijke verschijningsvorm (“gebroken”) had ik nog steeds geen antwoord op de vraag of ik behandeling (hoge/lage verhitting, glas/borax gevuld?) dan wel synthetisch (flame, flux, hydro) kon uitsluiten. Er was slechts een klein verschil in fluorescentie: sterk bij synthesen, matig bij natuurlijke robijn uit Mozambique. Synthetisch flame-fusion * wordt, anders dan de onderzochte brokjes, als peertje of boule verkocht. In overleg met de klant heb ik één van de steentjes door een bevriende slijper laten slijpen. Eenmaal geslepen en onder de microscoop zag ik, behalve enkele glessen, geen enkel insluitsel: dus synthetische flame-fusion?

Nu moet ik vertellen dat er veel synthetische-robijn fabrikanten bestaan met verschillende (geheime) productiemethoden. Maar alle hebben gemeen dat ze (specifieke) insluitsels hebben. Lees ook de Atlas van insluitsels, de prijzige plaatjesboeken van Gubelin en Koivula.


Afb 3. Geslepen robijn.
In overleg met de klant is de geslepen robijn én de resterende ruwe stenen naar een gerenommeerd gemlab gebracht: het IGI te Antwerpen. De uitslag van het onderzoek was: Synthetisch.
Als gemmoloog wil ik weten op grond waarvan dat is geconcludeerd. Het zou dus moeten zijn onderzocht met bijvoorbeeld FTIR. Maar gelet op het tarief dat in rekening is gebracht, heb ik zo het donkerbruine vermoeden dat de conclusie gebaseerd is op het ontbreken van insluitsels: maar dat is nog geen bewijs.

Samen met de klant hebben we overwogen om de robijn op te sturen naar het SSEF in Zwitserland. Dat is een dure aangelegenheid en kost, karaat afhankelijk, meer dan € 400,-. Wij bedachten een andere oplossing. Uit een andere partij maar wel van de zelfde herkomst hebben we nog een steentje laten slijpen om te onderzoeken. U begrijpt dat we al maanden verder zijn voordat het geslepen steentje onder de microscoop bekeken kan worden. Voor een nog beter onderzoek resultaat heb ik eerst nog een extra vergrotende voorzetlens gekocht. Ik kon nu met de microscoop 90x vergrotend kijken.


Afb 4. Robijn met luchtbelletjes.
Vergroting 90x.
En wat zag ik? Een onregelmatig groepje luchtbellen!
In de Atlas van insluitsels beschreven als synthetisch; flame-fusion*. Ik kan u verzekeren dat de klant een kleur kreeg die overeen kwam met de aangeboden steen.

* Bij dit proces laat met poedervormige chemicaliën vallen door een hoge temperatuur vlam. In de vlam smelten de chemicaliën en worden opgevangen op een roterend voetstuk om zo een synthetisch kristal te produceren.

Edelsteen van de maand: Maansteen

Op de NLC-beurs werd mij onlangs op de edelsteen-determinatiestand een grijswitte cabochon geslepen steen ter beoordeling aangeboden. Zo op het oog zou het een maansteen kunnen zijn. Maar ja, hoe stel je dat snel en accuraat vast. Een beetje heen en weer bewegen onder een spotlampje leverde een katoog-effect op. Dat doen ook imitatiesvan glas en synthetisch spinel. Eerst maar eens met de loep kijken, zie ik misschien luchtbellen? Spinel is enkel brekend, maar een imitatie vertoont onder de polariscoop nog wel eens anomale dubbelbreking. De natuurlijke maansteen is dubbelbrekend want het behoort tot de veldspaatgroep, die zo’n 40 variëteiten kent.

Maansteen is de melkig-blauwe orthoklaas veldspaat met het zogenoemde Schiller-effect. Dit refractie-effect wordt ook wel adulariscentie genoemd. Maar let op: niet alle maanstenen die adulariseren zijn adulaar. Onder adulaar wordt een veldspaat verstaan die voor 80% uit Kalium (=potassium) (K) en voor 20% uit natrium (=sodium) (Na) bestaat. Adularisatie komt bij bijna alle veldspaat-variëteiten voor. Maansteen kan kleurloos zijn maar komt vaak voor in de kleuren: wit, grijs, gelig, bruin.
Afb 1. Klassieke veldspaat-indeling J. Arem, bewerkt K.Hoving.
Maansteen ontstaat tijdens de groei door drukverlaging en afkoeling en daardoor ontmenging (exsolutie) van perthiet en daardoor weer een omzetting in dubbele, parallel lopende, lamelachtige structuren (poly-synthetische tweelingen). Het zijn deze lamellen die tot lichtverstrooiing (Tyndall-scattering) leiden en de blauwe kleur veroorzaken. Als de lamellen scherp zijn begrensd ontstaat door reflectie het katoog-effect. De ontmenging gebeurt bij een atemperatuur van 500-700oC. Bij een hoge temperatuur kristalliseert de veldspaat uit in een monokliene structuur, bij een lage temperatuur in een trikliene structuur. Dat heeft tot gevolg dat eigenschappen als soortelijke massa, refractie index en optisch karakter ook verschillen. De orthoklaas (rechtbrekende)- maansteen uit Sri Lanka heeft een soortelijke massa (SM) van 2.56-2.59 en een lichtbreking (RI) van 1.518-1.526. Veldspaat splijt gemakkelijk langs de vlakken 001 en 010.

 Bij het onderzoek van een edelsteen wordt ook gekeken naar andere optische eigenschappen. Met een refractometer kan bijvoorbeeld de kristallografische assigheid van een steen worden bepaald. Een (denkbeeldige) as is een enkelbrekende richting in een dubbelbrekend kristal. Meestal in de lengterichting gezien van een prisma en wordt c-as genoemd. Veldspaat heeft twee enkel brekende richtingen op de c-as. Ze kunnen met een refractometer of een polariscoop worden waargenomen. Met de refractometer kan ook het optisch signaal worden bepaald.

In dit tekstdeel worden een aantal eigenschappen kort beschreven. In het kader van het artikel gaat een precieze uitleg te ver. Wie meer wil weten kan het beste een cursus edelsteenkunde volgen. Voor meer informatie kunt u contat opnemen met de auteur.

Andere maansteen variëteiten kunnen zijn:
  1. Microklien (SM 2.54-2.63) en sanidien (SM 2.56-2.62), komt vooral uit Mexico.
  2. Albiet. Bekend zijn de Canadese (pidgeonstones) peristeriet- en de Mexicaanse oligoklaas maanstenen. De laatste zijn vaak kleurloos en hebben een krachtige blauwe adulariscentie.
  3. Anorthiet. De labradoriet wordt vaak aangeboden als (iriserende) regenboogmaansteen. De kleur is hoekafhankelijk. De reflecties ontstaan door lichtbreking en interferentie. De andesien komt uit India (meestal bruinig, soms groen), Zambia en Madagaskar. De laatste hebben als insluitsels soms vingerafdrukken en reflecties rond de lamellen.

De plagioklaasveldspaat (albiet-anorthiet) valt als volgt in te delen:

Tabel 1: Veldspaat-plagioklaas: verschillen in optisch signaal, dubbelbreking en soortelijke massa.

Vindplaatsen
Maansteen wordt in veel landen gevonden. De grootste leveranciers zijn: Sri Lanka, Brazilië, India, Madagaskar, Myanmar, Tanzania en USA.

Imitaties
Imitaties zijn onder andere glas (opaline) met soms plastic coating, of op folie geplakt. Synthetisch spinel (flame methode) wordt opnieuw verhit en door ontmenging van aluminium/magnesium krijgt het een blauwige waas. Seleniet (gips) met een topcoating. Wit gebrande amethist. Kleurgelijke chalcedoon. En dan de echte neppers: doubletten van maansteen op kwarts. Ook tripletten van kwarts met een blauwige kitlaag. Imitaties kunnen fluorescentie vertonen. Natuurlijke maanstenen zijn onder lang (365 nanometer) ultra-violet inert; ze reageren niet of zwak.

Tabel 2: De meest voorkomende maansteen-imitaties, met hun soortelijke massa’s.

Insluitsels
De maanstenen uit Sri Lanka hebben karakteristieke insluitsels. Ten eerste de zogenoemde “duizendpoten” (ijzerdendrieten in splijtvlakken die parallel lopen aan de kristallografisch c-as), ten tweede “vingerafdrukken” (helende barstjes langs splijtvlakken) en ten derde “sneeuwballen” (gerelateerd aan kwarts). De labradoriet heeft vaak veel zwarte (ilmeniet) naaldachtige insluitsels en wordt daarom ook wel eens “black moonstone” genoemd.

afb 2
Afb.2 Maansteen ruw, door loep bekeken.
 
afb 2
Afb.3 Cabochon, door loep bekeken.
afb 2
Afb.4 “1000-poot” insl., 30x.
afb 2
Afb.5 “Sneeuwbal” insluitsel, 30x.

Dan even terug naar de door mij onderzochte cabochon steen. Vaak doorslaggevend is het bepalen van het soortelijk massa. Onder de polariscoop en/of konoscoop zou ik de soms lastig te vinden dubbele optische assenbeelden moeten zien. Maar het belangrijkste hulpmiddel in dit geval was de microscoop. De steen bekeken onder de microscoop tegen een zwarte achtergrond. En wat zag ik? Prachtige “duizendpoten” en “sneeuwballen”; kenmerkende diagnostische insluitsels. Identificatie geslaagd; een echte maansteen. Klant tevreden!

Foto’s afb. 2 t/m 5 zijn gemaakt door Kees Hoving.

Bronnen:

  • J. Arem, G&G, 1988 e.v.;
  • W. Schumann, Gids van Edelstenen, 11e druk;
  • A. Hodgkinson, GemTesting, 2015;
  • P. Slootweg, presentatie veldspaten Gemma, Gemmologisch Gilde, 2019;
  • NedGemLab, lesboek vakopleiding.
MEER WETEN OVER VELDSPATEN
Gratis iBook verkrijgbaar via de GEA-site. Klik hier voor de gratis download. iBooks draaien op het Apple platform. Heb je geen Apple computer (iMac), iPhone of iPad, dan kun je via de GEA-site een gratis PDF versie aanvragen.

Edelsteen van de maand: Demantoied

Toen demantoied in 1868 werd gevonden in het Oeralgebergte in Rusland viel direct de sterke glans op en werd gedacht aan groene diamant. Volgens sommige bronnen werden enkele stenen voor onderzoek naar Amsterdam, toen diamantstad verzonden. De steen kreeg geleidelijk de benaming demantoid (diamant-achtig). Demantoeid wordt ook gevonden in Pakistan, Iran, Madagaskar, Namibië, Ethiopië en Italië. De stenen zijn over het algemeen klein. Meestal onder 1 karaat, zelden groter.

Afb.1 Demantoid, ruw, foto R. Appiani
Afb.2a Demantoid, gefacetteerd, collectie: Kees Hovink.
Afb.2b Demantoid, paardenstaart insluitsel

Demantoied is de groene edelsteenvariëteit van het mineraal andradiet, één van de zeldzame eindleden van de granaatgroep. Andradiet is een calcium- en ijzerrijke granaat. De chemische formule is Ca3 Fe2 (SiO4)3. Met name een kleine hoeveelheid chroom (Cr3+) is de oorzaak van de specifieke kleur groen. Naarmate er meer ijzer (Fe3+) in zit wordt de kleur geler. Een helemaal gele granaat wordt topazoliet genoemd, helemaal zwart melaniet.

Demantoied wordt gevonden als rombendodecaëder (12 ruitvlakken van 4 regelmatige hoeken; 2 scherp, 2 stomp, zie afbeelding 1) en als trapezoëder (deltoidicositetraëder: 24 vlakken van onregelmatige 4-hoeken). De Russische en Italiaanse demantoied wordt gevonden in metamorf serpentijngesteente, gevormd bij een temperatuur van minder dan 370 0 C (G&G 2009 Val Malenco). De Afrikaanse demantoied wordt gevonden in metamorfe chlorietschisten in kalksteen.

Demantoied is doorzichtig, enkelbrekend, heeft een soortelijke massa van 3.77-3.88 en een brekingsindex van 1.89. Stenen uit Pakistan en Madagaskar hebben een lagere brekingsindex: 1.80 tot 1.85. De uitzonderlijk hoge dispersie (kleurschifting) bedraagt 0.057. Dat is hoger dan dat van diamant. De Mohs-hardheid is verrassend laag: 6.5-7.5. Immers hoe hoger de hardheid en de brekingsindex, hoe hoger de glans. De hoge glans lijkt dus vrijwel alleen door de hoge brekingsindex te worden veroorzaakt.

De hoge brekingsindex ligt buiten het bereik van de (standaard) refractometer. Ook vertoont demantoied onder de polariscoop nogal eens een anomale dubbelbreking. Demantoied is dus met deze instrumenten lastig te determineren. Maar zoals bij alle granaten (ijzerrijk !) kan ook de demantoied uit mijn verzameling moeiteloos met mijn NIB52-staafmagneet (www.supermagnete.nl) worden “opgetild “.

Een klassiek insluitsel in demantoied is de bekende “paardenstaart“ (zie afbeelding 2b). Lapidaristen slijpen de radiaalvormige naalden van de serpentijnvariëteit chrysotiel precies onder de tafel en verbeelden dan de zon. Maar let op: ook een groene steen als peridoot kan soms radiaalvormige ludwigietnaalden vertonen. Deze steen wordt op beurzen ook als ludwigiet uit Pakistan aangeboden.

De “kalksteen-demantoied” uit Namibië heeft polygonale naalden (dus geen “paardenstaart“), groeizonering en onregelmatige 2-fase insluitsels. Met de spectroscoop zien we absorptielijnen van ijzer (Fe) op 443 nm. Als er weinig chroom (Cr) in zit dan zien we geen absorptie lijnen 625, 645, 693/94 en/of 701 nm (zie afbeeldingen 3 en 4). De plaatjes van de spectra zijn afkomstig uit “Tables of Gemstone Identification” van Roger Dedeyne. Met mijn OPL en Meiji handspectroscopen zag ik geen lijnen. Wellicht door te weinig ijzer en chroom.

Afb.3 Demantoid chroom arm; absorptielijn: 443 nm.
        
Afb.4 Demantoid met wel voldoende chroom; absorptielijnen: 443nm plus 625 en 645n.

Maar met mijn “Ava 2048 uv-vis spectrometer” kreeg ik met dezelfde stenen wèl een goed signaal; mogelijk te verklaren door een andere lichtbron die tot meer excitatie leidt. Voor de liefhebbers heb ik nog een Raman-spectrum uit de RUFF-database bijgevoegd.

Afb.5 UV-VIS 390,440,620 en 860nm.
        
Afb.6 Raman 376, 517 en 876 cm-1.

Andere stenen die op demantoied lijken zijn tsavoriet (lagere brekingsindex), peridoot (dubbelbrekend) en toermalijn (dubbelbrekend). Onder het Chelseafilter, waarmee chroom aangetoond kan worden, kleuren demantoied en tsavoriet rood. Met een UV-lampje (Convoy S2+) zag ik geen reactie (inert). Er worden wel synthesen gemaakt als groene YAG maar deze is te onderscheiden door een lagere dispersie, een hogere soortelijke massa, een ander spectrum en zeker geen paardenstaart.

Er zijn vrijwel geen behandelde demantoieden. Er is wel geëxperimenteerd met verhitting tussen de 600 en 700oC maar dan ontstond er verlies van de groene kleur en werd de steen bruin-oranje. Ook de insluitsels verkleurden naar bruin-oranje en er ontstonden door de omzetting van Fe3+ -> Fe2+ barstjes rondom de insluitsels. Al met al is demantoied een bijzondere edelsteen.

Bronnen

  • Tables of gemstone identification, R.Dedeyne
  • OPL Student’s Guide, C.Winter
  • Gem Testing Techniques, A.Hodgkinson
  • PhotoAtlas Vol.2, Gübelin, Koivula
  • NGL - lessen vakopleiding
  • G&G ‘09 ValMalenco, ‘15 Namibie

Edelsteen van de maand: Jade herkennen

Jade is een lastig herkenbare edelsteen. In de eerste plaats omdat jade in de handel bestaat uit twee mineralen: jadeiet en nefriet. En ten tweede omdat er ongelooflijk veel imitaties worden aangeboden. Als je een mineralenbeurs bezoekt is het handig kennis te hebben van de verschillende varianten en hun imitaties en je daardoor kan behoeden voor een miskoop. Daarover gaat dit verhaal. Maar eerst wat algemene kennis.

1. Algemeen

Dat jades taai zijn en goed geschikt om te “snijden” tot gebruiks- en siervoorwerpen werd meer dan 3000 jaar geleden in China al begrepen. Prachtig snijwerk van hoge vakmanschap is bewaard gebleven. In Sjanghai zag ik in de lobby van hotel de Witte Zwaan een Chinese jade jonk van bijna drie meter hoog. In een tempel daar ligt een boeddha beeld van witte jade van levensgrootte afmetingen. Op de markt in Guatemala kocht ik een Maya dodenmasker van jade van verschillende kleuren. Dichter bij huis snuffel ik op de mineralenbeurzen naar kleine, mooie, groene werkjes van nefriet-jade uit Nieuw Zeeland.

                    
Afb.1,2 en 3 Links sculptuur jadeiet (foto web) , midden jonk nefriet (foto: Kees Hoving), rechts jade
Mayamasker (foto: Kees Hoving).

2. Diversiteit

Jadeiet heeft meerdere, vaak zachte kleuren: groen, wit, rossig, blauw al naar gelang hun minerale samenstelling en ontstaansgeschiedenis. Jadeiet wordt gevonden als grote rotsformaties van soms meer dan een (1) ton of als rolsteensteentjes in rivieren. De mooiste jade, groen - wit, wordt gevonden in Azië (Myanmar=Birma). Veel lilakleurige jade wordt gevonden in Midden-Amerika (Guatemala). Nefriet heeft gelijksoortige kleuren: groen, blauw, wit, zwart (!). Het grootste aanbod groene, deels doorschijnende nefriet komt uit Nieuw Zeeland en Canada (Brits Columbia).

Afb. 4-6
Afb.4,5 en 6 Blauwe nefriet Baikalmeer, midden witte jade “mutton fat” rolsteentjes (foto’s jadecompany) en snijwerk uit China (10x15cm), de bruine kleur is afkomstig van ijzeroxide (foto: Kees Hoving).

3. Benaming

De CIBJO (de internationale vereniging van juweliers) schrijft voor dat haar leden jade aanbieden als: “jade jadeiet” of “jade nefriet”. De LMHC (een vereniging van edelsteenlaboratoria zoals GIA, GIT en SSEF) wil dat haar leden in hun rapportages jade omschrijven als: “…pyroxeen: jadeiet (jade) ”, “omfaciet” , “kosmochloor” of “…amfibool: nefriet (jade)” alsmede hun kleur en kwaliteit.

Handelsnamen mogen niet worden gebruikt. In de handel worden namen gebruikt als: “Imperial jade” voor de mooiste egaal groen doorschijnende jade. “Jade-albiet” voor de lichtgroene jade met zwarte vlekken, ook bekend als maw sit, een lokale benaming in Birma. “Chloromelaniet” voor zwart en groen gevlekte jade. Voor nefriet worden namen gebruikt als “Indian jade“ (aventurienglas) of “Baikaljade” (“spinazie” groene nefriet).

4. Samenstelling

Jadeiet is een gesteente en door mineralogen ingedeeld in de silicaten uit de pyroxeengroep. De chemische formule is: NaAlSiO3)2. Jadeiet kan samen voorkomen met aegerien, diopsied, omfaciet en calciet. Nefriet is een silicaat uit de amfiboolgroep en heeft als chemische formule Ca(Mg,Fe)3(SiO3)4. Nefriet “ligt” tussen de eindleden actinoliet en tremoliet. De kleuren van jadeiet worden veroorzaakt door zogenoemde chromoforen. Dat zijn kleurende elementen of (metaal) atomen als ijzer (Fe) of mangaan (Mn). Van oorsprong is jadeiet kleurloos (of wit). De kleur van groene jade wordt bepaald door een kleine hoeveelheid chroom. Naarmate er meer chroom in voorkomt wordt de steen donkergroen tot zwart en wordt kosmochloor genoemd. Naarmate er meer ijzer (Fe) of magnesium (Mg) in voorkomt wordt de steen ook donkergroen tot zwart en wordt dan omfaciet genoemd. Nefriet wordt lichter van kleur naarmate hij meer tremoliet is, hij wordt lichter van gewicht naarmate er meer calciet in zit.
             
Afb.7 en 8 Links tetraëdermodel van jadeiet (model SSEF-12), rechts analoog model nefriet (Hoving).

5. Eigenschappen

Jadeiet wordt gevonden in groene en diverse andere kleuren. De textuur is korrelig en fijnvezelig. Onder textuur wordt de vorm en de kleur- en tintverschillen van het oppervlak verstaan. De dichtheid ( voeger soortelijk gewicht) bedraagt 3.28 tot 3.38. De hardheid op de schaal van Mohs is 6.5 tot 7. Met de spectroscoop moeten de absorptielijnen op 437 (id) en 691 nm worden gezien, zwakke lijnen liggen bij 450, 630 en 655 nm.

Nefriet wordt, zoals eerder vermeld, gevonden in gelijksoortige kleuren: als jadeiet. De textuur is meer vezelig. De dichtheid bedraagt 2.90 tot 3.03. Beduidend lichter dan de jadeiet. De hardheid is ook een fractie lager: 6 tot 6.5. Je kunt dus met een stukje jade krassen maken in nefriet. Andersom niet. Maar ja, destructief, hè ? Dus dat doen we niet. Met de spectroscoop moeten de absorptielijnen te zien zijn op 460 nm. Mogelijk zwakke lijnen op 490, 509 (en soms 689) nm.

6. Vindplaatsen

Jadeiet wordt vooral gevonden in Birma (Hpakan, Tawmaw, Nant), China (Yunan), Japan (Kotaki), Rusland (Irkoetsk, Puyerka-Oeral), Kazachstan (Itmurundy), Guatemala (Motague, Saltan). Nefriet wordt vooral gevonden in Nieuw Zeeland (Zuid Eiland), Australië (Cowell), Canada (Brits Columbia), Rusland (Siberie - Oost Savan Mts), China (Kunlun Mts), Taiwan (Soochow) en Italië (Val Malenco).

Afb. 9 Geluksamuletten van nefrietjade uit Nw-Zeeland: Vlnr: Hei matau, hei tiki, koru blo, manaia, toki adze, infinity.

7. Kleuren, waarde

De verscheidenheid aan zachte kleuren lopen van zwart, koffiebruin tot blauw, paars en groen. De hoogste waarde heeft smaragdgroene en doorschijnende jade, alsmede de kwaliteit van het snij- en polijstwerk.

Afb.10 Jadeiet kleuren van jadeiet uit Guatemala (foto Friendsofjade.com).

8. Kwaliteit

Vooral in China is jade veelgevraagd. Vanwege hun geschiedenis en hun symbolieke waarde wordt voor de beste jade een hoge prijs betaald. Minder aantrekkelijk ogende jade wordt daarom “behandeld” : geverfd, gebleekt en/of met was geïmpregneerd. De LMHC werkt met een kwaliteitsysteem van A, B en C-jade. De A-jade (jadeiet en nefriet) is natuurlijk en niet geïmpregneerd. De B-jade mag gebleekt zijn of geïmpregneerd met kleurloze was of hars/polymeer. De B/C-jade mag gebleekt zijn of geïmpregneerd met gekleurde was of hars. De C-jade mag geverfd zijn.

9. Jade herkennen

9.1 Textuur

De textuur van jadeiet is en fijnvezelig en korrelig. Met een loep of onder de microscoop (50x) zouden we de vormen (“tekening”, vingerprint) en de kleur- en tintverschillen moeten kunnen waarnemen. De textuur van nefriet daarentegen is wat grofvezeliger, meer vlekkerig, minder scherp.

                 
Afb.11 en 12 Slijpplaatjes 100x, links jadeiet, rechts nefriet (web, bewerkt).

9.2 Glans

De glans van jadeiet is glasachtig, voelt aan als koud glas. De nefriet heeft vaak een grijze waas en voelt meer als een gladde steen.

                 
Afb.13 en 14 Links witte jadeiet, rechts donkergroene nefriet (foto’s Hobbs).


9.3 Breuk

Jadeiet en nefriet hebben een korrelige breuk. Een imitatie als aventurijn (kwarts) heeft een schelpvormige breuk.

Afb.15 Links jade en nefriet, rechts aventurijn (foto Hobbs).

9.4 Dichtheid van de verschillende varieteiten

Alle kleuren jadeiet hebben een dichtheid van 3.28 – 3.38. De donkergroene omfaciet en kosmochloor 3.30, de blauwe “Olmec” 3.32-3.34, de groene chloromelaniet 3.30-3.36 en de jade-albiet (maw sit) 2.45 – 3.15. De groene nefriet heeft een d van 2.90-3.10. De blauwe nefriet 3.09 en de lichtgroene nefriet uit Val Malenco (Italië) 2.75 – 2.95. De lichte kleur komt door de relatief grote hoeveelheid calciet. Deze heeft een lagere dichtheid.

9.5 Lichtbreking

De jadeiet heeft een refractie indexgetal van 1.65 tot 1.69, de jade-albiet 1.52-1.68. De nefriet heeft een RI van 1.60-1.63, de lichtgroene Italiaanse 1.60. Jades worden veel als cabochon of beeldjes geslepen en hebben niet altijd een mooie glad gepolijste onderkant. De refractie index kan mogelijk worden bepaald met de spotmethode, waarbij het licht niet van achteren maar van schuin boven over het oppervlak van de refractometer schijnt. De grenslijn moet worden geschat.

9.6 Spectroscoop

Met de spectroscoop kunnen in een lichtspectrum (regenboog) absorptielijnen of -banden (wolken) worden waargenomen. Voor een transmissiespectrum (doorvallend licht) bij stenen met voldoende doorschijnendheid (langs de randen?) en een sterke lichtbron. Voor een reflectiespectrum (opvallend licht) bij opake stenen en een sterke lichtbron. De laatste methode vergt veel oefening. De absorptie lijnen van natuurlijke groene jade liggen op 437 =(id) en 691 nm, zwakke lijnen liggen bij 450, 630 en 655 nm. Groen geverfd een lijn op 437 en een brede band rond 650nm. Synthetische jade heeft veel brede banden, de buitenranden(cut off) in het blauw en rood zijn zwart. Nefriet heeft absorptielijnen op 460 nm, zwakke lijnen op 490, 509 (en soms 689) nm.

                   
Afb. 16, 17, 18 Llinks jadeiet natuurlijk, midden jadeiet geverfd, rechts nefriet (Harris, Hoving).


9.7 Spectrometer (uv-vis-nir)

Met de spectrometer kunnen absorptiepatronen in een grafiek uitgebreider worden weergegeven. In onderstaande grafiek is de chroomlijn, de piek op 690 nm, van natuurlijke onbehandelde jadeiet goed zichtbaar. De tweede grafiek laat polymeer behandelde jadeiet zien. De piek op 690 is niet meer zichtbaar. Het rode gebied is sterk verhoogd met een piek rond 670nm: het chroom wordt overheerst (overwhelmed) door de polymeer. NB Bij synthetische jadeiet van General Electric (GE) is de chroomlijn op 690nm zichtbaar, maar de lijn op 437 nm ontbreekt !

Afb.19, 19b Links spectrum natuurlijk onbehandeld jadeiet, rechts spectrum geïmpregneerd jadeiet (Cigem/Hoving).


9.8 Spectrometer (raman)

Met deze spectrometer wordt een spectrum van licht met andere eigenschappen in een grafiek weergegeven. De polymeer uit de geverfde groene jade uit het voorbeeld boven wordt door Raman herkend en geeft een piek(je) te zien op 3068 cm-1 (dat komt omgerekend overeen met 635 nm).

Afb.20 Raman spectrum behandeld jadeiet (Ruff/Hoving).

10. Imitaties herkennen

Jade imitaties hebben over het algemeen voldoende afwijkende eigenschappen om snel te kunnen herkennen. De meest voorkomende groene imitaties met hun dichtheid (d) zijn:
  • granaat grossulaar (hibschiet), kwarts (d 3.6-3.7)
  • glas (d 2.5 - >)
  • serpentijn (d 2.4-2.8)
  • idocraas, vesuviaan (d 3.32-3.47)
  • pectoliet (d 2.86)
  • chrysopraas, kwarts (d 2.58-2.64)
  • aventurijn, kwarts (d 2.66)
  • speksteen, steatiet (d 2.30-2.33)
  • amazoniet (d 2.56-2.58)
  • calciet (d 2.65)

Voorbeelden van overige groene stenen.

Afb. 21,22,23 Links jadeiet imitaties: chromiet op serpentijn en een armband van geverfde calciet. Rechts vijf cabochons: 1e nefriet uit Canada, 2e - 3e nr 1 onder de microscoop, 4e - 5e imitaties van geverfde kwarts (foto’s web, ISG).

Afb. 24 Jade boeddha, tempel Sjanghai, witte jade, (of nefriet “mutton fat”?) (foto: Kees Hoving).

Literatuur

  1. CIBJO Gemstone Book 2011
  2. GEA nr 26 C.Korf 2001
  3. GEA nrs 27-33 G.Edwards 2004
  4. G&G t/m nr 49 2013
  5. Gids voor edelstenen W.Schumann
  6. Web
  7. LMHC Terminologie 2011
  8. Vakopleiding Nederlands Gemmologisch Laboratorium, H 3.11
  9. Lapis, MineralienTage Munchen 2004

Meer weten over het behandelen van edelstenen?

In het juni nummer van het tijdschrift Gea van Stichting Geologische Aktiviteiten wordt een uitgebreid artikel over dit onderwerp gepubliceerd met als titel:” Inleiding tot de bewerking van edelstenen”.

Edelsteen van de Maand: Moldaviet

1 moldaviet tjechie verklHvDOp een beurs in Parijs kocht ik eens een mooie grote moldaviet. Niet spectaculair, maar onder het tafelfacet blonk een schitterende luchtbel. De kleur deed denken aan groen doorzichtig flessenglas. Thuis heb ik natuurlijk de steen onderzocht en me verdiept in de vakliteratuur.

Edelsteen van de Maand: Diamantbeoordeling

0 Tolkowski briljantWie wel eens een diamantcertificaat heeft bekeken zal opmerken dat er voor de "leek" veel niet- controleerbare informatie in staat. Je moet maar op de reputatie van het uitgevende bedrijf vertrouwen; zoals daar zijn de HRD, GIA, IGI, enzovoort. Laten we als voorbeeld eens het slijpwerk van een briljant van 1 karaat onder de loep nemen. Op een certificaat van HRD staan onder het kopje Cut Grading Scales; 1e de proporties, 2e de symmetrie en 3e het polijstwerk.

Edelsteen van de Maand: Parels zonder parelmoer

conch rozeHet prachtige vlammenspel van een kleine bruine "knikker" in een mooi doosje op de zomerbeurs in St. Marie aux Mines (Fr) trok mijn aandacht. Het bleek een calcietparel te zijn. Een parel zonder parelmoer. Het deed me denken aan het bruin-rode katoogeffect bij een toermalijn. De parel moest € 950 kosten, want een zeldzaamheid afkomstig van de zeeslak cyprae arabica. Reden om me eens te verdiepen in het fenomeen kalkparel c.q. calcietparel c.q. porseleinparel.

Edelsteen van de Maand: Parels

0 parel introDeze maand hebben we een zeer uitgebreid artikel over parels: Kees Hoving legt o.a. uit hoe een parel wordt gevormd, welke varianten er te bewonderen zijn, de kenmerken van een kwalitatief goede parel, en natuurlijk hoe een echte parel van een imitatie te onderscheiden is.

Edelsteen van de Maand: Koraal

12 bamboekoraal geverfdAls je duikt tussen de welig waaiende wieren boven het rif van het John Pennekamp NP in Florida USA zie je daartussen grote plekken met allerlei koralen. In een adembenemende stilte realiseer je dat het waard is deze natuurlijke habitat te beschermen. De CITES (1975), een verbond van 160 landen voor het beschermen van bedreigde soorten, heeft van de 6000 koraalsoorten er 2000 op de verbodslijst staan. Waaronder zwarte koraal (antipatharia), blauwe koraal (coenothecalia), orgelpijpkoraal (tubiporidae), steenkoraal (scleractinia) en vuurkoraal (milleporidae).

Edelsteen van de Maand: Kleurwissel saffier

kleurwissel saffier ring kristalIn 2003 had ik het geluk dat ik meekon op een edelsteen expeditie naar Mogok in Myanmar (voorheen Birma). We kregen ook de mogelijkheid om edelstenen en kristallen te kopen. Thuis bekeek ik mijn aanwinsten, maar die stersaffier zat er niet bij. Vreemd, wel zat er een paarse sterkorund bij... 

Edelsteen van de Maand: Tsavoriet

tsavoriet merelanixtlEdelstenen worden door mineralenliefhebbers, mensen die van het pure natuur houden, toch nog wel als een soort 'vloeken in de kerk gezien'. Als jong meisje ben ik ooit begonnen met het verzamelen van mineralen, echter mijn tienerkamer was niet zo groot. Micromounts waren niet geschikt, omdat ik met mijn zakgeld toch echt kleding wilde kopen en nieuwe mineralen. Voor een microscoop was dus geen geld. En die schitterende edelstenen maakten de ekster in mij wakker. Niet getreurd, die verzameling groeide wel en mijn budget ook, dus op een dag kwam er een microscoop en werd ik gediplomeerd edelsteenkundige.