MAGAZYN BRANŻY GEMMOLOGICZNEJ I JUBILERSKIEJ

ARTYKUŁY

Artykuły » Gems & Jewelry Numer 2 » Bursztyn w gemmologii

Bursztyn w gemmologii

tekst: Barbara Kosmowska-Ceranowicz, zdjęcia: Michał Kazubski

Bursztyn bałtycki (sukcynit o najpiękniejszej naturalnej odmianie, w terminologii kurpiowskiej zwanej „cacko” – – w przekładzie anglojęzycznym „gem” co jest najbliższe nazwie gemmologia.

Wiedza o bursztynie – w szerokim tego słowa znaczeniu – od drugiej połowy XX wieku weszła w okres ogromnego rozwoju i do dziś nie przestaje interesować  badaczy. Niestety nie przekłada się to na wiedzę użytkowników bursztynowych wyrobów  – ludzi zauroczonych coraz piękniejszą biżuterią. Niestety także często na wiedzę twórców – bursztynników zarówno mistrzów rzemiosła, jak i na artystów. 

Gemmologia, najmłodsza siostra mineralogii, nauka o kamieniach szlachetnych i ozdobnych, jako odrębna nauka powstała pod koniec XIX wieku, a w Polsce dopiero w 1967 roku dała jej początek dopiero książka „Kamienie szlachetne” Kazimierza Maślankiewicza – ojca polskiej gemmologii. Dziś niemały  już dorobek podsumowany został w obszernym i najbardziej profesjonalnym opracowaniu – w książce „Gemmologia”, Wiesława Heflika i Lucyny Natkaniec–Nowak (2011). Znajdziemy w niej także inne nazwiska następców autora pierwszej opowieści  o  kamieniach ozdobnych w tym także o bursztynie.

Mineralodzy, a dziś coraz milej widziani fizycy i chemicy,  badają właściwości i genezę bursztynu. Gemmolodzy natomiast starają się opracować optymalne metody identyfikacji bursztynu, jako kamieni  jubilerskich i wskazywać ich najcenniejsze cechy, a tym samym skutecznie eliminować fałszerstwa. 

Pozwolę sobie przypomnieć definicję bursztynu (sensu stricto) obowiązującą w środowisku gemmologów. Bursztyn, w zależności od położenia jego najbardziej znaczących trzeciorzędowych złóż, które występują tylko w obrębie paleogeńskiej delty gdańskiej (wokół Zatoki Gdańskiej, w Polsce i w Rosji), na Ukrainie i w Saksonii–Anhalt w Niemczech, nazywany jest  bursztynem bałtyckim, ukraińskim, albo saksońskim. W 1820 roku bursztyn ten został wykreowany do rangi r o d z a j u  i nazwany  s u k c y n i t e m na podstawie określonych właściwości, z których na ówczesne czasy, do cech diagnostycznych należała zawartość kwasu bursztynowego od 3–8%.  Dziś wiemy, że jest to minerał organiczny,  jeden z ponad około setki innych żywic kopalnych rozprzestrzenionych na całym świecie, a metodę oznaczania zawartości kwasu bursztynowego, jako identyfikatora sukcynitu, zastąpiło dziś wiele innych sposobów. 

Spektroskopia absorpcyjna w podczerwieni (IRS) zastosowana została do badań żywic kopalnych w latach 60. XX wieku. Potrzebę jej stosowania jako podstawowej fizyczno–chemicznej metody w badaniach żywic zatwierdziła Grupa Robocza Minerałów Organicznych (Working Group on Organic Minerals), działająca w ramach Międzynarodowej Asocjacji Mineralogicznej (International Mineralogical Association) – WGOM IMA. Grupa ta pracowała w latach 1985–2005, obradując co najmniej raz do roku, w tym dwukrotnie w Polsce. Spotkania w Polsce odbyły się w Warszawie  i Gdańsku, gdzie autorka m.in. przedstawiła widma birmitu i chińskich figurek z kopalu z dawnej kolekcji königsberskiej. 

Widma IRS uzyskuje się w Polsce metodą transmisyjną i odbiciową. Widmo jako wynik badania metody transmisyjnej wskazuje na wielkość absorpcji monochromatycznego światła przechodzącego przez pastylkę bromku potasu (KBr) utartego i zmieszanego z bursztynem. Kształt krzywej kreślonej za pomocą liczby falowej w cm–1 zmienia się ze zmianą długości fali światła. Absorpcja jest związana z drganiem wiązań w  g r u p a c h  f u n k c y j n y c h, które w bursztynie występują jako związki estrów, kwasów i alkoholi. Światło przechodzące jest wyrażone procentową wartością transmisji, która określa stosunek wiązki światła przechodzącego do padającego. 

Chociaż widma  metodą transmisyjną są dokładniejsze, ostatnio coraz większą popularnością cieszy się metoda odbiciowa w spektrometrze z przystawką ATR. Dzięki  przystawce możemy szybko uzyskać widmo bezpośrednio z płaskiej powierzchni, bez ingerencji w badaną próbkę, a przede wszystkim  wyrobu, którego nie chcemy uszkodzić. Badający powinien zdawać sobie sprawę, że jeśli bursztynowy kaboszon, albo inny bursztynowy kamień jubilerski, został z jakichś powodów pokryty warstwą , delikatnie mówiąc „zabezpieczającą” – wynik będzie fałszywy.

Poszczególne widma, które znajdą się w przygotowywanym „Atlasie” (o którym poniżej) zawierają pasma, z których jedynie kilka stanowi takie, które dla określonego r o d z a j u żywicy rzeczoznawca uzna za długości diagnostyczne (w cm–1).  Pasma powtarzające się we wszystkich naturalnych żywicach kopalnych wskażą jedynie czy mamy do czynienia z naturalną czy sztuczną żywicą, bądź inną imitacją bursztynu. Mówiąc zrozumiałym już dziś skrótem,  kształt widma każdego  rodzaju żywicy ma, mniej czy bardziej wyraźny, swój „finger print”.

Powszechnie znane już dziś  od lat popularyzowane, „ramie bałtyckie” w krzywej sykcynitu  jest takim odcinkiem diagnostycznym choć,  jak dziś wiemy wcale nie jedynym. Ramie to tworzy się z połączenia pasm o równej intensywności (jednakowy procent transmisji) w przedziale liczb falowych około 1200–1260 cm–1

Jak czytać widma uzyskane z badań w podczerwieni

Rozproszone w literaturze widma, stanowią materiał porównawczy, który nie zawsze dostatecznie czytelny, albo błędnie podpisany nie raz był już powodem błędnych identyfikacji. Bazy danych sprzężone ze spektrometrami  też nie zawsze są prawdziwe.

Katalog widm gromadzonych przeze mnie od 1985 roku, dziś w liczbie 1000,  ma szansę ukazania się w druku w 2015 roku w formie „Atlasu”.  W swoim założeniu, zgodnie z zebranym materiałem ma być  bazą widm wzorcowych dla poszczególnych  r o d z a j ó w  naturalnych żywic kopalnych o nazwach mineralogicznych i żywic określanych jedynie nazwą geograficzną związaną z ich lokalizacją, subfosylnych, żywic modyfikowanych, a w niewielkiej liczbie sztucznych. 

Liczba  sztucznych żywic, które „od zawsze”  na jubilerskim rynku pojawiają się jako imitacje bursztynu, z rozwojem przemysłu znacznie się zwiększa. Najładniejsze imitacje w Europie, w XIX wieku wykonywano z nowolaków – żywic fenolowo–aldehydowych. Ich produkcję metodą polikondensacji czyli tworzenia makrocząsteczek z monomerów fenolu z formaldehydem na skalę techniczną zaczęto w latach 1907–1909 (odkryto po roku 1872). Do bardziej znanych oprócz nowolaku, należą tu również rezolan i bakelit (w latach powojennych stosowane w warsztatach gdańskich).  Nowolaki imitują żywice takie, jak naturalny rumenit znany między innymi z Rumunii, Sachalinu, Turcji i symetyt zbierany u ujścia rzeki Simeto na Sycylii. Ich zdecydowane ciemnoczerwone barwy i bardzo dobry poler sprawiają, że imitują też „stare naszyjniki” bursztynowe. Jako takie w latach powojennych w Polsce pojawiły się w sklepach „Desy”, gdzie były z powodzeniem sprzedawane. W Muzeum Zamkowym w Malborku, przez kilka lat, można było oglądać podobne na wystawie, mylnie oznaczone jako „naszyjniki z symetytu”. Na wystawie „Bursztyn i jego imitacje” w Muzeum Ziemi  w Warszawie, jeszcze do września 2014, pokazujemy bardzo pięknych sześć  podobnych „naszyjników z nowolaku” i jedną bransoletę. Ta ostatnia zakupiona w 1958 r. jako bursztynowa, zidentyfikowana została też dopiero dzięki badaniom spektroskopowym.  Dziś imitacje prawie wyłącznie z poliestrów, albo z żywicy epoksydowej zadziwiają nawet bardzo doświadczonych znawców z branży handlowej.

Przygotowywany atlas, gdzie czytelnik znajdzie po kilka widm wykonanych w różnych latach, z jednego rodzaju żywicy na coraz bardziej unowocześnianych spektrometrach różnych firm, wyraźnie pokaże: – możliwą rozpiętość liczby falowej w cm–1 dla poszczególnych grup funkcyjnych;  przekona się, że – stopień dokładności widm zależy od tego, czy badanie wykonano z pastylki KBr czy z pomocą przystawki ATR; a co najważniejsze – znajdzie wskazania diagnostycznych grup funkcyjnych dla danego rodzaju żywicy.

Poza najwcześniej stosowaną preliminarną metodą IRS, w wielu przypadkach konieczne są również inne metody identyfikacji bursztynu, takie jak chromatografia gazowo–cieczowa (GLC) i chromatografia cienkowarstwowa (TLC) oraz spektroskopia mas (MS) i spektrometria magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Mam nadzieję, że i te metody doczekają się opracowań przybliżających ich zrozumienie w szerszych kręgach również użytkownikom biżuterii.

MAGAZYN