¿Cómo identificar inclusiones?
Las inclusiones en gemas naturales se pueden dividir en tres tipos según su relación con el tiempo de formación de la gema huésped: tipo primario, tipo singenético y tipo epigenético.
1. Inclusiones primarias
Las inclusiones primarias se refieren a partículas minerales formadas antes del cristal principal y luego envueltas por el cristal principal. Las inclusiones primarias son siempre sólidas. Puede formarse durante el enfriamiento del magma y el metamorfismo de las rocas. Durante el proceso de condensación del magma, los minerales precipitan en una determinada secuencia de cristalización, y los minerales precipitados temprano pueden convertirse en inclusiones de minerales precipitados posteriormente, como las inclusiones de circón y apatita que se encuentran en algunos cristales de gemas de magma. Estas inclusiones suelen tener una buena morfología cristalina, pero también pueden disolverse o reemplazarse por minerales formados posteriormente, por lo que se destruye la morfología cristalina. Durante el metamorfismo de las rocas, los minerales primarios son reemplazados por minerales nuevos, y los minerales primarios que no se reemplazan por completo permanecen como inclusiones en los nuevos minerales, como los minerales anfíboles y las inclusiones de mica en algunas piedras preciosas metamórficas. La mayoría de estas inclusiones erosionan la morfología irregular del cristal.
2. Inclusiones singenéticas
Las inclusiones singenéticas se forman y envuelven al mismo tiempo que el cristal principal. Pueden ser sólidas o pueden ser agujeros en varias combinaciones de sólido y líquido. y gasolina.
(1) Inclusiones sólidas: Simbióticas con los cristales hospedantes, son minerales asociados en las mismas condiciones geoquímicas. Como apatita, biotita, calcita, diópsido de cromo, olivino, pirita, rutilo, circón, etc.
La disolución (desolvatación) es una causa importante de las inclusiones singenéticas. Algunos cristales minerales huéspedes pueden contener cantidades considerables de impurezas disueltas. Durante el proceso de enfriamiento y solidificación de los cristales, la capacidad de la estructura cristalina para acomodar impurezas disminuye a medida que disminuye la temperatura. Si la velocidad de enfriamiento es lenta, las impurezas precipitarán en inclusiones, en su mayoría pequeñas escamas o cristales en forma de agujas, cuya orientación es paralela a la dirección estructural del cristal principal. Por ejemplo, el rutilo disuelto en corindón cristaliza en 120 finos cristales aciculares de tres componentes. Los compuestos de titanio como el rutilo, la esfena y la ilmenita son los minerales disueltos más comunes en las piedras preciosas. Esto se debe a que el titanio es rico en recursos y el cristal principal lo acomoda fácilmente y se disuelve fácilmente de la red cristalina. Una gran cantidad de agujas disueltas pueden producir efectos de ojo de gato o de luz de estrella en corindón, granate y espinela. Si la velocidad de cambio de temperatura no es adecuada para crear la orientación correcta, estas agujas producirán un efecto mercerizado. Las inclusiones singenéticas que se originan por exsolución incluyen berilo, cordierita, hematita en piedra lunar y albita en piedra lunar.
Los minerales fibrosos pueden crecer tan rápido o incluso más rápido que el cristal huésped, formando así largas inclusiones filamentosas como el amianto en la grossularita y las agujas de rutilo en las inclusiones con forma de cristales.
El crecimiento del cristal principal puede verse interrumpido temporalmente por diversos motivos. En este momento, algunos minerales pueden agregarse y crecer en la superficie del cristal. Cuando el cristal vuelve a crecer, cubre estos minerales que crecen en la superficie, convirtiéndolos en inclusiones. Estas inclusiones suelen mostrar una orientación paralela al plano cristalino, y algunas también pueden mostrar zonación, formando el llamado "fantasma". Si este proceso se repite varias veces, pueden aparecer múltiples capas de fantasmas.
(2) Inclusiones líquidas e inclusiones bifásicas y trifásicas: generalmente llamadas inclusiones fluidas, existen muchas combinaciones, pero la mayoría son inclusiones gas-líquido. Durante el proceso de crecimiento, el cristal huésped puede agrietarse y llenarse con una solución de cristalización, y luego las grietas sanarán y sellarán la solución dentro del cristal. También puede haber interrupciones temporales o tasas de crecimiento desiguales durante el crecimiento del cristal primario. En este momento, aparecerán algunos hoyos en la superficie del cristal. Cuando el cristal reanude su crecimiento, cubrirá la solución que se acumuló en los hoyos, convirtiéndose en inclusiones líquidas. Las inclusiones fluidas en ambos casos son inicialmente una fase líquida homogénea, pero a medida que condiciones como el cambio de temperatura, los gases, sólidos u otros líquidos se separarán y se convertirán en inclusiones de dos o tres fases.
Durante el proceso de curación, la forma de los agujeros y grietas puede cambiar. La disolución se produce en algunos lugares, mientras que el crecimiento en otros estrecha el canal, provocando "necking" o "necking". A veces, una inclusión trifásica se puede dividir en dos, una con cristales en el líquido y la otra con burbujas en el líquido. A veces, una inclusión gas-líquido se divide en dos o tres inclusiones con diferentes proporciones gas-líquido.
A veces, los agujeros causados por defectos como dislocaciones de la red se llenan con soluciones de alta temperatura y continúan creciendo a lo largo de la dirección original de la red, formando una cavidad corporal similar a la forma del cristal anfitrión. Estos poros llenos de gas y líquido son similares a la morfología cristalina del mineral huésped y se denominan inclusiones cristalinas negativas o cristales vacíos.
Algunas personas piensan que el cristal vacío debería referirse a la forma de cristal negativo sin relleno de gas ni líquido (pérdida de gas y líquido).
3. Inclusiones epigenéticas
Las inclusiones se forman después de que el cristal principal deja de crecer.
La cristalización de las fracturas es la causa de las inclusiones epigenéticas. Una vez que los cristales han dejado de crecer, pueden penetrar materias extrañas en las grietas y depositarse en ellas. Los óxidos más comunes son el hierro y el manganeso, que siempre forman inclusiones dendríticas de color negro o marrón.
En segundo lugar, las inclusiones se clasifican según su estado de fase.
Las inclusiones pueden ser sólidas, líquidas y gaseosas. La parte homogénea del sistema de inclusión es una sola fase, por lo que si un poro contiene dos líquidos separados (líquidos inmiscibles), se debe considerar una inclusión de dos fases. Si un poro contiene un líquido y dos cristales de minerales diferentes. considerados como tres fases.
1. Inclusiones monofásicas
Pueden ser inclusiones sólidas, inclusiones líquidas o inclusiones gaseosas.
(1) Inclusiones sólidas: El ámbar se compone principalmente de inclusiones de cristales minerales, inclusiones vítreas fundidas, restos de plantas e inclusiones de insectos. Las inclusiones de cristales minerales incluyen varios minerales no metálicos y minerales metálicos. Las inclusiones minerales más comunes en las piedras preciosas son rutilo, circón, apatita, anfíbol, feldespato, mica, calcita, turmalina, granate, pirita, hematita, goetita y cromita (consulte la Figura 6-3-1). Algunas de sus formas cristalinas son completas o relativamente completas, como el octaedro y el cubo, y algunas son en escamas, fibrosas, con forma de aguja, con forma de aguja, granulares e irregulares. Se puede distribuir individualmente o en grupos densos. Un gran número de inclusiones casi incoloras de pequeños cristales se unen para crear una apariencia nebulosa llamada nube. Grandes inclusiones de cristales redondos a veces producen una apariencia almibarada.
Algunas partículas minerales en el jade policristalino, como la magnetita en la nefrita, la pirita en la cianita, la mica verde en la arena de cuarzo, etc., a menudo se describen como partículas minerales encapsuladas en el cuerpo gemológico, aunque no pueden considerarse. una inclusión desde el punto de vista mineralógico.
(2) Inclusiones líquidas: Contienen principalmente diversas sales disueltas y en ocasiones agua carbonatada. Cristales de carbonato de agua fría que se encuentran comúnmente en cuevas.
Figura 6-3-1 Inclusiones de cristales minerales
(3) Inclusiones de gas: Los principales componentes son vapor de agua o dióxido de carbono y ocasionalmente metano. Además de dióxido de carbono, las burbujas del vidrio natural también contienen hidrógeno y nitrógeno. Las formas de las inclusiones de gas incluyen formas circulares, elípticas e irregulares. Se puede distribuir individualmente o en grupos densos.
2. Inclusiones bifásicas
La mayoría de ellas son inclusiones bifásicas gas-líquido, y también hay una pequeña cantidad de inclusiones bifásicas gas-sólido.
Inclusiones bifásicas gas-líquido, es decir, inclusiones líquidas que contienen burbujas (ver Figura 6-3-2). La razón principal es que cuando la inclusión líquida se enfría, el volumen de la solución acuosa se vuelve más pequeño que el volumen del agujero, y el vapor de agua ocupa el espacio vacío, formando una burbuja redonda, y la inclusión líquida se convierte en una inclusión gas-líquido de dos. inclusión de fase. Pero es más bien una colección de pequeñas gotas de agua que llenan las grietas y agujeros de la piedra preciosa, y se llaman plumas porque parecen las delgadas alas de un insecto. Las gemas producidas en ambientes ricos en agua, como el berilo, son particularmente comunes. Si la grieta primaria se forma a lo largo de la dirección de escisión o escisión, el pabellón auricular curado puede ser plano; de lo contrario, a menudo tiene forma curva, en forma de huella dactilar, de velo, de encaje o reticulado. Un estudio cuidadoso de los penachos mencionados anteriormente encontró que a menudo existen pequeñas burbujas y gotas de líquido en ellos, por lo que estos penachos son en realidad inclusiones de dos fases gas-líquido (ver Figura 6-3-3).
Las inclusiones bifásicas gas-sólido son en su mayoría inclusiones gaseosas fundidas. La masa fundida capturada durante el proceso de cristalización de minerales como el olivino y el piroxeno formados a altas temperaturas se condensa en un estado vítreo cuando la temperatura baja, y el espacio restante está ocupado por burbujas, formando una inclusión de dos fases. También se pueden encontrar inclusiones similares en piedras preciosas sintetizadas mediante fundente y otros métodos.
Figura 6-3-2 Inclusiones bifásicas gas-líquido
Figura 6-3-3 Plumas
3. inclusiones
Después de capturar el fluido homogéneo, cambia a medida que disminuye la temperatura, y el gas, el sólido y el líquido se separan en inclusiones trifásicas de gas, sólido y líquido (consulte la Figura 6-3-4 ). Normalmente sólo hay un cristal en una cueva, pero puede haber más. La solubilidad de la sal en solución acuosa depende de la temperatura. La sal disuelta en un líquido cristaliza debido a los cambios de temperatura. Los principales cristales son fluoruro, cloruro, carbonato o sulfato de sodio, potasio, calcio y magnesio, siendo los más comunes la sal gema, la sal potásica y el yeso.
Las inclusiones compuestas por gas, líquido y uno o más cristales del mismo tipo, o las inclusiones compuestas por gas y dos líquidos inmiscibles se denominan inclusiones trifásicas, mientras que las inclusiones compuestas por gas, líquido y más de un tipo de cristal se denominan trifásicas. inclusiones de fase. Las inclusiones compuestas de cristales son inclusiones multifásicas.
Figura 6-3-4 Inclusión trifásica gas-sólido-líquido
Tercero, otras características internas
1 Área de crecimiento y zonificación de color
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Durante el proceso de crecimiento de los cristales, el entorno de crecimiento, como la presión, la temperatura y la composición química de los minerales, incluye cambios en la concentración de impurezas e iones cromogénicos. Puede causar bandas de crecimiento y franjas de crecimiento de diferentes anchos. La mayoría de ellos se reflejan a través de cambios en la profundidad del color, convirtiéndose en bandas de color (ver Figura 6-3-5) o barras de color. Debido a que la distribución de estas bandas y franjas de crecimiento está relacionada con la estructura cristalina, en su mayoría son rectas y angulares, como se ve en el corindón, la amatista y la esmeralda. Sin embargo, la distribución del color también es puntiaguda, grumosa y floculante, y no tiene una relación obvia con la estructura cristalina. Las "rayas de tigre" o las "rayas de cebra" también aparecen en la amatista y el topacio debido a las diferencias en la profundidad y la luminosidad del color, que son el resultado del hermanamiento o la curación parcial a lo largo de la dirección romboédrica.
Figura 6-3-5 Cinta de zafiro
Los materiales de jade policristalinos y criptocristalinos tienen una estructura en capas debido a cambios regulares e irregulares en la composición mineral, el color y el tamaño de las partículas. y manchas. En el vidrio natural se pueden ver líneas de vórtice.
2. Gemelos
Los gemelos policristalinos se pueden encontrar en el corindón, la esmeralda dorada y algunas piedras preciosas raras. Anteriormente se pensaba que los gemelos eran evidencia de origen natural, pero ahora también se ven en piedras preciosas sintéticas cultivadas mediante métodos de fundente y fusión por llama. Los gemelos en minerales pueden ser singenéticos o epigenéticos. Por ejemplo, los gemelos laminares en la calcita pueden formarse mediante deformación después de que el cristal deja de crecer. El mismo efecto puede estar presente en el corindón.
Las líneas de crecimiento o superficies producidas por irregularidades como gemelos o defectos de crecimiento durante el proceso de formación del diamante se denominan texturas y nódulos, que sólo pueden ser ligeramente visibles a simple vista bajo una lupa de 10 aumentos.
3. Escisión y grietas
En algunas gemas con desarrollo de escisión, las grietas de escisión a lo largo de la dirección del plano de escisión se denominan escisión inicial y aparecen como planas. Las costuras de escote que se cruzan pueden formar patrones especiales, como inclusiones en forma de "ciempiés" en la piedra lunar (ver Figura 6-3-6). También hay hendiduras iniciales irregulares u onduladas, generalmente perpendiculares al eje c, como se ve en la turmalina. Las grietas pueden aparecer en cualquier dirección dentro de la piedra preciosa, incluidas grietas por tensión radiales y discoidales alrededor de inclusiones de cristales. Algunas grietas se pueden rellenar y curar mediante inclusiones de gas y líquido durante o después de su formación. El peridoto que contiene nenúfares es un buen ejemplo. Algunas piedras preciosas contienen inclusiones de circón y algunas inclusiones de circón contienen elementos radiactivos que pueden destruir la red cristalina de circón. El circón aumenta de volumen y la tensión resultante hace que crezcan grietas radialmente hacia afuera en el cristal anfitrión, lo que se denomina halo de circón.
Figura 6-3-6 Grietas por tensión en piedra lunar