Βασικά στοιχεία γεμολογίας και ανάλυση δειγμάτων αχάτη και μπροχαντίτη από την περιοχή Ξάμθης-Αλεξανδρούπολης = Basic gemological concepts and analysis of agate and brochantite samples from the region of Xanthi-Alexandroupoli.

Μαρία Νικοπούλου


Η γεμολογία παρόλο που είναι μια ιδιαίτερα εξειδικευμένη και εφαρμοσμένη  επιστήμη γύρω από τους πολύτιμους λίθους, αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της επιστήμης της Ορυκτολογίας ‐ Πετρολογίας. Οι μέθοδοι έρευνας αυτής της επιστήμης ταυτίζονται σε μεγάλο βαθμό με τις αντίστοιχες έρευνες της Ορυκτολογίας με τη σημαντική διαφορά ότι στη γεμολογία υπάρχει η απόλυτη ανάγκη για εφαρμογή μη καταστροφικών (non‐ constructive) μεθόδων, δηλαδή μέθοδοι έρευνας οιΑριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Τμήμα Γεωλογίας. Τομέας Ορυκτολογίας Πετρολογίας Κοιτασματολογίας. οποίες δεν απαιτούν τη μερική ή ολική καταστροφή του δείγματος που μελετάται. Σε αυτήν την εργασία παρουσιάζονται αρχικά βασικές γεμολογικές έννοιες και μέθοδοι, μακροσκοπικά οπτικά φαινόμενα καθώς και κριτήρια αξιολόγησης πολύτιμων λίθων με βάση την κοπή τους, την περιεκτικότητα  τους σε εγκλείσματα και τις μεταβολές χημικών στοιχείων που καθορίζουν το χρώμα και  την αξία τους. Επιπλέον, αναφέρονται βασικές κατεργασίες βελτίωσης της μακροσκοπικής εμφάνισης των πολύτιμων λίθων καθώς και νέες μέθοδοι δημιουργίας συνθετικών μορφών ή είδη απομιμήσεων αυτών.
Στο δεύτερο μέρος εφαρμόζονται ορυκτολογικές αναλυτικές μέθοδοι για το χαρακτηρισμό δύο ορυκτών που προέρχονται από την περιοχή  Ξάνθης‐Αλεξανδρούπολης. Η πρώτη ορυκτολογική έρευνα αφορούσε την εύρεση του χημικού στοιχείου που ευθύνεται για το χρωματισμό ενός ζωνώδους αχάτη ο οποίος παρουσιάζει κυανά‐ιώδη χρώματα. Με βάση τη μελέτη λεπτών στιλπνών τομών και ανάλυση του δείγματος σε σαρωτικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο συνδεδεμένο με ανιχνευτή ενεργειακής διασποράς, βρέθηκε ότι ο χρωματισμός του αχάτη οφείλεται σε ιόντα σιδήρου (Fe). Η δεύτερη ορυκτολογική έρευνα αφορούσε το χαρακτηρισμό ενός ορυκτού που μακροσκοπικά και σε πολωτικό μικροσκόπιο εμφάνιζε παρόμοια χαρακτηριστικά με αυτά της χρυσόκολλας. Τα αποτελέσματα της χημικής ανάλυσης έδειξαν ότι το συγκεκριμένο ορυκτό δεν είναι χρυσόκολλα, αφού τα κύρια χημικά του στοιχεία είναι ο Cu και το S. Μέσω φασματοσκοπίας υπερύθρου το άγνωστο ορυκτό ταυτοποιήθηκε ως μπροχαντίτης. Οι αναλυτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη των ορυκτών έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη γεμολογία και για τη διεξαγωγή ερευνών γύρω από τους πολύτιμους λίθους.
ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: γεμολογία, αχάτης, μπροχαντίτης, χημική ανάλυση, φασματοσκοπία υπερύθρου, κατεργασίες, χρώμα, οπτικά φαινόμενα,
πολύτιμοι λίθοι, συνθετικοί πολύτιμοι λίθοι, απομιμήσεις.

Gemology is an applied science specified in precious stones and is closely associated with Mineralogy. Research methods used for the characterization of precious stones are the same with those used in Mineralogy. Their basic difference is that in Gemology it is absolutely necessary to use non‐constructive methods for the characterization of a sample that is under research.
The first part of this diploma thesis presents basic gemological concepts, physical properties and rare optical phenomena of gems. Moreover, cutting methods, chemical impurities and the number of inclusions may have an important impact on the colour and price of gems in the market. As a result, new treatments, synthetic and imitation methods can improve gems’ appearance or even create new ones that can be flawless in most of their properties, in order to stay on demand in the jewellery market.
In the second part, mineralogical analytical methods are applied to two different minerals that occur in the area of Xanthi‐Alexandroupoli, Greece. The first mineral is a blue laced agate. Based on observations from the optical microscope and analyses performed with a scanning electron microscope coupled with an energy dispersive spectrometer (SEM‐ EDS), the chemical element that causes the blue colour of the agate was determined as Fe. The second mineral was initially characterized as chrysocolla, based on macroscopic and microscopic properties. Chemical analyses revealed that the specific mineral lacked Si, but instead, contained Cu and S. Using Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) the mineral was identified as brochantite. Analytical methods used in the study of minerals are of interest to gemology and can also apply in the study of gems and precious stones.
KEY WORDS: gemology, agate, brochantite, chemical analysis, infrared spectroscopy, treatments, colour, optical phenomena,
precious stones, gems, synthetic gems, imitations.

Πλήρες Κείμενο:




Anderson B., Payne J., Mitchell R.K. (2000),”Φασματοσκόπιο και τεχνολογία πολύτιμων λίθων” Εκδόσεις Ίων 2000, ISBN 960-411-003-9, σελ.250

Bauer M. (1968), “Precious stones”, Volume I, Dover Publications INC. 1968, ISBN: 0-486-21910-0, p.260.

Bauer M. (1968), “Precious stones”, Volume II, Dover Publications INC. 1968, ISBN: 0-486-21911-9, p.627.

Blodgett T., Geurts R., Gilbertson A., Lucas A., Pay D., Reinitz I., Shigley J., Yantzer K., Zink C. (2009), “Finish, Culet Size, and Girdle Thickness: Categories of the GIA Diamond Cut Grading System”, Editor: Brooke Goedert, 2009 The Gemological Institute of America, pp.1-12, (https://www.gia.edu/doc/booklet_finish_culet_girdle.pdf).

Breeding C.M. and Shigley J.E. (2009) “The type classification system of diamonds and its importance in gemology”, Gems & Gemology 2009, Vol. 45, No. 2, pp. 96–111.

Carbidwerk W., Schmetzer, Albert Gilg H.A., and Bernhardt H.-J. (2017), “Synthetic Star Sapphires and Rubies”, Gems & Gemology, Fall 2017, Vol. 53, No. 3/ (https://www.gia.edu/gems-gemology/fall-2017-synthetic-star-sapphires-rubies).

Chukanov N.V. (2014), “Infrared spectra of mineral species”, Extended Library, Volume 1, Springer Geochemistry/Mineralogy, Springer Science+Business Media Dordrecht, p. 1726.

Emmett J.L., Stone-Sundberg J., Guan Y. and Sun Z. (2017), “The role of silicon in the color of gem corundum”, Gems & Gemology Spring 2017, Vol.53 No.1 pp.42-47

Flörke, O.W., Kohler-Herbertz, B., Langer, K., and Tönges, I. (1982), “Water in microcrystalline quartz of volcanic origin: agates”, Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 80, p. 324-333.

Fritsch Ε. and Rossinun G.R. (1988), “An update on color in gems: Part 2 Colors involving multiple atoms and color centers”, Gems & Gemology Spring 1988/ (https://www.gia.edu/doc/SP88A1.pdf)

Fritsch E. (2010), ”The origin of color in minerals and gems”, Geologica Balcanica XIX Congress of the Carpathian-Balkan Geological Association, Thessaloniki, Greece, 23-26 September 2010 ISSN 0324-0894 pp.114-115.

Gilbertson A. (2016), “Value Factors, Design, and Cut Quality of Colored Gemstones (Non-Diamond)”, Gem Market News, The Gem Guide, January/February 2016.Hurlbut C.S Jr., and Kammerling R.C. (1991), “Gemology”, Second edition, Wiley Interscience Publications 1991, ISBN:0-471-52667-3, p.336.

Götze J., Tichomirowa M., Fuchs H., Pilot J., and Sharp, Z.D. (2001), “Geochemistry of agates; a trace element and stable isotope study”, Chemical Geology, v. 175, no.3-4, p.523-541.

Harder, H. (1993), “Agates-formation as a multi component colloid chemical precipitation at low temperature”, Neues Jahrbuch fur Mineralogie, H.1, p. 31-48.

Hurlbut C.S Jr. and Kammerling R.C. (1991), “Gemology”, Second edition, Wiley Interscience Publications 1991, ISBN:0-471-52667-3, p.336.

Lentz, G. (1999), “Die Entstehung der Farben in Achaten [The origin of color in agates]”, der Aufschluss, v. 50, p. 343-348.

McClure S.F., Smith C.P., Wang W. and Hall M. (2006), “Identification and durability of lead glass filled rubies”, Gems & Gemology Spring 2006, Vol.42,No. 1, pp.22-34.

Michalski T.C. and Foord E.E. (2005), “Seven Causes of Color in Banded Agates” Symposium on Agate and Cryptocrystalline Quartz, September 10 – 13, 2005, Sponsored by Friends of Mineralogy, Colorado Chapter, Colorado School of Mines Geology Museum, and U.S. Geological Survey, pp. 60-66.

Moxon T.J. (1996)a, “The co-precipitation of Fe3+ and SiO2 and its role in agate genesis”, Neues Jahrbuch fur Mineralogie H.1, p. 21-36

Moxon, T.J. (1996)b, “Agate – Microstructure and Possible Origin”, Terra Publications, Auckley, 106 p.

Nassau K. (1981), “Artificially induced color in amethyst-ctrine quartz”, Gems & Gemology Summer 1981, pp.37-39.

Peters N. (2011), “Diamond Inclusions”, American Institute of diamond cutting INC. 2011, ISBN: 9780966585476, p.208.

Rossman G.R. (1981),“Color in gems: The new techniques”, Gems & Gemology Summer 1981, pp.60-71.

Rossman G.R. (2009), “The Geochemistry of Gems and Its Relevance to Gemology: Different Traces, Different Prices”, DOI: 10.2113/gselements.5.3.159/Elements, Vol. 5, pp. 159–162

Secco E.A. (1988), “Spectroscopic properties of SO4 (and OH) in different molecular and crystalline environments. I. Infrared spectra of Cu4(OH)6SO4, Cu4(OH)4OSO4 and Cu3(OH)4SO4.” Can. J. Chem. 66, p.329

Thompson D.B., Bayens C.J., Morgan M.B., Myrick T.J., and Sims N.E. (2017), “Photoluminescence spectra of emeralds from Colombia Afghanistan and Zambia”, Gems & Gemology, Fall 2017, Vol. 53, No. 3.

Tolkowsky M. (1919), “Diamond Design: A Study of the Reflection and Refraction and Refraction of Light in a Diamond”, Original edition: 1919, Publisher: Fb&c Limited 2017,ISBN 1528446372, 9781528446372,p.115

Valadas S., Freire R.V., Cardoso A., Mirão J., Dias C.B., Vandenabeele P. and Candeias A. (2015): “On the Use of the Unusual Green Pigment Brochantite (Cu4(SO4)(OH)6) in the 16th-Century Portuguese-Flemish Paintings Attributed to The Master Frei Carlos Workshop”, Microscopy Society of America, Microsc. Microanal. 21, pp. 518–525.


Βαλαβανίδης Αθ. Π. (2006),”Φασματοσκοπία οργανικών ενώσεων”, Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Χημείας.

Δέσσου Ν. (2016) “Επίδραση των ιόντων στροντίου (Sr) στη βιοενεργή συμπεριφορά βιοκεραμικών υλικών του τριαδικού συστήματος SiO2-CaO-MgO”, Πτυχιακή εργασία, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής.

Δήμου Ε. Κ. (2013). “Σύνθεση και μελέτη του ρυθμού βιοαποικοδόμησης ασβεστοπυριτικών ημικρυσταλλικών υλικών.” Πτυχιακή εργασία. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Φυσικής.

Θεοδωρίκας Σ.Σ (2013), “Ορυκτολογία-Πετρολογία”, Εκδόσεις: Γραφικές τέχνες Μέλισσα, 4ηέκδοση, Θεσσαλονίκη 2013, ISBN:978-960-89904-6-3, σελ.928.

Θεοδωρίκας Σ.Σ. (2013), “Γεωχημεία”, 5η έκδοση, Θεσσαλονίκη 2013,Εκδόσεις: Γραφικές τέχνες Μέλισσα, ISBN:978-960-89904-5-6, σελ.784.

Παλαιολόγου Μ.Χ. (2017), “Μελέτη και χαρακτηρισμός βιοορυκτών με ορυκτολογικές μεθόδους έρευνας”, Μεταπτυχιακή διατριβή ειδίκευσης,

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Γεωλογίας.

Σαπουντζής Η.Σ. και Χριστοφίδης Γ.Θ. (1985), “Ορυκτοδιαγνωστική”,University Studio Press 1985, ISBN: 960-12-0149-1, σελ. 239.

Χρυσανθάκη I.A. (2005), “Μακροσκοπικά & οπτικά χαρακτηριστικά πολύτιμων και ημιπολύτιμων λίθων”, Εκδόσεις Ίων 2005,ISBN:960-411-533-2, σελ. 110







An Introduction to Gem Treatments/ Robert Weldon 2016/ (https://www.gia.edu/gem-treatment)




(http://ph277.edu.physics.uoc.gr/files/Electron_Microscopy_Notes_VBinas2.pdf), Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική Μικροσκοπία/ Καθ. Γεώργιος Κυριακίδης Δρ. Βασίλειος Μπίνας /Ηράκλειο 2014








Diamond essentials course de02 2002 GIA

Εισερχόμενη Αναφορά

  • Δεν υπάρχουν προς το παρόν εισερχόμενες αναφορές.