Жемчуг
Шрифт:
Разброс значений твердости и средняя твердость жемчуга наибольшие во внутренней (призматической) зоне речной жемчужины. Средняя твердость призм арагонита (206,56 кг/мм 2) почти в 2 раза больше, чем пластинок перламутрового слоя (115,36 кг/мм 2). Пинакоидальная грань шорсуйского арагонита в 2 раза тверже (266,5 кг/мм 2) такой же грани арагонита речного жемчуга (115,36 кг/мм 2), тогда как твердость призматических граней обоих веществ почти одинакова (203,4 и 206,56 кг/мм 2). Наименьшей твердостью (на грани призмы) характеризуется арагонит морского жемчуга (170,06 кг/мм 2). Последним обстоятельством, по-видимому, можно объяснить меньшую долговечность морского жемчуга по сравнению с речным.
Механические свойства жемчуга (как и перламутра) определяются пространственным расположением призматических и пластинчатых кристаллов арагонита, соединенных в компактный минерально-органический агрегат посредством органического вещества. В направлении, параллельном расположению кристаллов арагонита, такие свойства (в том числе и твердость) будут иными, чем в перпендикулярном этому направлению.
Плотность.Жемчужины представляют собой агрегаты переменного состава, поэтому их плотность сильно варьирует. Она состоит из плотности арагонита (2,94 г/см 3), конхиолина (1,34 г/см 3) и воды (1 г/см 3). В зависимости от преобладания того или иного компонента плотность жемчуга увеличивается или уменьшается.
Результаты исследования плотности жемчуга различными авторами [Anderson, Payne, 1953; Johnson, 1962; Webster, 1975; Кораго, 1981] приведены в табл. 1.
Таблица 1. Плотность жемчуга .
| Регион | Вид моллюска | Цвет жемчуга | Плотность, г/см |
|---|---|---|---|
| Пресноводный жемчуг | |||
| СССР, Северо-Запад | Margaritifera | Белый | До 2,76* |
| // | // | Черно-коричневый | До 2,2 |
| // | // | Черный | 1,35-1,37 |
| Италия, река По | 2,69 | ||
| ЧССР | 2,6158-2,7237 | ||
| Северная Америка | Unio | Белый | 2,66-2,78; Ср. 2,66-2,70 |
| Морской жемчуг | |||
| Персидский залив | Vulgaris | Кремово-белый | 2,68-2,74; Ср. 2,715* |
| Австралия | |||
| Северный берег | Серебристо-белый | 2,68-2,78; Ср. 2,74* | |
| Северо-западный берег | Maxima | Серебристо-белый | 2,67—2,78* |
| Акулий мыс | Carcharium | Желтый | 2,67—2,78* |
| Венесуэла | Radiata | Белый | 2,66-2,74; 2,65-2,75* |
| Япония | Martensii | Белый с зеленоватым оттенком | 2,66-2,76; Ср. 2,70-2,74 |
| // | 2,60—2,76 | ||
| Калифорнийский залив, Байя | Nobilis | Пинна-жемчуг | 2,43—2,56 |
| // | // | Черный | 2,75 |
| // | // | Белый | 2,63-2,76 |
| Культивированный жемчуг | |||
| Япония | Martensii | Белый | 2,72-2,78 |
| // | Черный | 2,70-2,80 | |
| // | Белый | 2,70 | |
| * Ювелирный жемчуг. |
Пресноводный и морской жемчуг характеризуются близкими значениями плотности. Верхняя граница пресноводного и морского жемчуга одинакова и равна 2,78 г/см 3, нижняя — разная: у пресноводного 1,35 г/см 3, у морского 2,43 г/см 3. Таким образом, разброс значений плотности у пресноводного жемчуга более широк. Наименьшая плотность отмечена у черной пресноводной жемчужины (1,35—1,37 г/см 3). Она почти такая же, как у конхиолина (1,34 г/см 3). По-видимому, эти жемчужины как считает Кораго, состоят в основном из органического вещества. Наибольшая плотность определена у белой и серебристо-белой ювелирных жемчужин. Несколько неожиданным является увеличение плотности желтых жемчужин до такого же предела, как и белых. Черный морской жемчуг имеет большую плотность (2,75 г/см 3) по сравнению с плотностью черного пресноводного жемчуга (1,35-1,37 г/см 3).
Значительна плотность у культивированного жемчуга (2,70—2,80 г/см 3). Следует отметить, что верхний предел плотности черных культивированных жемчужин (2,80 г/см 3) выше такого же предела морского и пресноводного жемчуга. Очевидно, это различие связано с разным составом конхиолина. Возможно, плотность жемчуга зависит также от состава в нем элементов-примесей, но этот вопрос не изучен.
Компонентный состав жемчуга.По
Компонентный состав четырех жемчужин приведен в табл. 2.
Таблица 2. Компонентный состав жемчуга, вес. %
| Вещество | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| Углекислый кальций | 91,72 | 92,27 | 91,49 | 92,63 |
| Органическое | 5,94 | 4,21 | 6,39 | 5,04 |
| Вода | 5,23 | 3,10 | 1,78 | 1,31 |
| Примеси | 0,11 | 0,42 | 0,34 | 1,02 |
| Примечание. Данные: 1, 2 — В. И. Соболевского; 3, 4 — И. П. Зориной. |
Состав арагонита, из которого почти целиком состоят белые жемчужины, до сих пор не исследован. По мере уменьшения в жемчуге арагонита окраска его становится более интенсивной. В коричневых жемчужинах окись кальция составляет 80%. Остальное приходится на долю органического вещества, пигментирующего жемчужины в различные оттенки коричневого цвета.
Как уже говорилось, органическое вещество — конхиолин,— скрепляющее арагонит жемчужины, желтое, от светло- до темно-коричневого. В пластинчатых слоях органика желтоватая или светло-коричневая, а в призматических — значительно темнее. Очевидно, это зависит от разной способности минерально-органического агрегата поглощать те или иные красящие пигменты из межполостной жидкости в организме моллюска. На термограммах жемчужин обнаруживается серия эндотермических эффектов, фиксирующих температуры выгорания органики и различную связь ее с минеральной составляющей. В черных жемчужинах в органическое вещество входит небольшая примесь сажистого пирита (FeS 2), фиксируемого на термограмме резким экзотермическим эффектом при 350° С.
Вода в жемчужинах входит в состав как органического, так и неорганического компонента, занимая в них различные поры и полости. Это гигроскопическая вода. Она фиксируется понижением термической кривой при температуре порядка 100° С. Несомненно, что в жемчужинах находится и связанная вода, входящая в аминокислоты, из которых состоит органическое вещество. Общее количество воды в жемчуге может достигать 23%.
Жемчуг разлагается при нагревании, в кислотах растворяется медленно.
Аминокислотный состав органического вещества жемчуга.В жемчуге обнаружено 18 аминокислот. Для сравнения отметим, что в состав белков, синтезируемых живыми организмами, входит в разных сочетаниях 21 аминокислота. Основу органического вещества пресноводного жемчуга из водоемов Северо-Запада СССР, как выяснил Кораго, составляют глицин и тирозин, далее следуют аланин, валин, серин и аспаргиновая кислота (табл. 3).
Японский исследователь К. Вада [Wada, 1970], изучавший состав органического вещества в различных слоях раковины моллюска Pinctada fucata и культивированного жемчуга, показал, что аминокислотные составы отдельных частей жемчуга и раковины несколько различаются между собой. Разный аминокислотный состав органического вещества призматических и пластинчатых жемчужин. В призматических слоях преобладает глицин в пластинчатых — аланин. Тирозин, занимающий второе место после глицина в пресноводном и призматических слоях культивированного жемчуга, в пластинчатых слоях культивированной жемчужины присутствует в небольших количествах. Вряд ли можно говорить о резком преобладании какой-нибудь одной аминокислоты в составе жемчуга. Вопрос этот очень интересный и требует дальнейшего исследования.
Таблица 3. Состав органического вещества пресноводного жемчуга.
| Аминокислота | 1 | 2 |
|---|---|---|
| Лизин | 1 | 1 |
| Аргинин | 6,2 | 6,4 |
| Гистидин | 4,7 | 4,5 |
| Аспаргиновая кислота | 13,4 | 12,1 |
| Треонин | 7,8 | 6,2 |
| Аланин | 20,5 | 9,1 |
| Серин | 16,0 | 12,0 |
| Глицин | 145,8 | 93,0 |
| Глутаминовая кислота | 6,3 | 4,3 |
| Пролин | 12,7 | 8,2 |
| Валин | 17,3 | 10,4 |
| Метионин | Следы | |
| Изолейцин | 7,8 | 4,6 |
| Лейцин | 9,2 | 4,6 |
| Фенилаланин | 13,1 | 7,8 |
| Тирозин | 31,9 | 16,5 |
| Примечание. Жемчужины: 1 — коричневая; 2 — серая. Содержания аминокислот приведены к содержанию лизина, принятому за единицу. |