Syntetické vltavíny a jejich odlišení od přírodních vltavínů

V nedávné době byly zaznamenány „syntetické vltavíny“ i na místech kde se běžně s drahými kameny ani minerály neobchoduje. Syntetický vltavín není správné pojmenování pro tuto fázi, protože synteticky vyrobený minerál je ten, co má identické chemické složení i strukturu (vnitřní stavbu) jako jeho přírodní ekvivalent. Syntetické vltavíny mají, ale drobné odlišnosti v chemismu a proto se nejedná o pravé syntetické vltavíny ale, spíše o imitace vltavínu. Nicméně pro snazší srozumitelnost textu je budeme dále nazývat jako „syntetické vltavíny“.

Surové syntetické vltavíny se pravděpodobně poprvé objevily na trhu okolo roku 2010, poprvé byly zaznamenány na minerál show v Hong Kongu v Číně. Později se s nimi dalo setkat i na dalších místech (Valaderos Governador – Minas Gerais, Brazílie, Yen Bai – Vietnam, Hanoi – Vietnam, Ste Maria aux Mines Francie, Tucson – Arizona, USA aj.). Prozatím pravděpodobně všechny syntetické vltavíny byly vyrobeny v Číně.

V roce 2013 se objevilo velké množství uměle vyrobených vltavínů na výstavě minerálů v Hong Kongu. Množství bylo odhadnuto na přibližně několik desítek kilogramů. Tyto vltavíny s povrchovou skulptací, která je vizuálně identická s přírodní, je možné považovat za skutečně velmi zdařilou imitaci.

Většina uměle vyrobených vltavínů má oproti přírodním vltavínům, jak z oblasti jižních Čech, tak z jižní Moravy nezvykle vysoký lesk. Jedinou zaznamenanou výjimkou byly syntetické vltavíny nalezené u obchodníka s drahými kameny ve městě Yen Bai na severu Vietnamu. Přírodní vltavíny mají povrch

většinou velmi ostrý (především vltavíny, které byly kopány v písčitých sedimentech), setřený povrch mají pouze vltavíny, které prodělaly transport, přičemž tento setřený povrch se od

obroušeného vizuálně liší. Mimo to, skulptace vltavínů, které prošly transportem je rovnoměrně nahrazena novou skulptací získanou fluviálním transportem.

„Syntetický vltavín“ s netypickým matným leskem – zaznamenaný u obchodníka ve městě Yen Bai v sev. Vietnamu.

„Syntetické vltavíny“ s netypickým matným leskem – zaznamenaný u obchodníka ve městě Yen Bai v sev. Vietnamu

Odlišení „syntetických“ a přírodních vltavínů

Téměř všechny dosud studované syntetické vltavíny (438 ks) mají dílčí hrany mezi jednotlivými výčnělky skulptace, mírně obroušené, přičemž povrch je buď výrazně lesklejší (lesk získaný z kyseliny) nebo naopak výrazně matnější. Matný povrch mezi

výčnělky mohl vzniknout vyleptáním odlitého tvaru pravděpodobně kyselinou fluorovodíkovou a následným velmi krátkým obroušením ve vibračním nebo valivém tamblerovacím bubnu.

Výroba skulptace na syntetických vltavínech probíhala pravděpodobně několika způsoby. Nejdokonalejší, tedy pravým vltavínům nejvíce podobná je skuptace vzniklá selektivním rozpouštěním kyselinou fluorovodíkovou. Na několika kusech se podařilo najít v několika případech zbytky laku a na některých kusech syntetických vltavínů rovněž zbytky vosku. Tento materiál pravděpodobně sloužil ke krytí povrchu, aby leptání probíhalo maximálně nehomogenně – selektivně a tím vznikla hodně rozmanitá skulptace.

Dalším zaznamenaným typem skulptace je vyřezání pro vltavín charakteristických důlků a rýh pomocí rotujícího pravděpodobně diamantového nástroje a následné zahlazení stop po vrtání kyselinou fluorovodíkovou. Tento typ umělé skulptace je relativně snadno rozpoznatelný již pouhou desetinásobně zvětšující lupou, protože v jednotlivých důlcích zůstávají charakteristické stopy po vrtání. Navíc v takto vyrobených syntetických vltavínech byly nalezeny reziduální zbytky po leptání kyselinou fluorovodíkovou ve formě bělavé velmi tenké vrstvičky.

Fluoreskující reziduální zbytek po retušování povrchu kyselinou fluorovodíkovou

Celkový pohled na syntetické vltavíny s vrtanou skulpturou

Celkový pohled na syntetický vltavín s vrtanou skulpturou

Dobře zahlazené stopy po vrtáku.

Reziduální zbytek po retuši pomocí kyseliny fluorovodíkové

Celkový pohled na syntetický vltavín se skulpturou zhotovenou vrtákem

Dobře zahlazené stopy po vrtáku.

Povrch důlků ve skulptaci má výrazně odlišný lesk od zbytku skulptace

Detailní pohled na důlek zhotovený vrtákem v syntetickém vltavínu.

Velmi dobře vyretušovaná stopa po vrtáku v syntetickém vltavínu

Z výčnělků na syntetickém vltavínu neční lechatelieritové inkluze

Detailní pohled na důlky zhotovené vrtákem v syntetickém vltavínu.

Z výčnělků na syntetickém vltavínu neční lechatelieritové inkluze

Syntetický vltavín zakoupený na mineral show v Ste Maria aux Mines (Francie).

Syntetický vltavín zakoupený na mineral show v Ste Maria aux Mines (Francie). Tvar tohoto

kamene byl mimo jiné formován vrtným nástrojem a následně ne zcela dokonale

retušováno pravděpodobně kyselinou fluorovodíkovou.

Dalším typem skulptace je skulptace vzniklá řezným nástrojem, kterým na povrchu syntetického vltavínu byly zhotoveny „cestičky“ a následně retušovány kyselinou fluorovodíkovou. Odlišností oproti

předcházejícímu typu je, že se nepodařilo ani v jednom případě zaznamenat reziduální zbytky po leptání HF. Oproti přírodní skulptaci je tato skulptace příliš dokonalá, šířka jednotlivých cestiček je vždy zcela stejná.

Celkový pohled na syntetický vltavín s příliš pravidelnou skulptací

Příliš pravidelná skulptura syntetického vltavínu

Z výčnělků na syntetickém vltavínu neční lechatelieritové inkluze

Přírozená skulptura na přírodním vltavínu

Příliš pravidelná skulptura syntetického vltavínu

Příliš pravidelná skulptura syntetického vltavínu

Přírozená skulptura na přírodním vltavínu

Dalším typem umělé skulptace je skulptace vzniklá odlitím skloviny do formy a následné začištění lemu na boku pomocí gravírovací

brusky. Tento typ syntetického vltavínu je také velmi snadné identifikovat pro svůj výrazně nepřirozený často dokonalý vzhled.

Syntetický vltavín ve stříbře, (koupeno v NY, USA).

Detail skulptury na syntetickém vltavínu v prstenu

Detail skulptury na syntetickém vltavínu v prstenu

U přírodních vltavínů především u celotvarů (činka, disk nebo kapka či jejich větší části) se často projevuje výrazné vnitřní pnutí. Toto pnutí je snadno diagnostikovatelné pomocí polariskopu. Ve zkřížených nikolech jsou vidět dvě ramena hyperbol, které se k sobě vzájemně přibližují, až se protnou a tím vytvoří deformovaný kříž. Prakticky identické úkazy byly nalezeny i u syntetických vltavínů.

Jestliže je, ale nalezen v přírodě střep vltavínů (včetně přírodní skulptace kolem celého kusu), pak již vnitřní napětí vymizelo a v polariskopu se přírodní vltavín chová zcela izotropně (je stále černý). Bohužel stejně to platí i u menších částí synteticky vyrobeného vltavínu. To znamená, že polariskop nelze, pravděpodobně využít jako diagnostický test k odlišení syntetických a přírodních vltavínů.

Konoskopický obrázek na syntetickém vltavínu

Konskopický obrázek na celotvaru přírodního vltavínu

Konskopický obrázek na celotvaru přírodního vltavínu

V Chelsea filtru má přírodní vltavín i jeho syntetický ekvivalent zcela identickou reakci (barva je stejná jako při pohledu bez Chelsea filtru). V UV dlouhovlnném i krátkovlnném

záření je přírodní vltavín zcela inertní, naopak syntetický vltavín většinou má slabě bělavou fluorescenci v krátkovlnném UV záření (254 nm).

Fluorescence přírodních (vlevo a uprostřed) a syntetického vltavínu (vpravo) v dlouhovlnném UV záření (366 nm)

Důležitým identifikačním znakem umělých vltavínů, zvláště jsou-li zamíchány mezi přírodní vltavíny je fluorescence. Přírodní vltavíny jsou v obou běžně používaných vlnových délkách ultrafialového světla (254 a 366 nm) zcela inertní, naopak umělé vltavíny mají při 254 nm slabě bělavou fluorescenci.

Při stanovování hustoty je třeba velmi pečlivě dbát na to, aby ve skulptaci (jak přírodní tak i uměle vytvořené) neulpěla bublinka vzduchu, protože ta by měřený kámen nadnášela a tím zanášela do celého měření výraznou chybu. Některé vltavíny především z jílovitých sedimentů mají přirozeně „matný“ lesk, který pro některé zákazníky není tolik atraktivní,

proto v minulosti byl povrch těchto vltavínů zamaštěn, většinou mastným krémem vzácněji olejem. Tuto mastnotu je rovněž velmi důležité před vlastním stanovováním hustoty hygroskopickou metodou ze zkoumaného vltavínu smýt.

Naopak pro odlišení syntetických a přírodních vltavínů je zcela zásadní mikroskopické studium, protože všechny přírodní vltavíny obsahují lechatelierity a bubliny. Všechny tyto markry jsou snadno viditelné již pouhou lupou (10 x) nebo mikroskopem. Jiné inkluze viditelné běžným gemologickým resp. optickým mikroskopem se ve vltavínech prakticky nevyskytují.

Lechatelieritové inkluze čnějící z povrchu surového přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze čnějící z povrchu surového přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Lechatelieritové inkluze ve vybroušeném přírodního vltavínu

Typická fluviální struktura vltavínu je velmi dobře patrná při pozorování v imerzním horizontálním mikroskopu, často je však viditelná makroskopicky na vybroušených

vltavínech již pouhým okem. Jako imerzní kapalina se nejlépe osvědčil lněný olej (n = 1,486) nebo benzen (n = 1,5), který je ale karcinogenní.

Fluviální struktura přírodního vltavínu

Fluviální struktura přírodního vltavínu

Zcela běžnou inkluzí ve vltavínech jsou lechatelierity, vyskytující se v různém množství v prakticky každém vltavínu. Lechatelierit je v podstatě velmi čistý amorfní SiO2. Lechatelierit není minerál, protože nemá krystalovou strukturu, patří tak mezi mineraloidy, nicméně z tradičních důvodů je řazen mezi křemenné hmoty.

Lechatelierity jsou tvarově velmi pestré, vytvářejí většinou výrazně protažené často několikrát esovitě překroucené zpoštělé útvary. Vzácněji se lze také setkat s téměř

izometrickými útvary lechatelieritu, jejichž velikost jen zřídka přesáhne 1,5 mm.

Lechatelierity vždy kopírují fluviální strukturu vltavínu. Zajímavostí lechatelieritu je, také jeho značná odolnost proti chemické alteraci, takže jsou zaznamenány četné případy, kdy došlo k úplnému vyleptání lechatelieritu z vltavínu a lechaterierit tak byl nalezen samostatně v okolním sedimentu. Lechatelierit je také často z vltavínu pouze částečně vyleptán, z povrchu takzvaně „čouhá“. Rovněž byly znamenány případy, kdy lechatelierity

tvoří můstky mezi dvěma „výrostky“ skulptace vltavínu. Tato vlastnost lechatelieritu je způsobena jeho větší odolností vůči korozi než u vltavínové hmoty v přírodních podmínkách. Knobloch a Urbanec (2003) uvádějí, že tato rezistence je asi 120 x vyšší u lechatelieritu, než-li u vltavínu.

Typickou vlastností lechatelieritu je jeho velmi nízký index lomu světla (1,458), pro srovnání index lomu světla vltavínu je 1,48 až 1,54. Tento rozdíl je relativně snadno pozorovatelný pomocí optického mikroskopu metodou Beckeho linky.

Náramek ze skla imitující vltavín (koupeno v NY, USA).

Žlutozelená barva přírodního vltavínu je způsobena přítomností nízké koncentrace Fe

2+

v oktaedrické koordinaci (Hanneman 2011). Tomu ale odporuje obecný předpoklad, že přírodní skla jsou amorfní, tj. mají ze strukturního hlediska pouze lokální uspořádání na „krátkou vzdálenost“, tedy pouze tetraedry

SiO4. V ostatních tektitech je vyšší koncentrace Fe, což způsobuje jejich černou barvu.

Jednou z možností, jak bezpečně odlišit vltavín od jeho imitací je využití Ramanovské spektrometrie.

Ramanovské spektrum (170-1500 cm-1

) přírodního a syntetického vltavínu.

Na základě výsledků z ramanovské spektrometrie je možné konstatovat, že všechny proměřované vltavíny mají významný peak okolo hodnoty 460 cm

-1. Naopak

„syntetický“ vltavín vyrobený v Číně má dva významné peaky okolo hodnoty 560 cm

-1 a

1100 cm-1

.

Ramanovské spektrum (0-5500 cm-1

) přírodního a syntetického vltavínu.

Transmitanční spektrum přírodního vltavínu (modrá křivka), „syntetického“ vltavínu (červená křivka) a zelené lahve od čínského piva (zelená křivka)

Další možností, jak celkem snadno odlišit přírodní vltavín od jeho imitace, je změřit UV-VIS absorpční spektrum. Na obrázku výše je zachycen markantní rozdíl mezi přírodním

vltavínem a syntetickým vltavínem. Přírodní vltavíny mají svoje typické maximum v 580 nm na rozdíl od syntetických vltavínů, které mají svá výrazná maxima v 570 a 740 nm.

Srovnání vlastností přírodního a syntetického vltavínu

Sledovaná vlastnost Vltavín Syntetický vltavín Chemické složení SiO2 + Al, Ca, Fe, K, Na SiO2 Ca, Na Tvrdost (Mohs) 5,5 5 Specifická hmotnost 2,35 (2,27-2,46) 2,51-2,53 Štěpnost Žádná Žádná Fracture Conchoidal Conchoidal Index lomu 1,490 (1,480-1,510) 1,520 Optická charakteristika Izotropní Izotropní Dvojlom Žádný Žádný Pleochroismus Žádný Žádný Disperze Žádná Žádná Barva (vizuální hodnocení) Lahvově zelená až

hnědozelená Lahvově zelená

Původ barvy Žluto zelená, Fe2+

v oktaedrické koordinaci (Hanneman 2011)

Fe2+

Průhlednost Průhledný, průsvitný Průhledný Lesk Skelný až matný Skelný až mastný

Fluorescence (UVSW) Inert Slabě bělavá Fluorescence (UVLW) Inert Inert Fluorescence (X-RAY) Slabě nažloutle zelená

(O’Donoghue, 2006) Nezjišťováno

Krystalová soustava Amorfní Amorfní Geologický původ Impaktní původ Vyrobeno uměle člověkem Inkluze Časté bubliny, velmi dobře

viditelná fluviální struktura, lechatelierit

Málo časté bubliny, zpravidla špatně viditelná fluviální struktura, někdy tavidlo

UV VIS Absorpční spektrum Minimum na 550 nm Maximum na 460 a 640 nm Ramanovské spektrum Maximum 460 cm

-1 Maximum na 560 cm

-1 a 1100 cm

-1.

Závěr:

Vzhledem k tomu, že k odlišení „syntetického“ a přírodního vltavínů nelze použít jakoukoliv destrukční analýzu, bylo nutné nalézt jednoduchý nedestruktivní test. Z celkového množství otestovaných metod se jako nejvýhodnější jeví nalezení lechatelieritových inkluzí buď ve vlastním vltavínu (jako inkluzí) a nebo vystupující z povrchu. Zkušenějšímu pozorovateli v mnoha případech k nalezení vystupující inkluze z povrchu stačí již pouhá desetinásobně zvětšující lupa. Komfortnější je, ale využití klasického gemologického mikroskopu nebo alespoň binokulární lupy. Jestliže je nemožné nalézt vystupující inkluze lechatelieritu z povrchu (mohou být zcela zničeny vodním transportem), pak je nutné nalézt lechatelieritové inkluze přímo v mase vltavínu.

K tomu se dobře osvědčilo využití horizontálního gemologického mikroskopu a imerze (lněný olej (n = 1,486) nebo benzen (n = 1,5)). U surových vltavínů se rovněž dobře osvědčilo při hledání lechatelieritu, který vystupuje z povrchu (většinou z výčnělků skulptace) kombinace různých druhů osvětlení (darkfield, daylight, ringové LED osvětlení okolo objektivu) na gemologickém mikroskopu. U broušených vltavínů postačí k nalezení této pro vltavín charakteristické inkluze již pouhá desetinásobná lupa. Z pokročilejších gemologických metod lze doporučit využití absorpčního spektrometru (UV-VIS) a ramanovská spektrometrie. Obě metody mají dostatečně charakteristické spektrum.