Gemmoloogia

Gemmoloogia (ladina – gemma 'vääriskivi' jt) on ehtekivide teadus.

Gemmoloogia uurimisobjektideks on nii looduslikud kui ka kunstlikud materjalid, aga ka tooraine. Gemmoloogia on üks maateaduse ja mineraloogia alamliike. Gemmoloogias kasutatakse ehtekivide määramisel mitmesuguseid meetodeid ning ehtekivide hind sõltub nende omaduste kvaliteedist. Mõned ehteteadlastest on kvalifitseeritud gemmoloogid, kes oskavad määrata ja hinnata ehtekivisid nende omaduste järgi, kasutades erinevaid meetodeid ja masinaid. Gemmoloogide väljaõpetamine algas 19. sajandil ning kestab tänapäevani.

Ajalugu 

Gemmoloogia on teaduse haru, mis kujunes välja 19. sajandil. Esimeste gemmoloogia kvalifikatsiooniga inimeste koolitamine algas 1908. aastal, mil Suurbritannia Riiklik Kullasseppade Ühing (inglise NAG) rajas selleks otstarbeks Gemmoloogia Komisjoni. Sellest arenes välja Suurbritannia Gemmoloogide Ühing (inglise Gem-A). Esimene gemmoloogia laboratoorium, mis tegeles ehtekivide kaubandusega, loodi Londonis 1925. aastal, ajendatud sel ajal turule ilmunud tehispärlitest ning edusammudest rubiinide ja safiiride sünteesimises.

Tänapäeval on selliseid laboreid üle maailma, kasutatakse arenenud tehnikat ja otsitakse uusi väljakutseid. Ehtekivisid liigitatakse nende kristallstruktuuri, erikaalu, murdumisnäitaja, pleokroismi ja muude omaduste järgi. Mineraalide kõvaduse hindamiseks kasutatakse Mohsi skaalat, millel on 10 palli. Mohsi skaala kõvadusele üks vastab talk, kõvadusele 10 teemant. Pehmemaid mineraale on võimalik kõvemate mineraalidega kahjustada. Neid omadusi kasutavad gemmoloogid selleks, et tuvastada, millise mineraaliga on tegu ning teha vahet looduslikel ja sünteetilistel ehtekividel.

Looduslikud ehtekivid 

Looduslikud ehtekivid on tekkinud looduses, ilma inimeste mõjuta. Looduslikud ehtekivid on näiteks kaevandatud maapõuest (rubiin, teemant) või leitud ookeanidest (korallid, pärlid). Oma harulduse tõttu on looduslikud kivid sünteetilistega võrreldes sageli sadu kuni tuhandeid kordi kallimad. Looduslikke ehtekivisid töödeldakse selleks, et nende väärtust suurendada.

Näiteks safiiri kuumutamisel muutub selle värv intensiivsemaks, mis omakorda tõstab selle väärtust. Teemante omakorda lihvitakse teemantpulbriga kaetud pinnaga ning eemaldatakse ebatäiused, tehes teemandi silmale ilusamaks ja seetõttu hinnalisemaks.
Levinud looduslikud ehtekivid on näiteks:

 topaas – väga palju erinevaid värve. Täiuslik topaas on värvitu – värvid tähendavad, et mineraalil esineb ebatäiuslikkust;
 kvarts – väga levinud mineraal, palju erimeid, seetõttu on kvartsi erinevat värvi ning see on levinud ehtematerjal. Näiteks ametüst on kvartsi lilla erim, mis on hinnatud ehtematerjal;
 akvamariin – smaragdi perekonda kuuluv ehtekivi, mille iseloomulikuks omaduseks on selle erakordne siniste värvide spekter.

Sünteetilised ehtekivid 

Ehtekivisid hakati sünteesima 1800. aastate lõpuosas. Esimene sünteesitud ehtekivi oli rubiin. Sünteetilised ehk tehislikud ehtekivid on füüsiliste omaduste poolest identsed oma looduslike analoogidega, kuid tegu on kasvatatud ja sünteesitud kividega. Sünteetiliste ehtekivide kasvatamiseks läheb vaja samu kemikaale ja mineraale, mis esineksid ka looduses – sünteetilisi ehtekivisid toodetakse samades tingimustes kui looduslikke, kuid tingimused on kontrollitud. Tehislikud ehtekivid on sageli erksamate värvidega ja täiuslikumad kui looduslikud, sest neid pole puutunud loodusjõud jm tegurid. Võrreldes ehtsate kividega on sünteetilised kivid odavamad.
Tuntumad sünteetilised ehtekivid on näiteks:

 pärlid – enamik (99%) ringluses olevatest pärlitest on sünteetilist päritolu. Et teha vahet ehtsal ja kasvatatud pärlil, kasutatakse mitmeid meetodeid. Kõige lihtsam nendest on vastu hammast hõõrumine – kui on tunda terakesi, siis on pärl ehtne, kui tundub sile, on tegemist sünteetilise pärliga;
 safiir, rubiin ja smaragd – sünteetilised safiirid, rubiinid ja smaragdid on väga levinud ehtematerjal tänu oma intensiivsetele värvidele ja vähesele ebatäiuslikkusele; 
 teemant – ka sünteetilise teemandi tegemine on kulukas, seega on tehisteemandid vähem levinud.

Jäljenduslikud ehtekivid 

Jäljendatud ehtekivid on looduslike ehtekivide järgi tehtud imitatsioonid. Sageli valmistatud plastist ja klaasist, need materjalid imiteerivad tõeliste ehtekivide värvi, kuju ja väljanägemist. Jäljendatud ehtekivide hinnad on üldiselt madalad, sest nende tegemine ei ole kulukas ning ei esine ebatäiuslikkust, seega on lihtne määrata, kas kivi on ehtne või mitte. Näiteks kuubilist tsirkooni (CZ) kasutatakse kõige levinumalt teemandi imiteerimisel. Kuigi need näevad esmapilgul välja nagu päris teemandid, on need lähemal vaatlusel erinevad – nad ei ole sama keemilise koostisega ning peegeldavad valgust teisiti, tunduvad tuhmimad.

Ehtekivide üldine määramine 

Gemmoloogias kasutatakse ehtekivide määramisel nende omadusi ja välistamisprotessi. Erinevad testid võivad sobida mitmele erinevale kivile, ent lõpuks leitakse siiski õige vaste.
Üks meetod identiteedi määramisel on erikaal. Näiteks rubiini erikaal kõigub vahemikus 3,97–4,05; klaas vahemikus 2,21–4,20; püriit 5,10. Seega ei saa rubiini määrata vaid erikaalu alusel, sest see kattub osati klaasi erikaaluga. Selle tõttu ongi gemmoloogias kasutusel erinevad meetodid ja vahendid, millega ehtekivi identifitseerida. Lihtsamad meetodid on uurida värvi, läbipaistvust ja eelnevalt mainitud erikaalu. Edasised uurimismeetodid on keerukamad ja lihtinimesele üldiselt tundmatud.

 Refraktomeeter – refraktomeetriga saab määrata ehtekivi murdumisnäitaja. Murdumisnäitaja näitab, mitu korda erineb valguse või suvalise teise kiirguse faasikiirus selles keskkonnas valguse kiirusest vaakumis. 
 Polarimeeter – kasutatakse, et määrata kivis erinevaid kristalltelgi, ehk näitab meile, kuidas valgus läbi kivi liigub. Samuti näitab polarimeeter, kuidas valgus kivi sees murdub – see aitab identifitseerida ehtekivi olemust. Kasutada saab vaid nende kividega, mis on läbipaistvad.

Ehtekivide omadused ja nende väärtuslikkus   

Ehtekivide turul liigub erineva hinna ja omadustega eksemplare. Ehtekivide hind sõltub sellest, kui heade omadustega meile huvipakkuv kivi on ning mida sellega tehtud on.
Gemmoloogias kasutatakse nelja C süsteemi (inglise keeles Carat Weight, Color, Clarity, Cut).

Kaal 
Vääriskivi kaalu väljendatakse karaatides. Üks karaat võrdub viiendikuga grammist, ehk 0,2 grammiga. Traditsiooniliselt esitatakse vääriskivi hind hinnana karaadi kohta. Korrelatsiooni kohta pole ühest valemit, karaadikaal ei ole täpselt võrdeline vääriskivi suurusega. Suurem vääriskivi maksab rohkem, aga see erineb vääriskiviti – puhas suur rubiin maksab oluliselt rohkem kui sama suur ametüst. Põhjuseks on asjaolu, et suurte kivide puhul väheneb samaväärsete kivide üldhulk, suur kivi on haruldasem ja see tõstab tema hinda. Näiteks 0,8-karaadine teemant maksab eelnimetatud põhjusel rohkem kui kaks sama kvaliteediga 0,4-karaadist teemanti.

Muljet suurusest mõjutab olulisel määral ka lõige.

Värv 
 Värv – on olnud kriitiliselt teguriks ehtekivide väärtuste määramisel läbi sajandite. Iidsed kirjed Hiinast, Egiptusest, Indiast ja Rooma impeeriumist on kirjeldanud väärtuse suhet värviga aastatuhandeid. Sageli tähendab haruldasemat värvi kivi suuremat väärtust.
Näiteks teemandi värvid mõjutavad nende väärtust järgmiselt: 
 Pruun, hall, kollane teemant – kõige odavamasse klassi kuuluvad teemandid.
 Oranž ja erkkollane teemant – keskmise hinnaklassi teemandid.
 Roosa, lilla, roheline ja sinine teemant – kõrge hinnaklassi teemandid. Seda värvi teemante peetakse ühtedeks haruldasemateks maailmas ning selle tõttu on ka hind vastav.
 Punane teemant – kõige haruldasem ja seetõttu ka kõige väärtuslikum teemant. Erinevatel punastel teemantidel on ka erinevad hinnad, olenevalt sellest, kui punane teemant on, võib hind muutuda drastiliselt.

Läbipaistvus 
Läbipaistvus (ingl clarity) – väljendab seda, kui palju on meile huvitaval ehtekivil ebatäiuslikkust ja vigu. Üldiselt mida läbipaistvam on kivi, seda suurem on tema väärtus. Selle tõttu on ka lihvitud teemandid ühed kallimad ehtekivid maailmas.

Erinevad määratlused teemandi läbipaistvuse leidmisel on järgmised:
 Fl-IF – perfektsed teemandid, 10-kordse suurenduse juures ei leia ebatäiuslikkust. Selliseid on üldiselt peaaegu võimatu osta, kuna neid pole ringluses palju.
 VVS1-VVS2 – enam-vähem perfektsed teemandid, 10-kordse suurenduse juures võib leida väga väikest ebatäiuslikkust.
 VS1-VS2 – väike ebatäiuslikkus 10-kordse suurenduse all, väiksema suurenduse all ei pruugi näha olla.
 SI1-SI2 – ilma suurenduseta ei ole ebatäiuslikkus näha, kuid suurendades on see ilmne.
 I1-I3 – potentsiaalselt nähtavad isegi ilma suurenduseta, I3 ebatäiuslikkus võib muuta teemandi vastupidavust.

Lihv 
Lihv (inglise cut) – kivi väärtus võib sõltuda lihvimisviisist. Proportsioonid, sümmeetria ja poleerimine on kõik määravad tegurid ning kalleimad kivid on sageli kõigis kolmes aspektis perfektsed.

Viited 

Mineraloogia