Борис Сребродольский - Жемчуг

Пресноводный и морской жемчуг характеризуются близкими значениями плотности. Верхняя граница пресноводного и морского жемчуга одинакова и равна 2,78 г/см3, нижняя — разная: у пресноводного 1,35 г/см3, у морского 2,43 г/см3. Таким образом, разброс значений плотности у пресноводного жемчуга более широк. Наименьшая плотность отмечена у черной пресноводной жемчужины (1,35—1,37 г/см3). Она почти такая же, как у конхиолина (1,34 г/см3). 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/см3) по сравнению с плотностью черного пресноводного жемчуга (1,35-1,37 г/см3).

Значительна плотность у культивированного жемчуга (2,70—2,80 г/см3). Следует отметить, что верхний предел плотности черных культивированных жемчужин (2,80 г/см3) 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 компонентному составу жемчуг аналогичен внутреннему слою раковины — перламутру. Он состоит в основном из арагонита (10—95 %), органического вещества (4,5—85 %), воды (0,5—4%). В среднем жемчужины содержат примерно 86% карбоната кальция, 12% органического вещества и 2% воды.

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 (FeS2), 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.

Состав химических элементов-примесей в жемчуге. Наиболее полно он исследован в жемчуге из водоемов Северо-Запада СССР. По данным Кораго, в состав его входят такие элементы (в %): алюминий (0,008—0,034), барий (0,031—0,083), железо (следы — 0,005), кремний (0,003—0,120), магний (0,016—0,120), марганец (0,004—0,400), медь (0,001—0,003), серебро (0,0001—0,0029), молибден (0,002—0,014), свинец (следы — 0,008), стронций (0,1—0,3), сурьма (0,01), титан (0,001—0,003), натрий (0,1—0,3), олово (0,001).

Наиболее стабильны содержания стронция, титана, натрия. Количество их в коричневых, серых и белых жемчужинах одинаково. Сурьма и олово обнаружены только в одной коричневой жемчужине. Количество других элементов, особенно марганца, магния и кремния, переменчиво. Марганца больше всего в белых жемчужинах, в серых его мало, а в коричневых еще меньше. Кремния, наоборот, больше в коричневых жемчужинах, меньше в серых и белых. Магния примерно поровну в белых и коричневых жемчужинах, а в серых несколько меньше.

Почти одинаковое количество алюминия, бария, железа, меди и молибдена во всех исследованных жемчужинах. Привлекает внимание значительное содержание в белых жемчужинах марганца, в 8 раз превышающее его количество в серых и в 30 раз в коричневых жемчужинах. Такое явление объясняют тем, что марганец преимущественно сорбируется пластинчатыми (перламутровыми) слоями, из которых состоят белые жемчужины, тогда как призматические слои предпочтительнее поглощают серебро.