Морская жемчужина эллипсовидная, со слегка неровной, волнистой поверхностью. Размеры ее 4X3,5 мм. Характеризуется неясно выраженным радиально-волокнистым и концентрически-слоистым строением. Сложена призматическими кристаллами арагонита. Ширина — сотые—тысячные доли миллиметра.

Арагонит представлен коротко- и длиннопризматическими (от 2 до 18 мм) кристаллами и их двойниками (тройниками) с габитусными гранями призмы {110} и пинакоида {001} и незначительно развитой призмой {010}. Грани большинства индивидов и сростков ровные, блестящие, позволяющие производить определение твердости без предварительной пришлифовки и полировки.

Твердость арагонита жемчуга и «земного» арагонита определялась геологом В. Б. Степановым при нагрузке 20 г, нагрузка выдерживалась 10 с. В речной жемчужине измеряли твердость внутренней (призматической) зоны и внешней оболочки, состоящей из тонких арагонитовых пластинок, в морской жемчужине — на всем поперечном срезе образца. Измерение твердости арагонита производили на гранях призмы {110} (вдоль оси с) и пинакоида {001}. На каждую жемчужину и грань кристалла арагонита было нанесено по 50 отпечатков алмазной пирамидки.

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. Упругие свойства пресноводного жемчуга выше, чем морского.

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 .

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 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. %