Что такое опал?
Красота опала неуловима и ее сложно описать словами. Поклонники этого драгоценного камня дали собственные имена известным опалам Пандора, Свет Мира и Императрица.
В Древнем Риме этот камень ассоциировался с надеждой и любовью.
В 75 году нашей эры, римский ученый Плиний писал, что опал подобен огню красного граната, только нежнее, блистает пурпуром, как аметист, яркой зеленью как изумруд. Благородный опал красив и неповторим. Редкий черный опал наилучшего топ-качества поистине является феноменальным камнем, его стоимость и красота не уступает традиционным драгоценным камням «Большой тройки» (Big 3) - изумруду, рубину и сапфиру.
Ученые считают, что большинство месторождений опала сформировалось 15-30 миллионов лет назад.
Опал - драгоценный камень с простой формулой (SiO2*nH2O), к тому же весьма распространенный в природе. Тем не менее, его благородные разновидности – одни из самых своеобразных драгоценных камней. Необычность опала в том, что его внешний вид обусловлен оригинальным внутренним строением, тогда как химический состав теоретически может быть любым. Игра света в этом камне получила собственное название – опалесценция. Не обладающие опалесценцией разновидности опала считаются неблагородными.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ обязано сезонным дождям, которые заливают сухую землю в таких регионах, например, как полупустыня Австралии. Во время сезона дождей, дождевая вода просачивается вглубь древних горных пород, привнося кремнезем (SiO2 – диоксид кремния), а во время засушливых периодов большая часть воды испаряется, оставляя твердый отложения кремнезема в трещинах и между слоями вмещающих осадочных горных пород. Эти отложения и образуют месторождения опала. Несмотря на то, в процессе формирования происходит испарение воды, опал сохраняет значительное количество воды в своей структуре.
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ОПАЛА
Опал состоит из мельчайших (несколько сот нанометров) сфер кремнезема (SiO2), в благородных разновидностях они имеют одинаковый размер и образуют ровные, сложенные друг на друга слои. За счет глобулярного строения опал содержит огромное количество микропор, которые обычно заполнены водой, в среднем составляющей 1-5% от массы опала. Кроме воды в порах могут содержаться примеси различных минералов, которые могут окрашивать опал в красный (к примеру, примесь гематита), черный (допустим, органические вещества), зеленый (например, хлорит) и др.
Фактически благородный опал представляет собой созданную природой трехмерную дифракционную решетку. Луч света, падающий на опал, встречает на своем пути слои из регулярно расположенных сфер и, если расстояние между слоями примерно равно половине длине волны падающего света, фронт световой волны разбивается на отдельные когерентные волны, которые отражаются от слоев и интерферируют между собой. В зависимости от угла под которым падает свет и расстояний между отражающими и разлагающими его слоями сфер, компоненты света с различными длинами волн (то есть с разными цветами) либо гасят, либо усиливают друг друга.
Механизм очень напоминает широко используемую в кристаллографии дифракцию рентгеновских лучей на кристаллической структуре, а формулу Брэгга-Вульфа, с незначительными поправками, можно применять и для опалов.
В том случае, если сферы имеют неодинаковый размер, слишком велики или слишком малы, опал перестает взаимодействовать с видимым светом и превращается в неблагородный опал - минерал чем-то напоминающий халцедон.
Механизм формирования благородного опала
Для формирования благородного опала необходимо образование кремнеземовых сфер одинакового размера, с диаметром в пределах примерно 150-400 нм.
Такие сферы формируются в вязком гелевом растворе SiO2. Кремнеземовая сфера растет, находясь во взвешенном состоянии, до момента, когда ее размер становится достаточным для начала осаждения. Сферы, достигая дна полости, формируют наиболее энергетически выгодную правильную плотноупакованную структуру. Предполагается, что после осаждения рост сфер останавливается.
Плотность первичного геля определяет размер осаждающихся сфер: жидкая среда способствует раннему осаждению относительно небольших частиц, более вязкая наоборот позволяет сферам достичь крупных размеров. Так как цвет опалесценции зависит от расстояния между слоями сфер (то есть от их размера), то при колебаниях в плотности раствора в процессе роста получаются зоны, играющие разными цветами (красными для крупных и фиолетовыми для мелких сфер).
Весьма распространены случаи замещения опалом ракушек, древесины или костей и зубов животных. Иногда встречаются целые скелеты плезиозавров и ихтиозавторов полностью или частично замещенные опалом.
В таких случаях опал образуется в мельчайших порах, получающихся при растворении органики и заполняемых кремнеземовым раствором, а механизм роста и осаждения сфер остается прежним.
МЕСТОРОЖДЕНИЯ БЛАГОРОДНОГО ОПАЛА
Разновидности обыкновенных опалов часто образуют крупные скопления, тогда как месторождения благородных опалов встречаются очень редко из-за весьма специфических условий их образования. Благородные опалы известны в гидротермальных образованиях, не имеющих большого практического значения, и в древних корах выветривания, являющихся основным типом месторождений благородного опала.
В настоящее время Австралия, обладающая корой выветривания, простирающейся на значительной части ее территории, поставляет приблизительно 95% благородного опала. Единственными другими крупными производителями являются Мексика и Бразилия. Другими странами в которых был обнаружен опал являются Гватемала, Гондурас, Никарагуа, западная часть США, Канада, Индонезия, Турция и Эфиопия.
КЛАССИФИКАЦИЯ ОПАЛОВ
Опалы классифицируются следующим образом. Существуют два главных класса опала: драгоценные и обычные.
Драгоценный опал или благородный активно проявляет уникальную игру цвета, переливаясь всеми цветами радуги, в отличие от обычного опала, в котором такого эффекта не наблюдается.
Структура опала не обычна и не похожа на кристаллическую структуру других модификаций кремнезема (кварца, халцедона). Два австралийских ученых, Джон В. Сандерс и Питер Дж. Дарра, обнаружили в 1960-х годах с помощью электронной микроскопии (при увеличении в 30000 раз), что благородный опал стоит из миллиардов субмикроскопических сферических частиц кремнезема, которые сложены вместе, как теннисные мячи в корзине. Именно благодаря своей необычной внутренней структуре благородный опал проявляет неповторимую игру цвета. Световые волны путешествуют между сфер, многократно преломляясь, распадаются на спектральные цвета, вызывая эффект опалесценции (игра света).
В отличие от упорядоченной внутренней структуры благородного опала, «сферы» кремнезема в обычном опале имеют неправильную форму, разные размеры и расположены случайным образом.
Ученые считают, что такая разница во внутреннем строении опалов обусловлена тем, как испаряется вода в процессе формирования опалов. Если вода испаряется постоянно и с примерно одинаковой скоростью, образуются правильные сферы, которые упорядоченно размещаются упорядоченно - благородный опал. Но если испарение происходит с разной скоростью и с перерывами, то образуются беспорядочно расположенные «кривые» сферы - обычный опал.
Категории драгоценного опала, которые обычно используются в торговле:
• Черный опал – Термин «черный опал» не значит, что камень абсолютно черный. Это благородный опал полупрозрачный до непрозрачного, цвет фона варьирует от черного до темно-серого цвета, за счет которого вспышки на его поверхности смотрятся особенно ярко;
• Белый опал – полупрозрачный до непрозрачного, цвет фона варьирует от средне-серого до белого.Белый опал более распространен, чем черный;
• Кристальный опал – прозрачного до полупрозрачного, цвет фона отсутствует и определяется исключительной игрой цвета.
• Водянойный опал (или прозрачный) – прозрачный до просвечивающего со слабой игрой цвета
• Боулдер опал – фрагменты вмещающей горной породы с линзами или пластинками благородного опала, заключенными в ней. Гранится боулдер опал вместе с вмещающей породой. Обычно так делают в том случае в том случае, если слой опала довольно тонок. Боулдер опал обычно имеет форму линз и пластинок во вмещающей породе и имеет склонность к раскалыванию по их границам;
• Огненный опал – прозрачный до полупрозрачного, цвет фона красный, оранжевый, может обладать или нет эффектом опалесценции;
• Сборный опал (как правило, дублет) – тонкие пластинки благородного опала, наклеенные на подложку из другого материала.
Авторы: Кошлякова Н.Н, Герасимова Е.И.