Драгоценный камень опал
Реферат по теме:
Опалы
Что такоеОпал - твердый природный гидрогель двуокиси кремния (иными словами, аморфный кварц) с непостоянным содержанием воды (ее может быть от нескольких процентов до одной трети массы камня), который залегает в зонах с относительно средней температурой и образуется из жидкой массы кремнезема, которая, застывая, сохраняет в своем составе небольшое количество воды, в расщелинах едва не всех разновидностей скал, так как обычно часто находят вместе с лимонитами, песчаниками, риолитами и базальтами. Это происходит в вулканических областях, когда горячие водные растворы пропитывают горные породы и находящиеся в них включения; накапливается опал и у выходов горячих источников. Вода со временем, особенно при нагревании, может теряться, что приводит к некоторому помутнению и растрескиванию опалов.
Образует слоистые, пористые агрегаты, различного рода натёчные формы или желваки; нередко образует псевдоморфозы по различным минералам; также пропитывает различные животные и особенно растительные остатки. Иногда встречается в виде землистых масс или тончайшего порошка, плотных масс, напоминающих стекло, а также в виде сталактитов. Образование опала связано с отложением кремнезёма из горячих вулканогенных вод или с разложением силикатов под действием воды и углекислоты в зоне выветривания. Опал биогенного происхождения слагают скелеты диатомей и радиолярий. Образуется опал при медленном осаждении аморфного кремнезема из водных растворов. В природе такие условия возникают, когда в выветрелой, обычно вулканической породе длительное время сохраняется полость, содержащая чистый раствор кремнезема, который медленно испаряется в течение нескольких тысяч лет. Наиболее часто опал встречается в осадках конусов выноса вокруг горячих источников и гейзеров в молодых (в геологическом понимании) вулканических областях. С минералогической точки зрения опал представляет собой аморфный или скрытокристаллический агрегат водосодержащего кремнезема. Согласно классификации Дж. Джонса и Е. Сегнита (1971г.), выделяются три главные разновидности опалового кремнезема: преимущественно аморфные опалы, опалы, сложенные, главным образом, а-кристобалитом, и опалы, состоящие из разноупорядоченного а-кристобалита с тридимитовым компонентом (кахолонг, празопал и деревянистый). Благородные опалы содержат от 85 до 95 вес % кремнезема и от 3 до 10 вес % воды, кроме которых обычны примеси алюминия, железа, марганца и органического вещества.
Если посмотреть самоцвет под электронным микроскопом, то он будет выглядеть как достаточно плотная упаковка из субмикроскопических одинаковых сферических образований - шариков (глобулей) кремнезема, размер которых сопоставим с длинами световых волн, расположенных в виде правильной пространственной решетки наподобие пчелиных сот (с правильно расположенными пустотами между ними) в массе кремневого геля. Такое их размещение вследствие дифракции света при прохождении через пустоты между сферическими образованиями, отражения от шариков и интерференции света либо вследствие отражения и разложения света от тончайших многочисленных трещин обусловливает опалесценцию - радужную игру цветов, меняющуюся с поворотом камня. В неблагородных опалах укладка глобул нерегулярная и иризация отсутствует. То есть "игра окраски" опала является псевдохроматической, неистинной окраской самого опала. Игра цвета зависит от величины глобулей кремнезема: при диаметре 0,0003 мм проявляются все цвета спектра, 0,0002 мм - преобладают зеленые, голубовато-фиолетовые тона, 0,00015 мм - голубые и фиолетовые, при меньших размерах - только фиолетовые цвета. Игра камня лучше видна при его покачивании. При наличии мельчайших включений оксидов железа, титана, соединений никеля и других он обладает темной окраской. Некоторые разновидности опала состоят частично из сферических частиц, пространство между ними заполнено перистым или волокнистым агрегатом кремнезема. Такие опалы часто прозрачны, но "игры цвета" нет. Есть опалы, которые при погружении в воду меняют свой цвет, восстанавливаемый снова на воздухе, что связано с его пористым строением.
Цветовая игра благородного опала проявляется не по всему объему камня, а наблюдается в виде иризирующих точек, пятен, искр, вспыхивающих при повороте камня. Основная ткань опала просвечивает или полупрозрачна, имея белый, красновато-оранжевый и черный цвет, в соответствии с чем различают белые, огненные и черные опалы. Белые опалы являются самыми распространенными. Наиболее высоко ценятся черные опалы с эффектной игрой в сине-зеленых тонах, сочетающихся с бронзово-красными и пурпурными. Лучшие образцы таких камней добывают на месторождении «Лайтнинг Ридж» в Австралии. Огненные опалы, добываемые главным образом в Мексике, - полупрозрачные и даже прозрачные, с красным, оранжевым и желтым основным цветом, обладающие или не обладающие цветовой игрой.
Для опалов обыкновенных характерны включения песчаника, кварца, минералов железа; встречаются также пузырьки воздуха и минеральные вростки, которые свойственны в основном мексиканским опалам.
· Опал один из минералоидов, который может образовывать окаменелости. Получаемые ископаемые, хотя не каждый вызывает научный интерес, привлекают коллекционеров
· По происхождению осадочный, гипергенный или низкотемпературно-гидротермальный.
· Минерал, твёрдый природный псевдогидрогель состава SiO2·nH2O, относится к подклассу гидроокислов
· В действительности представляет собой в основном агрегат мельчайших зёрен низкотемпературного кристобалита.
· Содержание воды в большинстве опалов 2-14%.
· Обычные примеси: MgO, CaO, Al2O3, Fe2O3 и др.
· Опал хрупок и не очень тверд. Твердость по минералогической шкале Мооса 5-6,5; плотность 1800-2250 кг/м.
· Растворяется в плавиковой кислоте. В щелочах опалы легко растворяются, почти нацело.
· Излом обыкновенно раковистый.
· Синонимы: видрит, гелит, гель-кристобалит, неслит.
· Опал оптически изотропен, иногда с аномальным двупреломлением.
· Показатели преломления 1,44-1,46.
· Блеск стеклянный, восковой или перламутровый
· В ультрафиолетовых лучах у опалов может наблюдаться белое, а у огненных опалов - желтое и красное свечение.
Некоторые горные породы целиком состоят из опала - гейзерит, диатомит, опока, трепел. От пропитывания древесных остатков получается деревянистый опал, имеющий строение дерева. Пористые, ноздреватые разности, образовавшиеся из горячих источников, называются кремнистым туфом и кремнистой накипью. Землистые, рыхлые отложения микроскопических организмов, главным образом диатомей, называются трепелом, полировальным сланцем. Из них трепел применялся, как материал для приготовления динамита.
Сильные внутренние рефлексы, для полупрозрачных разновидностей характерна опалесценция - главное достоинство опала - способность излучать последовательно различные лучи под действием солнечного света, вызывать разнообразную игру цветов и отсверки при вращении внутри опала. Опал может казаться равномерно окрашенным в одном ракурсе, но при повороте проявляются цветные отсверки и вспышки цветных лучей. При вращении натурального опала одни блики могут исчезать, а другие появляться в самых неожиданных местах. Молочно-белые (неблагородные) и огненные (благородные) опалы могут не иметь выраженных отсверков при вращении
Окраска благодаря примесям бывает различной - белой, жёлтой, бурой, голубоватый, серый (редко черный), синий, бледно- или темно-фиолетового, зеленого, желтого, красного. Игра цвета - опелесценция - может быть не сплошной, а точечной, мозаичной, зональной ит.д. Прозрачный либо просвечивающий и непрозрачный и др.; нередко бесцветен.
Опалы окрашены весьма разнообразно - всеми цветами радуги; бывают темно-серые и даже черные камни. Существует более ста разновидностей этого минерала самых разных оттенков, которые обусловлены примесями железа, марганца, никеля и других элементов. Часто он окрашен различными примесями железа, никеля, марганца и др.
Обыкновенный опал не имеет игры цветов. Прозрачность в различной степени. Иногда бесцветный, но, большей частью, окрашен в различные неяркие цвета. Красивые образцы шлифуются и считаются полудрагоценными камнями.
«Благородный опал» - совершенно особая разновидность этого минерала, отличающаяся не только фантастически красивой многоцветной радужной игрой внутри его микротрещин, но и достаточно стабильной во времени устойчивостью как цветовой игры, так и самого камня (другие сорта опала со временем мутнеют и растрескиваются, теряя воду). В отличие от своих «огненных» собратьев очень ценим, популярен и весьма дорог.
Благородный опал - родной брат бриллианта, его буйная окраска является следствием сложной игры отраженного света, и никак не связана с химическим составом камня, то есть цвет опала - всего лишь оптический эффект. Исключением является драгоценный огненный опал, здесь цвет камня обусловлен примесями-хромофорами. «Благородство» и ценность опала определяется количеством чистых цветов (максимально четыре: красный, желтый, зеленый, синий), которые можно разглядеть на поверхности камня, иными словами, спектром, в который раскладывается отраженный свет. Именно этот феномен - причина игры бриллианта, благодаря которой его называют «королем драгоценных камней». Опал - член королевской фамилии.
Разновидности:
· гиалит (бесцветный и прозрачный) - обладает яркой игрой света внутри самого камня
· благородный опал (с красивой игрой цветов),
· гидрофан (пористый, мутный опал, галька опала)- это чаще всего черный опал из железной руды, в которой он залегает в совершенно нетронутом состоянии. Любопытными особенностями обладают гидрофаны (греч. hydor - «вода» и phaneros - «видимый») - помещенные в воду, они становятся полупрозрачными.
· белый - самый обычный вид опала, который можно встретить на рынке камней - имеет прозрачную либо белую окраску и искристые пастельные оттенки цветов радуги, полупрозрачный с опалесценцией в светло-голубых тонах.
· черный опал, обладает более эффектной игрой света, может иметь синий, серый или черный надцвет.
· хрустальный, либо водный опал - прозрачного цвета.
· «Огненный» опал - прозрачный либо полупрозрачный камень с оттенками от желтого до оранжевого и красного. Некоторые такие камня играют светом, другие нет "белый".
· "черный" - с оттенками фиолетового, синего, зеленого, бордового цветов и преимущественно красными проблесками;
· "царский" - с многоцветным мозаичным рисунком и опалесценцией; с темно-красным ядром и изумрудно-зеленой каймой с внешней неокрашенной зоной.
· "джиразоль" - голубой или бесцветный с опалесценцией в красных тонах;
· "лехос-опал" - зеленый с игрой различных оттенков этого цвета, а также карминового.
· Арлекином или восточным опалом называют камни с опалесценцией на огненном фоне;
· кошачьим глазом (редчайшая, наиболее дорогая разновидность) - с ярко-зеленой концентрически-зональной окраской.
· Перуанский опал (также называют голубым опалом), полу-оранжевые голубо-зелёные камни находят в Перу, вырезают из больших непрозрачных камней. Они не являются многоцветными.
Различают три вида опала - белый опал, огненный опал (камень насыщенного красного цвета) и черный опал.
В мире известно лишь несколько месторождений благородного опала с яркими вспышками спектрально-чистых цветов. Опал гиалит (водяно-прозрачная бесцветная разновидность) не обладает опалесценцией, не всегда заметна она и у огненного опала. Участвуя в природных процессах замещения, обычный, неблагородный опал замечательно воспроизводит тонкие детали строения тканей окаменелого дерева (деревянистый опал), структуру ископаемых костей и раковин.
Чистый опал бесцветен, но почти всегда он более или менее молочный и непрозрачный или окрашен в различные тусклые тона. Под микроскопом можно увидеть его внутреннюю структуру, представляющую собой расположенные в определенном порядке (наподобие пчелиных сот) в массе кремниевого геля мелкие шарики кремнезема. Такая структура обеспечивает радужную игру цветов (интерференция), изменяющуюся с поворотом камня. Иризация (от греч. нris - радуга), оптическое явление, заключающееся в появлении радужной игры цветов на гранях и плоскостях спайности некоторых минералов (например, кальцита, лабрадора, опала и др.) при прохождении света. Цветные иризирующие опалы употребляются в качестве поделочных камней; благородный опал является драгоценным камнемНаиболее яркая цветовая игра возникает при значительной разнице в оптических свойствах сфер и цемента, заполняющего пустоты между ними. Это имеет место в черных опалах, обладающих опалесценцией неповторимой красоты. Наименее эта игра выражена у огненных опалов, у которых сферы и цемент между ними сложены практически из одного и того же вещества. У благородных опалов размеры микрочастичек кремнезема одинаковые и структурированные, у неблагородных могут сильно различаться по форме и размеру и располагаются хаотичноОпал входит в число камней категории полупрозрачный-темный. Его поверхность переливается всеми цветами радуги, но главная ценность опала в так называемой «игре цветов», способности отражать и преобразовывать свет в разноцветные вспышки. Благородный опал с его строгой глобулярной микроструктурой встречается крайне редко, что свидетельствует о сложных и специфических условиях его образования. Следует отметить, что аморфный кремнезем (в том числе и опал) неустойчив к воздействию высоких температур и давления и подвергается раскристаллизации в процессе метаморфизма горных пород с переходом в кристобалит, халцедон и кварц. При выветривании на поверхности земли опалы «высыхают» и растрескиваются и поэтому в россыпях не концентрируются.Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что благородные опалы состоят из однородных по размеру частиц кремнезема диаметром 150-450 нм, расположенных по принципу кубической, иногда гексагональной упаковки. Эти сферические частицы, в свою очередь, сложены беспорядочно расположенными мелкими глобулами диаметром 10-50 нм. Пустоты между сферами заполнены аморфным кремнеземом, воздухом, водяным паром, игольчатыми или неправильной формы кристаллами тридимита и кристобалита. Одинаковые по размеру и плотно упакованные сферы действуют как трехмерная дифракционная решетка (понятие современной математической физики), разлагая свет на его цветные составляющие и этим вызывая опалесценцию. Интенсивность дифрагированного света связана с оптическими свойствами сфер и аморфного кремнезема пустот. Наилучший эффект наблюдается при разнице в показателях преломления 0,02, что имеет место в черных опалах, обладающих опалесценцией неповторимой красоты.В процессе эволюции полностью потерявшие свою воду опалы и полуопалы переходят в агат и халцедон - разновидность кварца со скрытокристаллической волокнистой структурой, которые являются конечной стадией эволюции всех опалов.. Некоторые виды халцедона также являются драгоценными камнями. Среди них наиболее известны гелиотроп - кристаллы темно-зеленого цвета с красными крапинками; сапфирин - кристаллы молочно-синего цвета; сердолик, или карнеол, - желто-оранжевые или мясо-красные кристаллы; хризопраз - яблочно-зеленый камень. Слоистый разноцветно-полосатый или узорчатый халцедон называют агатом. Грубослоистые агаты получили название оникса. Халцедон с большим количеством примесей в виде тонко рассеянного красящего вещества называют яшмой.В процессе старения с течением миллионов лет опал потерял всю воду, но может продолжать находиться в качестве слоистых халцедоновых и агатовых линз, покрытых щеткой выкристаллизировавшегося кварца, в других породах, в которых ранее скапливалась кремниевая кислота и формировались благородные опалы КахолонгКахолонг - камень молочно-белого цвета, являющийся непрозрачной разновидностью фарфоровидного опала, порой его называют жемчужным опалом или полуопалом из-за низкого содержания связанной воды. Это переходная форма опала. Кахолонг непрозрачный, фарфоровидный или эмалевидный, медово-белый, образующийся при потере воды, благодаря чему его иногда относят к халцедону. Кахолонг органического происхождения, богатый кальцием, может перейти в мел (этот тип особенно активно и жадно поглощает влагу). Интересная разновидность опала, иногда несколько пористая и прилипающая к языку (слегка кусающая за язык). Кахолонг - недорогой опал, который может быть использован для ювелирных вставок, поделок или быть непригодным для обработки. Бывают полностью непрозрачные или слегка просвечивающие минералы. Потерявшие почти всю связанную воду кахолонги некоторы типов активно впитывают влагу, но боятся воды, и после намокания и высыхания могут даже растрескаться (фото справа внизу справа). Кахолонги другого типа, наоборот, не боятся воды и намокания (фото внизу слева). Существует версия, что его название образовано от калмыцких слов kahe (река) и halong (камень). Поэтому кахолонг иначе именуют калмыцким агатом. По другой версии название камня происходит от тюркского слова kanlon (прекрасный камень). В Монголии кахолонг отождествляется с лотосом - священным цветком в буддизме, символом душевной чистоты и непорочности. В Индии этот камень почитают за его белизну и называют окаменевшим молоком священной коровы. Помимо вышеназванных стран месторождения кахолонга существуют на территории России, в Казахстане и Средней Азии, в Исландии и Армении. Ювелиры обычно предпочитают оправлять кахолонг в серебро. Кахолонг символизирует чистое состояние души и мыслей. Женский камень. Камень монахинь и монахов. Считается, что кахолонг укрепляет благосостояние и здоровье, приносит мир и покой в дом и семью. Он является символом чистоты помыслов, этот камень хорошо применять для очищения сознания во время медитации и для борьбы с тревожными состояниями психики. Поэтому амулеты с кахолонгами советуют применять при медитациях, в период духовного сосредоточения, для очищения ума от тревожных мыслей.ПолуопалВ процессе эволюции и старения опал теряет часть находящейся в нем воды. Переходный минерал, в котором его часть перешла в халцедон, но сохранены зоны связанной воды во внутренней структуре, называется полуопалом. Это не научное название, так как геммологи не отделяют его от опала. Встретить полуопалы, пригодные для ювелирных нужд, большая редкость. Полуопал не боится влаги, температуры и не выгорает. По свойствам он напоминает халцедон, но имеет некоторые отличия внутренней структуры (цветовые линзы, спацифические трещины и переходы). Качественный полуопал редкий, достаточно стойкий и ценится выше поделочных опалов, являясь оригинальным полудрагоценным или драгоценным камнем. Вся прелесть полуопалов заключена в особенностях их внутренней структуры и неповторимом строении. Иногда к полуопалам относят кахолонги, поскольку они также являются промежуточным этапом эволюции между опалом и халцедоном.Имитации
Для имитации благородного опала часто применяются искусственные материалы, обладающие цветовой игрой: прозрачные силикатные стекла с яркой иризацией, различные пластики, обладающие структурой благородного опала и очень похожие на последний. Их диагностика может вызвать затруднения, если камни находятся в оправе. Показатель преломления у пластиковых имитаций выше, чем у настоящего опала (1,42- 1,45), и колеблется в диапазоне 1,48-1,50, а плотность (1,12- 1,20 г/см3) намного ниже, чем у опала, плотность которого варьируется от 2,00 г/см3 для огненного опала до 2,11 г/см3 для черного и белого опалов.
Страницы: 1, 2
