Почти научно о благородных опалах..
Благородный опал — один из самых дорогих драгоценных камней. Исключительно редкий и красивый камень, главной отличительной чертой которого является радужная иризация. Игра цвета благородного опала — чисто оптический эффект, не обусловленный его химическим составом. Сравнительное недавно было экспериментально подтверждено, что наноструктура благородного опала представляет собой классический фотонный кристалл — коллоидная пространственная супер-решетка, на которой возникает дифракция волн света видимого спектра. Супер-решетка опала сложена силикатными наночастицами сферической или икосаэдрической формы. Вот так это выглядит под электронным микроскопом:
Фрагмент супер-решетки благородного опала; ширина фрагмента менее одной сотой доли миллиметра.
Сферы диоксида кремния, слагающие благородный опал, имеют одинаковый диаметр и уложены в стройную пространственную структуру. Диаметр сферы определяет основные тона цветов радужной иризации: сине-фиолетовый цвет характерен для опалов, сложенных сферами диаметра 150-250 нм, зеленый — 250-400 нм; красный — 400-450 нм. Совершенство сфер является необходим условиям для их укладки в правильную периодическую структуру.
В обыкновенном опале сферы могут быть так бесформенны, что укладка их в правильные слои невозможна. Так выглядит структура обыкновенного опала:
Наночастицы кремнезема, которыми сложен обыкновенный опал, имеют различные форму и размер, зачастую деформированны, и распределены беспорядочно.
Отклонение от идеала отражается на дифракционных свойствах супер-решетки и влияет на интенсивность радужной иризации опала. Полностью идеальных опалов в природе, скорее всего, не существует. Но существуют опалы, наноструктура которых представляет собой совершенную комбинацию случайно ориентированных идеальных в оптическом отношении агломератов. Произвольность конфигурации таких агломератов отражается на манере игры цвета и делает каждый отдельный образец неповторимым.
У благородного опала есть и собственный цвет, как говорят, цвет базы или тон тела. Он определяется окрашивающими примесями, например, оксидами металлов, которые накапливаются в интерстициях опала — межглобулярном пространстве его супер-решетки. Соответственно, опалы бывают
черными и
белыми. Есть также красный или оранжевый
огненный опал. Прозрачный голубой
джиразоль, мозаичный а
рлекин и т.д. — лишь некоторые разновидности семейства благородного опала.
Модель генезиса благородного опала построена на основе данных изучения опаловых месторождений в Австралии. Там опалами заполнены отдельные участки в тонких трещинах между нижним непроницаемым слоем глины и верхним более проницаемым слоем песчаника. Согласно этой модели, водный раствор кремнезема просачивается через песчаник до этого уровня и заполняет трещины. В ходе просачивания образуются и растут сферы кремнезема. Если сферы вырастают до их окончательного размера, они могут быть отфильтрованы нижним слоем глины, действующим как полупроницаемая мембрана. Таким образом трещины постепенно заполняются сферами кремнезема. Золь с относительно невысоким содержанием кремнезема заполняет трещину, глина в её стенках адсорбирует воду, и отфильтрованные сферы нарастают в виде плотных слоев геля на стенках. Со временем слои геля окончательно заполняют трещину.
Опал образуется локально в очень ограниченных участках, изолированных от сезонных колебаний. Для таких опалообразующих систем характерна спокойная обстановка, в которой длительное время сохраняются условия гидро- и термодинамического баланса. Сферы опала растут в растворе с плотностью, достаточной для удержания частиц в подвешанном состоянии. Когда сферы становятся достаточно большими и тяжелыми, они осаждаются и объединяются в правильные, плотно упакованные, структуры, так что дальнейший их рост становится невозможен. Было подсчитано, что слой благородного опала толщиной до 1 см на глубине 40 м может отложиться за 5 млн. лет.
И, собственно, ради чего всё это затевалось -- пара коллажей моего личного материала, пригодно разве что толко для ознакомления))
На первом - представитель черного опала, доставшегося мне вместе с горстью гальки из Шри-Ланки. Не самое лучшее качество, но от индийский опалов, как я понял, ждать в принципе много и не нужно:
А это обломок мексиканского огненного опала. Здесь опаловый гидрогель выступает как образование на вулканической породе - риолите. Это уже другой тип опала - гидротермальный. Генезис гидротермальных опалов отличается от описанного выше генезиса опалов древней коры выветривания, чуть сложнее...
Чисто для порядку - изображение обыкновенного опала, но зато не самого худшего представителя этой породы. Местами даже полупрозрачен. Немножко не дотянул до Джиразоля)) К тому же локально заметна псевдоморфоза (желтое) по какой-то травке, может быть, мху или чего-то такого:
Ну и, чтобы добру не пропадать зря, еще один коллаж черного опала из Шри-Ланки))