Опал - SiO2*nH2O
Кристаллография. Обычно аморфный. Массивный, часто гроздевидный, сталактитовый. Хотя рентгеновские исследования показывают, что большинство опалов существенно аморфны, драгоценные опалы состоят из шариков кремнезема, образующих упорядоченную упаковку.
Физические свойства. Излом раковистый. Tв. 5—6. Уд. вес 2,0—2,25. Блеск стеклянный, часто несколько смолистый. Бесцветный, белый, окрашенный в бледные оттенки желтого, красного, коричневого, зеленого, серого и голубого цвета. Более темные цвета обусловлены примесями. Часто выявляет эффект опалесценции и обладает красивой игрой цветов. Прозрачен до просвечивающего. Некоторые опалы, особенно гиалит, обладают зеленовато-желтой флуоресценцией в ультрафиолетовых лучах. Показатель преломления 1,44—1,46.
Состав и структура. SiO2*nН2O. Содержание воды, которое, как правило, составляет от 4 до 9 %, может достигать 20 %. По мере его повышения уменьшаются удельный вес и показатель преломления. Хотя опал по существу аморфен, все же доказано, что он имеет упорядоченную структуру. Она не является в строгом смысле кристаллической структурой, в которой атомы имеют регулярное трехмерное расположение в пространстве, а построена плотноупакованными шариками кремнезема, расположенными по гексагональной и (или) кубической плотнейшей упаковке (см. рис. 10.73). Пустоты между шариками занимают воздух или вода. В обычном опале домены из регулярно упакованных сфер невелики либо отсутствуют совсем, в то время как в благородном опале существуют крупные домены такого рода. Диаметры сфер колеблются у различных опалов от 1500 до 3000 А. Когда проходящий сквозь практически безводный опал луч белого света встречает на своем пути плоскости пустот между сферами, лучи с некоторыми длинами волн претерпевают дифракцию и излучаются из камня в виде почти монохроматических спектральных цветов. Это явление описывается как аналогичное рентгеновской дифракции кристаллов. По законам рентгеновской дифракции межплоскостные расстояния (d) соизмеримы с длинами волн рентгеновских лучей. В благородном опале расстояния, определяемые диаметрами сфер, оказываются гораздо большими, соизмеримыми с длинами волн лучей видимого света (4000—7000 А). Лучи с различными длинами волн, удовлетворяющими уравнению Брэгга, претерпевают дифракцию с изменением угла падения света (θ). В связи с преломлением света в благородном опале в уравнение должен быть включен показатель преломления (μ= 1,45), а уравнение должно приобрести, вид n = 2dμ sinθ.
Диагностические признаки. От микрокристаллических разностей кварца отличается по меньшей твердости, меньшему удельному весу и присутствию воды. Растворим в горячих сильно щелочных растворах. При интенсивном прокаливании в закрытой трубке выделяет воду.
Разновидности. Благородный опал характеризуется яркой внутренней игрой света, обусловливающей красные, оранжевые, зеленые или голубые отблески. Собственный цвет опала может быть белым, молочно-голубоватым, желтым или черным (черный опал). Огненный опал представляет собой разновидность, у которой игра света дает сильные оранжевые и красные отражения. Логическое объяснение игры цветов в драгоценном опале стало возможным лишь недавно.
Обычный опал. Молочно-белый, желтый, зеленый, красный и т. д. без внутренних отражений.
Гиалит. Светлоокрашенный и бесцветный опал со сферической или гроздевидной поверхностью.
Гейзерит, или кремнистый туф. Опал, отложившийся из горячих источников и гейзеров. Найден возле гейзеров Йеллоустоунского национального парка.
Деревянный опал. Окаменелое дерево, в котором древесина замещена опалом.
Диатомит. Тонкозернистый осадок, похожий внешне на мел. Образуется в результате погружения на дно и накопления там кремнистых остатков диатомей. Известен также под названиями диатомовая земля или инфузорная земля.
Нахождение. Опал может отлагаться горячими источниками на небольших глубинах, метеорными водами и низкотемпературными гипогенными растворами. Он найден как материал, выстилающий и заполняющий пустоты в породах и может замещать дерево, погребенное в вулканическом туфе. В наибольших количествах опал накапливается в виде кремнистых остатков организмов, выделяющих кремнезем.
Благородные опалы найдены в Червонице (Венгрия), в Kyepeтаро (Мексика), Квинсленде и Новом Южном Уэлсе (Австралия). Черный опал найден в США в штатах Невада и Айдахо. Диатомит добывается в нескольких западных штатах, главным образом в Ломпоке (штат Калифорния).
Искусственный. Недавно Пьер Гилсон в Швейцарии синтезировал благородный опал, который почти идентичен природному по химическому составу и физическим свойствам, в том числе по красоте цветовой игры.
Применение. Драгоценный камень. Обычно ему придают закругленную форму или гранят кабошоном. Камни крупного размера и выдающихся качеств ценятся очень высоко. Диатомит широко используется как абразив, наполнитель, фильтрующее и изолирующее вещество.
Название. Происходит от санскритского «упала», что значит «камень» или «драгоценный камень».