OPALE
dioxyde de silicium hydraté, contenant 4 à 10% d'eau.

Page réalisée en collaboration avec Yannick Mandaba,  qui m'a autorisé à utiliser une partie de son mémoire de DUG. (Diplôme d'Université de Gemmologie : Particularités des opales d'Éthiopie)
Pou certains textes j'ai emprunté la trame à Wikipédia en l'enrichissant et la complétant.

Yannick Mandaba.

Contrairement à la majorité des minéraux les opales ne cristallisent pas, elles sont amorphes !

Opales.j
Opale noble.
Photo d'opale prise au MEB. X 40 000.

On ne parle pas de l'opale en général mais " des " opales qui sont quatre et que l'on considère comme un minéral alors que ce n'en est pas un au sens propre.

Elles sont composées de silice hydratée de formule SiO2 · n H2O, on y trouve des éléments en traces, uranium, magnésium, calcium, aluminium, fer, arsenic, sodium et potassium. l'eau a une teneur qui varie entre 3 et 9 % ; mais elle peut atteindre 20 % suivant les variétés.

 

Histoire et étymologie

Les légendes sont nombreuses et les opales se sont vue attribuer des origines et des vertus au fil des siècles. Ainsi les grecs croyaient qu'elle avait le pouvoir de protéger des maladie et de procurer le don de prophétie. Les romains qui obtenaient leurs opales de marchands du Moyen-Orient et des mines à ciel ouvert de Hongrie, la considéraient comme la plus précieuse gemmes en raison des ses couleurs chatoyantes. On la compare souvent à "un feu d'artifice de couleurs". Au moyen Orient on pensait qu'elle tombait du ciel lors des orages et contenait les éclairs. Jusqu'à ce que les espagnols rapportent des opales Aztèques, les seules opales que l'on trouvaient en Europe venaient de Hongrie. En France et dans toute l'Europe on l'a longtemps considérée comme porte malheur.

 

On se perd en conjectures quand à son étymologie, selon les uns le nom viendrait du sanskrit « upala », qui signifie « pierre » ou « pierre précieuse », devenu "opalus", l’ancien nom latin pour gemme (Pline l’Ancien, 75-79) et "opallios" chez les grecs ce qui se traduit par changement de couleur. 

Caractéristiques et propriétés des opales

Tableau des caractères de l'opale.

A propos de la fluorescence :

Fluorescence UV à ondes courtes : Généralement vert ou jaune, parfois vert-jaune, rarement jaune ou rouge. (Ulrich Henn et Claudio C. Milisenda, Tables gemmologiques - 2004)

Fluorescence UV à ondes longues : Beaucoup d’opales blanches et claires brillent blanc bleuâtre et phosphorescence vert jaunâtre (Hervé Nicolas Lazzarelli, Blue Chart Gem Identification - 2010)

Formation des opales

Les opales se forment dans des régions où alternent saisons humides et saisons arides. Lors des fortes précipitations l’eau de ruissèlement lessive les ions silicium et autres éléments et percole les substrats jusqu’à stagner sur des argiles imperméables, piégeant ainsi les ions et éléments, uranium (U), magnésium (Mg), calcium (Ca), aluminium (Al), fer (Fe), arsenic (As), sodium (Na) et potassium (K). La silice précipite par hydrolyse formant des opales riches en impuretés. Lors des périodes de grandes sécheresse l’évaporation va favoriser le formation de la calcédoine.

L' opale ne se trouve que dans des gîtes primaires, car c' est un matériau fragile qui supporte mal le transport. Les eaux de ruissellement en pénétrant des roches siliceuses vont dissoudre de la silice à hauteur de 100 ppm à 25°C, mais il peut aussi s'agir de phase vapeur éjectée lors d'une activité volcanique. Cette eau, à partir d'une certaine température, va se charger en silice et s'infiltrer dans toutes sortes de cavités. Puis, par évaporation, l'eau se retire laissant précipiter la silice là où elle se trouve, donnant naissance à l'opale mais aussi à des agrégats micro-cristallins comme l'agate, la calcédoine (Pr. Fritsch et Pr. Lasnier comm. pers., 2001). Dans le cas de l'opale, la silice prend la forme d'un gel de silice hydratée, qui, par évaporation d'eau et refroidissement, va se figer et durcir. Ce gel est constitué de microscopiques billes, composées pour la majorité de silice, dont le diamètre varie d'une vingtaine à plusieurs centaines de nanomètres. Elles peuvent être désordonnées ou rangées et réparties en des couches de taille plus ou moins régulière. De cela dépend l'apparition des jeux de couleurs visibles dans les opales dite «nobles ».

Mais la silice qui les compose peut être présente sous des formes plus ou moins cristallisées selon l'origine de cette opale. C'est pourquoi la classification minéralogique officielle des opales est fondée sur la diffraction X, qui différencie les variétés polymorphes de la silice dans l'opale: cristobalite-œ et tridymite-œ (Jones et Segnit, 1971). Cette méthode révèle que la silice des opales volcaniques se rapproche de ces deux formes cristallisées (avec l'apparition de quartz-a sous la forme d'impuretés), alors que les opales sédimentaires sont amorphes. Les régions volcaniques et sédimentaires donnent des opales différentes, souvent au niveau de l' apparence, mais surtout au niveau de la structure, ou encore des caractéristiques physiques comme la dureté ou la résistance aux pressions (exemple des opales mexicaines, Fritsch et al., 1999). On distingue donc deux grands types de gisements d'après l'origine sédimentaire ou volcanique de l'opale. Dans le premier cas, l' opale se forme surtout dans des fissures de la roche et dans des cavités, dans le second il peut, de plus, s'agir du remplissage de nodules de tuf rhyolitique issus d'une activité volcanique. C'est a priori le cas pour les opales d'Ethiopie. Ainsi les principaux pays producteurs d'opales sédimentaires sont: - l' Australie (le plus grand producteur mondial). -le Brésil. Les principaux pays, autres que l'Ethiopie, producteurs d'opales volcaniques: - le Canada, British Columbia (Downing, 1993). - les Etats-Unis d' Amérique, Opal Butte, Oregon (Smith, 1988), Idaho, Virgin Valley, Nevada (Broughton, 1972). - le Honduras (Connoué 1998) -le Mexique, avec de nombreux sites d'exploitation: Querétaro (Koivula et al., 1983) Jalisco, Nayarit, Guanajuato, etc. )0> Les nodules Ces nodules, dont certains se présentent sous la forme de géodes, sont aussi connus sous le nom de « thunder eggs» (œufs de tonnerre). La roche qui les abrite serait de la rhyolite et de la perlite (rhyolite vitrifiée), d'après l'article de Hoover B. et al. (1996). Hoover décrit la perlite comme une roche d'un vert très foncé, presque noir, qui, une fois altérée, prend une teinte plus claire comme de l'argile. Les nodules d' opale se trouvent exclusivement dans les zones où la perlite est ainsi altérée, ce qui pousse Hoover à penser qu'il existe un lien entre l'altération hydrothermale de la perlite et la formation de l'opale. (Yannick Mandaba - Particularités des opales d'Ethiopie Diplôme d'Université de Gemmologie - Université de Nantes-2004)

 

4 types de formation : 

  • Sédimentaire ;

  • Volcanique ;

  • Croûte d'altération ;

  • Biogène.

Classification des opales

 

3 Espèces, 4 Opales.

Pourquoi 3 espèces ?

Ce sont trois compositions différentes : 

  1. Cristobalite ; 

  2. Tridymite ; 

  3. Silice amorphe hydratée

C'est pour des raisons historiques que l'on considère l'opale comme un minéral, puisque l'opale peut avoir quatre compositions différentes qui donnent donc 4 espèces : 

  • Opale CT composée de cristobalite-tridymite comme notre Lussatite bien française ; 

  • Opale C composée de cristobalite, cette opale fait encore l'objet de recherches ; 

  • Opale AG "Amorphous Gel", c'est l’opale la plus connue, formée de microsphères de silice amorphe, associées à des molécules d’eau dans des proportions variables ; 

  • Opale AN "Amorphous Network" plus connue sous le nom de Hyalite.

Les transitions entre opal-AG, opal-CT et opal-C sont courantes. Des études à basse température montrent que les molécules d’eau peuvent être organisées en une structure semblable à de la glace, ce qui comprend la modification de la glace cubique (Eckert et al., 2015).

 

L'opale est une espèce minérale de la famille de la silice (Si02 + nH20) qui présente de multiples variétés. Et, contrairement à un monocristal de quartz par exemple, elle est susceptible de se mêler à la roche hôte et à un grand nombre d'impuretés (Smallwood, 1997). L'apparence des pierres d'une même variété est donc très changeante par la couleur de fond (avec un accent sur la tonalité). Une opale de feu peut contenir d'autres impuretés que le fer, susceptibles d'influer aussi sur la couleur, les jeux de couleurs, la transparence et la porosité : il s' agit du taux de matrice incorporée dans la pierre. C' est pourquoi les producteurs australiens, qui extraient (en 1997) 95% de la production mondiale, se sont accordés sur une classification de l'opale :

« The Resolutions of the Federal Council of the Gemmological Association of Australia (17 mai 1997)>>(Smallwood, 1997).

Or ce sont avant tout des commerciaux qui s'intéressent à l'apparence, car elle est liée à la valeur commerciale des pierres.

On remarquera l'absence de précision sur l'origine volcanique ou sédimentaire dans cette classification. Ceci s'explique par le fait que les Australiens sont de loin les plus gros producteurs mondiaux d'opale, et que leurs gisements sont tous de type sédimentaire.

De leur côté les scientifiques, qui s'attachent à des critères objectifs, utilisent la classification minéralogique officielle de l'opale, fondée sur la diffraction des rayons-X (DRX) qui met en évidence son caractère cristallisé ou amorphe.

On distingue donc quatre catégories, les opale amorphes (opales AG et AN) et celles se rapprochant de composés cristallisés (opale CT et opale C).

 

Ces catégories sont aussi liées à l'origine géologique (sédimentaire ou volcanique) pour la plupart des opales gemmes, ce qui permet une vérification de son origine géographique. Ces quatre catégories désignent aussi des pierres aux caractéristiques physiques différentes, comme par exemple la grande fragilité aux chocs et pression de certaines opales volcaniques mexicaines.

Ces données devraient intéresser les commerçants, mais, avant l'arrivée de la spectroscopie Raman, la classification scientifique des opales impliquait l'application d'une méthode de préparation destructive pour l' étude aux rayons X.

Ces méthodes de classification sont plutôt complémentaires qu' en opposition :

La nomenclature «australienne» permet une bonne description de l' apparence de l' opale, facilitant ainsi la désignation d'une pierre parmi d'autres. Elle souligne aussi certains aspects, comme la transparence, et les jeux de couleurs qui influent sur la valeur à lui attribuer.

La classification minéralogique officielle par DRX complétée par la spectroscopie Raman donne une idée sur l' origine et la structure.

1. CLASSIFICATION «AUSTRALIENNE » DES OPALES

(Smallwood 1997)

 

Type 1 : Il s'agit d'une opale homogène, taillée ou non. Ici c' est une opale noble australienne, noire, de variété Arlequin. Cette variété est très recherchée et peut atteindre des sommes très élevées. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Type 2 : boulder opal Opale avec un peu de matrice à laquelle elle reste mêlée, ces pierres souvent issues de filons aux formes torturées. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Type 3 : matrix opal Ici la matrice est sillonnée d'opale, celle-ci a rempli des petites cavités et des fissures dans la roche mère. Souvent de faible valeur marchande ces opales peuvent néanmoins s' avérer très décoratives, et parfois assez coûteuses. 

Classification australienne des opales.

« Variétés »

 

Basée sur la clarté et la teinte de la couleur de fond, elle désigne une opale noire, foncée ou claire avec une tonalité allant de NI (noire) à N9 (blanche). L' échelle est donnée à titre purement indicatif, car cette reproduction n'est pas strictement conforme à l' original.

NOIR

FONDU

CLAIR

Opales, tonalités.
Opales mexicaines de teintes et clartés différentes.

Transparence

 

Opaque, translucide ou transparente. On peut remarquer que les Australiens précisent la transparence en utilisant l' adjectif « crystal» même sur des opales colorées, alors qu'en France on ne désigne par l'appellation « opale cristal» que les opales transparentes et incolores.

Origine

 

Lieu géographique auquel on pourrait ajouter les termes sédimentaire ou volcanique, voire préciser si possible opale AG, AN, CT ou C.

 

2. CLASSIFICATION MINERALOGIQUE PAR DIFFRACTION DES RAYONS X

 

La classification minéralogique officielle des opales est fondée sur la diffraction X (Jones et Segnit, 1971). C'est une méthode destructive, car la préparation des échantillons implique le broyage de ceux-ci à l' état de poudre. Cette analyse montre que la silice est plus ou moins bien cristallisée à l'intérieur de l'opale, même si elle est décrite comme étant une forme amorphe de la silice. La silice (Si02) se présente dans la nature sous diverses variétés polymorphes. Les variétés polymorphes qui nous intéressent à cause de leur relation directe avec la formation et la constitution de l' opale sont la cristobalite-α et la tridymite-α,

- Les opales A sont amorphes, donc sans raie de diffraction.

- Les opales CT montrent des raies de diffraction de la cristobalite-œ et de la tridymite-œ très élargies, autres formes de la silice. Les opales communes appartiennent souvent à cette catégorie.

- Les opales C montrent les raies de diffraction de la cristobalite-œ seulement, et sont peu courantes parmi les gemmes. (Bittencourt Rosa, 1988; d'après Ostrooumov, 1999)

 

La cristobalite, découverte au Mexique, existe sous deux formes: "cristobalite haute et basse température" :

- La cristobalite haute est stable de 1470°C au point de fusion 1720°C. Sa densité est de 2,20.

- La cristobalite-α (basse) est fragile, dureté 6,5, densité 2 (jusqu'à 2,32), uniaxe négatif (couleur blanche, grise, bleuâtre, grisâtre, jaunâtre translucide à opaque). La cristobalite est un minéral commun des roches volcaniques, souvent associée à la tridymite. L'opale contient de la cristobalite basse.

La tridymite existe sous trois formes :

-tridymite haute, moyenne et basse température.

- La tridymite haute se présente sous forme métastable.

- La tridymite moyenne.

- La tridymite-α (basse) est rencontrée sous forme de lamelles hexagonales, minces et aplaties, au sein des cavités des roches volcaniques acides. Elle est stable entre 870°C à 1470°C. En-dessous de 870 °C, elle se transforme en quartz haut, au-dessus de 1470 °C, elle se transforme en cristobalite. Ces transformations sont réversibles et lentes (FrondeZ, 1962). Elles peuvent être accélérées par la présence d'oxydes alcalins ou de tungstate de sodium (Bittencourt Rosa, 1988).

Ces diffractogrammes X (Cu Ka), ainsi que le tableau de relevés Raman qui suivra, sont tirés de l'article de Ostrooumov et al., 1999. Cet article compare les méthodes de diffusion Raman et de diffraction des rayons X pour la classification et l' étude de la structure de l' opale. Il nous servira de base et nous pourrons ainsi situer l'opale volcanique éthiopienne comme proche de celle du Mexique, montrant ainsi leur différence avec les opales sédimentaires d' Australie et du Brésil. Nous tentons aussi de trouver des critères capables de différencier l'opale éthiopienne de celle du Mexique.

Diffractogrammes Opales volcaniques et opales sédimentaires.

3. CLASSIFICATION PAR LA SONDE RAMAN DES OPALES SEDIMENTAIRES ET VOLCANIQUES. La spectrométrie Raman confirme que les opales volcaniques sont mieux cristallisées que les sédimentaires. En effet la position du pic de la silice pour les opales varie entre les positions des composés cristallisés de la silice, et celle de la silice amorphe. On retrouve dans les opales volcaniques des valeurs proches de celles obtenues pour ces composés cristallisés: cristobalite-œ, tridymite-œ et quartz-a (ce dernier étant parfois dans l'opale une inclusion, et non un composant).

Graphique Raman opales volcaniques et sédimentaires.

La bande principale de la silice se situe entre 300 et 340 cm- 1 pour les opales volcaniques, contre 375 à 420 cm" pour les opales sédimentaires. Dans ces dernières la bande est parfois très aplatie. La bande de l'eau est assez faible vers 3250 cm- 1 dans les opales volcaniques, alors qu'elle est souvent très large centrée à 2950 cm" environ dans les opales sédimentaires. La largeur de ce pic augmente avec le désordre dans la structure, car ce désordre permet de loger plus d'eau moléculaire et de groupements OH. (Ostrooumov, 1999).

 

Cette méthode présente l'avantage d'être non destructive et applicable aux pierres serties. Elle donne aussi des informations sur I'hydratation de l' opale (chose impossible par diffraction des rayons X), ainsi que sur son origine géographique. Enfin, contrairement aux résultats de diffraction des rayons X, les spectres Raman des opales sont parfois spécifiques d'un gîte donné.

Les jeux de couleur des opales

Les opales nobles, un effet de diffraction de la lumière

 

Les jeux de couleurs visibles sur les opales nobles, sont un point de convergence de l'intérêt des commerçants et des scientifiques. Car outre la beauté qu'ils procurent à la pierre, ils sont aussi le reflet d'une structure interne particulièrement régulière. Une donnée importante dans les deux classifications est l'apparition ou non des jeux de couleurs qui caractérisent les opales nobles.

 

Il est démontré que deux conditions au mois sont indispensables à la présence de diffraction dans les opales nobles :
Les petites sphères de silice doivent être de taille uniforme et elles doivent être arrangées en couches ordonnées d'épaisseur régulière.

Lorsqu'un faisceau de lumière blanche traverse une zone dans laquelle chaque plan d'empilement diffracte le même domaine du spectre, il en résulte un phénomène de superposition des rayons réfléchis. Ceci explique la pureté des couleurs réfléchies, sachant qu'une seule couleur est observable, pour un angle donné entre l'observateur et le rayon incident.

 

Le principe est proche de l' effet de labradorescence présent chez certains feldspaths plagioclases. Mais dans ces derniers, les couches successives sont de natures différentes (indices). Elles sont aussi d'épaisseur différentes dans le cas des feldspaths. Figure 16. Seule une fenêtre du spectre est réfléchie. (Fritsch et al,. 2001)

Figure 16.jpg

Ainsi, on comprend pourquoi l' effet de diffraction visible dans les opales nobles nécessite un peu de transparence pour s' exprimer: une couche assez mince de ces plans de diffraction (avec réflexions partielles), équivaut à une réflexion totale de la longueur d'onde diffractée. Cette longueur d'onde dépend de la dimension des sphères et de l'angle entre l'observateur et le rayon incident (Lehmann, 1978; d'après Fritsch et al., 2001).

 

La formule pour calculer la longueur d'onde λ des couleurs de diffraction est la suivante:

λ (maximum) = 2.37xD

λ (minimum) = 0.72 l (maximum)

 

Où D est la largueur des plans « diffractants » (qui correspondent au diamètre des sphères de silice), et 2.37 est une simplification de la loi de Bragg tenant compte de l'indice des sphérules (Sanders, 1964; d'après Ostrooumov et al., 2000).
On note un maximum et un minimum car la variation de la couleur se fait en fonction de l'angle entre l'observateur et la pierre.

 

Il est établi que dans les opales nobles, les sphérules sont rangées en couches régulières, d'une épaisseur comprise entre 150 et 450 nm :

- De 150 à 180 nm, on observe une couleur bleue à violette

- de 200 à 236 nm, la couleur réfléchie est le vert

- de 240 à 316 nm, aux plus grosses sphères correspondent le jaune, l'orange et le rouge.

- Au-dessus de 320 nm elles ne donnent plus d'effet de diffraction dans le domaine visible.

 

L'effet de diffraction en lumière transmise

 

Cet effet est visible dans les opales nobles transparentes, ainsi que dans les opales nobles hydrophanes une fois qu'elles sont rendues transparentes par l'absorption d'eau. Les opales volcaniques mexicaines semblent nombreuses à produire cet effet aussi appelé « contra-Iuz ».

 

Nous verrons plus loin que cette appellation « contre jour» peut paraître mal adaptée pour décrire le phénomène. Car ce phénomène se produit dès que l'on injecte une forte lumière à travers la pierre, et ce quelle que soit la position de l'observateur. Cet effet interne de diffraction ne se révèle donc qu'en lumière transmise, condition nécessaire et suffisante qui sous-entend une transparence de la pierre.

 

Voici néanmoins (figures 17 et 18 ci-après) quelques belles opales du gisement d'Opal Butte, en Oregon, aux Etats Unis (Smith, 1988 ), dont les jeux de lumière internes sont légèrement différents de ceux des opales mexicaines et éthiopiennes. Sur ces photographies, les zones de diffraction sont petites et nombreuses; dans nos échantillons ces zones de diffraction sont plutôt étendues avec, sur une même pièce, peu de variations dans les couleurs. C'est notamment le cas pour les échantillons d'opale de feu rouge-marron que nous appellerons la variété « chocolat»: dans cette dernière, les couleurs majoritairement diffractées sont le rouge et le vert.

Observation des jeux de couleur d'une opale, effets externes et internes.
Opale d'Opal Butte.

Ce qu'il faut retenir !

 

L’origine de la couleur dans l’opale a fait l'objet de nombreuses théories. Cependant, il a maintenant été démontré que le réseau régulier de sphères et de vides dans l’opale diffracte la lumière blanche en la divisant dans la gamme complète des couleurs spectrales.

La couleur observée dépend principalement de l’espacement des couches, qui est déterminé par la taille des sphères.

Pour former une opale précieuse, ces sphères de silice doivent être disposées en réseaux ordonnés et étroitement assemblées pour diffracter la lumière blanche en différentes couleurs spectrales et produire un jeu de couleur dans la gamme de lumière visible allant du violet au rouge (longueur d’onde 400 - 700 nm).

Les sphères de silice dans ces réseaux ordonnés varient généralement en taille d’environ 150 à 440 nm et leurs différentes tailles diffractent différentes longueurs d’onde de la lumière.

Par exemple, les sphères d’environ 200 nm de diamètre renvoient la lumière bleue à l’œil, tandis que celles de 250 nm renvoient la lumière verte et celles de 320 nm renvoient la lumière rouge.

En outre, la disposition ordonnée des sphères de silice a également entraîné la formation de groupes parallèles distinctifs de cristaux colloïdaux photoniques d’opale précieuse, formant des bandes ou des taches de couleur. Ensemble, les sphères de silice ordonnées combinées à des dislocations et à des jumelages dans ces cristaux colloïdaux facilitent les zoness de lumière diffractée de forme irrégulière.

Cela conduit à des taches discrètes de couleur magnifique lorsqu’une opale gemme est tournée – également connue sous le nom de « jeu de couleur »! 

Jeu de couleur dans l'opale précieuse.

La couleur observée dépend également de l’angle sous lequel la lumière frappe les sphères et de la position de l’observateur. Cela peut facilement être démontré en faisant pivoter une opale à feu rouge et en voyant une zone particulière passer du rouge, de l’orange, du jaune, du vert, du bleu, du violet à mesure que l’angle d’incidence pour l’observateur est augmenté. L’opale verte n’affichera que des couleurs vertes à bleues lors de la rotation, car la taille de la sphère contrôle la couleur d’ordre le plus élevé observée. Une opale bleue lorsqu’elle est tournée n’affichera que la couleur bleue, violette à noire car la taille de la sphère ne produit pas les couleurs vertes ou rouges plus élevées.

Opale potch.

Since 01-06-2021

En revanche, l’opale potch (opale sans couleur) est constituée d’une masse pêle-mêle de sphères de silice qui ne diffracte pas la lumière blanche. Si les sphères de silice sont cimentées ensemble irrégulièrement, la porosité est considérablement réduite, par conséquent la lumière passe directement à travers l’échantillon sans être diffractée pour produire de la couleur. Le résultat final est juste une opale potch claire.

Dans l’opale potch, il n’y a pas de jeu de couleurs, les sphères de silice sont soit trop petites pour même produire la couleur bleue même lorsqu’elles sont disposées selon un motif régulier, soit les sphères de silice sont d’un assortiment de tailles différentes et ne produisent pas le tableau régulier requis pour la diffraction des couleurs.

Opales biogènes

 

Deux exemples Bélemnites et Bois fossile

Rostres de Belemnites opalisés..

Après la mort de l'animal le cadavre s'est retrouvé, au fond de la mer, dans des sédiments argileux riches en silice, particulièrement en silice d'origine biologique, radiolaires dissout dans l'eau de mer et concentrés dans les boues argileuses. Durant la diagénèse, période extrêmement longue qui se mesure en millions d’années, sous l’action d’acides la silice se transforme en gel. Lorsque les niveaux d’acide chutent le gel de silice se durci après s’être déposé minérales fossilisées du calamar.
Le processus est à peu de chose près le même pour les bois fossiles opalisés. Le gel se dépose dans les vacuoles du bois antérieurement fossilisé.

La silice biogène des radiolaires est amorphe (= non cristalline) quand elle est observée aux rayons X. Elle est appelée opale-A (opale amorphe). Cette opale-A est instable et tend à se transformer en opale-CT (qui correspond à un mélange d'opale de cristobalite et de tridymite). Une roche à ce stade est appelée porcelanite. La transformation de l'opale-A en opale-CT résulte d'un mécanisme de dissolution-précipitation (Mizutani, 1966).

Relations entre diagenèse, minéralogie et lithologie des roches siliceuses de la Formation de Monterey (d'après Pisciotto et Garrison, 1981).  

Relations entre diagenèse, minéralogie et lithologie des roches siliceuses de la Formation de Monterey (d'après Pisciotto et Garrison, 1981).  

À plus haute température (enfouissement ou flux thermique plus important) ou avec le temps, l'opale-CT se transforme en calcédoine et/ou quartz microcristallin, qui représente une phase siliceuse stable.

Bois fossile opalisé, Australie.

Loi de Bragg adaptée à la diffraction de la lumière dans l'opale précieuse.

Ce phénomène peut être décrit par la loi de Bragg qui est à l’origine le résultat d’expériences sur la diffraction des rayons X ou des neutrons sur les surfaces cristallines sous certains angles:

Loi de Bragg adapté à l'opale.
Tableau loi de Bragg. Angle de Bragg adapté à la structure de la sphère de silice de l’opale précieuse produisant un jeu de couleur.

Angle de Bragg adapté à la structure de la sphère de silice de l’opale précieuse produisant un jeu de couleur.

Structure des sphères de silicium de l'opale.

Photo au Microscope Électronique à Balayage montrant la structure des sphères de silicium dans l'opale précieuse.

Grossissement x 40 000.

La Loi de Bragg explique pourquoi les opales avec un jeu de couleur rouge sont généralement capables de montrer toutes les autres couleurs prismatiques (au moins lorsque la pierre est inclinée et vue sous des angles plus bas).

 
Imitations d'opales.jpg

Ici vous pouvez télécharger le PDF du mémoire de Diplôme d'Université de Gemmologie de Yannick  Mandaba : Particularités des opales d'Éthiopie.