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)