LES OPALES

Texte copié et corrigé sur Wikipédia

Opales.jpg

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

Opale noble.
Photo d-opale prise au MEB.jpg

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.

 

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).

Histoire et étymologie

Texte copié et corrigé sur Wikipédia

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 », d'evenu "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.jpg

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.

 

4 types de formation : 

  • Sédimentaire ;

  • Volcanique ;

  • Croûte d'altération ;

  • Biogène.

Les jeux de couleur des opales

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.jpg

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.

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 i opale.jpg
Tableau loi de Bragg..jpg

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.jpg

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).

Since 01-06-2021