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Piedras preciosas amorfas: definiciones, propiedades ópticas y mecánicas
Fundamentos gemológicos relacionados con los sólidos amorfos
El ópalo es la primera variedad de sólido amorfo reconocida como piedra preciosa por el hombre. Durante siglos, la gente lo ha admirado y coleccionado, y son innumerables los poemas que elogian el ópalo. El antiguo naturalista romano Plinio hizo una vez una brillante descripción del ópalo: en un trozo de ópalo, se pueden ver las llamas de los rubíes, el púrpura brillante de la amatista, el mar verde de la esmeralda, colorido y armonioso, impresionantemente bello. La belleza de los colores del ópalo no es menor que la de la paleta de un pintor y las llamas del azufre ardiente. Shakespeare escribió en su "Noche de Reyes": "Esta maravilla es la reina de las gemas". En "Los tesoros de Malta", el ópalo es alabado con las frases más clásicas y ornamentadas. La descripción poética del poeta y artista Du Ble es la más romántica y adecuada: "Cuando la naturaleza adorna las flores, colorea el arco iris y tiñe las plumas de los pajarillos, vierte los colores barridos de la paleta en el ópalo". En comparación con el ópalo, el vidrio y el plástico se inventaron más tarde y durante mucho tiempo se han considerado símbolos de baratura e imitación.
Índice
Sección I Concepto de sólidos amorfos y variedades comunes
1. Concepto de sólidos amorfos
Los sólidos amorfos son aquellos cuyas moléculas constituyentes (átomos, iones) no presentan una disposición periódica espacialmente regular. No tienen una forma regular; antes del procesamiento, la forma de los sólidos amorfos pertenece a una colección de formas irregulares, y después del procesamiento, las características de color, transparencia y brillo de los sólidos amorfos observados a simple vista son similares a las de los cristales, como el vidrio y el ópalo.
2. Variedades comunes de piedras preciosas amorfas
Las variedades de piedras preciosas naturales incluyen el ópalo (Figura 5-1-1) y el vidrio natural (Figura 5-1-2).
Figura 5-1-1 Ópalo
Figura 5-1-2 Vidrio natural
Las variedades de piedras preciosas artificiales incluyen el vidrio (Figuras 5-1-3, 5-1-4), el plástico y la cerámica.
Figura 5-1-3 Vidrio desvitrificado
Figura 5-1-4 Vidrio utilizado para imitar el jade
Sección II Vidrio
La fabricación de productos de vidrio tiene una larga historia. Egipto ya fabricaba cuentas de vidrio monocromas en el siglo XVI a.C. Después del siglo X a.C., las cuentas con incrustaciones (ojos de libélula) se hicieron muy populares.
El vidrio siempre ha sido el material más utilizado para imitar piedras preciosas. Especialmente ahora, las variedades de vidrio cambian constantemente, y casi pueden utilizarse para imitar cualquier piedra preciosa natural, sobre todo cuando se trata de imitar la mayoría de las gemas inorgánicas. Tienen considerables cualidades engañosas. Aunque no es muy brillante, puede imitar la amatista, el aguamarina y el olivino. También puede imitar piedras preciosas formadas naturalmente, como el ojo de tigre, el ópalo, el coral y las perlas. La capa de vitrofusión puede imitar el ágata, la malaquita y el carey.
El proceso de fabricación del vidrio ha madurado bastante. Sin embargo, como imitación de piedras preciosas, el vidrio no puede alcanzar la estabilidad química, los indicadores físicos (densidad, índice de refracción, dureza, sensibilidad térmica), las características estructurales o los patrones de fractura similares a los de las piedras preciosas naturales; sólo puede lograr la similitud en el aspecto y el color y esforzarse por conseguir el mayor realismo posible en la morfología.
Por lo general, las imitaciones en vidrio de piedras preciosas transparentes se fabrican fundiendo vidrio tradicional y añadiéndole materiales adecuados. La fusión del vidrio suele realizarse en crisoles de cerámica en hornos de gas. Una vez fundido el vidrio con los materiales apropiados, el líquido fundido puede verterse en moldes, a los que se aplica presión para obtener la forma deseada. Durante la fundición, la contracción desigual puede dejar hoyos de contracción en la superficie. Las juntas de los moldes también pueden dejar marcas de fundición.
1. Materiales de vidrio para imitar piedras preciosas
Las propiedades de los distintos tipos de vidrio están relacionadas con los materiales especiales que se les añaden. Aquí presentamos variedades comunes de vidrio que se confunden fácilmente con las piedras preciosas naturales: vidrio al plomo, vidrio microcristalino y vidrio ojo de gato.
1.1 Vidrio de plomo
El vidrio al plomo se basa en el vidrio cristalino de alto o medio contenido en plomo, al que se añaden diversos colorantes de tierras raras para conseguir los efectos de varias piedras preciosas.
1.2 Vitrocerámica
La vitrocerámica, también conocida como vidrio de flor de cristal, jade microcristalino o chispa de jade, puede obtenerse a partir de diversos residuos industriales, cenizas o escorias. Mediante la adición de agentes nucleantes específicos y el uso de procesos de tratamiento térmico, se puede conseguir que el crecimiento de los cristales internos no tenga una orientación obvia, dando lugar a esferulitas radiales, en forma de aguja o de rama. Es rentable y se presenta en colores vivos. El vidrio microcristalino se compone principalmente de fases cristalina y vítrea, quedando la fase vítrea entre los cristales que combinan muchos cristales de grano fino, utilizados a menudo para imitar el jade (Figuras 5-1-5 a 5-1-8).
Figura 5-1-5 Vidrio desvitrificado (luz reflejada)
Figura 5-1-6 Vidrio desvitrificado (luz transmitida)
Figura 5-1-7 Cristales internos de vidrio desvitrificado (método de iluminación de campo oscuro 40X)
Figura 5-1-8 Cristales internos de vidrio desvitrificado (método de iluminación de campo oscuro 40X)
1.3 Ojo de gato de cristal
Producido originalmente por la empresa estadounidense Cathay, recibe el nombre de Cathay Cat's Eye, y el nombre inglés de Cathay Stone. Se forma disponiendo y fusionando fibras ópticas de distintos tipos de vidrio en formas cúbicas o hexagonales, denominadas "paneles de fibra óptica", con 150.000 fibras ópticas por cm cuadrado, capaces de producir un excelente efecto de ojo de gato. Índice de refracción 1,8, peso específico 4,58, dureza Mohs 6.
Este material se utiliza mucho en artículos decorativos y está disponible en casi todos los colores. La mayoría son de color rojo brillante, verde, azul, amarillo, naranja, morado o blanco. Los colores, completamente distintos de los de las gemas naturales de ojo de gato, pueden levantar sospechas a primera vista. Sin embargo, el color del ojo de gato de vidrio amarillo parduzco es muy similar al del ojo de gato de crisoberilo y al del ojo de gato de cuarzo (figuras 5-1-9, 5-1-10). Sin embargo, si se observan las bandas brillantes de ambos lados con una lupa, se aprecia una estructura típica de panal, característica diagnóstica del ojo de gato de cristal (Figuras 5-1-11, 5-1-12).
Figura 5-1-9 Ojo de gato de cristal (luz reflejada)
Figura 5-1-10 Ojo de gato de cristal (luz reflejada) imagen derecha
Figura 5-2-11 Estructura en panal del ojo de gato de vidrio (método de iluminación de campo oscuro 25X)
Figura 5-2-12 Estructura de panal del ojo de gato de vidrio (Método de iluminación de campo oscuro 25X)
2. Mejora del vidrio en las piedras preciosas
La gran mayoría de las piedras preciosas que se producen en la naturaleza tienen un color pobre y poca transparencia, y muchas fisuras que no satisfacen las necesidades del mercado. Por lo tanto, las técnicas de realce de piedras preciosas se utilizan ampliamente para mejorar su color, transparencia y otras características de apariencia. El realce también puede denominarse colectivamente mejora, y actualmente, los métodos más comunes para mejorar las piedras preciosas son para rubíes, zafiros, esmeraldas y turmalinas. Si los comerciantes dan a conocer estos tratamientos, es más fácil para el consumidor ordinario distinguirlos.
En el proceso de mejora de las piedras preciosas, el vidrio adquirió una nueva identidad a principios del siglo XXI: los rellenos de fisuras (Figuras 5-1-13 y 5-1-15). En 2003, empezaron a aparecer en el mercado rubíes y corindones rellenos de vidrio con plomo, y desde marzo de 2004, cuando la Asociación Japonesa de Gemas (GAAJ) detectó por primera vez rubíes rellenos de vidrio con plomo, renombrados laboratorios de gemas (AGTA, GIA) también han encontrado rubíes tratados del mismo modo. El análisis de espectroscopia Raman confirma que el material de relleno de la gema es muy similar a un vidrio de borato de plomo.
Figura 5-1-13 Diferencia de agrupación superficial entre el vidrio y el rubí (método de iluminación vertical 20X)
Figura 5-1-14 Efecto de destello del vidrio en las fisuras del rubí (Método de iluminación de campo oscuro 20X)
Figura 5-1-15 Efecto de destello azul y burbujas en el cristal de las fisuras del rubí (Método de iluminación de campo oscuro 20X)
En 2007, aparecieron en el mercado zafiros azules rellenos de vidrio de plomo, y los primeros zafiros rellenos tenían un color más oscuro.
En 2011, aparecieron en el mercado muchos zafiros rellenos de vidrio de plomo azul cobalto, con colores cercanos a los zafiros de alta calidad.
En los últimos años, cada vez hay más rubíes rellenos de vidrio en exceso en el mercado, lo que provoca que pequeños fragmentos de rubí queden adheridos por el vidrio. Este tipo de gema tratada puede denominarse mezcla de vidrio y rubí. Es importante señalar que las gemas rellenas de vidrio no son sólo gemas naturales acabadas; también se ha informado de que se han encontrado restos de relleno de vidrio en cristales de corindón en bruto y en ciertas gemas sintéticas.
Sección III Definiciones de términos ópticos relacionados con los sólidos amorfos
Las propiedades ópticas de las gemas amorfas incluyen el color, el brillo, la transparencia, la luminiscencia y fenómenos ópticos especiales. Algunos de ellos se han explicado en el segundo capítulo y no se repetirán aquí. En esta sección, trataremos brevemente los fenómenos observados al observar sólidos amorfos en condiciones de iluminación y la terminología profesional utilizada para describir estos fenómenos. Es especialmente importante señalar los fenómenos de dispersión invisible, pleocroísmo y birrefringencia en los sólidos amorfos.
1. El color de los sólidos amorfos
Aquí hablaremos de la descripción del color del ópalo.
Debido a la diversidad de colores causada por su efecto de juego de colores, el color del ópalo se describe a menudo utilizando el color de su cuerpo.
(1) Ópalo negro, con colores en el cuerpo como azul profundo, gris profundo, verde profundo u otros colores oscuros, u ópalo negro (Figura 5-2-1).
(2) Ópalo blanco, con un color de cuerpo blanco o gris, ópalo transparente a semitransparente (Figura 5-2-2).
(3) Ópalo de fuego, principalmente naranja, transparente a semitransparente (Figura 5-2-3).
(4) Ópalo cristalino, ópalo incoloro, transparente a semitransparente (Figura 5-2-4).
Figura 5-2-1 Ópalo negro
Figura 5-2-2 Ópalo blanco
Figura 5-2-3 Ópalo de fuego
Figura 5-2-4 Ópalo de cristal
2. Lustre de sustancias amorfas
Hemos hablado de los ocho tipos de brillo de las gemas. En artículos anteriores, ya hemos hablado de los cuatro tipos que se observan habitualmente en los cristales: brillo metálico, brillo adamantino, brillo vítreo y brillo aceitoso. También hemos hablado del brillo graso, el brillo sedoso y el brillo ceroso, y del brillo de las gemas orgánicas, incluido el brillo nacarado y el brillo resinoso.
La terminología del lustre de los sólidos amorfos pertenece a las categorías anteriores, y el lustre específico depende de la observación real.
En la observación práctica, si el ópalo muestra un brillo estampado desde cierto ángulo, puede identificarse como ensamblado (Figura 5-2-5, Figura 5-2-6).
Figura 5-2-5 Ópalo montado
Figura 5-2-6 Ópalo ensamblado con diferente brillo lateral
3. Transparencia de los sólidos amorfos
La descripción de la transparencia de los sólidos amorfos utiliza la misma terminología que la de los materiales cristalinos, y los métodos de observación son coherentes.
En esta sección se analizarán específicamente los ojos de gato de vidrio, todos los cuales presentan características casi idénticas: si se observa el ojo de gato de vidrio en la dirección de la línea brillante de efecto de ojo de gato vertical, se aprecia que es translúcido (figura 5-2-7), mientras que si se observa en la dirección de la línea brillante de ojo de gato de vidrio paralela, se aprecia que es subtransparente (figura 5-2-8), y una observación cuidadosa en la dirección subtransparente revela una estructura de panal.
Figura 5-2-7 La dirección de la línea brillante en el efecto de ojo de gato vertical es vista como translúcida por el ojo de gato de cristal.
Figura 5-2-8 Observando la Dirección de la Línea Brillante del Ojo de Gato de Vidrio Paralelo, el Ojo de Gato de Vidrio Aparece Translúcido.
4. Luminiscencia de sólidos amorfos
Aparte del vidrio con componentes especiales que presentan fosforescencia, la luminiscencia de los sólidos amorfos no suele ser observable a simple vista.
5. Fenómenos ópticos especiales de los sólidos amorfos
Esto implicará efectos comunes en los sólidos amorfos, como los efectos de halo, cambio de color y arena dorada. En el ópalo, no sólo se producen efectos de cambio de color, sino también efectos de ojo de gato (Figuras 5-2-9, 5-2-10). El efecto halo es común en el vidrio natural, y el efecto arena dorada se produce ocasionalmente (figura 5-2-11). Debido a los diferentes aditivos del vidrio, a menudo se presentan efectos de ojo de gato y arena dorada. Otros fenómenos ópticos especiales son poco frecuentes en los sólidos amorfos.
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5.1 Efecto Halo
El efecto halo puede dividirse en definiciones estrictas y amplias.
La amplia definición del efecto halo puede entenderse como un término general para fenómenos ópticos especiales distintos del efecto de ojo de gato, el efecto de luz de estrella y el efecto de cambio de color, abarcando efectos de cambio de color, efectos de luz de luna, efectos de oro de arena, etc.
La definición restringida del efecto halo puede entenderse como un término general para fenómenos ópticos especiales distintos del efecto de ojo de gato, el efecto de luz de estrella, el efecto de cambio de color, el efecto de variación de color, el efecto de luz de luna y el efecto de arena dorada.
El efecto de halo del que hablamos aquí se refiere a la definición estricta del efecto de halo que suele encontrarse en la obsidiana.
Hay dos fuentes de vidrio natural: los visitantes extraterrestres y los meteoritos. La otra es el vidrio volcánico, que puede encontrarse fácilmente en rocas magmáticas enfriadas, también conocido como obsidiana o vidrio volcánico. Observando la obsidiana con luz reflejada puede verse a veces el fenómeno de múltiples anillos concéntricos de color más claro que el cuerpo de la gema; este fenómeno se conoce como efecto halo (Figuras 5-2-12, 5-2-13).
Figura 5-2-12 Aspecto de la obsidiana (vidrio volcánico) bajo luz reflejada de intensidad ordinaria.
Figura 5-2-13 Efecto de halo de la obsidiana (vidrio volcánico) bajo luz reflejada de alta intensidad (la parte izquierda muestra anillos concéntricos y la derecha patrones fibrosos).
5.2 Efecto de cambio de color
Cuando se iluminan con luz reflejada, el ópalo, el ópalo sintético y el ópalo de imitación, así como otras gemas amorfas como el vidrio y el plástico que cambian de color, muestran un fenómeno en el que aparecen múltiples colores además del color del cuerpo a medida que la fuente de luz y la gema observada se mueven entre sí (Figura 5-2-14). El ópalo sin el efecto de cambio de color se denomina ópalo común (Figura5-2-15).
Figura 5-2-14 El efecto de cambio de color del ópalo
Figura 5-2-15 Ópalo rosa
Es importante prestar especial atención a las diferencias entre el efecto de cambio de color, el efecto de luz de luna, el efecto de cambio de color y el multicolor (Tabla 1).
Tabla 1: Métodos de observación y puntos clave para el efecto de cambio de color, efecto de luz de luna, efecto de cambio de color y multicolor.
| Método de observación | Observación Resultado | |
|---|---|---|
| Efecto de cambio de color | Observar la gema mediante luz reflejada u observar el movimiento relativo de la fuente de luz. | Se observan múltiples bloques de color en la piedra preciosa, y el color en el mismo lugar cambia con el movimiento relativo de la piedra preciosa y la fuente de luz (Figura 5-2--16) |
| Efecto luz de luna | Observación de piedras preciosas o del movimiento relativo de la fuente luminosa mediante luz reflejada. | Se observa un desplazamiento azul o amarillo anaranjado en la gema y el color cambia en la misma zona con el movimiento relativo de la gema y la fuente de luz (figura 5-2-17) |
| Efecto de cambio de color | Observación de la misma piedra preciosa bajo diferentes fuentes de luz utilizando luz reflejada. | Cada tipo de fuente de luz sólo puede observar un color fijo de la piedra preciosa (Figura 5-218, Figura 5-2-19) |
| Pleocroísmo | Observación de la gema bajo la misma fuente de luz desde múltiples ángulos utilizando luz transmitida. | Observando la piedra preciosa desde diferentes ángulos, se pueden observar diferentes colores.(Figura5-2-20) |
Figura 5-2-16 Ópalo con efecto de cambio de color
Figura 5-2-17 Comparación del efecto de cambio de color (tres a la izquierda) y el efecto de luz de luna (tres a la derecha)
Figura 5-2-18 Piedra Alejandrita a la luz de una vela por la noche
Figura 5-2-19 Piedra Alejandrita bajo la luz del sol durante el día
Figura 5-2-20 Cordierita pleocroica
5.3 Efecto arena-oro
Es muy común en el mercado un tipo de vidrio amarillo parduzco con efecto arena-oro, también conocido como aventurina o piedra arena-oro (Figura 5-2-21, Figura 5-2-22)
Figura 5-2-21 Vidrio con efecto arena-oro (azul)
Figura 5-2-22 Vidrio con efecto arena dorada (azul intenso y amarillo pardo)
El proceso de producción consiste en añadir óxido cuproso al vidrio, que se reduce a cobre metálico durante el enfriamiento. El polvo de cobre presenta pequeñas formas triangulares y cristales hexagonales.
Este método también puede producir vidrio translúcido azul cobalto que contiene láminas de cobre metálico, utilizado para imitar el lapislázuli que contiene pirita (Figura 5-2-23)
Sección IV Ópalo
La palabra inglesa para ópalo es opal, derivada del latín Opalus, que significa "la belleza de las piedras preciosas reunidas en una". El antiguo naturalista romano Plinio dijo una vez: "En una piedra de ópalo se pueden ver las llamas de los rubíes, las manchas de color de la amatista, el mar verde de la esmeralda, colorido y armonía, una belleza incomparable".
1.El origen del ópalo
La composición del ópalo es sílice hidratada.
La formación del ópalo requiere un entorno geológico estable y un tiempo de crecimiento adecuado. El ópalo de las antiguas cortezas meteorizadas es el resultado de la meteorización y la lixiviación, formadas por la evaporación de soluciones acuosas ricas en sílice. Durante el proceso de evaporación, si el entorno es estable y el agua se evapora a un ritmo constante durante un tiempo adecuado, puede formar esferas sólidas de sílice de tamaño y forma uniformes. Estas esferas se disponen de forma ordenada, atrapando el agua entre ellas. Las esferas de sílice dispuestas regularmente pueden difractar la luz, creando el efecto de juego de colores característico del ópalo precioso. Si el entorno es inestable, con tasas de evaporación variables o un tiempo de crecimiento insuficiente, se formarán partículas de sílice solidificadas de tamaño y forma irregulares, lo que dará lugar a un ópalo de calidad inferior o incluso a un ópalo común. A la inversa, si el tiempo de crecimiento es demasiado largo, la cristalización puede perder su juego de colores.
Siempre que se cumplan las condiciones geológicas mencionadas, el ópalo puede encontrarse en muchos lugares, como México, Australia, Perú y Etiopía.
1.1 Ópalo mexicano
México produce ópalo de gran calidad desde hace mucho tiempo. Incluso antes de que se descubriera el ópalo en Australia, México ya era una famosa región productora de ópalo. Los yacimientos de ópalo de México se encuentran principalmente en el sur del país, como en Irgo, Jimaba y San Nicolás. Sin embargo, rara vez se encuentra en el mercado debido a factores como la baja producción, la lejanía de las zonas mineras y la inestabilidad política. El ópalo mexicano se divide en tres categorías: ópalo de fuego, ópalo de cristal y ópalo de matriz, siendo el ópalo de fuego y el ópalo de cristal los más famosos. Antes del descubrimiento del ópalo etíope, México era el único lugar donde se cultivaba el ópalo de fuego.
1.2 Ópalo australiano
El ópalo producido en Australia también se conoce como "gema sedimentaria" porque se forma y se produce principalmente en las rocas sedimentarias de la Gran Cuenca Artesiana mesozoica.
El ópalo australiano se descubrió entre mediados y finales del siglo XIX. Los yacimientos se distribuyen principalmente en los acantilados blancos y Lightning Ridge de Nueva Gales del Sur, en el suroeste de Australia, Coober Pedy y Andamooka, en Australia Meridional, y Opalton y Helix, en Queensland. Lightning Ridge, en Nueva Gales del Sur, es famosa por su ópalo negro, y allí se produjeron ópalos importantes como el "Australian Essence", de 226 quilates, y el "Century Light", de 273 quilates.
Australia produce una gran variedad de ópalos, como el ópalo negro, el ópalo blanco, el ópalo cristalino y el ópalo fósil, entre los cuales el ópalo negro es el más famoso.
1.3 Ópalo azul peruano
En los años ochenta, cuando se explotaban minas de cobre en Perú, se descubrió el ópalo azul, pero apareció en la primavera de 2001 en el Tucson Gem Show de Estados Unidos.
El color del cuerpo del ópalo azul peruano es azul, verde y azul-verde (Figura 5-2-24). El color más raro y más precioso del ópalo azul es el azul profundo, seguido del azul lago. El ópalo azul peruano no exhibe juego de colores.
El ópalo azul peruano es de semitransparente a opaco. Presenta una fractura en forma de media concha. Bajo luz polarizada ortogonalmente, el ópalo azul muestra una extinción general, observándose localmente una textura irregular o una extinción en bandas. Bajo luz ultravioleta de onda corta, presenta una fluorescencia verde de media a débil; bajo luz ultravioleta de onda larga, presenta una fluorescencia verde débil.
El ópalo azul contiene a menudo inclusiones de fase sólida floculenta en forma de musgo (figura 5-2-25), óxido férrico moteado y limonita.
Figura 5-2-24 Ópalo azul peruano
Figura 5-2-25 Material Floculante Interno del Ópalo Azul Peruano (Método de Iluminación de Campo Oscuro 20X)
1.4 Ópalo etíope
Ya en 1994 se descubrió ópalo etíope en la provincia de Shewa, pero era inestable, propenso a agrietarse y tenía poca aceptación en el mercado. En 2008, cuando se extrajo ópalo estable, similar al de Australia, en la región etíope de Welo, el ópalo etíope fue ganando aceptación en el mercado.
El ópalo etíope, también conocido como ópalo de agua, se conoce en inglés como hydrophane opal, donde el término hydrophane procede del griego, que significa "presencia de agua", describiendo su capacidad para absorber agua y su característica de cambiar de opaco a semitransparente o de semitransparente a transparente en el agua. Algunos ópalos que no muestran cambios de color vibrantes cuando están secos muestran cambios de color claros cuando se sumergen en agua.
Los tipos de ópalo que se producen en Etiopía son el ópalo blanco, el ópalo cristalino y el ópalo de fuego.
En comparación con el ópalo australiano, las características del ópalo etíope pueden resumirse en patrones de cambio de color más diversos, deshidratación y absorción de agua en forma de esponja, un fenómeno similar al efecto de la luz de la luna, y un mayor volumen.
1.5 Ópalo de otros orígenes
El Valle de la Virgen, en Nevada (EE UU), también produce ópalo de fuego y ópalo negro. El mayor ópalo conocido del mundo, de 2.610 quilates, procede de aquí (actualmente se encuentra en el Museo Smithsonian de Washington, D.C.). Sin embargo, el inconveniente del ópalo americano es su alto contenido en agua, que puede hacer que se agriete por deshidratación cuando se expone al aire durante mucho tiempo. A la larga, se romperá por completo.
En nuestro país, Henan, Shaanxi, Yunnan, Anhui, Jiangsu y Heilongjiang también producen ópalo, pero en términos de calidad, sólo pertenecen al nivel del jade. El ópalo de calidad gema sólo se ha encontrado en los alrededores de Shangcheng, Henan.
2. El efecto de cambio de color del ópalo
Independientemente del origen del ópalo, las razones del efecto de cambio de color son coherentes.
2.1 Causas y factores que influyen en el efecto de cambio de color del ópalo
Observando el interior del ópalo con efectos de cambio de color mediante un microscopio electrónico de barrido, se puede comprobar que el interior del ópalo está compuesto por innumerables esferas de sílice casi esféricas densamente empaquetadas. Estas esferas de sílice son de tamaño similar, están dispuestas ordenadamente y dentro de un cierto rango; se conectan una tras otra, apilándose en disposiciones cúbicas simples, o apilando una cadena sobre los huecos de otra cadena, formando un empaquetamiento cúbico centrado en el cuerpo.
Cuando los tamaños de las esferas de sílice son desiguales y se disponen desordenadamente, los huecos entre ellas también son caóticos y no pueden formar una rejilla. Cuando la luz entra en este tipo de ópalo, no puede producirse la difracción y, por tanto, el efecto de cambio de color.
Además, el ópalo puede contener pequeñas cantidades de microcristales minerales no homogéneos, como cuarzo, caolín y talco. El cuarzo se forma a partir de la cristalización del ópalo amorfo. A lo largo del tiempo geológico, se desarrollan el ópalo amorfo, la tridimita monoclínica granular poco cristalina, la tridimita monoclínica prismática bien cristalina y el cuarzo granular bien cristalino. El grado de cristalización determina la intensidad del cambio de color del ópalo. Según los datos pertinentes, en los ópalos con un fuerte cambio de color no hay microcristales, sino una cristalinidad débil; en los ópalos con un cambio de color moderado, hay microcristales de tridimita monoclínica granular con contornos borrosos; mientras que en los ópalos con un cambio de color débil o nulo, aparecen microcristales de tridimita monoclínica en forma de aguja, lo que indica una cristalización débil. En otras palabras, a medida que aumenta el grado de cristalización, el grado de cambio de color en el ópalo se debilitará en consecuencia.
El efecto de cambio de color del ópalo no sólo está relacionado con las esferas de sílice y su homogeneidad, sino que también se ve influido por condiciones externas. Puesto que el efecto de cambio de color es óptico y la luz no es más que una sensación que actúa sobre el cerebro humano, la posición, el tiempo y el método de observación también pueden afectar al efecto de cambio de color. La misma pieza de ópalo puede mostrar diferentes intensidades de cambio de color o variaciones de color cuando se observa en diferentes latitudes, en diferentes estaciones, bajo diferentes condiciones meteorológicas, o incluso en diferentes momentos del mismo día. Por lo tanto, cuando se observa un ópalo en interiores con luz natural, lo mejor es mirar hacia el lado opuesto a la ventana; si es al aire libre, es aconsejable apartarse del sol y observar desde la posición opuesta. Cuando se está bajo luz artificial, se debe utilizar la luz reflejada, observando la intensidad del cambio de color y la variedad de colores desde una distancia de 15 〜20 cm del ópalo, lo que permite una descripción y evaluación más precisas.
2.2 Causas de las manchas de color en el efecto de cambio de color del ópalo
La estrecha disposición de pequeñas esferas de sílice en el interior del ópalo crea huecos regulares entre las esferas. Estos huecos están próximos a la longitud de onda de la luz, formando así una rejilla tridimensional que puede provocar la difracción de la luz. Cuando la luz entra en el ópalo, una parte de la luz incide en la superficie de las esferas de sílice, provocando la refracción, mientras que otra parte de la luz atraviesa la rejilla tridimensional formada por los huecos. Cuando la diferencia en la formación de la luz es igual a un múltiplo entero de la longitud de onda, se produce la difracción. Experimento del prisma de Newton
La luz puede descomponerse en siete colores. Por lo tanto, cuando la luz natural pasa a través de una rejilla, varias longitudes de onda de luz monocromática se difractarán, descomponiéndose en diferentes colores del violeta al rojo.
Los colores del efecto de juego cromático del ópalo dependen del tamaño de los huecos entre las esferas de sílice, que a su vez depende del diámetro de las esferas de sílice. Si el diámetro de las esferas de sílice es grande, los huecos también lo son, lo que permite el paso de más luz monocromática y da lugar a un juego de colores más rico; por el contrario, el juego de colores será monótono.
En resumen, el ópalo que produce el efecto de juego de colores debe cumplir las siguientes condiciones: tamaño de grano moderado, tamaño de grano similar y disposición ordenada de los granos. La diferencia esencial entre el ópalo y el ópalo ordinario y entre el ópalo de alta calidad y el ópalo de baja calidad reside en su microestructura interna. Cuanto más uniforme sea la granulometría, más moderado el diámetro de los granos y más ordenada la disposición, más intenso será el juego de colores producido y mayor la calidad del ópalo; por el contrario, si la granulometría es desigual y la disposición desordenada, se forma un ópalo ordinario .
2.3 Causas de las formas de las manchas de color en el efecto de juego de colores del ópalo
La formación de manchas de color en el juego de colores tiene su origen en defectos estructurales de los granos. Muchos textos de gemología han mencionado que el apilamiento ordenado de granos equidiamétricos forma el ópalo que produce el juego de color. Sin embargo, "equidiamétrico" y "ordenado" son términos relativos. Las imágenes de microscopio electrónico de barrido muestran que los tamaños de los granos son iguales dentro de un cierto rango, y la disposición u orientación de apilamiento de los granos no es estrictamente coherente, sino que sólo presenta una disposición ordenada dentro de un cierto rango, formando así una estructura de mosaico. Esta estructura se debe a que, durante la formación del ópalo, las condiciones geológicas no son absolutamente estables, y ligeros cambios pueden provocar variaciones en el tamaño de los granos y errores en el orden de disposición. Esta estructura permite que el ópalo exhiba colores alternados de manchas, hilos o puntos de colores en el mismo plano, cambiando como un caleidoscopio de colores vibrantes. Si toda una pieza de ópalo estuviera formada por granos de igual tamaño y dispuestos de forma totalmente coherente, el juego de colores observado sólo mostraría un cambio regular en el color de toda la pieza de ópalo, observándose un único color en cada momento. Por lo tanto, en la identificación, las manchas de color de tamaño desigual y límites borrosos deben considerarse como una de las características del ópalo natural.
Sección V Explicación de las propiedades mecánicas relacionadas con los sólidos amorfos
Aquí hablaremos de las fracturas relacionadas con los sólidos amorfos.
Las fracturas concoidales más comunes en las piedras preciosas amorfas incluyen el vidrio (independientemente de su naturalidad), el plástico y el ópalo (Figuras 5-3-1 a 5-3-3).
Figura 5-3-1 Fractura concoidea del vidrio (brillo aceitoso)
Figura 5-3-2 Fractura concoidea del vidrio (piedra solar simulada)
Figura 5-3-3 Fractura concoidea del vidrio (imitación de jade)
Sección VI Plásticos
El plástico es un material orgánico artificial compuesto principalmente por polímeros de cadena larga de átomos de carbono e hidrógeno. Los plásticos son muy maleables, se pueden calentar o moldear para darles cualquier forma, y se pueden fabricar en varios colores añadiendo colorantes. Las propiedades físicas del plástico difieren significativamente de las de la mayoría de las piedras preciosas inorgánicas, por lo que rara vez se utiliza para imitar piedras preciosas inorgánicas transparentes distintas del ópalo. Sin embargo, muchas de las propiedades ópticas del plástico, como el brillo, el peso específico, la dureza y la conductividad térmica, son similares a las de las piedras preciosas orgánicas, por lo que suele utilizarse para imitar gemas orgánicas, y tiene un gran potencial de engaño, como la imitación de perlas, ámbar y azabache. La mayoría de las imitaciones de plástico se fabrican con moldes. El plástico también se utiliza a veces para mejorar las piedras preciosas, como laminado, soporte y revestimiento de la superficie.
El plástico no es un material de imitación duradero, por lo que hay que tener especial cuidado para evitar daños.
