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Gemma amorfa: definizioni, proprietà ottiche e meccaniche
Nozioni fondamentali di gemmologia relative ai solidi amorfi
L'opale è la prima varietà di solido amorfo riconosciuta dall'uomo come pietra preziosa. Per secoli la gente l'ha ammirata e collezionata, e innumerevoli sono le poesie che lodano l'opale. L'antico naturalista romano Plinio una volta fece una brillante descrizione dell'opale: su un pezzo di opale, si possono vedere le fiamme dei rubini, il viola brillante dell'ametista, il mare verde dello smeraldo, colorati e armoniosi, belli da togliere il fiato. La bellezza dei colori dell'opale non è inferiore a quella della tavolozza di un pittore e delle fiamme dello zolfo ardente. Shakespeare scrisse nella sua "Dodicesima notte": "Questa meraviglia è la regina delle gemme". Ne "I tesori di Malta", l'opale è lodato con le frasi più classiche e ornate. La descrizione poetica del poeta e artista Du Ble è la più romantica e appropriata: "Quando la natura adorna i fiori, colora l'arcobaleno e tinge le piume degli uccellini, versa i colori spazzati dalla tavolozza nell'opale". Rispetto all'opale, il vetro e la plastica sono stati inventati più tardi e sono stati a lungo considerati simboli di economicità e imitazione.
Indice dei contenuti
Sezione I Il concetto di solido amorfo e le varietà più comuni
1. Concetto di solido amorfo
I solidi amorfi si riferiscono ai solidi le cui molecole costituenti (atomi, ioni) non presentano una disposizione periodica spazialmente regolare. Non hanno una forma regolare; prima della lavorazione, la forma dei solidi amorfi appartiene a una collezione di forme irregolari; dopo la lavorazione, il colore, la trasparenza e le caratteristiche di lucentezza dei solidi amorfi osservati a occhio nudo sono simili a quelli dei cristalli, come il vetro e l'opale.
2. Varietà comuni di gemme amorfe
Le varietà di gemme naturali includono l'opale (Figura 5-1-1) e il vetro naturale (Figura 5-1-2).
Figura 5-1-1 Opale
Figura 5-1-2 Vetro naturale
Le varietà di gemme artificiali includono vetro (Figure 5-1-3, 5-1-4), plastica e ceramica.
Figura 5-1-3 Vetro devitrificato
Figura 5-1-4 Vetro usato per imitare la giada
Sezione II Vetro
La produzione di prodotti in vetro ha una lunga storia. L'Egitto produceva perle di vetro monocromatiche già nel XVI secolo a.C. Dopo il X secolo a.C., le perle intarsiate (occhi di libellula) divennero molto popolari.
Il vetro è sempre stato il materiale più utilizzato per le imitazioni di gemme. Soprattutto oggi, le varietà di vetro sono in continua evoluzione e possono essere utilizzate quasi per imitare qualsiasi gemma naturale, in particolare quando imitano la maggior parte delle gemme inorganiche. Hanno notevoli qualità ingannevoli. Sebbene non siano molto luminosi, possono imitare l'ametista, l'acquamarina e l'olivina. Può anche imitare gemme di formazione naturale come l'occhio di tigre, l'opale, il corallo e le perle. Lo strato di fusione del vetro può imitare l'agata, la malachite e la tartaruga.
Il processo di produzione del vetro è diventato piuttosto maturo. Tuttavia, il vetro come imitazione di gemme non può raggiungere la stabilità chimica, gli indicatori fisici (densità, indice di rifrazione, durezza, sensibilità termica), le caratteristiche strutturali o i modelli di frattura simili a quelli delle gemme naturali; può solo raggiungere la somiglianza nell'aspetto e nel colore e cercare di ottenere il massimo realismo nella morfologia.
In genere, le imitazioni in vetro delle pietre preziose trasparenti sono realizzate fondendo il vetro tradizionale e aggiungendo materiali appropriati. La fusione del vetro avviene solitamente in crogioli di ceramica in forni a gas. Dopo la fusione del vetro con i materiali appropriati, il liquido fuso può essere versato in stampi e la pressione può essere applicata agli stampi per ottenere la forma desiderata. Durante la colata, una contrazione non uniforme può lasciare buchi di contrazione sulla superficie. Anche le giunzioni degli stampi possono lasciare segni di colata.
1. Materiali in vetro per imitare le pietre preziose
Le proprietà dei diversi tipi di vetro sono legate ai materiali speciali aggiunti. Qui presentiamo le varietà di vetro più comuni, facilmente confondibili con le gemme naturali: il vetro al piombo, il vetro microcristallino e il vetro occhio di gatto.
1.1 Vetro al piombo
Il vetro al piombo si basa su vetro cristallino ad alto o medio tenore di piombo, con l'aggiunta di vari coloranti di terre rare per ottenere gli effetti di varie pietre preziose.
1.2 Vetroceramica
Il vetroceramica, noto anche come vetro cristallo fiore, giada microcristallina o giada spar, può essere ottenuto da vari scarti industriali, ceneri o scorie. Aggiungendo specifici agenti nucleanti e utilizzando processi di trattamento termico, la crescita dei cristalli interni può essere resa priva di orientamento evidente, dando origine a sferuliti radiali, aghiformi o ramificate. È economico e disponibile in colori vivaci. Il vetro microcristallino è composto principalmente da fasi cristalline e vetrose, con la fase vetrosa che rimane tra i cristalli combinando molti cristalli a grana fine, spesso utilizzati per imitare la giada (Figure da 5-1-5 a 5-1-8).
Figura 5-1-5 Vetro devitrificato (luce riflessa)
Figura 5-1-6 Vetro devitalizzato (luce trasmessa)
Figura 5-1-7 Cristalli interni di vetro devitrificato (metodo di illuminazione in campo scuro 40X)
Figura 5-1-8 Cristalli interni di vetro devitrificato (metodo di illuminazione in campo scuro 40X)
1.3 Occhio di gatto in vetro
Prodotto originariamente dall'azienda americana Cathay, prende il nome di Cathay Cat's Eye e il nome inglese Cathay Stone. Si forma disponendo e fondendo fibre ottiche di diversi tipi di vetro in forme cubiche o esagonali, denominate "pannelli di fibre ottiche", con 150.000 fibre ottiche per cm quadrato, in grado di produrre un eccellente effetto occhio di gatto. Indice di rifrazione 1,8, peso specifico 4,58, durezza Mohs 6.
Questo materiale è ampiamente utilizzato negli oggetti decorativi ed è disponibile in quasi tutti i colori. La maggior parte è di colore rosso brillante, verde, blu, giallo, arancione, viola o bianco. I colori, completamente diversi da quelli delle gemme occhi di gatto naturali, possono destare sospetti a prima vista. Tuttavia, il colore dell'occhio di gatto in vetro giallo-brunastro è molto simile a quello dell'occhio di gatto in crisoberillo e dell'occhio di gatto in quarzo (Figure 5-1-9, 5-1-10). Tuttavia, osservando le bande luminose su entrambi i lati con una lente d'ingrandimento, si nota una tipica struttura a nido d'ape, una caratteristica diagnostica dell'occhio di gatto di vetro (Figure 5-1-11, 5-1-12).
Figura 5-1-9 Occhio di gatto in vetro (luce riflessa)
Figura 5-1-10 Occhio di gatto in vetro (luce riflessa) immagine destra
Figura 5-2-11 Struttura a nido d'ape dell'occhio di gatto in vetro (metodo di illuminazione in campo scuro 25X)
Figura 5-2-12 Struttura a nido d'ape dell'occhio di gatto in vetro (metodo di illuminazione in campo scuro 25X)
2. Miglioramento del vetro nelle pietre preziose
La stragrande maggioranza delle gemme prodotte in natura ha un colore scadente, una bassa trasparenza e molte fessure che non soddisfano le esigenze del mercato. Pertanto, le tecniche di valorizzazione delle gemme sono ampiamente utilizzate per migliorarne il colore, la trasparenza e altre caratteristiche estetiche. Attualmente, i metodi più comuni per migliorare le gemme riguardano rubini, zaffiri, smeraldi e tormaline. Se i commercianti rendono noti questi trattamenti, è più facile per i consumatori comuni distinguerli.
Nel processo di miglioramento delle pietre preziose, il vetro ha acquisito una nuova identità all'inizio del XXI secolo: il riempimento con vetro al piombo (Figure 5-1-13 e 5-1-15). Nel 2003 sono comparsi sul mercato rubini e corindoni riempiti di vetro al piombo e dal marzo 2004, quando la Japan Gem Association (GAAJ) ha individuato per la prima volta rubini riempiti di vetro al piombo, anche rinomati laboratori gemmologici (AGTA, GIA) hanno riscontrato rubini trattati nello stesso modo. L'analisi della spettroscopia Raman conferma che il materiale di riempimento della gemma è molto simile a un vetro borato di piombo.
Figura 5-1-13 Differenza del cluster superficiale tra vetro e rubino (metodo di illuminazione verticale 20X)
Figura 5-1-14 Effetto flash del vetro nelle fessure del rubino (metodo di illuminazione in campo scuro 20X)
Figura 5-1-15 Effetto flash blu e bolle nel vetro delle fessure del rubino (metodo di illuminazione in campo scuro 20X)
Nel 2007 sono apparsi sul mercato zaffiri blu riempiti di vetro al piombo e i primi zaffiri riempiti avevano un colore più scuro.
Nel 2011 sono apparsi sul mercato molti zaffiri riempiti di vetro al piombo blu cobalto, con colori vicini a quelli degli zaffiri di alta qualità.
Negli ultimi anni sono stati immessi sul mercato sempre più rubini riempiti con un'eccessiva quantità di vetro, che ha fatto sì che i piccoli frammenti di rubino venissero uniti dal vetro. Questo tipo di gemma trattata può essere chiamata miscela vetro/rubino. È importante notare che le gemme riempite di vetro non sono solo gemme naturali finite; sono state segnalate tracce di riempimento di vetro anche in cristalli di corindone grezzi e in alcune gemme sintetiche.
Sezione III Definizioni dei termini ottici relativi ai solidi amorfi
Le proprietà ottiche delle gemme amorfe comprendono colore, lucentezza, trasparenza, luminescenza e fenomeni ottici speciali. Alcuni di questi sono stati spiegati nel secondo capitolo e non verranno ripetuti in questa sede. In questa sezione, discuteremo brevemente i fenomeni osservati quando si osservano i solidi amorfi in condizioni di illuminazione e la terminologia professionale utilizzata per descrivere questi fenomeni. È particolarmente importante notare i fenomeni di dispersione, pleocroismo e birifrangenza invisibili nei solidi amorfi.
1. Il colore dei solidi amorfi
Qui parleremo della descrizione del colore dell'opale.
A causa della diversità di colore causata dal suo effetto di gioco di colori, il colore dell'opale è spesso descritto usando il suo colore del corpo.
(1) Opale nero, con colori del corpo come il blu profondo, il grigio profondo, il verde profondo o altri colori scuri, o opale nero (Figura 5-2-1).
(2) Opale bianco, con corpo di colore bianco o grigio, da trasparente a semitrasparente (Figura 5-2-2).
(3) Opale di fuoco, principalmente arancione, da trasparente a semitrasparente (Figura 5-2-3).
(4) Opale cristallino, incolore, da trasparente a semitrasparente (Figura 5-2-4).
Figura 5-2-1 Opale nero
Figura 5-2-2 Opale bianco
Figura 5-2-3 Opale di fuoco
Figura 5-2-4 Opale di cristallo
2. Lucentezza delle sostanze amorfe
Abbiamo parlato degli otto tipi di lucentezza delle gemme. Negli articoli precedenti abbiamo già parlato dei quattro tipi di lucentezza comunemente osservati nei cristalli: lucentezza metallica, lucentezza adamantina, lucentezza vitrea e lucentezza oleosa; abbiamo discusso della lucentezza grassa, della lucentezza setosa e della lucentezza cerosa; abbiamo discusso della lucentezza delle gemme organiche, tra cui la lucentezza perlacea e la lucentezza resinosa.
La terminologia della lucentezza per i solidi amorfi appartiene alle categorie di cui sopra, con una lucentezza specifica che dipende dall'osservazione effettiva.
Nell'osservazione pratica, se l'opale mostra una lucentezza a motivi da una certa angolazione, può essere identificato come assemblato (Figura 5-2-5, Figura 5-2-6).
Figura 5-2-5 Opale assemblato
Figura 5-2-6 Opale assemblato con diverse lucentezze laterali
3. Trasparenza dei solidi amorfi
La descrizione della trasparenza dei solidi amorfi utilizza la stessa terminologia di quella dei materiali cristallini e i metodi di osservazione sono coerenti.
In questa sezione si parlerà specificamente degli occhi di gatto in vetro, che hanno tutti caratteristiche quasi identiche: osservando l'occhio di gatto in vetro nella direzione della linea luminosa verticale dell'effetto occhio di gatto, si nota che è traslucido (Figura 5-2-7), mentre osservando nella direzione della linea luminosa parallela dell'occhio di gatto in vetro si nota che è sub-trasparente (Figura 5-2-8), e un'attenta osservazione nella direzione sub-trasparente rivela una struttura a nido d'ape.
Figura 5-2-7 La direzione della linea luminosa nell'effetto occhio di gatto verticale è vista come traslucida dall'occhio di gatto di vetro.
Figura 5-2-8 Osservando la direzione della linea luminosa dell'occhio di gatto di vetro parallelo, l'occhio di gatto di vetro appare traslucido.
4. Luminescenza dei solidi amorfi
A parte i vetri con componenti speciali che presentano fosforescenza, la luminescenza dei solidi amorfi non è generalmente osservabile a occhio nudo.
5. Fenomeni ottici speciali dei solidi amorfi
Si tratta di effetti comuni nei solidi amorfi, come l'alone, il cambiamento di colore e l'effetto sabbia dorata. Nell'opale si verificano non solo effetti di cambiamento di colore, ma anche effetti a occhio di gatto (Figure 5-2-9, 5-2-10). L'effetto alone è comune nel vetro naturale, mentre l'effetto sabbia dorata si verifica occasionalmente (Figura 5-2-11). A causa dei diversi additivi presenti nel vetro, gli effetti occhio di gatto e sabbia dorata si presentano spesso. Altri fenomeni ottici speciali sono rari nei solidi amorfi.
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5.1 Effetto alone
L'effetto alone può essere suddiviso in definizioni ristrette e ampie.
L'ampia definizione di effetto alone può essere intesa come un termine generale per fenomeni ottici speciali diversi dall'effetto occhio di gatto, dall'effetto starlight e dall'effetto cambiacolori, comprendendo effetti cambiacolori, effetti moonlight, effetti sand gold e altro ancora.
La definizione ristretta di effetto alone può essere intesa come termine generale per indicare fenomeni ottici speciali diversi dall'effetto occhio di gatto, dall'effetto starlight, dall'effetto cambio colore, dall'effetto variazione colore, dall'effetto chiaro di luna e dall'effetto sabbia dorata.
L'effetto alone di cui parliamo qui si riferisce alla definizione ristretta dell'effetto alone comunemente riscontrato nell'ossidiana.
Le fonti di vetro naturale sono due: i visitatori extraterrestri e i meteoriti. L'altra è il vetro vulcanico, che si trova facilmente nelle rocce magmatiche raffreddate, noto anche come ossidiana o vetro vulcanico. Osservando l'ossidiana con la luce riflessa si può talvolta notare il fenomeno di più anelli concentrici di colore più chiaro rispetto al corpo della gemma; questo fenomeno viene definito effetto alone (Figure 5-2-12, 5-2-13).
Figura 5-2-12 Aspetto dell'ossidiana (vetro vulcanico) in luce riflessa di intensità ordinaria
Figura 5-2-13 L'effetto alone dell'ossidiana (vetro vulcanico) in luce riflessa ad alta intensità (il lato sinistro mostra anelli concentrici e il lato destro motivi fibrosi)
5.2 Effetto cambio colore
Quando vengono illuminati con luce riflessa, l'opale, l'opale sintetico e l'opale imitativo, così come altre gemme amorfe come il vetro e la plastica che cambiano colore, mostrano un fenomeno in cui appaiono più colori oltre al colore del corpo quando la fonte di luce e la gemma osservata si muovono l'una rispetto all'altra (Figura 5-2-14). L'opale senza l'effetto di cambiamento di colore è chiamato opale comune (Figura 5-2-15).
Figura 5-2-14 L'effetto cambia colore dell'opale
Figura 5-2-15 Opale rosa
È importante prestare particolare attenzione alle differenze tra l'effetto cambiacolore, l'effetto chiaro di luna, l'effetto cambiacolore e il multicolore (Tabella 1).
Tabella 1: Metodi di osservazione e punti chiave per l'effetto cambio colore, l'effetto luna, l'effetto cambio colore e il multicolore.
| Metodo di osservazione | Risultato dell'osservazione | |
|---|---|---|
| Effetto cambio colore | Osservare la gemma con la luce riflessa o osservare il movimento relativo della sorgente luminosa. | Nella gemma si osservano più blocchi di colore e il colore nello stesso punto cambia con il movimento relativo della gemma e della sorgente luminosa (Figura 5-2--16). |
| Effetto Luna | Osservare le gemme o il movimento relativo della sorgente luminosa utilizzando la luce riflessa. | Nella gemma si osserva uno spostamento verso il blu o il giallo-arancio e il colore cambia nella stessa area con il movimento relativo della gemma e della sorgente luminosa (Figura 5-2-17). |
| Effetto cambio colore | Osservare la stessa gemma sotto diverse fonti luminose utilizzando la luce riflessa. | Ogni tipo di sorgente luminosa può osservare solo un colore fisso della gemma (Figura 5-218, Figura 5-2-19). |
| Pleocroismo | Osservare la gemma sotto la stessa fonte di luce da più angolazioni utilizzando la luce trasmessa. | Osservando la gemma da diverse angolazioni, si possono notare diversi colori.(Figura 5-2-20) |
Figura 5-2-16 Opale con effetto cambio colore
Figura 5-2-17 Confronto tra l'effetto cambio colore (sinistra tre) e l'effetto luce lunare (destra tre)
Figura 5-2-18 Pietra alessandrite di notte a lume di candela
Figura 5-2-19 Pietra alessandrite sotto la luce del sole durante il giorno
Figura 5-2-20 Cordierite pleocroica
5.3 Effetto sabbia-oro
Un tipo di vetro giallo-brunastro con effetto sabbia-oro è estremamente comune sul mercato, noto anche come avventurina o pietra sabbia-oro (Figura 5-2-21, Figura 5-2-22).
Figura 5-2-21 Vetro con effetto sabbia-oro (blu)
Figura 5-2-22 Vetro con effetto sabbia dorata (blu intenso e giallo marrone)
Il processo di produzione prevede l'aggiunta di ossido rameoso al vetro, che viene ridotto a rame metallico durante la tempra. La polvere di rame presenta piccole forme triangolari e cristalli esagonali.
Questo metodo può anche produrre vetro traslucido blu cobalto contenente fogli di rame metallico, utilizzato per imitare i lapislazzuli contenenti pirite (Figura 5-2-23).
Sezione IV Opale
Il termine inglese per indicare l'opale è opal, che deriva dalla parola latina Opalus, che significa "la bellezza delle pietre preziose riunite in una". L'antico naturalista romano Plinio disse una volta: "Su una pietra opale si possono vedere le fiamme dei rubini, le macchie di colore dell'ametista, il mare verde dello smeraldo, colorati e armoniosi, una bellezza senza paragoni".
1.L'origine dell'opale
La composizione dell'opale è costituita da silice idrata.
La formazione dell'opale richiede un ambiente geologico stabile e un tempo di crescita adeguato. L'opale presente nella crosta antica è il risultato degli agenti atmosferici e della lisciviazione, formata dall'evaporazione di soluzioni acquose ricche di silice. Durante il processo di evaporazione, se l'ambiente è stabile e l'acqua evapora a velocità costante per una durata adeguata, può formare sfere di silice solida di forma e dimensioni uniformi. Queste sfere si dispongono in modo ordinato, intrappolando l'acqua tra di loro. Le sfere di silice disposte in modo regolare possono diffondere la luce, creando l'esclusivo effetto "gioco di colori" dell'opale prezioso. Se l'ambiente è instabile, con tassi di evaporazione variabili o un tempo di crescita insufficiente, si formano particelle di silice solidificata di forma e dimensioni irregolari, che danno origine a un opale inferiore o addirittura a un opale comune. Al contrario, se il tempo di crescita è troppo lungo, la cristallizzazione può perdere il suo gioco di colori.
Finché le condizioni geologiche di cui sopra sono soddisfatte, l'opale può essere trovato in molti luoghi, come Messico, Australia, Perù ed Etiopia.
1.1 Opale messicano
Il Messico produce da tempo opale di alta qualità. Anche prima della scoperta dell'opale in Australia, il Messico era già una famosa regione produttrice di opale. I giacimenti di opale in Messico si trovano principalmente nella parte meridionale del Paese, come a Irgo, Jimaba e San Nicolas. Tuttavia, l'opale è raramente presente sul mercato a causa di fattori quali la scarsa produzione, le aree estrattive remote e l'instabilità politica. L'opale messicano si divide in tre categorie: opale di fuoco, opale di cristallo e opale di matrice, con l'opale di fuoco e l'opale di cristallo che sono i più famosi. Prima della scoperta dell'opale etiope, il Messico era l'unico luogo in cui si coltivava l'opale di fuoco.
1.2 Opale australiano
L'opale prodotto in Australia è noto anche come "gemma sedimentaria" perché si forma e si produce principalmente nelle rocce sedimentarie del Grande Bacino Artesiano mesozoico.
L'opale australiano è stato scoperto a metà o alla fine del XIX secolo. I giacimenti sono distribuiti principalmente nelle scogliere bianche e a Lightning Ridge del Nuovo Galles del Sud, nell'Australia sud-occidentale, a Coober Pedy e Andamooka nell'Australia del Sud e a Opalton e Helix nel Queensland. Lightning Ridge, nel Nuovo Galles del Sud, è famosa per l'opale nero e vi sono stati prodotti opali importanti come l'"Australian Essence", del peso di 226 carati, e il "Century Light", del peso di 273 carati.
L'Australia produce un'ampia varietà di opali, tra cui l'opale nero, l'opale bianco, l'opale cristallo e l'opale fossile, tra cui l'opale nero è il più famoso.
1,3 Opale blu peruviano
Negli anni '80, quando le miniere di rame venivano estratte localmente in Perù, è stato scoperto l'opale blu, ma è apparso nella primavera del 2001 al Tucson Gem Show negli Stati Uniti.
Il colore del corpo dell'opale blu peruviano è blu, verde e blu-verde (Figura 5-2-24). Il colore più raro e prezioso dell'opale blu è il blu intenso, seguito dal blu lago. L'opale blu peruviano non presenta giochi di colore.
L'opale blu peruviano è da semitrasparente a opaco. Presenta una frattura simile a una mezza conchiglia. Alla luce polarizzata ortogonale, l'opale blu mostra un'estinzione generale, con un'estinzione irregolare o a bande osservata localmente. Alla luce ultravioletta a onde corte mostra una fluorescenza verde da media a debole; alla luce ultravioletta a onde lunghe mostra una fluorescenza verde debole.
L'opale blu contiene spesso inclusioni flocculanti a forma di muschio (Figura 5-2-25), ossido ferrico screziato e limonite in fase solida.
Figura 5-2-24 Opale blu peruviano
Figura 5-2-25 Materiale flocculante interno dell'opale blu peruviano (metodo di illuminazione in campo scuro 20X)
1,4 Opale etiope
L'opale etiope è stato scoperto nella provincia di Shewa già nel 1994, ma era instabile, soggetto a fessurazioni e poco accettato dal mercato. Nel 2008, quando l'opale stabile, simile a quello australiano, è stato estratto nella regione di Welo, l'opale etiope è stato gradualmente accettato dal mercato.
L'opale etiope, noto anche come opale d'acqua, viene definito in inglese hydrophane opal, dove il termine hydrophane deriva dal greco e significa "presenza d'acqua", descrivendo la sua capacità di assorbire acqua e la sua caratteristica di passare da opaco a semitrasparente o da semitrasparente a trasparente in acqua. Alcuni opali che non presentano variazioni di colore vivaci quando sono asciutti, mostrano evidenti variazioni di colore quando sono immersi nell'acqua.
I tipi di opale prodotti in Etiopia comprendono l'opale bianco, l'opale cristallo e l'opale di fuoco.
Rispetto all'opale australiano, le caratteristiche dell'opale etiope possono essere riassunte in una maggiore varietà di motivi che cambiano colore, una disidratazione simile a quella di una spugna e l'assorbimento dell'acqua, un fenomeno simile all'effetto del chiaro di luna, e un volume maggiore.
1.5 Opale di altre origini
Nella Virgin Valley, in Nevada (USA), si producono anche opale di fuoco e opale nero. L'opale più grande del mondo, del peso di 2610 carati, proviene da questa zona (attualmente è conservato allo Smithsonian Museum di Washington). Tuttavia, lo svantaggio dell'opale americano è il suo alto contenuto di acqua, che può causare crepe a causa della disidratazione se esposto all'aria per lungo tempo. Alla fine si frantuma completamente.
Nel nostro Paese, anche Henan, Shaanxi, Yunnan, Anhui, Jiangsu e Heilongjiang producono opale, ma in termini di qualità appartengono solo al livello della giada. L'opale di qualità è stato trovato solo nella zona di Shangcheng, nello Henan.
2. L'effetto di cambiamento di colore dell'opale
Indipendentemente dall'origine dell'opale, le ragioni dell'effetto di cambiamento di colore sono coerenti.
2.1 Cause e fattori d'influenza dell'effetto di variazione del colore dell'opale
Osservando l'interno dell'opale con effetti di cambiamento di colore utilizzando un microscopio elettronico a scansione, si può scoprire che l'interno dell'opale è composto da innumerevoli sfere di silice quasi sferiche densamente impacchettate. Queste sfere di silice sono di dimensioni simili, disposte in modo ordinato ed entro un certo intervallo; si collegano una dopo l'altra, impilandosi in semplici disposizioni cubiche, o impilando una stringa sugli spazi vuoti di un'altra stringa, formando un impacchettamento cubico centrato sul corpo.
Quando le dimensioni delle sfere di silice sono irregolari e disposte in modo disordinato, anche gli spazi tra di esse sono caotici e non possono formare un reticolo. Quando la luce entra in questo tipo di opale, la diffrazione non può avvenire e quindi non si può produrre l'effetto di cambiamento di colore.
Inoltre, l'opale può contenere piccole quantità di microcristalli minerali non omogenei come quarzo, caolino e talco. Il quarzo si forma dalla cristallizzazione dell'opale amorfo. Nel corso del tempo geologico, si sviluppano l'opale amorfo, la tridimite monoclinica granulare scarsamente cristallina, la tridimite monoclinica prismatica ben cristallina e il quarzo granulare ben cristallino. Il grado di cristallizzazione determina la forza del cambiamento di colore dell'opale. In base ai dati disponibili, negli opali con forte viraggio del colore non sono presenti microcristalli, ma solo una debole cristallinità; negli opali con moderato viraggio del colore sono presenti microcristalli di tridimite monoclina granulare dai contorni sfumati; mentre negli opali con debole o assente viraggio del colore compaiono microcristalli di tridimite monoclina aghiformi, che indicano una debole cristallizzazione. In altre parole, all'aumentare del grado di cristallizzazione, il grado di variazione del colore dell'opale si indebolisce di conseguenza.
L'effetto cambiacolore dell'opale non è solo legato alle sfere di silice e alla loro omogeneità, ma è anche influenzato dalle condizioni esterne. Poiché l'effetto cambiacolore è ottico e la luce è solo una sensazione che agisce sul cervello umano, anche la posizione, il tempo e il metodo di osservazione possono influenzare l'effetto cambiacolore. Lo stesso pezzo di opale può presentare diverse intensità di cambiamento di colore o variazioni di colore se osservato a latitudini diverse, in stagioni diverse, in condizioni atmosferiche diverse o persino in momenti diversi della stessa giornata. Per questo motivo, quando si osserva l'opale al chiuso con la luce naturale, è meglio essere rivolti verso la finestra; se si è all'aperto, è consigliabile allontanarsi dal sole e osservare dalla posizione opposta. In presenza di luce artificiale, si dovrebbe utilizzare la luce riflessa, osservando l'intensità del cambiamento di colore e la varietà dei colori da una distanza di 15 〜20 cm dall'opale, che consente una descrizione e una valutazione più accurate.
2.2 Cause delle macchie di colore nell'effetto cambiacolori dell'opale
La disposizione ravvicinata di piccole sfere di silice all'interno dell'opale crea spazi regolari tra le sfere. Questi spazi si avvicinano alla lunghezza d'onda della luce, formando così un reticolo tridimensionale che può causare la diffrazione della luce. Quando la luce entra nell'opale, una parte della luce colpisce la superficie delle sfere di silice, causando la rifrazione, mentre un'altra parte della luce passa attraverso il reticolo tridimensionale formato dalle lacune. Quando la differenza di formazione della luce è pari a un multiplo intero della lunghezza d'onda, si verifica la diffrazione. Esperimento del prisma di Newton
La luce può essere scomposta in sette colori. Pertanto, quando la luce naturale passa attraverso una griglia, le varie lunghezze d'onda della luce monocromatica si diffrangono, scomponendosi in diversi colori, dal viola al rosso.
I colori dell'effetto gioco di colori dell'opale dipendono dalle dimensioni degli spazi tra le sfere di silice, che a loro volta dipendono dal diametro delle sfere di silice. Se il diametro delle sfere di silice è grande, anche gli spazi vuoti sono grandi e permettono il passaggio di una maggiore quantità di luce monocromatica, con un conseguente gioco di colori più ricco; al contrario, il gioco di colori sarà monotono.
In sintesi, l'opale che produce l'effetto gioco di colori deve soddisfare le seguenti condizioni: granulometria moderata, granulometria simile e disposizione ordinata dei grani. La differenza essenziale tra opale e opale comune e tra opale di alta qualità e opale di bassa qualità risiede nella loro microstruttura interna. Quanto più uniforme è la dimensione dei grani, quanto più moderato è il loro diametro e quanto più ordinata è la loro disposizione, tanto più forte è il gioco di colori prodotto e tanto più alta è la qualità dell'opale; al contrario, se le dimensioni dei grani sono disuguali e la disposizione è disordinata, si forma l'opale ordinario.
2.3 Le cause delle forme delle macchie di colore nell'effetto di gioco di colore dell'opale
La formazione di macchie di colore nei giochi di colore deriva da difetti strutturali dei grani. In molti testi di gemmologia si dice che l'impilamento ordinato di grani di equidiametro forma l'opale che produce il gioco di colori. Tuttavia, "equidiametro" e "ordinato" sono solo termini relativi. Le immagini al microscopio elettronico a scansione mostrano che le dimensioni dei grani sono uguali entro un certo intervallo, mentre la disposizione o l'orientamento di impilamento dei grani non è strettamente coerente, ma presenta solo una disposizione ordinata entro un certo intervallo, formando così una struttura a mosaico. Questa struttura è dovuta al fatto che, durante la formazione dell'opale, le condizioni geologiche non sono assolutamente stabili e lievi cambiamenti possono causare variazioni nella dimensione dei grani ed errori nell'ordine di disposizione. Questa struttura permette all'opale di presentare un'alternanza di macchie colorate, fili o punti sullo stesso piano, che cambiano come un caleidoscopio dai colori vibranti. Se un intero pezzo di opale fosse composto da grani di uguali dimensioni e disposti in modo del tutto coerente, il gioco di colori osservato mostrerebbe solo un cambiamento regolare nel colore dell'intero pezzo di opale, con un solo colore osservato in ogni momento. Pertanto, nell'identificazione, le macchie di colore di dimensioni non uniformi e dai confini sfumati devono essere considerate come una delle caratteristiche dell'opale naturale.
Sezione V Spiegazione delle proprietà meccaniche relative ai solidi amorfi
In questa sede, discuteremo le fratture relative ai solidi amorfi.
Le fratture concoidali più comuni nelle gemme amorfe includono il vetro (indipendentemente dalla naturalezza), la plastica e l'opale (Figure da 5-3-1 a 5-3-3).
Figura 5-3-1 Frattura concoidale del vetro (lucentezza oleosa)
Figura 5-3-2 Frattura concoidale del vetro (pietra solare simulata)
Figura 5-3-3 Frattura concoidale del vetro (imitazione della giada)
Sezione VI Plastica
La plastica è un materiale organico prodotto dall'uomo composto principalmente da polimeri a lunga catena di atomi di carbonio e idrogeno. La plastica è altamente malleabile, può essere riscaldata o modellata in qualsiasi forma e può essere realizzata in vari colori con l'aggiunta di coloranti. Le proprietà fisiche della plastica differiscono significativamente da quelle della maggior parte delle gemme inorganiche, per cui raramente viene utilizzata per imitare gemme inorganiche trasparenti diverse dall'opale. Tuttavia, molte delle proprietà ottiche della plastica, come la lucentezza, il peso specifico, la durezza e la conducibilità termica, sono simili a quelle delle gemme organiche, per cui viene comunemente utilizzata per imitare le gemme organiche e ha un forte potenziale di inganno, come l'imitazione di perle, ambra e giaietto. La maggior parte delle imitazioni in plastica sono realizzate con stampi. La plastica viene talvolta utilizzata anche per migliorare le gemme, ad esempio per la laminazione, il supporto e i rivestimenti superficiali.
La plastica non è un materiale di imitazione durevole, quindi è necessario prestare particolare attenzione per evitare danni.
