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宝石のアモルファス：定義、光学、力学的特性の理解
アモルファス固体に関連する宝石学の基礎知識
オパールは、人々に宝石として認められた最初の非晶質固体の一種である。何世紀にもわたり、人々はオパールを賞賛し、収集してきた。古代ローマの博物学者プリニウスは、オパールを見事に描写した。「オパールの一片の上に、ルビーの炎、アメジストの鮮やかな紫、エメラルドの緑の海が見える。オパールの色の美しさは、画家のパレットや燃える硫黄の炎に勝るとも劣らない。シェイクスピアは「十二夜」の中でこう書いている："この驚異は宝石の女王である"マルタの秘宝』では、オパールは最も古典的で華麗な表現で賞賛されている。詩人であり芸術家でもあるデュ・ブルの詩的描写は、最もロマンチックでふさわしい："自然が花を飾り、虹を彩り、小鳥の羽を染めるとき、彼女はパレットから掃き出された色をオパールに注ぐ。"オパールに比べ、ガラスやプラスチックは後から発明されたものであり、長い間、安っぽさと模造品の象徴とみなされてきた。
目次
第1節 非晶質固体の概念と一般的な種類
1.非晶質固体の概念
非晶質固体とは、構成する分子（原子、イオン）が空間的に規則的な周期配列を示さない固体を指す。加工前の非晶質固体の形状は不定形集合に属し、加工後の非晶質固体の肉眼で観察される色、透明度、光沢の特徴は、ガラスやオパールのような結晶と類似している。
2.非晶質宝石の一般的な種類
天然宝石には、オパール（図5-1-1）や天然ガラス（図5-1-2）などがある。
図5-1-1 オパール
図5-1-2 天然ガラス
人工宝石には、ガラス（図5-1-3、5-1-4）、プラスチック、セラミックなどがある。
図5-1-3 脱硝ガラス
図5-1-4 翡翠を模したガラス
セクション II ガラス
ガラス製品の生産には長い歴史がある。エジプトでは紀元前16世紀にはすでに単色のガラスビーズが製造されていた。紀元前10世紀以降には、象眼ビーズ（トンボの目）がかなり普及した。
ガラスは常に模造宝石のための最も一般的に使用される材料であった。特に現在では、ガラスの種類は常に変化しており、特にほとんどの無機宝石を模倣する場合、彼らはほとんどどんな天然宝石を模倣するために使用することができます。彼らはかなりの欺瞞的な資質を持っています。あまり明るくはないが、アメジスト、アクアマリン、カンラン石を模倣することができる。また、タイガーアイ、オパール、サンゴ、真珠など、自然に形成された宝石を模倣することもできる。ガラス融合層は、アゲート、マラカイト、べっ甲を模倣することができる。
ガラスの製造工程はかなり成熟してきた。とはいえ、模造宝石としてのガラスは、天然宝石と同様の化学的安定性、物理的指標（密度、屈折率、硬度、感熱性）、構造的特性、破壊パターンを達成することはできず、外観と色の類似を達成し、可能な限り形態のリアルさを追求することしかできない。
一般に、透明な宝石の模造ガラスは、伝統的なガラスを溶かし、適切な材料を加えて作られる。ガラスの溶解は通常、ガス窯のセラミックるつぼの中で行われる。適切な材料を加えたガラスを溶かした後、溶けた液体を型に流し込み、型に圧力をかけて希望の形状を得ることができる。鋳造の際、不均一な収縮によって表面に収縮ピットが残ることがある。また、鋳型の継ぎ目には鋳造痕が残ります。
1.宝石を模したガラス素材
ガラスの種類によって異なる特性は、添加される特殊な材料と関係している。ここでは、天然宝石と混同されやすい一般的なガラス、鉛ガラス、微結晶ガラス、ガラスキャッツアイを紹介する。
1.1 鉛ガラス
鉛ガラスは、高鉛または中鉛のクリスタルガラスをベースに、様々な宝石の効果を得るために様々な希土類着色剤を加えたものである。
1.2 ガラス・セラミック
クリスタル・フラワー・ガラス、微結晶ヒスイ、ヒスイ・スパーとも呼ばれるガラス・セラミックは、さまざまな工業鉱滓、灰、スラグから得ることができる。特定の核剤を添加し、熱処理工程を用いることで、内部結晶の成長に明らかな方向性を持たせることができ、放射状、針状、枝状の球晶を得ることができる。コストパフォーマンスに優れ、色も鮮やかである。微結晶ガラスは、結晶相とガラス相を主成分とし、結晶の間にガラス相が残り、微細な結晶を多数組み合わせたもので、翡翠を模したものによく用いられる（図5-1-5～5-1-8）。
図5-1-5 脱硝ガラス（反射光）
図5-1-6 脱硝ガラス（透過光）
図5-1-7 脱硝ガラスの内部結晶（暗視野照明法40倍）
図5-1-8 脱硝ガラスの内部結晶（暗視野照明法40倍）
1.3 ガラスのキャッツアイ
もともとはアメリカのキャセイ社が製造していたもので、キャセイキャッツアイ、英名キャセイストーンと呼ばれている。光ファイバー・パネル」と呼ばれる立方体や六角形の形状に、異なる種類のガラスの光ファイバーを配列・融着して形成され、1平方cmあたり15万本の光ファイバーがあり、優れたキャッツアイ効果を生み出すことができる。屈折率1.8、比重4.58、モース硬度6。
この素材は装飾品に広く使われており、ほとんどすべての色がある。そのほとんどは、鮮やかな赤、緑、青、黄色、オレンジ、紫、または白である。天然のキャッツアイの原石とはまったく異なる色彩のため、一見すると不審に思われるかもしれない。しかし、茶色がかった黄色のガラス・キャッツアイの色は、クリソベリル・キャッツアイやクォーツ・キャッツアイの色とよく似ている（図5-1-9、5-1-10）。しかし、拡大鏡で両側の明るい帯を観察すると、ガラス製キャッツアイの診断上の特徴である典型的なハニカム構造が見られる（図5-1-11、5-1-12）。
図5-1-9 ガラスのキャッツアイ（反射光）
図5-1-10 ガラスのキャッツアイ（反射光）右画像
図5-2-11 ガラス製キャッツアイのハニカム構造（暗視野照明法25倍）
図5-2-12 ガラス製キャッツアイのハニカム構造（暗視野照明法25倍）
2.宝石のガラスの改善
自然界で産出される宝石の大半は、色が悪く、透明度が低く、亀裂が多く、市場のニーズを満たしていない。そのため、宝石の色や透明度などの外観特性を向上させるために、宝石のエンハンスメント技術が広く用いられている。エンハンスメントはまた、改良と総称することもでき、現在、宝石の改良のための最も一般的な方法は、ルビー、サファイア、エメラルド、トルマリンのためのものである。販売業者がこれらの加工を開示していれば、一般消費者は簡単に見分けることができる。
宝石が改良される過程で、ガラスは21世紀初頭に新たなアイデンティティを獲得した（図5-1-13、5-1-15）。2003年に鉛ガラス充填のルビーやコランダムが市場に出回り始め、2004年3月に日本宝石協会（GAAJ）が初めて鉛ガラス充填ルビーを検出して以来、有名な宝石研究所（AGTA、GIA）も同じ方法で処理されたルビーに遭遇している。ラマン分光分析により、宝石の充填材料がホウ酸鉛ガラスに非常に類似していることが確認されている。
図5-1-13 ガラスとルビーの表面クラスターの違い（垂直照明法20倍）
図5-1-14 ルビー裂け目におけるガラスのフラッシュ効果（暗視野照明法20倍）
図5-1-15 ルビーの割れ目のブルーフラッシュ効果とガラス中の気泡（暗視野照明法20倍）
2007年、鉛ガラスを充填したブルーサファイアが市場に出回り、初期の充填サファイアは色が濃かった。
2011年には、コバルトブルーの鉛ガラスを充填したサファイアが数多く市場に出回り、高級サファイアに近い色合いを持つようになった。
近年、過剰にガラスを充填したルビーが市場に出回るようになり、小さなルビーの破片がガラスで接着されることが多くなった。このように処理された宝石の種類は、ガラスとルビーの混合物と呼ぶことができる。注意しなければならないのは、ガラスが充填された宝石は天然仕上げの宝石だけではなく、生のコランダム結晶やある種の合成宝石にもガラス充填の痕跡が見られるという報告があることである。
セクション III アモルファス固体に関連する光学用語の定義
アモルファス宝石の光学特性には、色、光沢、透明度、発光、特殊な光学現象などがある。これらの一部は第2章で説明したので、ここでは繰り返さない。このセクションでは、照明条件下で非晶質固体を見たときに観察される現象と、これらの現象を説明するために使用される専門用語について簡単に説明する。特に、非晶質固体における目に見えない分散、プレクロイズム、複屈折現象に注意することが重要である。
1.非晶質固体の色
ここでは、オパールの色について説明する。
遊色効果による色の多様性のため、オパールの色はしばしばボディ・カラーで表現される。
(1) 深い青、深い灰色、深い緑などの暗色を体色とするブラック・オパール、またはブラック・オパール (図5-2-1)
(2)ホワイト・オパール：体色が白または灰色で、透明から半透明のオパール（図5-2-2）。
(3)ファイヤーオパール、主にオレンジ色の透明から半透明のオパール（図5-2-3）。
(4) クリスタルオパール 無色透明～半透明のオパール（図5-2-4）。
図5-2-1 ブラック・オパール
図5-2-2 ホワイト・オパール
図5-2-3 ファイアー・オパール
図5-2-4 クリスタル・オパール
2.非晶質物質の光沢
宝石の光沢には8つのタイプがある。これまでの記事では、結晶によく見られる金属光沢、アダマン光沢、ガラス光沢、油性光沢の4種類をすでに説明した。
非晶質固体の光沢用語は上記のカテゴリーに属し、実際の観察によって具体的な光沢が異なる。
実際の観察では、ある角度から見て、オパールに模様のような光沢があれば、集合体であることがわかる（図5-2-5、図5-2-6）。
図 5-2-5 組み立てられたオパール
図5-2-6 側面の光沢が異なるオパールの組み立て
3.非晶質固体の透明性
アモルファス固体の透明性に関する記述は、結晶材料と同じ用語を使っており、観察方法も一致している。
キャッツアイ効果輝線の垂直方向を観察すると半透明（図5-2-7）であるのに対し、キャッツアイ効果輝線の平行方向を観察すると亜透明（図5-2-8）であり、亜透明方向を注意深く観察するとハニカム構造であることがわかる。
図5-2-7 垂直キャッツアイ効果における輝線の方向は、ガラスのキャッツアイでは半透明に見える。
図5-2-8 平行ガラス製キャッツ・アイの輝線の方向を観察すると、ガラス製キャッツ・アイが半透明に見える。
4.アモルファス固体の発光
燐光を示す特殊な成分を含むガラスを除けば、非晶質固体の発光は一般に肉眼では観察できない。
5.アモルファス固体の特殊光学現象
これには、ハロー効果、カラー・チェンジング効果、ゴールド・サンド効果など、アモルファス固体の一般的な効果が含まれる。オパールでは、カラー・チェンジ効果だけでなく、キャッツ・アイ効果も起こる（図5-2-9、5-2-10）。ハロー効果は天然ガラスでは一般的で、ゴールドサンド効果も時々見られる（図5-2-11）。ガラスに含まれる添加物の違いにより、キャッツアイ効果や砂金効果が現れることが多い。その他の特殊な光学現象は非晶質固体では稀である。
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5.1 ハロー効果
ハロー効果は、狭い定義と広い定義に分けられる。
広義のハロー効果は、キャッツアイ効果、スターライト効果、カラーチェンジ効果以外の特殊な光学現象の総称として理解でき、カラーチェンジ効果、ムーンライト効果、サンドゴールド効果などを包含する。
狭義のハロー効果は、キャッツアイ効果、スターライト効果、カラーチェンジ効果、カラーバリエーション効果、ムーンライト効果、ゴールドサンド効果以外の特殊な光学現象の総称として理解できる。
ここで議論しているハロー効果とは、黒曜石で一般的に見られるハロー効果の狭い定義を指している。
天然ガラスの供給源は2つある：地球外からの訪問者と隕石である。もうひとつは火山性ガラスで、冷えたマグマ岩から簡単に見つけることができ、黒曜石や火山ガラスとしても知られている。黒曜石を反射光で観察すると、宝石本体よりも明るい色の同心円状のリングが複数見られることがあり、この現象をハロー効果と呼ぶ（図5-2-12、5-2-13）。
図5-2-12 黒曜石（火山ガラス）の通常強度の反射光下での外観
図5-2-13 高輝度反射光下における黒曜石（火山ガラス）のハロー効果（左側は同心円状、右側は繊維状の模様を示す）
5.2 カラーチェンジ効果
オパール、シンセティック・オパール、イミテーション・オパールや、変色ガラス、プラスチックなどの非晶質宝石は、反射光を当てると、光源と観察される宝石が相対的に移動し、本体色に加えて複数の色が現れる現象を示す（図5-2-14）。変色効果のないオパールはコモンオパールと呼ばれる（図5-2-15）。
図5-2-14 オパールの変色効果
図5-2-15 ピンク・オパール
カラーチェンジ効果、ムーンライト効果、カラーチェンジ効果、マルチカラー（表1）の違いに特に注意を払うことが重要である。
表1：カラーチェンジ効果、ムーンライト効果、カラーチェンジ効果、マルチカラーの観察方法とポイント。
| 観察方法 | 観測結果 | |
|---|---|---|
| カラーチェンジ・エフェクト | 反射光を使って宝石を観察するか、光源の相対的な動きを観察する。 | 宝石に複数の色ブロックが観察され、宝石と光源の相対的な動きによって同じ場所の色が変化する（図5-2--16）。 |
| ムーンライト効果 | 反射光を利用して宝石や光源の相対的な動きを観察する。 | 宝石に青色や橙黄色の移り変わりが観察され、宝石と光源の相対的な動きによって同じ部分の色が変化する（図5-2-17）。 |
| カラーチェンジ・エフェクト | 反射光を利用して、同じ宝石を異なる光源下で観察すること。 | それぞれの光源は、宝石の決まった色しか観察できない（図5-218、図5-2-19）。 |
| プレクロイズム | 透過光を使って、同じ光源の下で宝石を複数の角度から観察すること。 | 宝石をさまざまな角度から観察することによって、さまざまな色が観察されることがある（図5-2-20）。 |
図5-2-16 カラー・チェンジ効果のあるオパール
図 5-2-17 カラーチェンジ効果（左 3 枚）と月光効果（右 3 枚）の比較
図5-2-18 夜のキャンドルの光に照らされたアレキサンドライト・ストーン
図5-2-19 日中の太陽光の下にあるアレキサンドライトの石
図5-2-20 プレオクロイックコーディエライト
5.3 砂金効果
砂金のような効果を持つ褐色がかった黄色のガラスは、市場では極めて一般的で、アベンチュリンや砂金石とも呼ばれる（図5-2-21、図5-2-22）。
図5-2-21 砂金入りガラス（青）
図5-2-22 砂金入りガラス（濃い青と茶黄色）
製造工程では、ガラスに酸化第一銅を加え、急冷することで金属銅に還元する。銅粉は小さな三角形と六角形の結晶を呈する。
この方法では、黄鉄鉱を含むラピスラズリを模した金属銅板を含むコバルトブルーの半透明ガラスも製造できる（図5-2-23）。
セクション IV オパール
オパールの英語表記はopal（オパール）で、ラテン語のOpalus（オパルス）が語源となっている。古代ローマの博物学者プリニウスはかつてこう言った：「オパールの石の上には、ルビーの炎、アメジストの色斑、エメラルドの緑の海が見える。
1.オパールの起源
オパールの組成は水和シリカである。
オパールの形成には、安定した地質環境と適切な成長時間が必要である。古代の風化した地殻に含まれるオパールは、シリカを豊富に含む水溶液の蒸発によって形成される風化と浸出によって生じる。蒸発の過程で、環境が安定し、水が一定の速度で適切な時間蒸発すれば、大きさと形が均一な固体のシリカ球を形成することができる。この球体は規則正しく配置され、その間に水を閉じ込める。規則正しく並んだシリカの球体は光を回折させ、プレシャスオパール特有のプレイ・オブ・カラー効果を生み出します。環境が不安定で、蒸発速度が変化したり、成長時間が足りなかったりすると、不規則な大きさや形の固化したシリカ粒子が形成され、粗悪なオパールや一般的なオパールになります。逆に、成長時間が長すぎると、結晶化によって色の遊びが失われることがあります。
上記の地質学的条件さえ満たせば、オパールはメキシコ、オーストラリア、ペルー、エチオピアなど多くの場所で見つけることができる。
1.1 メキシコ・オパール
メキシコは古くから高品質のオパールを産出してきた。オーストラリアでオパールが発見される以前から、メキシコは有名なオパールの産地であった。メキシコのオパール鉱床は、イルゴ、ヒマバ、サン・ニコラスなど、主にメキシコ南部に位置している。しかし、産出量が少ないこと、採掘地が遠隔地であること、政情が不安定であることなどの要因により、市場に出回ることはほとんどない。メキシコ・オパールは、ファイア・オパール、オパール、マトリックス・オパールの3つに分類され、ファイア・オパールとクリスタル・オパールが最も有名である。エチオピア・オパールが発見される以前は、メキシコがファイア・オパールの唯一の産地でした。
1.2 オーストラリアン・オパール
オーストラリアで産出されるオパールは、主に中生代の大アルテシア盆地の堆積岩で形成され、産出されることから、「堆積宝石」とも呼ばれています。
オーストラリア・オパールは、19世紀半ばから後半にかけて発見された。主にオーストラリア南西部のニューサウスウェールズ州のホワイトクリフとライトニングリッジ、南オーストラリア州のクーバーペディとアンダモオカ、クイーンズランド州のオパルトンとヘリックスに分布している。ニュー・サウス・ウェールズ州のライトニング・リッジはブラック・オパールの産地として有名で、226カラットの「オーストラリアン・エッセンス」や273カラットの「センチュリー・ライト」といった重要なオパールが産出された。
オーストラリアでは、ブラック・オパール、ホワイト・オパール、クリスタル・オパール、化石オパールなど、さまざまなオパールが産出されるが、中でもブラック・オパールが最も有名である。
1.3 ペルー産ブルーオパール
1980年代、ペルーで銅山が採掘されていた頃、ブルーオパールが発見されたが、2001年春、アメリカのツーソン・ジェム・ショーで登場した。
ペルー産ブルーオパールの体色は、青、緑、青緑である（図5-2-24）。ブルーオパールの中で最も希少で貴重な色はディープブルーで、次いでレイクブルーである。ペルー産ブルーオパールは色遊びを示さない。
ペルー産ブルーオパールは半透明から不透明。半分殻のような割れ目を持つ。直交偏光下では、ブルーオパールは全体的に消光し、局所的に不規則なテクスチャーや帯状の消光が観察される。短波長の紫外線下では、中程度から弱い緑色の蛍光を示し、長波長の紫外線下では、弱い緑色の蛍光を示す。
ブルーオパールには、苔状の凝集体（図5-2-25）、斑状の酸化第二鉄、リモナイトの固相内包物が含まれることが多い。
図5-2-24 ペルー産ブルーオパール
図5-2-25 ペルー産ブルーオパールの内部凝集物質（暗視野照明法20倍）
1.4 エチオピア・オパール
エチオピア産オパールは、1994年には早くもシェワ州で発見されたと報告されているが、不安定で割れやすく、市場に受け入れられることは少なかった。2008年、エチオピアのウェロ地方でオーストラリア産と同様の安定したオパールが採掘されると、エチオピア産オパールは徐々に市場に受け入れられるようになった。
エチオピア・オパールは、ウォーター・オパールとも呼ばれ、英語ではハイドロファン・オパールと呼ばれます。ハイドロファンとは、ギリシャ語で「水の存在」を意味し、水を吸収する能力と、水の中で不透明から半透明、または半透明から透明に変化する特徴を表しています。乾いた状態では鮮やかな色の変化を示さないオパールでも、水に浸すとはっきりとした色の変化を示すものもあります。
エチオピアで産出されるオパールの種類には、ホワイト・オパール、クリスタル・オパール、ファイア・オパールがある。
オーストラリア産オパールに比べ、エチオピア産オパールの特徴は、多彩な変色模様、スポンジ状の脱水・吸水、月光効果のような現象、体積の大きさなどに集約される。
1.5 他の産地のオパール
アメリカ・ネバダ州のヴァージン・バレーでは、ファイヤーオパールやブラックオパールも産出する。重さ2610カラットの世界最大のオパールは、ここで産出されたものである（現在はワシントンD.C.のスミソニアン博物館に収蔵されている）。しかし、アメリカン・オパールの欠点は、水分を多く含むことで、長時間空気に触れると脱水症状によりひび割れを起こすことがある。最終的には完全に粉々になってしまう。
わが国では、河南省、陝西省、雲南省、安徽省、江蘇省、黒龍江省などでもオパールが産出するが、品質的には翡翠レベルに属する。宝石品質のオパールは、河南省上城市周辺でしか発見されていない。
2.オパールの変色効果
オパールの産地にかかわらず、変色効果の理由は一貫している。
2.1 オパールカラーチェンジ効果の原因と影響要因
走査型電子顕微鏡で変色効果のあるオパールの内部を観察すると、ほぼ球形のシリカ球が無数に密集していることがわかる。これらのシリカ球は、同じような大きさで整然と並び、一定の範囲内にある。これらのシリカ球は、次々とつながって単純な立方体状に積み重なったり、別の紐の隙間に紐を重ねたりして、体心立方体のパッキングを形成している。
シリカ球の大きさが不揃いで無秩序に並んでいると、球と球の隙間も無秩序になり、グレーティングを形成できない。このようなオパールに光が入ると回折が起こらず、色の変化効果が得られない。
さらに、オパールには石英、カオリン、タルクなどの非均質な鉱物の微結晶が少量含まれることがある。石英は、非晶質オパールの結晶化によって形成される。地質学的な時間の経過とともに、非晶質オパール、結晶性の低い粒状の単斜晶三雲母、結晶性の高い角柱状の単斜晶三雲母、結晶性の高い粒状の石英が発達する。結晶化の度合いによって、オパールの色の変化の強さが決まる。関連データによると、色調変化の強いオパールでは、微結晶は見られず、弱い結晶性しかなく、色調変化が中程度のオパールでは、輪郭がぼやけた粒状の単斜晶トリジマイトの微結晶が見られ、色調変化が弱いか全くないオパールでは、針状の単斜晶トリジマイトの微結晶が現れ、弱い結晶化を示している。つまり、オパールは結晶化の度合いが強くなると、それに伴って色の変化の度合いも弱くなる。
オパールの変色効果は、シリカ球やその均質性だけでなく、外的条件にも影響される。変色効果は光学的なものであり、光は人間の脳に作用する感覚に過ぎないので、位置、時間、観察方法なども変色効果に影響を与える。同じオパールでも、緯度や季節、気象条件、あるいは同じ日でも時間帯が異なると、色の変化の強さや変化が異なることがあります。従って、室内で自然光を利用してオパールを観察する場合は、窓から背を向けて観察するのがベストであり、屋外であれば、太陽から背を向け、反対側の位置から観察するのが望ましい。人工光の下では、反射光を利用し、オパールから15〜20cm離れた位置から色の変化の強さや色の多様性を観察すると、より正確な描写と評価ができる。
2.2 オパールの変色効果における色斑の原因
オパールの内部に小さなシリカ球が密に配置されているため、球と球の間に規則的な隙間ができる。これらの隙間は光の波長に近いため、光の回折を引き起こす三次元格子を形成する。光がオパールに入射すると、光の一部はシリカ球の表面に当たって屈折を引き起こし、別の一部は隙間によって形成された三次元格子を通過する。光の形成の差が波長の整数倍に等しいとき、回折が起こる。ニュートンのプリズム実験
光は7色に分解できる。したがって、自然光が回折格子を通過すると、さまざまな波長の単色光が回折し、紫から赤までのさまざまな色に分解される。
オパールのプレイ・オブ・カラー効果の色は、シリカ球とシリカ球の間の隙間の大きさに依存し、その隙間はシリカ球の直径に依存する。シリカ球の直径が大きければ、隙間も大きくなり、単色の光をより多く通すことができるため、色彩の遊びが豊かになり、逆に色彩の遊びは単調になる。
まとめると、プレイ・オブ・カラー効果を生み出すオパールは、適度な粒径、同程度の粒径、整然とした粒の配列という条件を満たす必要がある。オパールと普通のオパールの本質的な違い、高品質のオパールと低品質のオパールの本質的な違いは、その内部微細構造にある。粒径が均一で、粒径が適度で、粒の配列が整然としているほど、色遊びが強くなり、オパールの品質は高くなります。逆に、粒径が不揃いで配列が乱れていると、普通のオパールになります。
2.3 オパールのプレイ・オブ・カラー効果における色斑の形状の原因
プレイオブカラーの色斑の形成は、粒の構造的欠陥に由来する。多くの宝石学の専門書は、プレイ・オブ・カラーを生み出すオパールを形成するのは、等粒径の粒が規則正しく積み重なったものであると述べている。しかし、「等径」と「秩序」は相対的な用語に過ぎない。走査型電子顕微鏡の画像を見ると、粒の大きさはある範囲内で等しく、粒の配列や積層方向は厳密に一定ではなく、ある範囲内で規則正しい配列を示すだけであるため、モザイク構造を形成していることがわかる。この構造は、オパールが形成される過程で、地質学的条件が絶対的に安定しているわけではなく、わずかな変化で粒径にばらつきが生じたり、配列順序に誤差が生じたりするためである。この構造により、オパールは、同じ平面上にカラフルな斑点や糸、点などの色が交互に現れ、鮮やかな色で万華鏡のように変化する。もし、オパール全体が同じ大きさの粒で構成され、完全に一貫して配列されていたとしたら、観察されるプレイ・オブ・カラーは、オパール全体の色の規則的な変化を示すだけで、どの瞬間にも1つの色しか観察されません。従って、鑑別においては、大きさが不揃いで境界が曖昧な色斑も、天然オパールの特徴の一つと考えるべきでしょう。
第V節 非晶質固体の機械的性質の説明
ここでは、アモルファス固体に関連する破壊について説明する。
非晶質宝石によく見られる円錐状の割れ目には、ガラス（天然にかかわらず）、プラスチック、オパールなどがある（図5-3-1～5-3-3）。
図5-3-1 ガラスのコンコイド割れ（油状の光沢）
図5-3-2 ガラスのコンコイド割れ（模擬太陽石）
図5-3-3 ガラス（イミテーション・ジェード）のコンコイド（円錐）割れ
第VI章 プラスチック
プラスチックは、主に長鎖の炭素原子と水素原子のポリマーからなる人工有機材料である。プラスチックは非常に可鍛性で、加熱したり、どんな形にも成形することができ、染料を加えることで様々な色を作ることができる。プラスチックの物理的性質は、ほとんどの無機宝石とは大きく異なるため、オパール以外の透明な無機宝石を模倣するために使われることはほとんどない。しかし、光沢、比重、硬度、熱伝導率など、プラスチックの光学的性質の多くは有機宝石のそれと似ているため、有機宝石の模造品としてよく使用され、真珠、琥珀、ジェットの模造品など、欺瞞の可能性が高い。ほとんどのプラスチック模造品は金型を使って作られる。プラスチックは、ラミネート、バッキング、表面コーティングなど、宝石を強化するためにも使われることがある。
プラスチックは耐久性のあるイミテーション素材ではないので、破損を防ぐために特別な注意が必要です。
