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Pedra preciosa amorfa: Compreender as definições, a ótica e as propriedades mecânicas
Noções básicas de Gemologia relacionadas com os sólidos amorfos
A opala é a primeira variedade de sólido amorfo reconhecida como pedra preciosa pelo homem. Durante séculos, as pessoas admiraram-na e coleccionaram-na, e inúmeros poemas elogiam a opala. O antigo naturalista romano Plínio fez uma descrição brilhante da opala: num pedaço de opala, podem ver-se as chamas dos rubis, o púrpura brilhante das ametistas, o mar verde da esmeralda, colorido e harmonioso, de uma beleza deslumbrante. A beleza das cores da opala não é menor do que a da paleta de um pintor e das chamas do enxofre ardente. Shakespeare escreveu na sua "Noite de Reis": "Esta maravilha é a rainha das pedras preciosas." Em "Os Tesouros de Malta", a opala é elogiada com as frases mais clássicas e ornamentadas. A descrição poética do poeta e artista Du Ble é a mais romântica e adequada: "Quando a natureza enfeita as flores, colore o arco-íris e tinge as penas dos passarinhos, ela derrama as cores varridas da paleta na opala." Em comparação com a opala, o vidro e o plástico foram inventados mais tarde e há muito que são considerados símbolos de barateza e imitação.
Índice
Secção I O conceito de sólidos amorfos e variedades comuns
1. Conceito de sólidos amorfos
Os sólidos amorfos referem-se a sólidos cujas moléculas constituintes (átomos, iões) não apresentam uma disposição periódica espacialmente regular. Não têm uma forma regular; antes do processamento, a forma dos sólidos amorfos pertence a uma coleção de formas irregulares e, após o processamento, as caraterísticas de cor, transparência e brilho dos sólidos amorfos observados a olho nu são semelhantes às dos cristais, como o vidro e a opala.
2. Variedades comuns de pedras preciosas amorfas
As variedades de pedras preciosas naturais incluem a opala (Figura 5-1-1) e o vidro natural (Figura 5-1-2).
Figura 5-1-1 Opala
Figura 5-1-2 Vidro natural
As variedades de pedras preciosas artificiais incluem o vidro (Figuras 5-1-3, 5-1-4), o plástico e a cerâmica.
Figura 5-1-3 Vidro desvitrificado
Figura 5-1-4 Vidro utilizado para imitar o jade
Secção II Vidro
A produção de produtos de vidro tem uma longa história. O Egito já fabricava contas de vidro monocromáticas desde o século XVI a.C. Após o século X a.C., as contas incrustadas (olhos de libélula) tornaram-se bastante populares.
O vidro foi sempre o material mais utilizado para imitar pedras preciosas. Especialmente agora, as variedades de vidro estão sempre a mudar e quase podem ser usadas para imitar qualquer pedra preciosa natural, particularmente quando imitam a maioria das pedras inorgânicas. Têm qualidades enganadoras consideráveis. Embora não seja muito brilhante, pode imitar a ametista, a água-marinha e a olivina. Pode também imitar pedras preciosas de formação natural, como o olho de tigre, a opala, o coral e as pérolas. A camada de fusão de vidro pode imitar a ágata, a malaquite e a carapaça de tartaruga.
O processo de fabrico do vidro tornou-se bastante maduro. No entanto, o vidro como imitação de pedras preciosas não pode alcançar estabilidade química, indicadores físicos (densidade, índice de refração, dureza, sensibilidade térmica), caraterísticas estruturais ou padrões de fratura semelhantes aos das pedras preciosas naturais; apenas pode alcançar semelhança na aparência e na cor e esforçar-se tanto quanto possível pelo realismo na morfologia.
Geralmente, as imitações em vidro de pedras preciosas transparentes são feitas através da fusão de vidro tradicional e da adição de materiais adequados. A fusão do vidro ocorre normalmente em cadinhos de cerâmica em fornos a gás. Após a fusão do vidro com os materiais adequados, o líquido fundido pode ser vertido em moldes e pode ser aplicada pressão nos moldes para obter a forma pretendida. Durante a fundição, o encolhimento desigual pode deixar poços de encolhimento na superfície. As juntas dos moldes também podem deixar marcas de fundição.
1. Materiais de vidro para imitar pedras preciosas
As propriedades dos diferentes tipos de vidro estão relacionadas com os materiais especiais adicionados. Aqui, apresentamos variedades comuns de vidro facilmente confundidas com pedras preciosas naturais: vidro de chumbo, vidro microcristalino e olho de gato de vidro.
1.1 Vidro de chumbo
O vidro de chumbo baseia-se no vidro de cristal com alto ou médio teor de chumbo, com a adição de vários corantes de terras raras para obter os efeitos de várias pedras preciosas.
1.2 Vidro cerâmico
O vidro cerâmico, também conhecido como vidro cristalino, jade microcristalino ou jade spar, pode ser obtido a partir de vários rejeitos industriais, cinzas ou escórias. Ao adicionar agentes nucleantes específicos e ao utilizar processos de tratamento térmico, o crescimento de cristais internos pode ser feito sem orientação óbvia, resultando em esferulitos radiais, em forma de agulha ou em forma de ramo. É económico e está disponível em cores vibrantes. O vidro microcristalino é composto principalmente de fases cristalinas e vítreas, com a fase vítrea permanecendo entre os cristais, combinando muitos cristais de granulação fina, frequentemente usados para imitar o jade (Figuras 5-1-5 a 5-1-8).
Figura 5-1-5 Vidro desvitrificado (luz reflectida)
Figura 5-1-6 Vidro desvitrificado (luz transmitida)
Figura 5-1-7 Cristais internos de vidro desvitrificado (método de iluminação de campo escuro 40X)
Figura 5-1-8 Cristais internos de vidro desvitrificado (método de iluminação de campo escuro 40X)
1.3 Olho de gato de vidro
Originalmente produzido pela empresa americana Cathay, tem o nome de Cathay Cat's Eye, e o nome inglês Cathay Stone. É formada pela disposição e fusão de fibras ópticas de diferentes tipos de vidro em formas cúbicas ou hexagonais, denominadas "painéis de fibra ótica", com 150.000 fibras ópticas por centímetro quadrado, capazes de produzir um excelente efeito olho de gato. Índice de refração 1,8, densidade 4,58, dureza de Mohs 6.
Este material é muito utilizado em artigos decorativos e está disponível em quase todas as cores. A maioria é vermelho vivo, verde, azul, amarelo, laranja, roxo ou branco. As cores, que são completamente diferentes das das pedras preciosas naturais olho de gato, podem levantar suspeitas à primeira vista. No entanto, a cor do olho de gato de vidro amarelo acastanhado é muito semelhante à do olho de gato de crisoberilo e do olho de gato de quartzo (Figuras 5-1-9, 5-1-10). No entanto, a observação das bandas brilhantes em ambos os lados com uma lupa revela uma estrutura típica de favo de mel, uma caraterística diagnóstica do olho de gato de vidro (Figuras 5-1-11, 5-1-12).
Figura 5-1-9 Olho de gato em vidro (luz reflectida)
Figura 5-1-10 Imagem direita do olho de gato em vidro (luz reflectida)
Figura 5-2-11 Estrutura em favo de mel do olho de gato em vidro (método de iluminação de campo escuro 25X)
Figura 5-2-12 Estrutura em favo de mel do olho de gato em vidro (método de iluminação de campo escuro 25X)
2. Melhorar o vidro das pedras preciosas
A grande maioria das pedras preciosas produzidas na natureza tem cor pobre e baixa transparência, e muitas fissuras que não atendem às necessidades do mercado. Por conseguinte, as técnicas de melhoramento de pedras preciosas são amplamente utilizadas para melhorar a cor, a transparência e outras caraterísticas de aparência das pedras preciosas. A melhoria também pode ser coletivamente referida como aperfeiçoamento e, atualmente, os métodos mais comuns para melhorar as pedras preciosas são para rubis, safiras, esmeraldas e turmalinas. Se os comerciantes divulgarem estes tratamentos, é mais fácil para o consumidor comum distingui-los.
No processo de melhoramento das pedras preciosas, o vidro ganhou uma nova identidade no início do século XXI - enchimento de fissuras (Figuras 5-1-13 e 5-1-15). Em 2003, começaram a aparecer no mercado rubis e corindos preenchidos com vidro de chumbo e, desde março de 2004, quando a Associação Japonesa de Gemas (GAAJ) detectou pela primeira vez rubis preenchidos com vidro de chumbo, laboratórios de gemas de renome (AGTA, GIA) também encontraram rubis tratados da mesma forma. A análise por espetroscopia Raman confirma que o material de enchimento da gema é muito semelhante a um vidro de borato de chumbo.
Figura 5-1-13 Diferença no aglomerado de superfícies entre o vidro e o rubi (método de iluminação vertical 20X)
Figura 5-1-14 Efeito de flash do vidro em fissuras de rubi (método de iluminação de campo escuro 20X)
Figura 5-1-15 Efeito de clarão azul e bolhas no vidro das fissuras de rubi (método de iluminação de campo escuro 20X)
Em 2007, apareceram no mercado safiras azuis preenchidas com vidro de chumbo, e as primeiras safiras preenchidas tinham uma cor mais escura.
Em 2011, apareceram no mercado muitas safiras preenchidas com vidro de chumbo azul-cobalto, com cores próximas das safiras de alta qualidade.
Nos últimos anos, tem havido cada vez mais rubis com excesso de vidro no mercado, o que faz com que pequenos fragmentos de rubi sejam colados pelo vidro. Este tipo de gema tratada pode ser chamado de mistura vidro/rubi. É importante notar que as gemas com enchimento de vidro não são apenas gemas naturais acabadas; há também relatos de vestígios de enchimento de vidro encontrados em cristais de corindo em bruto e em certas gemas sintéticas.
Secção III Definições de termos ópticos relacionados com sólidos amorfos
As propriedades ópticas das pedras preciosas amorfas incluem a cor, o brilho, a transparência, a luminescência e fenómenos ópticos especiais. Alguns destes fenómenos foram explicados no segundo capítulo e não serão repetidos aqui. Nesta secção, abordaremos brevemente os fenómenos observados durante a observação de sólidos amorfos em condições de iluminação e a terminologia profissional utilizada para descrever estes fenómenos. É particularmente importante notar os fenómenos de dispersão invisível, de pleocroísmo e de birrefringência nos sólidos amorfos.
1. A cor dos sólidos amorfos
Aqui, vamos discutir a descrição da cor da opala.
Devido à diversidade de cores causada pelo seu efeito de jogo de cores, a cor da opala é frequentemente descrita usando a cor do seu corpo.
(1) Opala negra, com cores de corpo como o azul profundo, o cinzento profundo, o verde profundo ou outras cores escuras, ou opala negra (Figura 5-2-1)
(2) Opala branca, com uma cor de corpo branca ou cinzenta, opala transparente a semi-transparente (figura 5-2-2).
(3) Opala de fogo, essencialmente alaranjada, transparente a semi-transparente (Figura 5-2-3).
(4) Opala cristalina, opala incolor, transparente a semi-transparente (Figura 5-2-4).
Figura 5-2-1 Opala preta
Figura 5-2-2 Opala branca
Figura 5-2-3 Opala de fogo
Figura 5-2-4 Opala cristalina
2. Brilho de Substâncias Amorfas
Discutimos oito tipos de brilho de gemas. Em artigos anteriores, já discutimos os quatro tipos normalmente vistos em cristais: brilho metálico, brilho adamantino, brilho vítreo e brilho oleoso. discutimos o brilho gorduroso, o brilho sedoso e o brilho ceroso, e discutimos o brilho das gemas orgânicas, incluindo o brilho perolado e o brilho resinoso.
A terminologia de brilho para sólidos amorfos pertence às categorias acima, com brilho específico dependendo da observação real.
Na observação prática, se a opala apresentar um padrão de brilho a partir de um determinado ângulo, pode ser identificada como montada (Figura 5-2-5, Figura 5-2-6).
Figura 5-2-5 Opala montada
Figura 5-2-6 Opala montada com brilho de lados diferentes
3. Transparência de sólidos amorfos
A descrição da transparência dos sólidos amorfos utiliza a mesma terminologia que a dos materiais cristalinos e os métodos de observação são coerentes.
Esta secção abordará especificamente os olhos de gato de vidro, todos com caraterísticas quase idênticas: a observação do olho de gato de vidro na direção da linha luminosa vertical do efeito olho de gato mostra-o como translúcido (Figura 5-2-7), enquanto a observação na direção da linha luminosa paralela do olho de gato de vidro mostra-o como subtransparente (Figura 5-2-8), e uma observação cuidadosa na direção subtransparente revela uma estrutura em favo de mel.
Figura 5-2-7 A direção da linha brilhante no efeito olho de gato vertical é vista como translúcida pelo olho de gato de vidro.
Figura 5-2-8 Observando a direção da linha brilhante do olho de gato de vidro paralelo, o olho de gato de vidro parece translúcido.
4. Luminescência de sólidos amorfos
Com exceção dos vidros com componentes especiais que exibem fosforescência, a luminescência dos sólidos amorfos não é geralmente observável a olho nu.
5. Fenómeno ótico especial dos sólidos amorfos
Isto envolverá efeitos comuns em sólidos amorfos, tais como halo, mudança de cor e efeitos de areia dourada. Na opala, ocorrem não só efeitos de mudança de cor, mas também efeitos olho de gato (Figuras 5-2-9, 5-2-10). O efeito de auréola é comum no vidro natural, com o efeito de areia dourada a ocorrer ocasionalmente (Figura 5-2-11). Devido aos diferentes aditivos no vidro, os efeitos olho de gato e areia dourada são frequentemente apresentados. Outros fenómenos ópticos especiais são raros nos sólidos amorfos.
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5.1 Efeito de halo
O efeito de auréola pode ser dividido em definições restritas e amplas.
A definição lata de efeito de auréola pode ser entendida como um termo geral para fenómenos ópticos especiais que não o efeito olho de gato, o efeito de luz das estrelas e o efeito de mudança de cor, abrangendo efeitos de mudança de cor, efeitos de luar, efeitos de ouro de areia, etc.
A definição restrita do efeito de auréola pode ser entendida como um termo geral para fenómenos ópticos especiais que não o efeito olho de gato, o efeito de luz das estrelas, o efeito de mudança de cor, o efeito de variação de cor, o efeito de luar e o efeito de areia dourada.
O efeito de auréola que estamos a discutir aqui refere-se à definição restrita do efeito de auréola normalmente encontrado na obsidiana.
Existem duas fontes de vidro natural: visitantes extraterrestres e meteoritos. A outra é o vidro vulcânico, que pode ser facilmente encontrado em rochas magmáticas arrefecidas, também conhecido como obsidiana ou vidro vulcânico. Observando a obsidiana com luz reflectida pode por vezes ver-se o fenómeno de múltiplos anéis concêntricos com uma cor mais clara do que o corpo da gema; este fenómeno é referido como o efeito de auréola (Figuras 5-2-12, 5-2-13).
Figura 5-2-12 Aspeto da obsidiana (vidro vulcânico) sob luz reflectida de intensidade normal
Figura 5-2-13 O efeito de auréola da obsidiana (vidro vulcânico) sob luz reflectida de alta intensidade (o lado esquerdo mostra anéis concêntricos e o lado direito mostra padrões fibrosos)
5.2 Efeito de mudança de cor
Quando iluminadas com luz reflectida, a opala, a opala sintética e a opala de imitação, bem como outras pedras preciosas amorfas como o vidro e o plástico que mudam de cor, exibem um fenómeno em que aparecem várias cores para além da cor do corpo, à medida que a fonte de luz e a pedra preciosa observada se movem uma em relação à outra (Figura 5-2-14). A opala sem o efeito de mudança de cor é chamada de opala comum (Figura 5-2-15).
Figura 5-2-14 O efeito de mudança de cor da opala
Figura 5-2-15 Opala cor-de-rosa
É importante prestar especial atenção às diferenças entre o efeito de mudança de cor, o efeito de luar, o efeito de mudança de cor e o multicolor (Quadro 1).
Tabela 1: Métodos de observação e pontos-chave para o efeito de mudança de cor, efeito de luar, efeito de mudança de cor e multicolor.
| Método de observação | Observação Resultado | |
|---|---|---|
| Efeito de mudança de cor | Observar a pedra preciosa com luz reflectida ou observar o movimento relativo da fonte de luz | Observam-se vários blocos de cor na pedra preciosa, e a cor no mesmo local muda com o movimento relativo da pedra preciosa e da fonte de luz (Figura 5-2--16) |
| Efeito luar | Observação de pedras preciosas ou do movimento relativo da fonte de luz utilizando a luz reflectida. | Observa-se uma mudança de azul ou amarelo alaranjado na pedra preciosa e a cor muda na mesma área com o movimento relativo da pedra preciosa e da fonte de luz (Figura 5-2-17) |
| Efeito de mudança de cor | Observar a mesma pedra preciosa sob diferentes fontes de luz, utilizando a luz reflectida. | Cada tipo de fonte de luz só pode observar uma cor fixa da pedra preciosa (Figura 5-218, Figura 5-2-19) |
| Pleocroísmo | Observar a pedra preciosa sob a mesma fonte de luz a partir de vários ângulos, utilizando a luz transmitida. | Observando a pedra preciosa de diferentes ângulos, podem ser observadas diferentes cores (Figura 5-2-20). |
Figura 5-2-16 Opala com efeito de mudança de cor
Figura 5-2-17 Comparação do efeito de mudança de cor (três à esquerda) e do efeito de luar (três à direita)
Figura 5-2-18 Pedra alexandrita à luz de vela à noite
Figura 5-2-19 Alexandrite sob a luz do sol durante o dia
Figura 5-2-20 Cordierite pleocróica
5.3 Efeito areia-ouro
Um tipo de vidro amarelo acastanhado com um efeito areia-ouro é extremamente comum no mercado, também conhecido como aventurina ou pedra areia-ouro (Figura 5-2-21, Figura 5-2-22)
Figura 5-2-21 Vidro com efeito areia-dourado (azul)
Figura 5-2-22 Vidro com efeito areia dourada (azul profundo e amarelo castanho)
O processo de produção envolve a adição de óxido cuproso ao vidro, que é reduzido a cobre metálico durante a têmpera. O pó de cobre apresenta pequenas formas triangulares e cristais hexagonais.
Este método também pode produzir vidro translúcido azul-cobalto com folhas de cobre metálico, utilizado para imitar lápis-lazúli com pirite (Figura 5-2-23)
Secção IV Opala
A palavra inglesa para opala é opal, derivada da palavra latina Opalus, que significa "a beleza das pedras preciosas reunidas numa só". O antigo naturalista romano Plínio disse uma vez: "Numa pedra de opala, podem ver-se as chamas dos rubis, as manchas de cor da ametista, o mar verde da esmeralda, colorido e harmonioso, uma beleza incomparável."
1. a origem da opala
A composição da opala é a sílica hidratada.
A formação da opala requer um ambiente geológico estável e um tempo de crescimento adequado. A opala na crosta antiga resulta da meteorização e lixiviação, formada pela evaporação de soluções aquosas ricas em sílica. Durante o processo de evaporação, se o ambiente for estável e a água se evaporar a um ritmo constante durante um período de tempo adequado, pode formar esferas de sílica sólida de tamanho e forma uniformes. Estas esferas estão dispostas de forma ordenada, aprisionando a água entre elas. As esferas de sílica regularmente dispostas podem difratar a luz, criando a caraterística única do efeito de jogo de cores da opala preciosa. Se o ambiente for instável, com taxas de evaporação variáveis ou tempo de crescimento insuficiente, formar-se-ão partículas de sílica solidificada de tamanho e forma irregulares, resultando numa opala inferior ou mesmo numa opala comum. Por outro lado, se o tempo de crescimento for demasiado longo, a cristalização pode perder o seu jogo de cores.
Desde que as condições geológicas acima mencionadas sejam cumpridas, a opala pode ser encontrada em muitos sítios, como o México, a Austrália, o Peru e a Etiópia.
1.1 Opala mexicana
Há muito que o México produz opala de alta qualidade. Mesmo antes de a opala ter sido descoberta na Austrália, o México já era uma famosa região produtora de opala. Os depósitos de opala no México estão localizados principalmente na parte sul do país, como em Irgo, Jimaba e San Nicolas. No entanto, raramente é vista no mercado devido a factores como a baixa produção, as zonas mineiras remotas e a instabilidade política. A opala mexicana divide-se em três categorias: opala de fogo, opala e opala de matriz, sendo a opala de fogo e a opala de cristal as mais famosas. Antes da descoberta da opala etíope, o México era o único local onde se cultivava a opala de fogo.
1.2 Opala australiana
A opala produzida na Austrália é também conhecida como uma "gema sedimentar" porque se forma e é produzida principalmente nas rochas sedimentares da Grande Bacia Artesiana Mesozóica.
A opala australiana foi descoberta em meados e finais do século XIX. Os depósitos distribuem-se principalmente nas falésias brancas e Lightning Ridge de Nova Gales do Sul no sudoeste da Austrália, Coober Pedy e Andamooka na Austrália do Sul, e Opalton e Helix em Queensland. Lightning Ridge, em Nova Gales do Sul, é famosa pela sua opala negra, tendo sido aí produzidas opalas importantes como a "Australian Essence", com um peso de 226 quilates, e a "Century Light", com um peso de 273 quilates.
A Austrália produz uma grande variedade de opalas, incluindo a opala preta, a opala branca, a opala cristal e a opala fóssil, entre as quais a opala preta é a mais famosa.
1.3 Opala azul do Peru
Nos anos 80, quando as minas de cobre estavam a ser exploradas localmente no Peru, foi descoberta a opala azul, mas esta apareceu na primavera de 2001 na Tucson Gem Show, nos Estados Unidos.
A cor do corpo da opala azul peruana é azul, verde e azul-esverdeado (Figura 5-2-24). A cor mais rara e mais preciosa da opala azul é o azul profundo, seguido pelo azul lago. A opala azul peruana não apresenta jogo de cores.
A opala azul peruana é semi-transparente a opaca. Apresenta uma fratura em forma de meia concha. Sob luz polarizada ortogonalmente, a opala azul apresenta extinção geral, com textura irregular ou extinção em faixas observada localmente. Sob luz ultravioleta de ondas curtas, apresenta fluorescência verde média a fraca; sob luz ultravioleta de ondas longas, apresenta fluorescência verde fraca.
A opala azul contém frequentemente floculentos em forma de musgo (Figura 5-2-25), óxido férrico mosqueado e inclusões de fase sólida de limonite.
Figura 5-2-24 Opala azul do Peru
Figura 5-2-25 Material floculento interno da opala azul do Peru (método de iluminação de campo escuro 20X)
1.4 Opala da Etiópia
A opala etíope terá sido descoberta na província de Shewa já em 1994, mas era instável, propensa a fissuras, e tinha pouca aceitação no mercado. Em 2008, quando uma opala estável, semelhante à da Austrália, foi extraída na região de Welo, na Etiópia, a opala etíope ganhou gradualmente aceitação no mercado.
A opala etíope, também conhecida como opala de água, é referida em inglês como hydrophane opal, onde o termo hydrophane vem do grego, significando "presença de água", descrevendo a sua capacidade de absorver água e a sua caraterística de mudar de opaca para semi-transparente ou de semi-transparente para transparente na água. Algumas opalas que não apresentam mudanças de cor vibrantes quando secas, apresentam mudanças de cor claras quando submersas em água.
Os tipos de opala produzidos na Etiópia incluem a opala branca, a opala cristal e a opala de fogo.
Em comparação com a opala australiana, as caraterísticas da opala etíope podem ser resumidas em padrões de mudança de cor mais diversificados, desidratação tipo esponja e absorção de água, um fenómeno semelhante a um efeito de luar e um volume maior.
1.5 Opala de outras origens
O Vale da Virgem, no Nevada, EUA, também produz opala de fogo e opala negra. A maior opala conhecida do mundo, com um peso de 2610 quilates, provém desta região (atualmente alojada no Museu Smithsonian em Washington, D.C.). No entanto, o inconveniente da opala americana é o seu elevado teor de água, que pode provocar fissuras devido à desidratação quando exposta ao ar durante muito tempo. Eventualmente, fragmentar-se-á completamente.
No nosso país, Henan, Shaanxi, Yunnan, Anhui, Jiangsu e Heilongjiang também produzem opala, mas em termos de qualidade, apenas pertencem ao nível do jade. A opala de qualidade de gema só foi encontrada na área em torno de Shangcheng, Henan.
2. O efeito de mudança de cor da opala
Independentemente da origem da opala, as razões para o efeito de mudança de cor são consistentes.
2.1 As causas e os factores que influenciam o efeito de alteração da cor da opala
Ao observar o interior da opala com efeitos de mudança de cor utilizando um microscópio eletrónico de varrimento, pode verificar-se que o interior da opala é composto por inúmeras esferas de sílica quase esféricas densamente compactadas. Estas esferas de sílica são semelhantes em tamanho, dispostas ordenadamente e dentro de um determinado intervalo; ligam-se umas às outras, empilhando-se em arranjos cúbicos simples, ou empilhando uma corda nas lacunas de outra corda, formando um empacotamento cúbico centrado no corpo.
Quando as dimensões das esferas de sílica são desiguais e estão dispostas de forma desordenada, os espaços entre elas também são caóticos e não podem formar uma grelha. Quando a luz entra neste tipo de opala, a difração não pode ocorrer e, portanto, o efeito de mudança de cor não pode ser produzido.
Além disso, a opala pode conter pequenas quantidades de microcristais de minerais não homogéneos, como o quartzo, o caulino e o talco. O quartzo é formado a partir da cristalização da opala amorfa. Ao longo do tempo geológico, desenvolve-se opala amorfa, tridimite monoclínica granular pouco cristalina, tridimite monoclínica prismática bem cristalina e quartzo granular bem cristalino. O grau de cristalização determina a intensidade da mudança de cor da opala. De acordo com os dados relevantes, nas opalas com forte mudança de cor, não existem microcristais, apenas cristalinidade fraca; nas opalas com mudança de cor moderada, existem microcristais de tridimite monoclínica granular com contornos esbatidos; enquanto nas opalas com fraca ou nenhuma mudança de cor, aparecem microcristais de tridimite monoclínica em forma de agulha, indicando uma cristalização fraca. Por outras palavras, à medida que o grau de cristalização aumenta, o grau de mudança de cor na opala enfraquece em conformidade.
O efeito de mudança de cor da opala não está apenas relacionado com as esferas de sílica e a sua homogeneidade, mas é também influenciado por condições externas. Uma vez que o efeito de mudança de cor é ótico, e a luz é apenas uma sensação que actua no cérebro humano, a posição, o tempo e o método de observação também podem afetar o efeito de mudança de cor. A mesma peça de opala pode apresentar diferentes intensidades de mudança de cor ou variações de cor quando observada em diferentes latitudes, em diferentes estações do ano, em diferentes condições climatéricas ou mesmo em diferentes alturas do mesmo dia. Por conseguinte, quando se observa a opala num espaço interior com luz natural, é preferível estar virado para o lado oposto da janela; se for ao ar livre, é aconselhável virar para o lado oposto ao do sol e observar da posição oposta. Quando sob luz artificial, deve-se utilizar a luz reflectida, observando a força da mudança de cor e a variedade de cores a uma distância de 15 〜20 cm da opala, o que permite uma descrição e avaliação mais precisas.
2.2 Causas dos pontos de cor no efeito de mudança de cor da opala
A disposição estreita de pequenas esferas de sílica no interior da opala cria intervalos regulares entre as esferas. Estes espaços estão próximos do comprimento de onda da luz, formando assim uma grelha tridimensional que pode provocar a difração da luz. Quando a luz entra na opala, parte da luz atinge a superfície das esferas de sílica, causando refração, enquanto outra parte da luz passa através da grelha tridimensional formada pelas lacunas. Quando a diferença na formação da luz é igual a um múltiplo inteiro do comprimento de onda, ocorre a difração. A experiência do prisma de Newton
A luz pode ser decomposta em sete cores. Por conseguinte, quando a luz natural passa através de uma grelha, vários comprimentos de onda da luz monocromática difractam-se, decompondo-se em diferentes cores, do violeta ao vermelho.
As cores do efeito de jogo de cores da opala dependem do tamanho dos espaços entre as esferas de sílica, que por sua vez dependem do diâmetro das esferas de sílica. Se o diâmetro das esferas de sílica for grande, os espaços também são grandes, permitindo a passagem de mais luz monocromática, o que resulta num jogo de cores mais rico; pelo contrário, o jogo de cores será monótono.
Em resumo, a opala que produz o efeito de jogo de cores deve satisfazer as seguintes condições: granulometria moderada, granulometria semelhante e disposição ordenada dos grãos. A diferença essencial entre a opala e a opala comum e entre a opala de qualidade e a opala de baixa qualidade reside na sua microestrutura interna. Quanto mais uniforme for a dimensão do grão, quanto mais moderado for o diâmetro do grão e quanto mais ordenada for a disposição, mais forte será o jogo de cores produzido e mais elevada será a qualidade da opala; inversamente, se as dimensões dos grãos forem desiguais e a disposição for desordenada, forma-se uma opala vulgar.
2.3 Causas das Formas das Manchas de Cor no Efeito Jogo de Cores da Opala
A formação de manchas de cor no jogo de cores tem origem em defeitos estruturais dos grãos. Muitos textos de gemologia mencionam que o empilhamento ordenado de grãos equidiamétricos forma a opala que produz o jogo de cores. No entanto, "equidiamétrico" e "ordenado" são apenas termos relativos. As imagens do microscópio eletrónico de varrimento mostram que os tamanhos dos grãos são iguais dentro de um determinado intervalo, e a disposição ou orientação de empilhamento dos grãos não é estritamente consistente, mas apenas apresenta uma disposição ordenada dentro de um determinado intervalo, formando assim uma estrutura em mosaico. Esta estrutura deve-se ao facto de, durante a formação da opala, as condições geológicas não serem absolutamente estáveis e de pequenas alterações poderem causar variações na dimensão dos grãos e erros na ordem de disposição. Esta estrutura permite que a opala exiba cores alternadas de manchas, fios ou pontos coloridos no mesmo plano, mudando como um caleidoscópio com cores vibrantes. Se uma peça inteira de opala fosse constituída por grãos de tamanho igual e dispostos de forma completamente consistente, o jogo de cores observado mostraria apenas uma mudança regular na cor de toda a peça de opala, com apenas uma cor a ser observada num dado momento. Por conseguinte, na identificação, as manchas de cor de tamanho desigual e com limites pouco nítidos devem ser consideradas como uma das caraterísticas da opala natural.
Secção V Explicação das propriedades mecânicas relacionadas com os sólidos amorfos
Aqui, discutiremos as fracturas relacionadas com os sólidos amorfos.
As fracturas conchoidais comuns em pedras preciosas amorfas incluem o vidro (independentemente da naturalidade), o plástico e a opala (Figuras 5-3-1 a 5-3-3).
Figura 5-3-1 Fratura concoidal do vidro (brilho oleoso)
Figura 5-3-2 Fratura concoidal do vidro (pedra-sol simulada)
Figura 5-3-3 Fratura concoidal do vidro (imitação de jade)
Secção VI Plásticos
O plástico é um material orgânico fabricado pelo homem, composto principalmente por polímeros de cadeia longa de átomos de carbono e hidrogénio. Os plásticos são altamente maleáveis, podem ser aquecidos ou moldados em qualquer forma e podem ser fabricados em várias cores através da adição de corantes. As propriedades físicas do plástico diferem significativamente das da maioria das pedras preciosas inorgânicas, pelo que raramente é utilizado para imitar quaisquer pedras preciosas inorgânicas transparentes, com exceção da opala. No entanto, muitas das propriedades ópticas do plástico, tais como o brilho, a gravidade específica, a dureza e a condutividade térmica, são semelhantes às das pedras preciosas orgânicas, o que faz com que seja normalmente utilizado para imitar pedras preciosas orgânicas, e tem um forte potencial de engano, tal como a imitação de pérolas, âmbar e jato. A maior parte das imitações de plástico são feitas com recurso a moldes. Por vezes, o plástico também é utilizado para melhorar as pedras preciosas, como a laminação, o suporte e os revestimentos de superfície.
O plástico não é um material de imitação duradouro, pelo que devem ser tomadas precauções especiais para evitar danos.
