Реферат по теме:
Опалы
Опал - твердый природный гидрогель двуокиси кремния (иными словами, аморфный кварц) с непостоянным содержанием воды (ее может быть от нескольких процентов до одной трети массы камня), который залегает в зонах с относительно средней температурой и образуется из жидкой массы кремнезема, которая, застывая, сохраняет в своем составе небольшое количество воды, в расщелинах едва не всех разновидностей скал, так как обычно часто находят вместе с лимонитами, песчаниками, риолитами и базальтами. Это происходит в вулканических областях, когда горячие водные растворы пропитывают горные породы и находящиеся в них включения; накапливается опал и у выходов горячих источников. Вода со временем, особенно при нагревании, может теряться, что приводит к некоторому помутнению и растрескиванию опалов.
Образует слоистые, пористые агрегаты, различного рода натёчные формы или желваки; нередко образует псевдоморфозы по различным минералам; также пропитывает различные животные и особенно растительные остатки. Иногда встречается в виде землистых масс или тончайшего порошка, плотных масс, напоминающих стекло, а также в виде сталактитов. Образование опала связано с отложением кремнезёма из горячих вулканогенных вод или с разложением силикатов под действием воды и углекислоты в зоне выветривания. Опал биогенного происхождения слагают скелеты диатомей и радиолярий. Образуется опал при медленном осаждении аморфного кремнезема из водных растворов. В природе такие условия возникают, когда в выветрелой, обычно вулканической породе длительное время сохраняется полость, содержащая чистый раствор кремнезема, который медленно испаряется в течение нескольких тысяч лет. Наиболее часто опал встречается в осадках конусов выноса вокруг горячих источников и гейзеров в молодых (в геологическом понимании) вулканических областях. С минералогической точки зрения опал представляет собой аморфный или скрытокристаллический агрегат водосодержащего кремнезема. Согласно классификации Дж. Джонса и Е. Сегнита (1971г.), выделяются три главные разновидности опалового кремнезема: преимущественно аморфные опалы, опалы, сложенные, главным образом, а-кристобалитом, и опалы, состоящие из разноупорядоченного а-кристобалита с тридимитовым компонентом (кахолонг, празопал и деревянистый). Благородные опалы содержат от 85 до 95 вес % кремнезема и от 3 до 10 вес % воды, кроме которых обычны примеси алюминия, железа, марганца и органического вещества.
Если посмотреть самоцвет под электронным микроскопом, то он будет выглядеть как достаточно плотная упаковка из субмикроскопических одинаковых сферических образований - шариков (глобулей) кремнезема, размер которых сопоставим с длинами световых волн, расположенных в виде правильной пространственной решетки наподобие пчелиных сот (с правильно расположенными пустотами между ними) в массе кремневого геля. Такое их размещение вследствие дифракции света при прохождении через пустоты между сферическими образованиями, отражения от шариков и интерференции света либо вследствие отражения и разложения света от тончайших многочисленных трещин обусловливает опалесценцию - радужную игру цветов, меняющуюся с поворотом камня. В неблагородных опалах укладка глобул нерегулярная и иризация отсутствует. То есть "игра окраски" опала является псевдохроматической, неистинной окраской самого опала. Игра цвета зависит от величины глобулей кремнезема: при диаметре 0,0003 мм проявляются все цвета спектра, 0,0002 мм - преобладают зеленые, голубовато-фиолетовые тона, 0,00015 мм - голубые и фиолетовые, при меньших размерах - только фиолетовые цвета. Игра камня лучше видна при его покачивании. При наличии мельчайших включений оксидов железа, титана, соединений никеля и других он обладает темной окраской. Некоторые разновидности опала состоят частично из сферических частиц, пространство между ними заполнено перистым или волокнистым агрегатом кремнезема. Такие опалы часто прозрачны, но "игры цвета" нет. Есть опалы, которые при погружении в воду меняют свой цвет, восстанавливаемый снова на воздухе, что связано с его пористым строением.
Цветовая игра благородного опала проявляется не по всему объему камня, а наблюдается в виде иризирующих точек, пятен, искр, вспыхивающих при повороте камня. Основная ткань опала просвечивает или полупрозрачна, имея белый, красновато-оранжевый и черный цвет, в соответствии с чем различают белые, огненные и черные опалы. Белые опалы являются самыми распространенными. Наиболее высоко ценятся черные опалы с эффектной игрой в сине-зеленых тонах, сочетающихся с бронзово-красными и пурпурными. Лучшие образцы таких камней добывают на месторождении «Лайтнинг Ридж» в Австралии. Огненные опалы, добываемые главным образом в Мексике, - полупрозрачные и даже прозрачные, с красным, оранжевым и желтым основным цветом, обладающие или не обладающие цветовой игрой.
Для опалов обыкновенных характерны включения песчаника, кварца, минералов железа; встречаются также пузырьки воздуха и минеральные вростки, которые свойственны в основном мексиканским опалам.
· Опал один из минералоидов, который может образовывать окаменелости. Получаемые ископаемые, хотя не каждый вызывает научный интерес, привлекают коллекционеров
· По происхождению осадочный, гипергенный или низкотемпературно-гидротермальный.
· Минерал, твёрдый природный псевдогидрогель состава SiO2·nH2O, относится к подклассу гидроокислов
· В действительности представляет собой в основном агрегат мельчайших зёрен низкотемпературного кристобалита.
· Содержание воды в большинстве опалов 2-14%.
· Обычные примеси: MgO, CaO, Al2O3, Fe2O3 и др.
· Опал хрупок и не очень тверд. Твердость по минералогической шкале Мооса 5-6,5; плотность 1800-2250 кг/м.
· Растворяется в плавиковой кислоте. В щелочах опалы легко растворяются, почти нацело.
· Излом обыкновенно раковистый.
· Синонимы: видрит, гелит, гель-кристобалит, неслит.
· Опал оптически изотропен, иногда с аномальным двупреломлением.
· Показатели преломления 1,44-1,46.
· Блеск стеклянный, восковой или перламутровый
· В ультрафиолетовых лучах у опалов может наблюдаться белое, а у огненных опалов - желтое и красное свечение.
Некоторые горные породы целиком состоят из опала - гейзерит, диатомит, опока, трепел. От пропитывания древесных остатков получается деревянистый опал, имеющий строение дерева. Пористые, ноздреватые разности, образовавшиеся из горячих источников, называются кремнистым туфом и кремнистой накипью. Землистые, рыхлые отложения микроскопических организмов, главным образом диатомей, называются трепелом, полировальным сланцем. Из них трепел применялся, как материал для приготовления динамита.
Сильные внутренние рефлексы, для полупрозрачных разновидностей характерна опалесценция - главное достоинство опала - способность излучать последовательно различные лучи под действием солнечного света, вызывать разнообразную игру цветов и отсверки при вращении внутри опала. Опал может казаться равномерно окрашенным в одном ракурсе, но при повороте проявляются цветные отсверки и вспышки цветных лучей. При вращении натурального опала одни блики могут исчезать, а другие появляться в самых неожиданных местах. Молочно-белые (неблагородные) и огненные (благородные) опалы могут не иметь выраженных отсверков при вращении
Окраска благодаря примесям бывает различной - белой, жёлтой, бурой, голубоватый, серый (редко черный), синий, бледно- или темно-фиолетового, зеленого, желтого, красного. Игра цвета - опелесценция - может быть не сплошной, а точечной, мозаичной, зональной ит.д. Прозрачный либо просвечивающий и непрозрачный и др.; нередко бесцветен.
Опалы окрашены весьма разнообразно - всеми цветами радуги; бывают темно-серые и даже черные камни. Существует более ста разновидностей этого минерала самых разных оттенков, которые обусловлены примесями железа, марганца, никеля и других элементов. Часто он окрашен различными примесями железа, никеля, марганца и др.
Обыкновенный опал не имеет игры цветов. Прозрачность в различной степени. Иногда бесцветный, но, большей частью, окрашен в различные неяркие цвета. Красивые образцы шлифуются и считаются полудрагоценными камнями.
«Благородный опал» - совершенно особая разновидность этого минерала, отличающаяся не только фантастически красивой многоцветной радужной игрой внутри его микротрещин, но и достаточно стабильной во времени устойчивостью как цветовой игры, так и самого камня (другие сорта опала со временем мутнеют и растрескиваются, теряя воду). В отличие от своих «огненных» собратьев очень ценим, популярен и весьма дорог.
Благородный опал - родной брат бриллианта, его буйная окраска является следствием сложной игры отраженного света, и никак не связана с химическим составом камня, то есть цвет опала - всего лишь оптический эффект. Исключением является драгоценный огненный опал, здесь цвет камня обусловлен примесями-хромофорами. «Благородство» и ценность опала определяется количеством чистых цветов (максимально четыре: красный, желтый, зеленый, синий), которые можно разглядеть на поверхности камня, иными словами, спектром, в который раскладывается отраженный свет. Именно этот феномен - причина игры бриллианта, благодаря которой его называют «королем драгоценных камней». Опал - член королевской фамилии.
Разновидности:
· гиалит (бесцветный и прозрачный) - обладает яркой игрой света внутри самого камня
· благородный опал (с красивой игрой цветов),
· гидрофан (пористый, мутный опал, галька опала)- это чаще всего черный опал из железной руды, в которой он залегает в совершенно нетронутом состоянии. Любопытными особенностями обладают гидрофаны (греч. hydor - «вода» и phaneros - «видимый») - помещенные в воду, они становятся полупрозрачными.