МИНЕРАЛЫ. ПОДЕЛОЧНЫЕ КАМНИ

Минералы окиси кремния. Благородный опал

Опалом называется кремневый гель, не образующий кристаллов, с содержанием большого, но неопределенного количества воды. Обычны включения больших количеств различных примесей (глина, окислы железа, кристаллы различных минералов и пр.). Рентгеновский анализ часто обнаруживает в опале примесь кристобалита (окись кремния, имеющая низкую плотность). Благородный опал — опал, обладающий эффектной игрой цветов. Огненный опал — розовато-желтый, с красными искрами —пользуется известностью как поделочный материал, но много дешевле благородного опала. Кахолонг — белый непрозрачный опал (иногда халцедон). Молочный опал близок к кахолонгу. Восковой опал — желтый просвечивающий. Гиалит совершенно прозрачный стекловидный опал.

Из современных учебников минералогии

Опалы родятся только в Индии, совокупляя в себе красу превосходнейших драгоценных камней, наипаче они были причиной неизреченной трудности в назначении преимущества. Ибо есть в них нелепейший огонь, нежели в карбункулах, блестящая багрянность аметиста, есть морецветная зелень смарагда, и все светятся равно в неимоверном смешении. Некоторые к вящему возвеличению блеска сравнивали с ним живописные краски, другие пламя горячей серы или огонь, посредством масла возженный. Величиной они с обыкновенный орех.

Кай Плиний Секунд.  Естественная история ископаемых тел / Пер. В. Севергина. СПб., 1819, с. 340

Благородный опал, который привлек к себе внимание человека еще в древности, вопреки указанию Плиния происходил, видимо, не из Индии. Геология Индии сейчас изучена довольно хорошо, но до сих пор месторождения благородного опала неизвестны.

Гораздо более вероятно, что в Древний Рим поступал так называемый венгерский опал. В Старом Свете существует только одно месторождение этого минерала, расположено оно, однако, не в Венгрии, а в Словакии, в Карпатах, к северо-востоку от города Кошице. Здесь развиты многочисленные молодые (2—3 млн. лет назад) андезито-дацитовые и более кислые экструзивные купола.

Андезито-дацит — вулканическая горная порода, содержащая довольно много окиси кремния (около 65— 67%). Лава такого состава очень вязкая, она не может течь подобно реке и при извержении вулкана выдавливается из кратера, как из тюбика зубная паста. (При извержении вулкана Мон-Пеле лава, еще более богатая окисью кремния, образовала обелиск — «иглу Мон-Пеле», которая при охлаждении рассыпалась.) Карпатские лавы, растекаясь по поверхности, создали вулканические купола — крупные караваеобразные тела. Такую же форму имеют вулканические постройки в Токайских горах в Венгрии, а также горы близ городов Ужгород и Мукачево в СССР.

Застывшие андезито-дациты подверглись воздействию горячих вод. В результате часть стекловатой породы превратилась в глину. Проникая в толщу лав по трещинам, горячие воды осаждали в трещинах кремнезем в форме опала. Однако далеко не всегда этот опал ценный, в большинстве случаев — мутный или белый, несколько реже — прозрачный гиалит, и только когда выделение опала идет медленно и равномерно, может образоваться благородный опал.

К северо-западу от Кошиц благородный опал добывался в районе Червеници, в горах Либанка и Симонка. Особенно хорошие образцы встречались в трещинах железистых глин, выполняющих пустоты в лаве. Иногда опал выделяется и прямо на поверхности лавы. В конце прошлого — начале нынешнего столетия были открыты многочисленные месторождения благородного опала в Австралии. Цена на камень резко снизилась, и добыча его в Словакии прекратилась. Сейчас эти месторождения посещают лишь любители камня. Изредка в старых отвалах удается найти кусочек, обладающий некоторой игрой цветов.

Месторождения Австралии генетически резко отличны от описанных, они не имеют ничего общего с магматизмом. Эти месторождения, как и хризопразовые, породило выветривание, но выветриванию здесь подверглись богатые кремнием осадочные породы — песчаники и сланцы. Особенно много месторождений на юге штата Квинсленд, несколько — в Новом Южном Уэльсе, Южной и Западной Австралии. В экономике Австралии опал играет огромную роль, являясь одним из важнейших предметов экспорта. Общая добыча опала в Австралии в 1975 г. достигла 23 млн. австралийских долларов (примерно 19 млн. руб.).

В Квинсленде опал образуется при выветривании (мощность коры около 90 м) нижне- и верхнемеловых песчаников и сланцев. Здесь встречаются два типа месторождений: валунный и песчаниковый. В первых ожелезненные и каолинизированные пески содержат эллипсоидальные железистые конкреции размером 2,5—7,5 см в поперечнике (местное название «орехи Иоах»). Опал в этих конкрециях может присутствовать в центре и между концентрическими слоями. В других случаях он выполняет не только концентрические, но и радиальные трещины. В песчаниковых месторождениях (например, на богатейшем в Квинсленде месторождении Литтль-Уэндер) опал присутствует как основная масса в слое железистых песчаников, залегающих выше слоя железняка.

В Новом Южном Уэльсе особенно известны месторождения Лайтинг-Райдж и Уайт-Клифс. В обоих случаях опал приурочен к нижним частям коры выветривания меловых песчано-глинистых осадков. Он встречается в глине и образует жилки в трещинах, а также замещает кристаллы глауберита и некоторые органические остатки (раковины, белемниты, окаменелое дерево и др.).

В Южной Австралии известны такие крупные месторождения, как Андамука и Кубер-Педи. Опал здесь также является продуктом выветривания, но выветриванием захватываются не только меловые, но и палеозойские, а также докембрийские породы. Месторождение Кубер-Педи приурочено к каолинизированным песчаникам нижнего мела. В них встречаются линзы и полосы глин, образующие опаловый горизонт на глубине 20—25 м от поверхности. Опал попадается в вертикальных и наклонных секущих жилках выше этого горизонта, а также выполняет пустоты, прежде занятые ракушками или алунитом.

Кубер-Педи — в переводе «белый человек в яме». Так в первой четверти нынешнего столетия назвали это место аборигены. Вся эта пустынная территория изрыта глубокими колодцами: одни заброшены, в других копошатся люди, вооруженные кирками и молотками. Колодцев здесь много, потому что копают наугад. «Опалы не железо, — шутят старатели, — геологи здесь не помогут. Единственно верный способ напасть на правильное место — это снять шляпу и бросить ее через плечо. Где она упадет, там и надо искать».

Из месторождений опала других стран наиболее известно месторождение огненного опала Мексики, расположенное в 260 км северо-западнее города Мехико. Опал этот винно-желтый или красноватый, обычно лишенный световой игры, но в лучших образцах, как говорят, он вспыхивает яркими огнями. Опал залегает в полостях красно-бурых пород, очень богатых кремнекислотой (в риолитах). Местами опал залегает в рыхлой массе, выполняющей пустоты.

В Советском Союзе не известно месторождений благородного опала, хотя обычного опала довольно много. В литературе описаны отдельные случаи находок в андезито-дацитовых куполах Береговского района. Однако мне не удалось обнаружить здесь этот минерал, хотя я и обследовал многие карьеры. Иногда в трещинах попадались примазки обычного опала, но чаще — мелкие натеки гиалита.

На Кавказе и в Закарпатье имеются вулканические купола, близкие как по характеру слагающей их породы, так и по условиям образования. В трещинах породы встречались гиалитовые натеки. В окрестностях Тбилиси гиалит в виде очень красивых натеков я собирал на экструзивном куполе Датикас-Мта Триалетского хребта. Особенно много опала в древних корах выветривания в толще нонтронитовых глин и низах зоны охр.

Самые красивые образцы — от настоящих кахолонгов до молочных и моховых опалов — находятся в трещинах нонтронитовых и охристых глин. Некоторые разности окрашены примесями в бурый или красный цвет. В Центральном Казахстане встречался желтовато-красный опал, несколько напоминающий огненный опал Мексики. Для всех опалов кор выветривания ультрабазитов характерно то, что они очень легко теряют воду и в результате лопаются, рассыпаясь на мелкие обломки. Потому эти опалы не используются ювелирами.

В коре выветривания кислых горных пород — гранитов или диоритов — также иногда отмечается опал. Интересно, что он выделяется как в трещинах, так и в порах каолинизированной породы. Такая выветрелая гранитная порода, цементированная опалом, издавна получила название пеликанита. Случалось, что его использовали как строительный и декоративный материал. Следует сказать, что опал в пеликаните вполне устойчив, кроме того, он однороден и прочен даже тогда, когда долго лежал на дневной поверхности. По свидетельству А. Е. Ферсмана, в Киевской Руси опал из пеликанитов использовался в бусах. Сейчас они хранятся в музеях.

В литературе указывается, что в трещинках пеликанита имелись прожилки благородного опала. Так, у А. Ушакова (1862) читаем: «Благородный или драгоценный опал очень высокого достоинства находился в России в Киевской губернии, и нам удалось видеть у профессора Киевского университета Г. Феофилактова киевские опалы превосходной игры, нисколько не уступающие знаменитым опалам Венгрии; кроме того, благородный опал находится при Межерицы в Волынской губернии». Следует отметить, что позже об опале из пеликанитов писали многие, но приводились сведения только об обычных неиризирующих опалах.

Природа опала стала ясной лишь тогда, когда удалось изучить его под электронным микроскопом. Этот прибор позволяет рассмотреть частицы, даже если их размеры меньше длины световой волны (в обычном оптическом микроскопе можно увидеть только те частицы, которые по своим размерам превышают длину световой волны). Оказалось, что опал отнюдь не однороден: его составляют по меньшей мере два компонента, а в ряде случаев — и еще больше. Главную массу опала слагают более или менее сферические зерна водной окиси кремния. Эти зерна между собой также цементированы водной окисью кремния, но более богатой водой. В обычном опале округлые зерна неправильны, имеют разную величину и часто довольно крупные. В силу беспорядочности расположения зерен и их различной крупности обычный опал не влияет на белый свет.

Иное дело благородный опал. Электронные микрофотографии показали, что слагающие их кремниевые зерна мелки и строго закономерно располагаются в пространстве, образуя правильную сетку. Именно правильностью строения благородного опала объясняется, что он действует на световой луч подобно дифракционной решетке. Эта решетка разлагает луч на все цвета радуги, и отдельные лучи, отражаясь от зерен, создают замечательную игру разноцветных блесток, которая так характерна для благородного опала.

Редкость благородного опала и его кристаллизация в тонких трещинах среди глины или железистых желваков вызывается именно тем, что сюда, в трещины, растворы поступают медленно и все колебания, происходящие на поверхности, не сказываются на размерах и правильности опаловых зерен.

Как только природа благородного опала была установлена, начались опыты по получению синтетического камня. По внешнему виду и химическому составу удалось синтезировать опал, аналогичный естественному.

Общая схема синтеза опубликована в печати. Суть ее такова. Сначала получают большое количество мелких опаловых шариков строго одинакового размера. Для этого используются силиконовые эфиры или органические соединения кремнезема. Эмульсию эфира разлагают аммиаком, осаждается гель кремнекислоты. Так как каждая капля эмульсии самостоятельна, то образуется серия кремневых шариков. Далее необходимо несколько обезводить шарики, рассеять их, отделить неправильные агрегаты и шарики с пустотками, а после цементировать их обжигом до 500—800° или новой порцией геля кремнекислоты.

За рубежом изготовляется синтетический, так называемый солунский, камень, обладающий лучшей игрой цвета, чем настоящий опал. Электронно-микроскопическое его изучение показывает, что он состоит из ряда мелких, различно гидратированных слоев и, следовательно, его игра сродни эффекту тонких пластинок. Есть сообщения о том, что выпускаются белый, желтоватый и черный синтетические опалы.