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Opale

Une opale est un minéral composé de silice hydratée de formule SiO2 · n H2O, avec des traces d'uranium, de magnésium, de calcium, d'aluminium, de fer, d'arsenic, de sodium et de potassium. La teneur en eau est comprise habituellement entre 3 et 9 % ; elle peut atteindre 20 % suivant les variétés.

Opale
Catégorie IX : silicates[1]
Image illustrative de l’article Opale
Opale-AG (Opale prĂ©cieuse) (5 Ă— 2,5 cm) Mexique
Général
Classe de Strunz
Classe de Dana
Formule chimique SiO2 · n H2O
Identification
Couleur variées
Échelle de Mohs 5,5-6,5
Trait blanc
Éclat vitreux ; résineux ; nacré ; cireux ; gras ; mat.
Propriétés optiques
Indice de réfraction no = 1,5442
ne = 1,5533
Biréfringence Δ = 0,0091 ; biaxe positif
Dispersion 2 vz ~ 0-10°
Fluorescence ultraviolet oui
Transparence Transparent, translucide, Ă  opaque
Propriétés chimiques
Densité 1,9-2,5
Fusibilité Ne fond pas dans la flamme mais devient mate et crépite
Solubilité Soluble dans HF et KOH
Propriétés physiques
Magnétisme aucun
Radioactivité aucune

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Il ne s’agit pas d’une espèce au sens strict du terme mais cette famille a une reconnaissance officielle par l’IMA[2].

Elle se compose de trois espèces minérales bien distinctes :

Elle se décompose en quatre variétés :

  • Opal-CT (la lussatite des francophones) composĂ©e de cristobalite-tridymite (d’oĂą les deux lettres « C » et « T »)
  • Opal-C est une forme qui est encore Ă  l’étude. Il semble que la base soit une cristobalite, prĂ©sentant d’importantes anomalies de structures cristallines. Les diffĂ©rences sont assez franches pour la distinguer de la cristobalite ; de mĂŞme le terme cristobalite-microcristalline n’est pas encore prouvĂ©.
  • Opal-AG C’est l’opale la plus connue, formĂ©e de microsphères de silice amorphe, associĂ©es Ă  des molĂ©cules d’eau dans des proportions variables. La lettre « A » dĂ©signe le caractère amorphe, la lettre « G » suggère que nous sommes en prĂ©sence d’un gel.
  • Opal-AN (la hyalite des francophones). Forme amorphe (lettre A) comme la prĂ©cĂ©dente mais cette opale apparait dans les formations volcaniques, oĂą les pegmatites dĂ©posent la silice Ă  des tempĂ©ratures Ă©levĂ©es. La lettre « N » (normal) rappelle que la structure en rĂ©seau est plus proche de la silice mais il reste tout de mĂŞme des molĂ©cules d’eau dans des proportions significatives.

Étymologie

L'origine du terme opale vient du mot sanskrit upala signifiant « pierre précieuse », qui est à l'origine du grec opallion et du latin opalus. Selon Pline l'Ancien :

« Formées de ce qui fait le mérite des pierreries les plus précieuses, elles ont offert à la description des difficultés infinies; car en elles se trouve le feu subtil de l'escarboucle, l'éclat purpurin de l'améthyste, le vert de mer de l'émeraude; et toutes ces teintes y brillent, merveilleusement fondues. Parmi les auteurs, les uns ont comparé l'effet général des opales à l'arménium, couleur employée par les peintres; les autres, à la flamme du soufre qui brûle, ou à celle d'un feu sur lequel on jette de l'huile[3]. »

Formation

La formation de l'opale dépend d'une alternance périodes humides/sèches dans le cycle de la silice chimique. En effet, lors des périodes humides, les précipitations chargées en ions et éléments divers s'infiltrent dans le substrat. L'eau de ruissellement imperméabilise les argiles à leur contact et stagne, les ions et éléments sont piégés. Il se produit une hydrolyse, la silice précipite avec formation d'opales, riches en impuretés. En périodes sèches, l'évaporation va former les couches supérieures de calcédoine et de quartz.

L'opale peut contenir des organismes fossilisés par perminéralisation, remplacement ou inclusion. En inclusion on ne trouve guère que des racines de plantes, mais en 2020 on a trouvé le premier animal ainsi fossilisé, la nymphe d'une cigale datant de 5 à 10 millions d'années[4].

Optique

Structure moléculaire d'une opale précieuse : un réseau ordonné de sphères de SiO2
  • Les feux colorĂ©s de l'opale-AG (iridescence) sont dus aux jeux de lumière provoquĂ©s par sa stratification qui provoquent des interfĂ©rences et donnent cet Ă©clat nacrĂ© (la couleur bleue des papillons morpho est due au mĂŞme phĂ©nomène de diffraction par des structures microscopiques rĂ©gulièrement espacĂ©es). Cette diffraction n'existe pas dans l'opale-AG commune appelĂ©e potch, dans laquelle les sphères, plus petites et de tailles diffĂ©rentes les unes des autres sont disposĂ©es au hasard. Les reflets blancs, bleus, gris et noirs (plus rares) sont assez frĂ©quents mais les reflets rouges dus Ă  des sphères plus grosses (350 nanomètres) sont très rares.
  • L'opalescence concerne le phĂ©nomène optique observĂ© sur le fond translucide de nombreuses opales.

Synonymie

  • Cachalong, ou cacholong, mot d'origine mongole, attribuĂ© Ă  la calcĂ©doine puis Ă  une variĂ©tĂ© d'agate mais qui dĂ©signe une opale sans iridescence et opaque[5].
  • Opale commune (common opal) opale-AG[6].
  • Opale noble (opale-AG).
  • Opale potch, dĂ©signe une opale-AG sans iridescence.
  • Vidrite (pour l'opale-AG)[7].
  • L'« opale de bois », terme qui dĂ©signait au XIXe siècle le bois silicifiĂ©, ne correspond pas Ă  une opale mais Ă  un jaspe.

Variétés

Opale arlequin
Carte des principaux pays producteurs d'opales dans le monde

L'opale présente diverses sous-variétés, dont certaines sont utilisées en joaillerie et classées comme pierre fines ; ces variétés se distinguent par leur origine, la couleur du fond ou sa nature. Sans jeux de couleurs elle est classée « commune », avec jeux de couleurs elle est classée « précieuse » ou « noble ». Le « dessin arlequin » désigne une répartition extrêmement rare des couleurs d'une opale, celle de l'habit aux carreaux bien définis, ce n'est pas une variété. Une opale « arlequin » peut être noire, blanche, boulder, etc.

  • alumocalcite, dĂ©crite par Kersten sur des Ă©chantillons provenant de Lybenstock Erzgebirge, n'est en fait qu'une halloysite[8].
  • diatomite, peut ĂŞtre considĂ©rĂ©e comme une variĂ©tĂ© d'opale, elle se forme par l'accumulation des squelettes fossiles de diatomĂ©es (diatomea).
  • fiorite, dĂ©crite par le minĂ©ralogiste anglais William (Guglielmo) Thomson en 1796[9], d'après des Ă©chantillons provenant du Mont Amiata, commune de Santa Fiora, province de Grosseto, Toscane, Italie. Opale botryoĂŻdale, concrĂ©tionnĂ©e ou sous forme de stalactite de couleur blanche.
    Synonymie de fiorite :
  • forchĂ©rite, dĂ©crite par le minĂ©ralogiste autrichien Aichhorn en 1860 ; opale jaune-orangĂ© trouvĂ©e initialement Ă  HolzbrĂĽcken mill, vallĂ©e d'Ingering, Knittelfeld, Styrie, Autriche, qui doit sa particularitĂ© Ă  l'inclusion de microscopiques fragments de rĂ©algar et d’orpiment[10].
  • hydrophane, dĂ©crite par Georges-Louis Leclerc de Buffon en 1785[11], opale dont la transparence et les feux n'apparaissent que si elle est humide ou immergĂ©e dans l'eau.
  • isopyre, dĂ©crite par Wilhelm Karl Ritter von Haidinger[12] Ă  partir d'Ă©chantillons de ce minĂ©ral en Cornouailles. Opale en masse vitreuse noire Ă  rougeâtre rappelant l'obsidienne.
  • mascareignite, variĂ©tĂ© d'opale d'origine vĂ©gĂ©tale et de squelettes de diatomĂ©e. DĂ©crite par Alfred Lacroix en 1936. Son aspect l'a fait prendre pour des cendres volcaniques. Elle n'est prĂ©sente que sur l'Ă®le de la RĂ©union (Archipel des Mascareignes).
  • mĂ©nilite, variĂ©tĂ© d’opale brune ou grise, dĂ©crite Ă  partir d’échantillons de MĂ©nilmontant, Paris. DĂ©couvert et nommĂ© par Saussure, mais dĂ©crite par Abraham Gottlob Werner sous le terme de polierschiefer[13].
  • neslite variĂ©tĂ© d'opale lĂ©gère et tendre en nodule blanchâtre, dĂ©crite par le minĂ©ralogiste toulousain Alexandre LeymĂ©rie (1801-1878), Ă  Nesle (qui a donnĂ© l'Ă©tymologie) près de Villenauxe-la-Grande en 1840. L'analyse chimique en a Ă©tĂ© faite par Damour[14]. Cette opale a la propriĂ©tĂ© originale de flotter sur l'eau.
    Synonyme pour neslite :
    • opale nectique
    • quartz nectique[15]
  • opales par dĂ©pĂ´ts (Siliceous sinter des Anglo-saxons), variĂ©tĂ© d'opale rencontrĂ©es par dĂ©pĂ´ts de fumeroles ou de geyser.
    • hydrolite (selon Mackenzie)
    • geyserite (synonyme : terpizite) qui dĂ©signait au XIXe siècle les dĂ©pĂ´ts de silice amorphe (souvent imprĂ©gnĂ©e de dĂ©bris vĂ©gĂ©taux (plusieurs gisements dans le monde : Chine, Espagne, Hongrie, Islande, États-Unis).
      Opale d'or
    • viandite, dĂ©crite par Goldsmith est Ă©galement une variĂ©tĂ© d'opale par dĂ©pĂ´ts, analogues Ă  ceux de la geyserite. Son aspect particulier, qui rappelle la viande, a dĂ©terminĂ© son nom[16].
  • opale de feu, transparente, jaune orange ou rouge, avec ou sans jeux de couleurs.
  • opale noire, aux feux vifs multicolores sur fond sombre gris Ă  noir, l'opale noire provient presque exclusivement de Lightning Ridge ; les couleurs spectrales paraissent plus intenses sur le fond sombre. Les pierres de haute qualitĂ© sont extrĂŞmement rares.
  • opale d'or (Gold opal) variĂ©tĂ© brun-vert Ă  jaune d'opale, dĂ©crite par Ernst Friedrich Glocker en 1847 sur des Ă©chantillons de ErdĹ‘horváti, ZemplĂ©ni Mts., Borsod-AbaĂşj-ZemplĂ©n Co., Hongrie[17].
  • quincite (synonyme : quinzite, quincyte), variĂ©tĂ© d'opale rose dĂ©couverte Ă  Quincy, près de Bourges, Cher, France. DĂ©crite par Pierre Berthier. Ce minĂ©ral a longtemps Ă©tĂ© dĂ©crit comme une variĂ©tĂ© de magnĂ©site[18]. Erreur qui Ă©tait reprise dans des publications jusqu'en 2000.

Galerie

  • Groupe de coquillages en opale noble du Queensland, Australie (21 Ă— 10 cm)
    Groupe de coquillages en opale noble du Queensland, Australie (21 Ă— 10 cm)
  • Opale noire - Lightning Ridge, New South Wales, Australie (15 Ă— 12 mm)
    Opale noire - Lightning Ridge, New South Wales, Australie (15 Ă— 12 mm)
  • Opale nectique (Neslite) - Saint-Ouen, Paris (3,3 Ă— 2,9 cm)
    Opale nectique (Neslite) - Saint-Ouen, Paris[19] (3,3 Ă— 2,9 cm)
  • MĂ©nilite (Opale RĂ©sinite) - Plateau de Merdogne, Puy-de-DĂ´me, France (9 Ă— 6,8 cm)
    MĂ©nilite (Opale RĂ©sinite) - Plateau de Merdogne, Puy-de-DĂ´me, France (9 Ă— 6,8 cm)
  • Opale de feu - Chihuahua, Mexique (5 Ă— 3,5 cm)
    Opale de feu - Chihuahua, Mexique (5 Ă— 3,5 cm)
  • Opale de feu taillĂ©e - Chihuahua, Mexique (12 Ă— 9 mm)
    Opale de feu taillĂ©e - Chihuahua, Mexique (12 Ă— 9 mm)
  • Opale Geyserite - Islande (9 Ă— 5,5 cm)
    Opale Geyserite - Islande (9 Ă— 5,5 cm)
  • Quincite - Quincy, Cher, France (8 Ă— 8 cm)
    Quincite - Quincy, Cher, France (8 Ă— 8 cm)
  • Yowah, Queensland, Australie
    Yowah, Queensland, Australie
  • Opale CT (lussatite) sur calcaire bitumineux - Lussat, France
    Opale CT (lussatite) sur calcaire bitumineux - Lussat, France
  • Opale AN (hyalite) et staffelite - Doupov, Bohème, RĂ©publique Tchèque
    Opale AN (hyalite) et staffelite - Doupov, Bohème, République Tchèque
  • Opale CT hydrophane après sĂ©chage, Éthiopie
    Opale CT hydrophane après séchage, Éthiopie
  • Opale boulder, Quilpie, Australie (7,8 Ă— 6,3 cm)
    Opale boulder, Quilpie, Australie (7,8 Ă— 6,3 cm)

Gisements pour opale-AG

Extraction des opales Ă  Coober Pedy, Australie

Le lessivage dû à l'érosion entraîne la silice en solution, jusqu'à la nappe. Ce lessivage, tertiaire concerne aussi bien la roche que les coquilles prises dans le dépôt. L'opale s'est déposée, par paquets dans la roche ou à la place des coquilles, lorsque la nappe est descendue à la suite d'une longue période de sécheresse.

Le dépôt n'est donc pas prévisible, il n'y a pas de veines, et l'exploitation doit se faire très délicatement, à la main ou avec de petites machines (exploitation plus ou moins artisanale) pour ne pas rater les dépôts qui peuvent être gros comme le poing ou même moins.

Les gisements principaux se trouvent en Australie et en Amérique (Mexique, États-Unis, Canada).

La première découverte d'opale en Australie date de 1849 et fut faite par le géologue allemand Johannes Menge. La production commença à White Cliffs (Nouvelle Galles du Sud) en 1890 et à Opalton (Queensland) en 1896.

Bélemnites fossilisées en opale - Coober Pedy, Australie (MNHN)

Les champs d'opale de Coober Pedy produisent les trois quarts des opales du monde. Ils s'Ă©tendent sur 70 kilomètres de Mintabie au nord Ă  Andamooka au sud, dĂ©couverts entre 1920 et 1930 et dont les opales ont une faible teneur en eau (< 6 %) et des couleurs vives. L'opale se trouve dans des couches d'argiles sableuses dĂ©posĂ©es au CrĂ©tacĂ© par la mer peu profonde qui recouvrait les trois larges dĂ©pressions qui forment le Great Artesian Basin : le Carpentaria Basin, le Eromanga Basin et le Surat Basin.

Lightning Ridge est connu pour ses squelettes transformés en opale dont Pandora qui provient de l'épaule d'un plésiosaure.

Le Stuart Range Opal Field fut découvert lors de la prospection pour l'or en 1915.

Les plus grosses opales

  • La plus grosse opale qualitĂ© gemme au monde pèse 4,72 kg.
  • La Jupiter Five : kg, le plus gros morceau d'opale non travaillĂ©.
  • L'opale de la comète de Halley (Halley's Comet Opal (en)), est l'opale noire la plus grosse du monde.
  • L'opale galaxie (Galaxy Opal) Ă©tait listĂ©e comme la plus grosse opale polie du monde dans le livre Guiness des records de 1992.
  • PersĂ©phone : opale polie.

Opales célèbres

  • L'opale l'Incendie de Troie Ă©tait une opale de feu Ă  la couleur très intense que NapolĂ©on Ier avait offerte Ă  JosĂ©phine de Beauharnais[20]. Ce fut la première opale Ă  ĂŞtre nommĂ©e.
  • L'opale Olympic Australis (en), est l'opale la plus grosse et la plus chère du monde.
  • L'opale Andamooka, donnĂ©e Ă  la reine Élisabeth II est aussi connue sous le nom d'opale de la reine (Queen's Opal).
  • L'opale de feu de la reine (Flame Queen Opal (en)).
  • L'opale de Roebling (Roebling Opal) exposĂ©e au musĂ©e Smithonian[21].

Gemmologie

Opales artificielles

On peut donner un aspect opalescent à un matériau transparent en formant des petites paillettes ou des bulles, qui vont créer le même phénomène de diffraction (voir l'article Réseau de diffraction).

Opalite synthétique, de 10 à 20 mm polie au tambour

La réaction chimique de Stöber permet de produire des suspensions de billes de silice d'un diamètre de quelques centaines de nanomètres. Ces suspensions donnent des opales par simple décantation suivie d'un chauffage à 945 °C pendant quelques heures. Les opales obtenues sont laiteuses.

  • Dans la verrerie, on peut utiliser un verre contenant du fluor. Lors de la solidification, il va se former des prĂ©cipitĂ©s de fluorure de sodium (NaF) et de fluorine (CaF2). Ces particules font moins de 0,5 µm de diamètre, et reprĂ©sentent typiquement 5 Ă  7 % du volume total[22].
  • Après la fermeture de Gilson qui en a Ă©tĂ© le pionnier, les seuls producteurs d'opale synthĂ©tique sont Kyocera d'Inamori et Chatham Created Gems de San Francisco. L'opale synthĂ©tique prĂ©sente des champs de couleur plus grands, Ă  bords irrĂ©guliers et des couleurs plus vives, mais ce n'est pas toujours Ă©vident. On y voit aussi des strates par transparence, qui n'existent pas dans les opales naturelles.
  • la fluorescence et la phosphorescence de certaines opales sont de bons critères de reconnaissance des opales naturelles.

Terminologie

L’opale-AG n'est pas une pierre précieuse, comme son étymologie le suggère mais une pierre fine.

  • « Blue opal » dĂ©signe en fait la lazulite (phosphate de magnĂ©sium et de fer).
  • « Opale de Ceylan » ou « Opale cĂ©leste » dĂ©signe en fait une « pierre de lune ».
  • « Opale chinoise » dĂ©signe une calcĂ©doine.
  • « Opale noire » dĂ©signe un doublet fait d’opale blanche collĂ©e sur onyx.

Toutes ces terminologies sont interdites par le CIBJO (World jewellery confederation)[23].

Notes et références

  1. La classification des minéraux choisie est celle de Strunz, à l'exception des polymorphes de la silice, qui sont classés parmi les silicates.
  2. American Mineralogist 92 (2007) 1325.
  3. Pline l'Ancien, Histoire naturelle [détail des éditions] [lire en ligne], XXXVII, 21, 1. Traduction d'Émile Littré, 1848-1850.
  4. (en) Boris Chauviré, Mickal Houadria, Aline Donini, Brian T. Berger, Benjamin Rondeau et al., « Arthropod entombment in weathering-formed opal: new horizons for recording life in rocks », Scientific Reports, vol. 10,‎ , article no 10575 (DOI 10.1038/s41598-020-67412-9).
  5. Esquisses critiques Par Pierre Lièvre 1921 P.192
  6. (en) Jones, J.B. and E.R. Segnit (1971), « The nature of opal. I Nomenclature and constituent phases », Journal of the Geological Society of Australia: 18: 57-68
  7. (en) Max Hutchinson Hey, An index of mineral species & varieties arranged chemically 1955, British Museum (Natural History). Dept. of Mineralogy
  8. Armand Dufrénoy, Traité de minéralogie, Volume 3, 1856
  9. James Dwight Dana, George Jarvis Brush (1877) A System of Mineralogy: Descriptive Mineralogy, John Wiley & Sons, New York (NY), 5e éd., 827 p., p. 199, citant entre autres Bibl. Brittan. [Bibliothèque britannique, tome 1], 185, 1796 "(? name fiorite here given)"
  10. Aichhorn: Wiener Ztg., Abendbl., 11.07.1860
  11. Histoire naturelle des minéraux, tome troisième, 1785, page 598
  12. The Edinburgh new philosophical journal, 1827, p. 263
  13. Jean-Claude de La Métherie, Théorie de la terre, Volume 2, 1797.
  14. Bulletin de la Société géologique de France, Tome 12 Paris 1841, p. 19
  15. Henri Landrin, Dictionnaire de minéralogie, de géologie, et de métallurgie, 1852
  16. Les méthodes de synthèse en minéralogie, cours professé au Muséum Par Stanislas Meunier 1891
  17. E.F.Glocker (1847) Gen. Spec. Min. Sec. Ord. Nat. Dig. Synopsis p.131
  18. François Sulpice Beudant, Traité élémentaire de minéralogie, Volume 2
  19. Le gypse de Paris et les minéraux qui l'accompagnent: (première contribution à la minéralogie du bassin de Paris) Alfred Larcoix 1897.
  20. (en) Eckert, Allan W., The World of Opals, Chichester, John Wiley & Sons, , 448 p. (ISBN 0-471-13397-3), p. 67, 126
  21. (en) « The Dynamic Earth @ National Museum of Natural History », Mnh.si.edu (consulté le )
  22. Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 1980
  23. Site du CIBJO
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