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Jun.

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潜入微观世界,探寻欧泊百变色彩之谜

作者:GUILD研究团队

当潜入欧泊的微观世界,你会惊叹于颜色在这里被演绎得如此淋漓尽致,仿若无意中打翻了画家手中的调色盘,那种美到窒息的绚烂只能用眼睛去记录。欧泊的色彩,如同斯堪的纳维亚半岛的夜空,充满神秘与梦幻(图1)。
 

图1 欧泊的多色变彩

 

欧泊的英文名称为 opal,来自拉丁文 opaius,意为集宝石之美于一身。公元前 250 年左右的罗马时代,欧泊被视为最高贵的宝石。当时的人们不了解欧泊发出彩虹般光芒的原因,认为欧泊是由红宝石、蓝宝石等各种彩色宝石的小颗粒聚集在一起而形成的。杜拜曾在《马耳他马洛的珍宝》中写到:“当自然点缀完花朵,给彩虹着上色,把小鸟的羽毛染好的时候,她把从调色板上扫下的颜色浇铸在欧泊里。” 

 

图2 约瑟芬皇后的“燃烧特洛伊”

 

长久以来,欧泊一直备受青睐,成为西方宫廷贵族争相佩戴的珠宝。法国拿破仑时期,皇后约瑟芬拥有一款“燃烧特洛伊”的欧泊项链(图2)。1954年,澳大利亚政府将“爱多姆克欧泊”(重205 ct)镶在项链上送给了英国伊丽莎白女王,这个项链也被称为“女王的欧泊”(图3)。

 

图3 伊丽莎白女王的“爱多姆克欧泊”

 

1993年7月27日,在任的澳大利亚总督比尔海顿(Bill Hayden)正式宣布将欧泊(图4)定为澳洲的“国石”,因而人们直接将欧泊称作“澳宝”。

 


图4 不同品种的天然欧泊

第一排:白欧泊,Hydrophane欧泊,白欧泊;

第二排:白欧泊、黑欧泊、黑欧泊、水欧泊、火欧泊、火欧泊;

第三排:黑欧泊、黑欧泊、火欧泊(带变彩)

 

欧泊的成因

 

欧泊的形态色彩千变,但其成分却极其简单——蛋白石(SiO2·nH2O), 含有少量石英、黄铁矿等杂质矿物。SiO2的质量分数约为 80%~90%,H2O的质量分数为 4%~9%,可高达 20%。

 

欧泊是低温、含水的二氧化硅在岩石空穴和裂隙中沉积形成的。欧泊的风化矿床包括风化壳型和热液型(Gaillou et al,2008)。

 

 

欧泊的基本宝石学性质

 

图5 各种体色的天然欧泊

(1:火欧泊,2:黑欧泊,3:白欧泊,4:Hydrophane欧泊,5:紫色普通欧泊,6:粉色普通欧泊,7:火欧泊,8:蓝绿色普通欧泊,9:蓝色普通欧泊,10:普通欧泊,11:黄色欧泊猫眼)

 

欧泊的色斑呈不规则片状,边界平坦且较模糊,表面具丝绢状外观(图6),可见平行纹理。欧泊内可见二相、三相气液包体,并可含有石英、萤石、石墨、黄铁矿等矿物包体(图7)。墨西哥欧泊中含有柱状的角闪石等矿物包体(图8)。欧泊猫眼中可见平行纤维状包裹体(图9)。

 

图6 澳大利亚黑欧泊中的不规则变彩色斑可见丝绢状纹理

 

图7 天然普通欧泊中的黑色树枝状矿物

 

图8 墨西哥水欧泊中的褐色柱状矿物包裹体

 

图9 天然普通欧泊猫眼中平行排列的纤维状包裹体

 

欧泊的变彩效应

 

欧泊的魅力在于其可以变换美丽迷人的色彩,轻轻转动她时,每个角度皆惊喜。那么,这种让欧泊因集所有色彩于一身而梦幻耀眼的变彩效应究竟有着怎样的秘密配方呢?让我们一起来探秘欧泊的微观世界。

 

欧泊的结构由规律的、近于等大的二氧化硅球体在三维空间定向分布排列而成,这些球体及其之间的空隙形成了天然的衍射光栅,随着入射光的入射角不同或转动宝石时,欧泊可呈现变彩现象(图10-13)。

 

图10 欧泊结构图

 

图11 多色变彩

 

图12 蓝绿色变彩

 

图13 紫色变彩
 

通过观察欧泊的色斑,我们可以发现,同一块欧泊中不同颜色的色斑间杂分布,相邻色斑的颜色并不依可见光光谱色序排列(图14)。例如,在一块红色色斑的附近,可见绿色、蓝色等任意颜色色斑。当转动欧泊或转动光源时,同一色斑的颜色将依光谱色色序变化。

 

图14 欧泊中不同颜色的色斑间杂分布

 

欧泊小球间的孔隙就如同打开程度不同的门,当门刚刚打开时,缝隙较小,仅能容纳一个体型较小的人通过(波长较短的紫光),随着门慢慢打开,允许通过的空间逐渐增大,能容纳体型较大的人(波长较长的红光)或多个人(光谱色序)通过,从而,光透过不同大小的孔隙发生衍射时形成的色斑颜色不同,不同颜色的色斑组合成各具特色的变彩图案。

 

天然欧泊分类

 

 

欧泊的产地溯源

 

根据历史记录,第一块有记载的贵欧泊出现在罗马时期,被发现于匈牙利和捷克斯洛伐克的边界地区(Downing, 2017)。目前,市场上的欧泊主要来自于澳大利亚、墨西哥和埃塞俄比亚。巴西、美国、洪都拉斯、斯洛伐克、秘鲁等国家也有欧泊产出。

 

澳大利亚

 

澳大利亚欧泊的发现应归功于一位行为古怪的德国地质学家——约翰尼斯·曼奇教授。1840年,他在澳大利亚南澳州首府阿德莱德(Adelaide)北部约80公里的安加斯顿发现了普通绿色欧泊。1868年,宝石级欧泊在昆士兰(Queensland)西面的利斯托威尔(Listowel Downs)被发现。1871年,南部小城Quilpie出现澳大利亚历史上第一个有登记许可的欧泊矿——“令人骄傲的山脉”,这也是欧泊矿正式开采的开端。

 

19 世纪末,珍贵的宝石级欧泊主要开采于澳大利亚。商人图利·沃莱斯顿将澳大利亚欧泊带入英国伦敦的宝石市场。起初,欧泊并不为人们所认可,但不久后,欧泊便以其独特的变彩魅力被市场接受并大受欢迎。

 

图16 澳大利亚黑欧泊

 

目前,澳大利亚欧泊矿区主要位于昆士兰、新南威尔士和南澳洲,这些矿区围绕着古老的“大自流井盆地”遗迹。澳大利亚新南威尔士的闪电岭(lightning Ridge)地区是最著名的黑欧泊(图16)产区, 早期,一群孩子在墨累河(Murray River)边玩耍时无意中发现了这一珍贵的宝石。昆士兰地区以出产砾石欧泊为主,开采范围从北部的Kynuna到南部的Yowah和Koroit,开采数量最多的是昆士兰西南部的Jundah和Quilpie。20 世纪 70 年代,市场上的白欧泊和晶质欧泊(图17)主要产于澳大利亚库伯佩迪(Cooper Pedy)和安达穆卡(Andamooka)地区。之后,明特比(Mintabie)成为白欧泊的主要产区。现如今,这三个矿区的产量降低。幸运的是,距离明特比矿区仅几个小时车程的莱比纳(Lambina)矿区被人们发掘,成为澳大利亚白欧泊的供应地(Downing, 2017)。
 

Tips:

 

图17 澳大利亚晶质欧泊

 

墨西哥

 

墨西哥欧泊(图18-19)是世界欧泊舞台上重要的成员之一,其中备受赞誉的品种是以黄色、橙色、红色为体色的火欧泊(Dowing, 2017)。

 

图18 墨西哥火欧泊

 

克雷塔罗州(Querétaro)是墨西哥欧泊重要的采矿和生产中心。欧泊矿床主要位于克雷塔罗州的Colón,Tequisquiapan和Ezequiel Montes市。20世纪60年代至70年代中期,优质欧泊在克雷塔罗矿区被大量开采。现如今,欧泊的开采量降低且开采难度增加。

 

图19 墨西哥水欧泊

 

1870年左右,该地区最古老的矿区Santa Maria del Iris正式开采。当时,克雷塔罗周围矿区数量高达 100 多个,现今,大多数矿区已经关闭。当时质量最好的欧泊大多产自Santa Maria del Iris矿,其次是La Hacienda la Esperanza,Fuentezuelas,La Carbonera和La Trinidad.

 

美  国

 

欧泊在美国的开采始于20 世纪早期。欧泊矿脉在美国分布得较为零散,但大部分位于落基山脉西侧至不列颠哥伦比亚地区,商业开采矿区主要包括内华达州洪堡县维尔京谷(Virgin Valley)和皇家彩虹欧泊矿区(Royal Rainbow Mine)、爱达荷州、俄勒冈州等地(Dowing, 2017)。

维尔京谷主要出产黑欧泊和木化欧泊(含水的SiO2交代木质结构而形成),欧泊颜色丰富,令人赏心悦目。但部分产于此矿区的欧泊不稳定,失水后会出现龟裂现象。皇家彩虹欧泊矿区主要出产透明的火欧泊(图20)。著名的未抛光黑欧泊“罗伯林格欧泊”(Roebling opal)和“黑孔雀欧泊”(Black Peacock),重约 2585ct和160ct,分别产于皇家彩虹和维尔京谷矿区,现收藏于史密森学会。

爱达荷州欧泊常见于一种硬质的流纹岩中,主要产出于斯宾塞市。典型的爱达荷州欧泊呈层状分布于白色普通欧泊中,多被精加工成三层石。

 

图20 美国白欧泊和火欧泊

 

俄勒冈州产出的欧泊多为火欧泊,部分带有红色变彩。提到俄勒冈欧泊,不得不提的是产于此地最为迷人的欧泊——“背光欧泊(Contra Luz)”。Contra 意为“背对着”,Luz 意为“光”。顾名思义,“背光欧泊”即指仅透过背光才能看到变彩现象的欧泊。

 

Tips:
 

 

埃塞俄比亚

 

据传说,早在公元前 4000 年,产于北非的欧泊就被用于制作工具。直到1994 年,埃塞俄比亚境内发现欧泊被正式报道。大多数欧泊呈瘤状(nodules),其外附有一层流纹岩风化层。2008年,埃塞俄比亚 WOLLO 地区沃格尔特纳(Wegel Tena)小镇的欧泊被大量开采后,大量涌入珠宝市场。Wegel欧泊颜色丰富,包括白色、浅黄色、橙色、棕红色、褐色等,通常可见明显的变彩效应(图21),主要发现于流纹岩中。埃塞俄比亚欧泊(多数为 Hydrophane 欧泊)稳定性较低,孔隙度高,容易失水,将其浸于水中一段时间后,外观发生明显变化(变彩出现或消失),重量明显增加。

 

图21 埃塞俄比亚Hydrophane欧泊

 

巴 西

 

巴西产出具有商业价值的欧泊(图22)有近 30 年的历史。因外观与澳大利亚白欧泊非常相似,其在市场上常充作澳大利亚欧泊进行销售(Dowing, 2017)。

 

图22 巴西的白欧泊与火欧泊

 

GUILD欧泊证书

 

 

近40年来,GUILD搜集了大量欧泊标样,积累了海量的数据测试,利用最新的分析计算方法进行了详细缜密的反复验证。自2019年,GUILD正式推出欧泊分类和产地判定服务(图23-28),成为全球首家对全品类欧泊产地判定的国际宝石实验室。

 

结 语

 

欧泊不是唯一一种以“色”著称的宝石,但只需一个眼神,便再难将她忘却。长路漫漫,一路走来,她默默无闻、蓄势待发,无论是 2000 多年前,还是珠光宝气、争奇斗艳的当今,欧泊以其斑斓颜“色”,俘获每一个来者的芳心,静候以倾城之姿惊艳世人的那一刻。

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