破解蛋白石成因用了十年，关键线索来自火星
中央澳大利亚的古内海从未沉积石灰岩，酸性风化把火山岩变成硅胶——这套机制先在火星的蛋白石矿物里被验证，才反推出欧泊成因。
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十岁纪录片种下的欧泊之梦
Patrice十岁时看到一部关于库伯佩迪(Coober Pedy)欧泊矿的纪录片，矿工挖矿常常一无所获，却仍能盖起带泳池的地下豪宅。这个画面让他着迷，十四岁就写信给澳大利亚大使馆询问移民方式，大使馆真的寄回了一份资料。这份少年执念后来变成他学术生涯的起点，直到多年后接到一通来自Lightning Ridge欧泊矿工协会的陌生电话，才真正开始研究欧泊成因。
— Patrice Rey欧泊不是晶体，是干燥的硅胶
绝大多数欧泊其实是毫无价值的波器欧泊(potch opal)，只有几个百分点因为二氧化硅球排列均匀、能衍射出彩光才算珍贵欧泊，且每一块的图案都独一无二，这点和钻石「看起来都一样」正相反。更关键的是，欧泊根本不是晶体——它最初是水中的凝胶状悬浊液，硅球慢慢在其中析出生长，大小杂乱就成了灰扑扑的波器欧泊，只有球径均匀、排列规整时才会出现七彩光。
— Patrice Rey欧泊含10%水，形成不需高温高压
从化学成分看欧泊很简单：约10%是水，其余全是二氧化硅，这也是已知唯一含水的宝石，因为它几乎是在地表附近成形的。相比之下，钻石要在至少150公里深、超过1000摄氏度的高温高压下才能形成；欧泊完全不需要这些条件，Patrice说甚至可以在自己家厨房里做出欧泊，不需要任何特殊设备。
— Patrice Rey中澳内海独缺石灰岩，是欧泊成因关键
Patrice花了十年才拼出答案：形成珍贵欧泊既需要火山岩(玄武岩)风化释放的硅胶，也需要强酸性环境把长石分解成硅。地表通常遍布石灰岩，它会中和酸性、阻断这个反应，但中澳大利亚这片曾经的浅海古内陆海恰恰完全没有石灰岩。缺了这层缓冲，黄铁矿氧化释放的硫酸得以长期存在，把玄武岩彻底酸蚀成硅胶和大量氧化铁，后者正是中澳「红土」景观的成因。
— Patrice Rey破题的关键证据来自火星
2008年科学家在火星表面发现了蛋白石硅(opaline silica),这成了拼图中至关重要的一块。火星表面同样是玄武岩，大约三十亿年前火星曾是有河流湖泊的湿润星球，后来水分蒸发，玄武岩经历强酸性雾气的深度风化，释放出蛋白石硅——这和中澳大利亚内海干涸后的酸性风化过程如出一辙，连火星的红色和中澳「红色中心」的成因都是同一种氧化反应。
— Patrice Rey欧泊化石：细菌把骨头逐分子换成宝石
一些欧泊化石能保存到细胞级别的细节，原理是厌氧细菌在缺氧泥浆里分解动植物尸体时会产出黄铁矿(愚人金);一旦这些黄铁矿后来暴露在氧气中被氧化，就会释放硫酸和硅，把化石原本的碳酸盐结构逐分子替换成二氧化硅——这是一个必须极其缓和才能保留细胞细节的置换过程。
— Patrice Rey欧泊矿是小作坊，矿区仅一个网球场大
欧泊开采和钻石开采是两回事：钻石矿需要巨额资本、深挖大量岩石才能找到微小晶体，是重资产行业；欧泊矿通常只是两三个人用铲子镐头，单个矿区大约50米见方，运气好才配得起挖掘机。环境足迹也小得多，但昆士兰等地要求矿主自行清理矿址，加上柴油和保险成本上涨，这个小作坊行业正因监管和成本变得越来越难维系。
— Patrice Rey欧泊怕摔怕晒怕忽冷忽热，但可抛光翻新
在莫氏硬度表上，钻石是10,欧泊只有5到6,比玻璃硬不了太多；美国宝石学会明确说欧泊「韧性从很差到一般」,日常佩戴要小心温差突变和暴晒都可能让它开裂。不过澳洲欧泊是非吸水性的，弄湿没关系；埃塞俄比亚欧泊是吸水性的，泡水会发黄变浑，需要缓慢阴干才能恢复。好消息是表面划痕大多可以重新抛光找平，除非是被油脂长期渗入变黄，那就很难挽回了。
— Ally Ward原话 · 已逐字校验
Precious opal is a very small percentage of opals, a few percent. And that's why they are gemstones. That's why they are precious. It's because they are much rarer.
珍贵欧泊只占全部欧泊的一小部分，几个百分点。这就是它们是宝石的原因，是它们珍贵的原因——因为它们稀有得多。
Patrice Rey13:15
It forms at the beginning as a gel, an unconsolidated fluid. And in that fluid, what we observe is the crystallization of silica sphere.
它一开始形成的是凝胶，一种未固结的流体。在这种流体里，我们观察到的是二氧化硅球的结晶。
Patrice Rey14:15
Diamond, for instance, if you want to have a diamond, the diamond forms at least 150 kilometers depth, at a temperature, you know, in excess of 1,000 degrees. But no, opal, you can make opal in your kitchen.
拿钻石来说，如果你想要一颗钻石，它至少要在150公里深处、超过1000度的温度下形成。但欧泊不需要，你可以在自己家厨房里做出欧泊。
Patrice Rey16:23
And this is when the pin dropped for me. I realized that there is almost no limestone in Central Australia. Although it was a very shallow inland sea, there was absolutely no limestone, which is very unusual for this kind of inland sea.
就是在这一刻我恍然大悟。我意识到中澳大利亚几乎没有石灰岩。虽然那是一片非常浅的内陆海，却完全没有石灰岩，这对这种内陆海来说是非常不寻常的。
Patrice Rey30:41
And by the way, we have the red center and the color is the same on Mars.
顺便说一句，我们有「红色中心」，而火星上的颜色是一样的。
Patrice Rey37:00
A lot of miners think that this is very recent, you know, 30 million years. In my research, you know, I placed the bulk of formation of opals in between 93 to 60 million years.
很多矿工认为这是很近期的事，大概三千万年。而在我的研究里，我把大部分欧泊的形成时间定在九千三百万年到六千万年之间。
Patrice Rey42:04
toughness is very poor to fair, making opal a gem that is suitable for jewelry but requires care when wearing
韧性从很差到一般，这使得欧泊虽适合做首饰，但佩戴时需要小心。
Ally Ward59:00
数字与实体
| 欧泊的水含量 | 最高约10% | 16:23 |
| 钻石形成深度与温度 | 至少150公里深，超过1000摄氏度 | 16:23 |
| 呈黄/橙/红色欧泊的硅球直径 | 约250-400纳米 | 18:24 |
| 呈蓝色欧泊的硅球直径 | 200纳米以下 | 18:24 |
| 欧泊的莫氏硬度 | 5-6（钻石为10） | 59:00 |
| 单个欧泊矿区典型面积 | 50米×50米 | 51:28 |
| 澳大利亚地表欧泊首次被发现 | 1915年 | 11:13 |
| 火星发现蛋白石硅的年份 | 2008年 | 33:55 |
| 火星曾有液态水的年代 | 约30亿年前 | 34:58 |
术语
- potch opal波器欧泊
- 灰扑扑、无衍射色彩、没有宝石价值的普通欧泊
- opaline silica蛋白石硅
- 火山岩经强酸性风化后残留的非晶态二氧化硅
- hydrophane吸水性欧泊
- 会吸水变浑浊的多孔欧泊，常见于埃塞俄比亚欧泊
- native title原住民土地所有权
- 澳大利亚法律承认原住民依传统习俗对土地享有的权利
- doublet/triplet opal拼合欧泊
- 把薄层欧泊胶合在衬底或保护层上做成的复合首饰石，忌泡水
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对宝石成因的侦探式科研过程、地火对比地质学感兴趣的科普爱好者，以及想搞懂欧泊鉴别与保养的买家或收藏者
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