Solving geological and historical puzzles with advanced gemologic techniques: The Franco Dávila (1772) precious opal case

[EN] The large precious opal weighting 33 grams fitted in a silver jewel and exposed to visitors at the Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) is well documented in: (i) its own mounting (1772), (ii) at the 775 document of the Archive of the MNCN and (iii) the 395 specimen described in the of Pedro Franco Dávila catalogue. The X-ray diffractogram (XRD) performed onto the opal block is very similar to other opals of volcanic origin containing varied amounts of cristobalite, tridymite and amorphous silica. The Raman spectrum shows a band peaked at 242, 343 and 416 cm-1 associated with O-Si-O stretching groups; other spectral band peaked at 780 and 819 cm-1 corresponding to vibration of symmetrical O-Si-O rings of 3 and 4 link members, plus other minor bands. The Raman spectrum is also very similar to those observed in Mexican opals of volcanic origin containing an spectral band of stretching nodes ¿1 (OH) at 3233, 3393, 3511, 3628 cm-1 related to OH groups with hydrogen bonds of isolated silanol groups. The interferometric confocal dual microscope 3D (MCI3D), which is a nondestructive facility of high resolution and LED technology reveals the geometry of graver tools on the silver jewel and the computed tomography X-ray highlights the opal cutting as a squared princess type and silver chloride infillings of a crack probably caused by a shock on a corner. Under the scanning electron microscope we observed barite, sealed veins of silica rich in Mn and opal with high contents of Al and K which, along with the historical data, the piece can be attributed to the historical site of opals hosted in Slovakia andesite rocks, this data explains the optical light behavior in the cabochon. The silver jewel has large amounts of Hg and AgCl indicating amalgam method. In addition the natural AgS2 phases probably come from Nueva España (year 1772) in full production of silver in such time. The association of new analytical non-destructive techniques combines the preservation of samples together with significant analytical data allowing us to deduce genetic mineral processes, provenances and manufacturing techniques of materials. These facilities allow the characterization, interpretation, conservation and enhancement of cultural and archaeological heritage.[ES] Un gran ópalo noble de 33 gramos engastado en montura de plata dorada está expuesto al público en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN). Esta pieza histórica está documentada en su propia montura (año 1772), en el legajo 775 del Archivo del Museo y en la muestra 395 del Catálogo de muestras de Pedro Franco Dávila. Su patrón de difracción de rayos X (DRX) es muy parecido al de otros ópalos de origen volcánico y contiene cantidades variables de cristobalita, tridimita y sílice amorfa. El espectro Raman muestra una banda con picos a 242, 343 y 416 cm−1 asociados a deformaciones O-Si-O; otra con picos a 780 y 819 cm−1 de vibraciones de tensión simétricas O-Si-O de anillos de 3 y 4 eslabones y otras menores. El espectro Raman es similar a los de ópalos mexicanos de origen volcánico y muestra una banda con nodos de tensión ν1 (OH) a 3233, 3393, 3511, 3628 cm−1 relacionados con grupos OH con enlaces de hidrógeno con grupos silanoles aislados. Mediante microscopía dual confocal interferométrica 3D (MCI3D), que es una técnica no destructiva de alta resolución y tecnología LED, se desvela la geometría de grabado del buril sobre la montura mientras que la tomografía computerizada de rayos X destaca la talla cuadrada de tipo carre-princesa y los rellenos de AgCl de una fisura. Bajo microscopia electrónica de barrido ambiental (MEBA) se han observado baritinas, filoncillos de sílice enriquecida en Mn y elevados contenidos de Al y K. Estos datos, junto con la información histórica sugieren que la pieza procede de los yacimientos históricos de ópalos encajados en andesitas de Eslovaquia y explican la compleja óptica del cabujón. El marco de Ag tiene Hg y AgCl que indican su extracción por amalgama; además tiene Ag2S que podría provenir de Nueva España, entonces (año 1772) en plena producción de plata. La asociación de varias técnicas analíticas no-destructivas preserva la integridad de esta pieza histórica aportando datos analíticos significativos que permiten deducir procesos genéticos de minerales, procedencias y técnicas de manufactura de materiales. Todo ello facilita la caracterización, interpretación, conservación y valorización del patrimonio cultural y arqueológico.El trabajo pudo ser financiado gracias al proyecto del Plan Nacional de Investigación CTM2014-55321-P.Peer Reviewe