How Is Opal Formed?

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As a ex opal miner I tended to shrug off this question as my role was to sell the beauty of the stone and not a chemical analysis of it. There is still no major agreement of how it is formed and even how old it is. The common theory at Lightning Ridge was that silicane laden water seeped down through the sandstone and filled in void cavities and cracks. The water then evaporated and the opal gel solidified.

However at the opal fields in Virgin Valley Nevada USA [which also produces black opal] they believe that hot silica laden water was pushed up and replaced vegetation to form opal.

The locals believe that the opal in Virgin valley is approx 50,000 years old where as we have always believed that at Lightning Ridge was formed in the cretaceous period 100 million years ago. This is evident by the discovery of opalised dinosaur bones, plants and fish.

It has been suggested that it took around five million years for about a centimetre (a little more than a third of an inch) of opal to develop; perhaps through rain washing the silica gel into the opal dirt.

This was based on the theory that most of the fossils found in Lightning Ridge were from the cretaceous period.

However now many people have come to the opinion that the fossil voids may have been replaced with opal much later and some people have suggested that it may be less than 100,000 years old.

Boulder Opal

Opal boulder found in Queensland forms in a slightly different method to other types of Australian opal, forming inside an ironstone concretion. The concretion was formed due to ionisation from sedimentary deposition.

The Idaho Spencer opal mines in the USA the Opal Solution or silica, was a secondary deposit carried by geyser activity.

As a result of several eruptions over a period of time, the opal lays in layers. Most of the layers are thin, resulting in some of the most beautiful triplet opal in the world. The Opal is hydrothermally deposited inside hollow geodes in successive layers making Spencer Opal ideal for triplets as the thin layers of extremely high quality precious opal are very transparent with great colour intensity.

CHEMICAL CONDITIONS

The chemical conditions responsible for producing opal are still being researched, however some maintain that there must be acidic conditions at some stage during the process to form silica spheres, possibly created by microbes. It is also believed that the presence is also need of aluminium oxide, ferric oxide or magnesium oxide; and the presence of sodium chloride or sodium sulphate.

The NSW Primary Industries has suggested that microbes may even play a part At the time the Cretaceous sediments were deposited, abundant organic matter and montmorillonite (smectite) clay within some sediments provided an ideal habitat for the microbes to feed and breed. Waste acids and enzymes excreted by the microbes caused the chemical weathering of clay minerals and feldspars in the surrounding rocks. Ultimately, the ongoing feeding and waste production processes of the microbes created favourable physical and chemical conditions for the formation of opal.

GROWING OPAL

Opal has been grown in jars using a electrolyte (a chemical solution that is electrically charged) which can takes weeks to see some colours. This is only a gel material and not hardened. This process is believed to happen in nature and it would explain how opal got inside some volcanic tuff or in the centre of a kernel.

CSIRO RESEARCH INTO OPAL COLOUR FORMATION

Using an electron microscope, Dr Sanders found that opal was made up of millions of tiny silica balls in a regularly arranged pattern. In between each of these balls were found even smaller holes or interstices, through which light is diffracted, that is, when white light or ordinary sunlight shines through the holes, it is split into colours. In opal where the balls were small, the colours produced were the darker colours of the rainbow—violet, indigo and blue. When the balls were large, yellow, orange and red colours were produced. Precious opal is found when the balls are in a regularly arranged pattern. In potch or common opal there is no set pattern. It seems that in different location opal was formed by many different influences to produce opal with a unique character from that field. Im still under the opinion it’s a mystery or magic by nature so lets enjoy its beauty.

How Opal Is Formed - Opinions From A Volcanologist

Author Marco Campos Venuti has just written a new book titled “Genesis and classification of agates and jaspers”. The author is a PhD volcanologist and author of the Gemmologica Italiana. Thanks to Marco Campos for permission to publish.

Opal is a hardened silica gel with the formula Si02.nH20, deposited from a concentrated solution. In the living organisms that product organic opal, such as diatoms, radiolarians, sponges and many vascular plants, silicic acid accumulates in special cellular compartments where specific proteins induce the precipitation of opal-A.

The inorganic opal instead, originates from a combination of factors. It is necessary a silica rich soil, which can be found in a volcanic area, or due to the presence of sands rich in quartz. It is generally a very basic pH (>9) that promotes the formation of brines at high concentration of silicic acid. Then we need a groundwater with strong seasonal swings of the water table which favours the concentration of silica. Then it is necessary a catalysing factor to precipitate silica. Catalysis can be started by an increase in temperature, by a shifting to an acid pH or by the presence of some molecules as iron oxide, aluminium oxide, magnesium oxide, sodium sulphate or simply sea salt.

When a precursor of the opal has been deposited in the form of a viscous solid, it can have porosity higher than 35%, partly occupied by water. If the sample dries, it would crumble and irrecoverably convert into a white powder. This is the major problem encountered in the production of synthetic opal. In the laboratory, it is necessary to fill this porosity with some resin that does not alter the optical properties of opal. Nature uses other silica gel, that in most cases lower the quality of the opal. The transformation of mineral opal into jasper can also be drived by diagenesis.

Let us explain some of the terms above in laymens terms.

Diatoms

Diatoms are algae with distinctive, transparent cell walls made of silicon dioxide hydrated with a small amount of water (Si02 + H20).

Radiolarians

They are amoeboid protozoa that produce intricate mineral skeletons

Silicic acid

(H4SiO4), is an important nutrient in the ocean

Brines

Brine is a solution of salt in water. In different contexts, brine may refer to salt solutions

Inorganic opal

Inorganic compounds are traditionally viewed as being synthesized by the agency of geological systems. In contrast, organic compounds are found in biological systems.

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Black Opal

Boulder Opal

Crystal Opal

Ethiopian Opal

Als ex-opaler Bergarbeiter neigte ich dazu, diese Frage zu ignorieren, da es meine Aufgabe war, die Schönheit des Steins zu verkaufen und nicht eine chemische Analyse davon. Es gibt immer noch keine große Übereinstimmung darüber, wie es gebildet wird und wie alt es ist. Die gängige Theorie bei Lightning Ridge war, dass siliconhaltiges Wasser durch den Sandstein sickerte und in Hohlräume und Risse eindrang. Das Wasser verdampfte dann und das Opalgel erstarrte.

Auf den Opalfeldern in Virgin Valley, Nevada, USA [die ebenfalls schwarzen Opal produziert] glauben sie, dass heißes Silica-beladenes Wasser hochgeschoben wurde und die Vegetation zu Opal ersetzte.

Die Einheimischen glauben, dass der Opal im Virgin Valley ungefähr 50.000 Jahre alt ist, wo wir immer geglaubt haben, dass Lightning Ridge in der Kreidezeit vor 100 Millionen Jahren entstanden ist. Dies wird durch die Entdeckung von opalisierten Dinosaurierknochen, Pflanzen und Fischen deutlich.

Es wurde vermutet, dass es etwa fünf Millionen Jahre dauerte, bis sich etwa ein Zentimeter Opal entwickelt hatte; vielleicht durch den Regen, der das Silicagel in den Opaldreck wäscht.

Dies basierte auf der Theorie, dass die meisten in Lightning Ridge gefundenen Fossilien aus der Kreidezeit stammten.

Nun sind jedoch viele Menschen der Meinung, dass die fossilen Hohlräume möglicherweise viel später durch Opal ersetzt wurden und einige Leute haben vorgeschlagen, dass sie weniger als 100.000 Jahre alt sein könnten.

Boulder Opal

Opal Boulder, der in Queensland gefunden wird, bildet in einer etwas anderen Methode als andere Arten des australischen Opals und bildet innerhalb eines Eisensteinconcretion. Die Konkretion wurde durch Ionisation aus Sedimentablagerungen gebildet.

Die Opal-Mine von Idaho Spencer in den USA, die Opal-Lösung oder Silica, war eine sekundäre Lagerstätte, die durch Geysir-Aktivität gefördert wurde.

Als Folge mehrerer Eruptionen im Laufe der Zeit liegt der Opal in Schichten. Die meisten Schichten sind dünn, was zu einigen der schönsten Tripelopalen der Welt führt. Der Opal wird hydrothermal in hohlen Geoden in aufeinanderfolgenden Schichten abgeschieden, was Spencer Opal ideal für Triplets macht, da die dünnen Schichten von extrem hochwertigem Edelopal sehr transparent sind mit großer Farbintensität.

CHEMISCHE BEDINGUNGEN

Die chemischen Bedingungen, die für die Herstellung von Opal verantwortlich sind, werden noch erforscht, einige behaupten jedoch, dass es während des Prozesses saure Bedingungen geben muss, um Siliciumdioxidkugeln zu bilden, die möglicherweise von Mikroben erzeugt werden. Es wird auch angenommen, dass das Vorhandensein von Aluminiumoxid, Eisenoxid oder Magnesiumoxid ebenfalls erforderlich ist; und die Anwesenheit von Natriumchlorid oder Natriumsulfat.

Die NSW Primary Industries hat vorgeschlagen, dass Mikroben sogar eine Rolle spielen können. Zur Zeit, als die Kreide Sedimente abgelagert wurden, stellten reichlich organische Substanz und Montmorillonit (Smektit) Ton in einigen Sedimenten ein ideales Habitat für die Mikroben zu füttern und zu züchten. Abgelaufene Säuren und Enzyme, die von den Mikroben ausgeschieden werden, verursachten die chemische Verwitterung von Tonmineralen und Feldspäten in den umgebenden Gesteinen. Letztendlich erzeugten die laufenden Fütterungs- und Abfallproduktionsprozesse der Mikroben günstige physikalische und chemische Bedingungen für die Bildung von Opal.

WACHSENDE OPAL

Opal wurde in Gläsern unter Verwendung eines Elektrolyten (einer chemischen Lösung, die elektrisch geladen ist) gezüchtet, was Wochen dauern kann, um einige Farben zu sehen. Dies ist nur ein Gel-Material und nicht gehärtet. Man geht davon aus, dass dieser Prozess in der Natur stattfindet und erklärt, wie Opal in einen vulkanischen Tuff oder in die Mitte eines Kerns gelangt ist.

CSIRO FORSCHUNG ZUR OPALEN FARBBILDUNG

Unter Verwendung eines Elektronenmikroskops fand Dr. Sanders, dass Opal aus Millionen winziger Siliziumkügelchen in einem regelmäßig angeordneten Muster besteht. Zwischen jedem dieser Kugeln befanden sich noch kleinere Löcher oder Zwischenräume, durch die Licht gebeugt wird, dh wenn weißes Licht oder gewöhnliches Sonnenlicht durch die Löcher scheint, wird es in Farben gespalten. In Opal, wo die Kugeln klein waren, waren die Farben die dunkleren Farben des Regenbogens - Violett, Indigo und Blau. Wenn die Bälle groß waren, wurden gelbe, orange und rote Farben erzeugt. Kostbarer Opal wird gefunden, wenn die Kugeln in einem regelmäßig angeordneten Muster sind. In Posch oder gewöhnlichem Opal gibt es kein festgelegtes Muster. Es scheint, dass Opal an verschiedenen Orten durch viele verschiedene Einflüsse gebildet wurde, um Opal mit einem einzigartigen Charakter aus diesem Bereich zu produzieren. Ich bin immer noch der Meinung, dass es ein Geheimnis oder Magie von Natur aus ist, so dass wir seine Schönheit genießen können.

Wie Opal gebildet wird - Meinungen von einem Vulkanologen

Autor Marco Campos Venuti hat gerade ein neues Buch mit dem Titel "Genesis und Klassifizierung von Achaten und Jaspis" geschrieben. Der Autor ist promovierter Vulkanologe und Autor der Gemmologica Italiana. Danke an Marco Campos für die Erlaubnis zu veröffentlichen.

Opal ist ein gehärtetes Kieselgel mit der Formel Si02.nH20, abgeschieden aus einer konzentrierten Lösung. In den lebenden Organismen, die organisches Opal produzieren, wie Diatomeen, Radiolarien, Schwämmen und vielen Gefäßpflanzen, akkumuliert sich Kieselsäure in speziellen Zellkompartimenten, wo spezifische Proteine die Präzipitation von Opal-A induzieren.

Der anorganische Opal hingegen stammt aus einer Kombination von Faktoren. Es ist ein silikatreicher Boden notwendig, der in einem vulkanischen Gebiet gefunden werden kann, oder aufgrund des Vorhandenseins von Quarz reichen Sands. Es ist im Allgemeinen ein sehr basischer pH-Wert (> 9), der die Bildung von Solen bei hoher Konzentration von Kieselsäure fördert. Dann brauchen wir ein Grundwasser mit starken saisonalen Schwankungen des Grundwasserspiegels, was die Konzentration von Kieselsäure begünstigt. Dann ist ein katalytischer Faktor erforderlich, um Siliciumdioxid auszufällen. Die Katalyse kann durch eine Temperaturerhöhung, durch eine Verschiebung auf einen sauren pH-Wert oder durch die Anwesenheit einiger Moleküle wie Eisenoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Natriumsulfat oder einfach Meersalz eingeleitet werden.

Wenn ein Vorläufer des Opals in Form eines viskosen Feststoffs abgeschieden wurde, kann er eine Porosität von mehr als 35% aufweisen, die teilweise mit Wasser besetzt ist. Wenn die Probe trocknet, würde sie zerbröckeln und unwiederbringlich in ein weißes Pulver umgewandelt werden. Dies ist das Hauptproblem bei der Herstellung von synthetischem Opal. Im Labor ist es notwendig, diese Porosität mit etwas Harz zu füllen, das die optischen Eigenschaften von Opal nicht verändert. Die Natur verwendet anderes Silikagel, das in den meisten Fällen die Qualität des Opals verringert. Die Umwandlung von Mineralopal in Jaspis kann auch durch Diagenese vorangetrieben werden.

Lassen Sie uns einige der obigen Begriffe in Laien erklären.

Diatomeen

Diatomeen sind Algen mit markanten, transparenten Zellwänden aus Siliziumdioxid, die mit wenig Wasser (SiO2 + H20) hydratisiert sind.

Radiolarien

Sie sind amöboide Protozoen, die komplizierte Mineralskelette produzieren

Kieselsäure

(H4SiO4), ist ein wichtiger Nährstoff im Ozean

Solen

Sole ist eine Lösung von Salz in Wasser. In verschiedenen Zusammenhängen kann sich Sole auf Salzlösungen beziehen

Anorganischer Opal

Anorganische Verbindungen werden traditionell durch geowissenschaftliche Systeme synthetisiert. Im Gegensatz dazu werden organische Verbindungen in biologischen Systemen gefunden.