How Is Opal Formed?

Traitement...

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

En tant qu'exploitant minier, j'ai eu tendance à ne pas tenir compte de cette question car mon rôle était de vendre la beauté de la pierre et non une analyse chimique de celle-ci. Il n'y a toujours pas d'accord majeur sur la manière dont il est formé et même sur son âge. La théorie courante à Lightning Ridge était que de l'eau chargée de silicane s'infiltrait à travers le grès et comblait les cavités et les fissures vides. L'eau s'est ensuite évaporée et le gel d'opale s'est solidifié.

Cependant, aux champs d'opale de Virgin Valley, dans le Nevada, aux États-Unis [qui produit également de l'opale noire], ils pensent que de l'eau chaude chargée de silice a été poussée vers le haut et a remplacé la végétation pour former de l'opale.

Les habitants pensent que l'opale dans la vallée de la Vierge a environ 50 000 ans et, comme nous l'avons toujours cru, à Lightning Ridge, elle a été formée pendant la période crétacée il y a 100 millions d'années. Cela est évident par la découverte d'os, de plantes et de poissons de dinosaures opalisés.

Il a été suggéré qu'il fallait environ cinq millions d'années pour développer environ un centimètre (un peu plus d'un tiers de pouce) d'opale; peut-être par la pluie lavant le gel de silice dans la saleté opale.

Ceci est basé sur la théorie selon laquelle la plupart des fossiles trouvés à Lightning Ridge datent de la période crétacée.

Cependant, beaucoup de gens sont maintenant d'avis que les vides fossiles pourraient avoir été remplacés par de l'opale beaucoup plus tard et certaines personnes ont suggéré qu'il aurait peut-être moins de 100 000 ans.

Opale Boulder

Le bloc d'opale trouvé dans le Queensland se présente sous une méthode légèrement différente de celle des autres types d'opale australienne, formant à l'intérieur d'une concrétion en ironstone. La concrétion a été formée par ionisation à partir de dépôts sédimentaires.

Les mines d'opale Idaho Spencer aux Etats-Unis, la solution opale, ou silice, était un gisement secondaire porté par l'activité du geyser.

À la suite de plusieurs éruptions sur une période de temps, l’opale repose en couches. La plupart des couches sont minces, ce qui donne l’une des plus belles opales de triplet au monde. L'Opal est déposé de manière hydrothermale à l'intérieur de géodes creuses par couches successives, ce qui rend Spencer Opal idéal pour les triolets, car les couches minces d'opales précieuses de très haute qualité sont très transparentes avec une grande intensité de couleur.

CONDITIONS CHIMIQUES

Les conditions chimiques responsables de la production d’opale font toujours l’objet de recherches, mais certaines personnes affirment qu’il doit exister des conditions acides à un moment donné du processus pour permettre la formation de sphères de silice, éventuellement créées par des microbes. On pense également que la présence d'oxyde d'aluminium, d'oxyde ferrique ou de magnésium est également nécessaire; et la présence de chlorure de sodium ou de sulfate de sodium.

Les industries primaires de NSW ont laissé entendre que les microbes pourraient même jouer un rôle. Au moment du dépôt des sédiments du Crétacé, une abondance de matière organique et d'argile montmorillonite (smectite) dans certains sédiments offrait un habitat idéal pour se nourrir et se reproduire. Les acides et les enzymes résiduels excrétés par les microbes ont provoqué l’altération chimique des minéraux argileux et des feldspaths dans les roches environnantes. En fin de compte, les processus en cours d'alimentation et de production de déchets des microbes ont créé des conditions physiques et chimiques favorables à la formation d'opale.

CULTURE D'OPALE

Opal a été cultivé dans des pots en utilisant un électrolyte (une solution chimique chargée électriquement) qui peut prendre des semaines avant de voir certaines couleurs. Ceci est seulement un matériau de gel et non durci. On pense que ce processus se produit dans la nature et cela expliquerait comment l'opale s'est introduite dans un tuf volcanique ou au centre d'un noyau.

CSIRO RECHERCHE SUR LA FORMATION DE COULEUR OPAL

À l'aide d'un microscope électronique, le Dr Sanders a découvert que l'opale était composée de millions de minuscules billes de silice disposées régulièrement. Entre chacune de ces boules, on a trouvé des trous ou des interstices encore plus petits, à travers lesquels la lumière est diffractée, c'est-à-dire que, lorsque la lumière blanche ou le soleil ordinaire passe à travers les trous, il est divisé en couleurs. En opale où les boules étaient petites, les couleurs produites étaient les couleurs plus sombres de l'arc-en-ciel - violet, indigo et bleu. Quand les boules étaient grosses, des couleurs jaunes, oranges et rouges étaient produites. On trouve une opale précieuse lorsque les billes sont disposées régulièrement. En opale ordinaire ou commune, il n’ya pas de motif établi. Il semble que l'opale ait été formée à différents endroits par de nombreuses influences différentes afin de produire une opale au caractère unique issu de ce domaine. Je suis toujours d'avis que c'est un mystère ou une magie naturelle, alors profitons-en pour en apprécier la beauté.

Comment Opal est formé - Avis d'un volcanologue

L'auteur Marco Campos Venuti vient d'écrire un nouveau livre intitulé «Genèse et classification des agates et des jaspes». L'auteur est un volcanologue PhD et auteur de Gemmologica Italiana. Merci à Marco Campos pour la permission de publier.

Opal est un gel de silice durci de formule Si02.nH20, déposé à partir d'une solution concentrée. Dans les organismes vivants produisant de l'opale organique, tels que les diatomées, les radiolaires, les éponges et de nombreuses plantes vasculaires, l'acide silicique s'accumule dans des compartiments cellulaires spéciaux où des protéines spécifiques induisent la précipitation de l'opale-A.

L'opale inorganique provient d'une combinaison de facteurs. Il est nécessaire d’avoir un sol riche en silice, que l’on trouve dans une région volcanique ou en raison de la présence de sables riches en quartz. C’est généralement un pH très basique (> 9) qui favorise la formation de saumures à forte concentration d’acide silicique. Ensuite, nous avons besoin d’une eau souterraine avec de fortes variations saisonnières de la nappe phréatique qui favorise la concentration de silice. Ensuite, il est nécessaire qu'un facteur de catalyse précipite la silice. La catalyse peut être déclenchée par une augmentation de la température, par un pH acide ou par la présence de certaines molécules telles que l'oxyde de fer, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de magnésium, le sulfate de sodium ou simplement le sel marin.

Lorsqu'un précurseur de l'opale a été déposé sous la forme d'un solide visqueux, il peut avoir une porosité supérieure à 35%, partiellement occupée par de l'eau. Si l'échantillon sèche, il s'effrite et se transforme irrémédiablement en poudre blanche. C'est le problème majeur rencontré dans la production d'opale synthétique. En laboratoire, il est nécessaire de remplir cette porosité avec une résine ne modifiant pas les propriétés optiques de l'opale. La nature utilise un autre gel de silice qui, dans la plupart des cas, diminue la qualité de l'opale. La diagenèse est également à l'origine de la transformation de l'opale minérale en jaspe.

Laissez-nous expliquer certains des termes ci-dessus en termes simples.

Les diatomées

Les diatomées sont des algues avec des parois cellulaires transparentes distinctives en dioxyde de silicium hydraté avec une petite quantité d’eau (Si02 + H20).

Les radiolaires

Ce sont des protozoaires amoeboids qui produisent des squelettes minéraux complexes

Acide silicique

(H4SiO4), est un élément nutritif important dans l'océan

Saumures

La saumure est une solution de sel dans l'eau. Dans différents contextes, la saumure peut désigner des solutions salées

Opale inorganique

Les composés inorganiques sont traditionnellement considérés comme synthétisés par l’agence des systèmes géologiques. En revanche, les composés organiques sont présents dans les systèmes biologiques.