How Is Opal Formed?

Verwerken...

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.

Shop For Opals

Black Opal

Boulder Opal

Crystal Opal

Ethiopian Opal

Als ex-opalen mijnwerker neigde ik me af van deze vraag, omdat mijn rol was om de schoonheid van de steen te verkopen en niet een chemische analyse ervan. Er is nog steeds geen grote overeenstemming over hoe het wordt gevormd en zelfs hoe oud het is. De algemene theorie bij Lightning Ridge was dat met silicaan beladen water naar beneden sijpelde door de zandsteen en holle ruimtes en scheuren opvulde. Het water verdampte vervolgens en de opalen gel stolde.

Maar op de opaalvelden in Virgin Valley Nevada, VS [die ook zwart opaal produceert] geloven ze dat heet, met silica gevuld water naar boven werd geduwd en de vegetatie werd vervangen om opaal te vormen.

De lokale bevolking gelooft dat het opaal in de Maagdvallei ongeveer 50.000 jaar oud is, terwijl we altijd hebben gedacht dat het bij Lightning Ridge 100 miljoen jaar geleden in de Krijtperiode werd gevormd. Dit wordt duidelijk door de ontdekking van opaal gemaakte dinosaurusbotten, planten en vissen.

Er is gesuggereerd dat het ongeveer vijf miljoen jaar duurde om ongeveer een centimeter (iets meer dan een derde van een duim) opaal te ontwikkelen; misschien door regen de silicagel in het opalen vuil te wassen.

Dit was gebaseerd op de theorie dat de meeste fossielen in Lightning Ridge uit de Krijtperiode kwamen.

Maar nu zijn veel mensen van mening dat de fossiele leegtes mogelijk veel later zijn vervangen door opaal en sommige mensen hebben gesuggereerd dat het minder dan 100.000 jaar oud kan zijn.

Boulder Opal

Opaal rotsblok gevonden in Queensland vormt in een enigszins andere methode dan andere soorten Australische opaal, vorming binnen een ijzeren steenbeton. De concretie werd gevormd als gevolg van ionisatie van sedimentaire afzetting.

De Opal-mijnen van Idaho Spencer in de VS, de Opal-oplossing of silica, was een secundaire afzetting die werd gedragen door geiseractiviteiten.

Als gevolg van verschillende uitbarstingen gedurende een bepaalde periode ligt de opaal in lagen. De meeste lagen zijn dun, wat resulteert in een aantal van de mooiste triplet-opaal ter wereld. De Opal wordt hydrothermisch in opeenvolgende lagen in holle geodes afgezet, waardoor Spencer Opal ideaal is voor tripletten, omdat de dunne lagen uiterst kostbaar opaal van zeer hoge kwaliteit zeer transparant zijn met een grote kleurintensiteit.

CHEMISCHE VOORWAARDEN

De chemische omstandigheden die verantwoordelijk zijn voor de productie van opaal worden nog steeds onderzocht, maar sommigen beweren dat er op een bepaald moment tijdens het proces zure omstandigheden moeten zijn om silicabolletjes te vormen, mogelijk gemaakt door microben. Er wordt ook aangenomen dat de aanwezigheid ook behoefte heeft aan aluminiumoxide, ijzeroxide of magnesiumoxide; en de aanwezigheid van natriumchloride of natriumsulfaat.

De primaire industrieën van NSW hebben gesuggereerd dat microben zelfs een rol kunnen spelen. Toen het krijt sediment werd afgezet, vormden overvloedige organische stof en montmorilloniet (smectiet) klei in sommige sedimenten een ideaal leefgebied voor de microben om zich te voeden en te broeden. Afvalzuren en enzymen uitgescheiden door de microben veroorzaakten de chemische verwering van kleimineralen en veldspaat in de omringende rotsen. Uiteindelijk creëerden de voortdurende voedings- en afvalproductieprocessen van de microben gunstige fysische en chemische omstandigheden voor de vorming van opaal.

GROEIEN OPAL

Opal is in potten gekweekt met behulp van een elektrolyt (een chemische oplossing die elektrisch is opgeladen) en het duurt weken om enkele kleuren te zien. Dit is alleen gelmateriaal en niet gehard. Van dit proces wordt gedacht dat het in de natuur gebeurt en het zou verklaren hoe opaal in een vulkanische tufsteen of in het midden van een kern terechtkwam.

CSIRO ONDERZOEK NAAR OPAL KLEURFORMATIE

Met behulp van een elektronenmicroscoop ontdekte dr. Sanders dat opaal bestond uit miljoenen kleine silicabolletjes in een regelmatig gerangschikt patroon. Tussen elk van deze ballen bevonden zich nog kleinere gaten of tussenruimten, waardoor licht wordt afgebogen, dat wil zeggen, wanneer wit licht of gewoon zonlicht door de gaten schijnt, wordt het in kleuren verdeeld. In opaal, waar de ballen klein waren, waren de kleuren die werden geproduceerd de donkerdere kleuren van het regenboogviolet, indigo en blauw. Toen de ballen groot waren, werden gele, oranje en rode kleuren geproduceerd. Kostbaar opaal wordt gevonden wanneer de ballen zich in een regelmatig gerangschikt patroon bevinden. In potch of gewone opaal is er geen vastgesteld patroon. Het lijkt erop dat opal op verschillende locaties door veel verschillende invloeden werd gevormd om opaal te produceren met een uniek karakter uit dat veld. Ik ben nog steeds van mening dat het van nature een mysterie of magie is, dus geniet van de schoonheid ervan.

Hoe opaal gevormd wordt - meningen van een vulkanoloog

Auteur Marco Campos Venuti heeft zojuist een nieuw boek geschreven met de titel "Ontstaan en classificatie van agaat en jaspis". De auteur is een PhD vulkanoloog en auteur van de Gemmologica Italiana. Met dank aan Marco Campos voor toestemming om te publiceren.

Opal is een geharde silicagel met de formule Si02.nH20, gedeponeerd uit een geconcentreerde oplossing. In de levende organismen die biologisch opaalproduct zijn, zoals diatomeeën, radiolaren, sponzen en veel vaatplanten, accumuleert kiezelzuur in speciale cellulaire compartimenten waar specifieke eiwitten de precipitatie van opaal-A induceren.

De anorganische opaal daarentegen is afkomstig van een combinatie van factoren. Het is een silica-rijke grond nodig, die kan worden gevonden in een vulkanisch gebied, of vanwege de aanwezigheid van zand dat rijk is aan kwarts. Het is over het algemeen een zeer basische pH (> 9) die de vorming van zoutoplossingen bij hoge concentraties kiezelzuur bevordert. Dan hebben we een grondwater nodig met sterke seizoensschommelingen van de grondwaterspiegel, wat de concentratie van silica ten goede komt. Dan is het noodzakelijk een katalyserende factor om silica te precipiteren. Katalyse kan worden gestart door een verhoging van de temperatuur, door een verschuiving naar een zure pH of door de aanwezigheid van sommige moleculen als ijzeroxide, aluminiumoxide, magnesiumoxide, natriumsulfaat of gewoon zeezout.

Wanneer een voorloper van de opaal is afgezet in de vorm van een viskeuze vaste stof, kan deze een porositeit hebben van meer dan 35%, gedeeltelijk bezet door water. Als het monster droogt, verkruimelt het en wordt het onherstelbaar omgezet in een wit poeder. Dit is het grootste probleem bij de productie van synthetisch opaal. In het laboratorium is het noodzakelijk om deze porositeit te vullen met een beetje hars dat de optische eigenschappen van opaal niet verandert. De natuur gebruikt andere silicagel, die in de meeste gevallen de kwaliteit van het opaal vermindert. De transformatie van mineraal opaal in jaspis kan ook worden afgeleid door diagenese.

Laten we een paar van de bovenstaande termen uitleggen in termen van de mens.

diatomeeën

Diatomeeën zijn algen met onderscheidende, transparante celwanden gemaakt van siliciumdioxide gehydrateerd met een kleine hoeveelheid water (Si02 + H20).

Radiolarians

Het zijn amoeboïde protozoa die ingewikkelde minerale skeletten produceren

Kiezelzuur

(H4SiO4), is een belangrijke voedingsstof in de oceaan

pekel

Pekel is een oplossing van zout in water. In verschillende contexten kan pekel verwijzen naar zoutoplossingen

Anorganisch opaal

Anorganische verbindingen worden traditioneel beschouwd als gesynthetiseerd door het gebruik van geologische systemen. Daarentegen worden organische verbindingen aangetroffen in biologische systemen.