Die Entstehung des Opals in Australien

Wie kann Opal entstehen und warum Opale Feuer sprühen
Im Artesischen Becken bildeten sich durch den Wechsel von Trockenheit und Feuchtperioden Mergelschichten und Konglomeratbänke, deren Erosion, Faltung und Festigung vor 135 - 70 Mio. Jahren entstanden sind. Nach der herkömmlichen Theorie, sickerte Wasser durch Spalten und Ritzen von verwitterten Sedimentsgesteinen (Feldspat/Kaolinit, Sandsteinschichten) und reicherte sich dabei mit Kieselsäure an. Im Laufe der Zeit sammelten sich die Abscheidungen auf undurchlässigen Schichten und das Wasser der Säure verdunstete. Durch die Verdunstung verdichtete sich die Kieselsäure zunächst und ein amorphes Gel (SiO2 nH2O Siliziumdioxid Grundgefüge ohne erkennbare Kristallstruktur,d.h. formlos) entsteht, mit immer noch ca. 6 - 18 % Wasser. Durch die Wechselwirkung von Anreicherung und Verdunstung bilden sich Tridymit- oder Cristobalitkügelchen. Erste Kugeln unterschiedlicher Grösse setzen sich am Grund ab und führen zu dünnen Schichten (genannt Potch in der Opal-Fachsprache). Erst durch die Entstehung von geometrisch regelmässig angeordneten Kugeln gleicher Grösse von 0.15 - 0.35 u in Schichten und enger Packung wird Edelopal gebildet. Nach den neuesten Erkenntnissen, dauert die Opalbildung bis zur Stabilität selbst in viel kürzerer Zeit als bisher angenommen wurde durch den äusserst selektiven Prozess eines Ionenausttauschs mit Nukleus, Elektrolyt und Wasser (Theorie nach Len Cram). Interessant bei der Opalbildung ist, das sich die Opalkügelchen in der Grösse von unten nach oben bilden, d.h. die grössten Kügelchen befinden sich immer an der tiefsten Stelle des Opalträgers.

Farbenspiel
Die Opalsubstanz ist an für sich farblos und nur durch Spurenelemente gefärbt. Das besondere Farbenspiel des Opals beruht auf Lichtbeugung an einem periodischen Raumgitter. D.h., wenn Licht auf die besondere Anordnung der Opalstruktur trifft, wird es gebeugt und in seine Spektralfarben aufgespalten. Die Farbzerlegung erfolgt durch die unterschiedlichen Kugelgrössen bezw. deren Zwischenräume. Zum Beispiel Kugeln mit 0.15 u Durchmesser führen zum blauen Farbenspiel der Opale, welches am häufigsten zu finden ist. Kugeln mit 0.35 u Durchmesser führen zum roten Farbenspiel, das im Opal selten vorkommt.

Schema der Farbzerlegung