オパールはどのように形成されるのでしょうか?

オパールはどのように形成されるのか元オパール採掘者として、私はこの質問にあまり関心がありませんでした。なぜなら私の役割は石の美しさを売り込むことであり、その化学分析ではないからです。オパールがどのように形成されたのか、またその年代についてはいまだに大きな合意が得られていません。ライトニングリッジにおける一般的な理論は、シリカを含んだ水が砂岩を通り抜けて空洞や亀裂を埋めたというものです。その後、水が蒸発し、オパールゲルが固まりました。

しかし、米国ネバダ州ヴァージンバレーのオパール採掘場（ブラックオパールも産出）では、シリカを多く含んだ熱い水が押し上げられ、植物に取って代わってオパールが形成されたと考えられています。

地元の人々は、ヴァージンバレーのオパールは約 5 万年前のものだと信じていますが、私たちはライトニングリッジのオパールが 1 億年前の白亜紀に形成されたとずっと信じてきました。これは、オパール化した恐竜の骨、植物、魚の発見によって明らかです。

約 1 センチメートル (3 分の 1 インチ強) のオパールが形成されるまでに約 500 万年かかったと言われています。これはおそらく、雨によってシリカゲルがオパールの土に流れ込んだためと考えられます。

これは、ライトニングリッジで発見された化石のほとんどが白亜紀のものであるという理論に基づいていました。

しかし現在では、化石の空洞がずっと後になってオパールに置き換わった可能性があるという意見に立つ人が多く、10万年未満のものである可能性を示唆する人もいます。

オパールはどのように形成されるのか

ボルダーオパール

クイーンズランドで発見されたオパールの岩は、オーストラリアの他の種類のオパールとは少し異なる方法で形成され、鉄鉱石のコンクリーション内で形成されます。コンクリーションは、堆積物のイオン化によって形成されました。

アメリカのアイダホ州スペンサーオパール鉱山のオパール溶液またはシリカは、間欠泉活動によって運ばれた二次鉱床でした。

長期間にわたる数回の噴火の結果、オパールは層状に堆積します。ほとんどの層は薄く、その結果、世界で最も美しいトリプレットオパールが生まれます。オパールは中空の晶洞の中に連続した層で熱水堆積します。非常に高品質の貴重なオパールの薄い層は透明度が高く、色の鮮やかさが素晴らしいため、スペンサーオパールはトリプレットに最適です。

化学的条件

オパールの生成に関係する化学的条件はまだ研究中ですが、シリカ球を形成するには、おそらく微生物によって生成されるプロセスのどこかの段階で酸性条件が必要であると主張する人もいます。また、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウムの存在、および塩化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムの存在も必要であると考えられています。

NSW 一次産業は、微生物が役割を果たしている可能性を示唆しています。白亜紀の堆積物が堆積した当時、一部の堆積物には豊富な有機物とモンモリロナイト (スメクタイト) 粘土があり、微生物が餌を食べ、繁殖するのに理想的な生息地となっていました。微生物が排出した廃酸と酵素は、周囲の岩石に含まれる粘土鉱物と長石の化学的風化を引き起こしました。最終的に、微生物の継続的な餌の摂取と廃棄物の生成プロセスにより、オパールの形成に好ましい物理的および化学的条件が生まれました。

オパールの成長

オパールは、電解液（電気を帯びた化学溶液）を使って瓶の中で育てられ、色が現れるまでに数週間かかります。これはゲル状の物質で、硬化したものではありません。このプロセスは自然界で起こると考えられており、オパールが火山凝灰岩の内部や核の中心にどのようにして入ったのかを説明できます。

オパールの色形成に関するCSIROの研究

サンダース博士は電子顕微鏡を使用して、オパールが規則的に並んだパターンで数百万個の小さなシリカ球でできていることを発見しました。これらの球の間にはさらに小さな穴や隙間があり、光が回折します。つまり、白色光または通常の太陽光が穴を通過すると、光は色に分割されます。球が小さいオパールでは、生成された色は虹のより暗い色、つまり紫、藍、青でした。球が大きい場合は、黄色、オレンジ、赤の色が生成されました。球が規則的に並んだパターンの場合、貴重なオパールが見つかります。ポッチオパールや一般的なオパールには決まったパターンはありません。異なる場所でオパールはさまざまな影響によって形成され、その分野のユニークな特徴を持つオパールを生み出しているようです。私は今でも、それは自然の神秘または魔法だと思っていますので、その美しさを楽しみましょう。

オパールの形成方法 - 火山学者の意見

著者のマルコ・カンポス・ヴェヌーティは、「瑪瑙とジャスパーの起源と分類」というタイトルの新しい本を執筆しました。著者は火山学者の博士号を持ち、Gemmologica Italiana の著者です。出版の許可をいただいたマルコ・カンポスに感謝します。

火山学者が語るオパールの形成方法

オパールは、濃縮溶液から沈殿した、化学式 SiO2.nH20 の硬化シリカゲルです。珪藻類、放散虫、海綿動物、多くの維管束植物など、有機オパールを生成する生物では、特定のタンパク質がオパール A の沈殿を引き起こす特殊な細胞区画にケイ酸が蓄積します。

一方、無機オパールは、複数の要因の組み合わせから生じます。火山地帯や石英を豊富に含む砂地など、シリカを豊富に含む土壌が必要です。高濃度のケイ酸で塩水の形成を促進するのは、通常、非常に塩基性の pH (>9) です。次に、シリカの濃縮に有利な、季節によって水位が大きく変動する地下水が必要です。次に、シリカを沈殿させる触媒要因が必要です。触媒は、温度の上昇、酸性 pH への変化、または酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸ナトリウム、または単に海塩などの分子の存在によって開始されます。

オパールの前駆体が粘性固体の形で堆積すると、その多孔度は 35% を超え、部分的に水で占められることがあります。サンプルが乾燥すると、崩れて回復不能な白い粉末に変わります。これが、合成オパールの製造で遭遇する主な問題です。実験室では、この多孔度をオパールの光学特性を変えない樹脂で埋める必要があります。自然界には他のシリカゲルが使われており、ほとんどの場合、オパールの品質が低下します。鉱物オパールからジャスパーへの変化は、続成作用によっても引き起こされます。

オパールタイプA