Es hat Jahrhunderte gedauert, bis der Mensch mit modernen gemmologischen und mineralogischen Studien die Entstehung des Opals und die Ursache des Farbenspiels ermitteln konnte.
Die Kieselsäure kommt in der Natur in zwei verschiedenen Formen vor, einerseits ist sie kristallisiert und bildet die Mineralien der Gruppe der Quarze, und anderseits ist sie nicht kristallisiert, also amorph und bildet den Opal.
Daher kann man sagen, der Opal ist der Bruder des Quarzes. Das Hauptvorkommen von Opalen ist Australien. Ein typisches Beispiel für sedimentär entstandene Opale ist "Lightning Ridge" in Neu-Süd Wales:
Während des Tertiärs kam es zu Gesteinsverwitterungen. Bei der Zerlegung von Feldspat und Tonmineralien wurde Kaolin produziert und setzte Silizium in hauptsächlich gelöster Form frei. Durch die Auflösung kalkhaltiger Einschlüsse wie Fossilien entstanden kleine Hohlräume im Sedimentgestein, die sich bei der Senkung des Grundwasserspiegels mit der konzentrierten Siliziumlösung füllten. Über den wasserstauenden Schichten sammelte sich die wässrige Kieselsäure und verfestigte sich im Laufe von Jahrtausenden zu einem Gel. Verdunstung und Filtration des Wassers führten zu einer weiteren Erhärtung. So entstand in den erwähnten Hohlräumen, Rissen, Fugen und Spalten des verwitterten Gesteins opalhaltiges Material.
Das so entstandene opalhaltige Material hatte jedoch noch nicht viel mit den Edelopalen gemein, die wir bei hochwertigen Schmuckstücken bewundern. Damit solche Opale entstehen konnten, bedurfte es noch einer weiteren Laune der Natur:
Die Kieselsäure musste sich unter Druck auf solche Art verfestigen, dass Cristobalith, eine Modifikation der Kieselsäure, entstand. Weiter mussten die so entstandenen Kieselsäurekügelchen noch dicht gepackt in geordneten Reihen, Ebenen und Blöcken auftreten. Denn nur dann sehen wir durch Interferenzerscheinung des einfallenden Lichtes, also durch Brechung, Beugung und Streuung des Lichtes, jenes Farbenspiel, das wir an diesem Edelstein so bewundern. Es ist also nicht so sehr das Material im chemischen oder physikalischen Sinn, das den Edelopal ausmacht, sondern diese zufällige und seltene Erscheinungsform der Kieselsäure.
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