Происхождение опала

Опал типичный минерал коры выветривания (полевых шпатов и других силикатов), но может иметь и гидротермальное происхождение. В значительном количестве образуется в миндалинах некоторых эффузивных пород и в связи с деятельностью гейзеров и горячих источников, отлагающих кремнистые натеки (гейзерит). Огромные массы опаловых пород возникают биогенным путем в результате жизнедеятельности организмов, имеющих кремниевый скелет (диатомит, опока). ​

​

Кремнезем образуется в поверхностных или приповерхностных условиях в результате биохимических процессов (которые играют главенствующую роль в отложении кремнезема в морях и озерах) и в результате неорганического осаждения либо непосредственно из растворов, либо путем химических реакций при обычных температурах и давлениях. Кремнезем обычно отлагается в форме вещества, называемого по разному — опалом, опаловым кремнеземом или «аморфным кремнеземом». Эти разновидности кремнезема состоят главным образом из субмикроскопических кристаллитов кристобалита с более или менее неупорядоченной структурой. Предполагают, что они содержат в значительных количествах Н₂O, Al, щелочи и другие компоненты в виде твердых растворов в интерстициальных позициях. В поверхностной геологической обстановке кристобалит метастабилен по отношению к кварцу и стремится при старении перейти в устойчивую фазу — кварц или в его микроволокнистую разновидность. Это превращение осуществляется быстрее при повышенных температурах . Химическая и кристаллоструктурная природа кристобалита, состав и pH водных растворов, контактирующих с ним, также оказывают свое влияние на это превращение. Следует отметить, что растворимость кремнезема в природных поверхностных или приповерхностных водах при обычных температурах и давлениях определяется главным образом растворимостью кристобалита этого типа (около 120 ч. на млн.), а не кварца (около 7 ч. на млн.).

1. Основная масса встречающегося в природе опалового кремнезема участвует в осадочных скоплениях остатков организмов с кремниевым скелетом, таких, как диатомеи, радиолярии и губки. Эти отложения слагают иногда мощные толщи, примером чему могут служить диатомиты формации Монтерей в Калифорнии, мощность которых составляет многие тысячи футов. Опаловый кремнезем в таких осадках в процессе диагенеза или низкотемпературного метаморфизма может перейти в халцедоновый или микрозернистый кварц, в результате чего образуются кремнистые породы, осадочные яшмы, желваки кремня и т. п.
2. Опаловый кремнезем также накапливается в некоторых видах наземных растений, особенно в злаковых. Конкреции опалового кристобалита были обнаружены в мочепроводящих каналах животных.
3. Кроме того, опаловый кремнезем образуется различными способами без участия организмов. Сюда относятся процессы химического выветривания, непосредственное отложение кремнезема из горячих источников и из низкотемпературных гипогенных растворов на небольших глубинах и отложение из метеорных вод. Важнейшими источниками растворенного кремнезема в подземных природных водах немагматического происхождения являются опализированные органические остатки в осадочных породах, а также стекло и силикаты вулканических пеплов и туфов, при химическом изменении которых происходит высвобождение кремнезема (десиликация). Кристобалит, вероятно в виде рассеянного опалового кремнезема, наряду с монтмориллонитом, является типичным компонентом бентонитов.
4. Опал образуется при сольфатарном изменении  базальтовых и других пород, когда кислые растворы сольфатар выносят из пород щелочи, щелочные земли, Аl и Fe, оставляя кремнеземистый остаток. На Везувии были найдены псевдоморфозы опала по авгиту. В западном Техасе встречаются залежи каолина с кристобалитом и алунитом, образовавшимися при гидротермальном изменении туфов. Каолины с алунитом, серой и кристобалитом обнаружены около фумарол в андезитовых туфах в кальдере Ибусуки, Кюсю, Япония. Кремнеземистые туфы и гейзериты, отлагающиеся на выходах горячих источников и гейзеров, большей частью сложены опалом. Накопление кремнезема в этих случаях происходит как путем осаждения из кремнеземсодержащих вод при посредстве органической деятельности, так и в результате химического изменения боковых пород, особенно около фумарол и вдоль каналов горячих источников. Опаловый кремнезем, накапливающийся в процессе выветривания, также образуется, в основном за счет химического разложения силикатов. Трепел — это остаточные образования, состоящие из рыхлого очень мелкозернистого халцедонового и опалового кремнезема, возникшие в результате выветривания окремнелых известняков и известковистых кремнистых пород.

Разновидности опалового кремнезема, имеющие скорее минералогический, нежели геологический интерес,— благородный опал, огненный опал, молочный опал, гиалит и т. п.— образуются в основном путем химического осаждения кремнезема в полостях и трещинах из постмагматических растворов или метеорных вод. Опал, в том числе благородный, часто встречается (иногда в ассоциации с цеолитами) в эффузивных породах, особенно кислого или щелочного состава, таких, как риолиты, трахиты и их туфогенные аналоги. Опалы также встречаются в базальтах и других основных эффузивных породах, хотя в этих породах более обычны агат и прочие разновидности халцедонового кремнезема.

5. В вулканических породах опал встречается в полостях и трещинах в качестве позднего продукта, образовавшегося при гидротермальной деятельности или особенно в туфах и пеплах, при воздействии метеорных вод. Как опал, так и халцедон часто слагают окаменелые стволы деревьев в вулканических пеплах, туфогенных породах и осадочных отложениях. Эти минералы образуют также неправильные скопления, желваки и прожилки в кремнистых известковистых породах и песчаниках, где они часто замещают кости, раковины и другие ископаемые органические остатки. В некоторых случаях образование опала, по-видимому, обусловлено приповерхностными явлениями, связанными с процессами выветривания в аридных условиях пород соответствующего состава. Опал также встречается в виде продукта изменения серпентинита, и в этих условиях он может ассоциировать с магнезитом или гарниеритом. Кроме того, опал служит цементом в породах, например в песчаниках, или образует в них прожилки.

В некоторых случаях, особенно при осаждении в полостях изверженных пород, кремнезем, по-видимому, первоначально отлагался в виде желатинообразной массы, которая позднее затвердевала и превращалась в опал. Этот процесс мог продолжаться до превращения опала в халцедоновый кремнезем. Рассматривая примерную последовательность отложения гидротермальных кремнеземных продуктов, можно видеть, что опал образуется и сохраняется в метастабильном состоянии как таковой лишь при самых низких температурах, не выше 100—150°. При несколько более высоких температурах образуется халцедон либо путем непосредственного отложения из растворов, либо в результате относительно быстрого превращения из опалового кремнезема, тогда как при еще более высоких температурах отлагается крупнокристаллический кварц. Иногда волокнистый кристобалит (люссатит), очевидно, образуется путем перекристаллизации опала. Было отмечено, что этот кристобалит в свою очередь переходит в халцедон. Желатинообразные скопления кремнезема были обнаружены в некоторых изверженных и осадочных породах, например в диабазовом силле в Нью-Джерси, в меловых образованиях в Англии, в полостях кремнистых и мергелистых пород во Франции, в сольфатарах, а также вместе с гидрофаном в порфиритах горы Губертус, Саксония. На воздухе этот желатинообразный кремнезем, как и искусственные гели кремнекислоты, высыхает, затвердевает и превращается в гиалиновую массу или приобретает белый цвет и рассыпается в порошок, который, как это можно обнаружить под микроскопом, состоит из опала.