Освежая знания в области минералогии наткнулся на серию любопытных статей и комплексную монографию на русском языке, посвящённых генезису благородного опала, причём в рассмотренных работах обсуждалось происхождение опала не только по геологическим наблюдениям, но и по экспериментальным данным. Поскольку во всех рассмотренных работах предлагаются одни и те типы месторождений благородного опала - считаю что можно доверять этой информации, как ни удивительно - она почти полностью совпадает с интернет источниками. Особенно приятно было читать труды известных сотрудников нашего института.
Генетические типы месторождений благородного опала
1. Гидротермальные месторождения (по определению гидротермальные месторождения связаны с циркулирующими горячими растворами, которые могут иметь самое разное происхождение).
В случае с благородными опалами эти месторождения обычно связаны с эффузивными и туфогенными породами основного, среднего и даже кислого состава, но сильно изменёнными в процессе гидротермальных процессов. Гидротермальный благородный опал образуется в результате отложения SiO2 из пересыщенных растворов в приповерхностных условиях. Благородный опал в этом типе месторождений чаще всего встречается в трещинах, полостях и пустотах, причём размер таких полостей может достигать до 20 см и как правило ассоциирует с низкотемпературными минералами: пиритом, марказитом, гипсом, хлоритом и различными цеолитами.
Гидротермальные месторождения не дают большого объёма добычи благородного опала, ввиду локального развития этого минералоида по трещинам и пустотам и маленького площадного и латерального распространения зоны гидротермальных изменений. Однако всё таки выделяется ряд гидротермальных месторождений благородного опала в Австралии, России, Чехии, Мексике и США.
2. Месторождения древних кор выветривания (толщ разрушенных и оставшихся на месте материнских горных пород, подвергшихся различным приповерхностным процессам).
В корах выветривания опал отлагался в приповерхностных условиях на глубинах не более 40 метров при климатических условиях, подобных современным, однако за миллионы лет жаркий аридный климат как-бы законсервировал опалы, создав т.н. "формационные плотины". Чаще всего опал в таких месторождениях встречается в полостях, а также в трещинах и пустотах выщелачивания. Сами пустоты образуются по всей горной массе за счёт слабых деформаций, а также растворении окаменелостей (например слабо-кислыми растворами). Главный минус таких месторождений (как и любых месторождений опала - неравномерное распространение минералоида по объёму горной массы. В таких месторождениях чаще всего опал ассоциирует с гипсом и алунитом, причём они как правило локализованы выше по разрезу и могут использоваться как поисковый признак.
Источники кремнезёма для благородных опалов в природных месторождениях кор выветривания
По опубликованным в литературе данным существует всего два возможных источника SiO2 для формирования благородного опала.
Высвобождение аморфного или кристаллического кремнезёма в глинах, которые залегают на том же уровне где обнаруживается опал, при этом кремнезём может образовывать насыщенные водные растворы или золи, а также кремнезём может высвобождаться при выветривании полевых шпатов, мусковита и каолинита. При этом, для формирования опала кремнезём обязательно должен выносить на современный "опаловый" уровень в виде коллоидного или истинного раствора. Интересно, что кремнезём может мигрировать в водных растворах на очень большие расстояния, т.к. в истинных растворах он не осаждается до тех пор, пока не будет достигнуто существенное пресыщение, которое возможно при постепенном выпаривании воды.
Механизм формирования благородного опала
Ввиду того, что сам по себе механизм образования благородного опала достаточно сложен, здесь будут представлены лишь главные этапы его формирования.
Вода содержащая кремнезём просачивается в трещины и пустоты, после чего начинает медленно всасываться глиной, однако сферулы кремнезёма "не влезают" в поры глины и задерживаются на границе трещин, постепенно накапливаясь. В целом процесс отложения благородного опала можно охарактеризовать как "медленное испарение и всасывание грунтовых вод". При этом, большая часть опала в таких жилах представлена "обыкновенным опалом" и лишь в центральных частях отложений можно встретить благородный. Интересно, что в таких жилах практически не наблюдается "отсадка", т.е. опал заполняет всё свободное пространство.
Экспериментальные работы в целом подтверждают геологические наблюдения, однако они позволили выявить некоторые закономерности. Например, если скорость испарения раствора в трещинах выше скорости его притока, то образуется разупорядоченное хаотическое отложение аморфного кремнезёма и никогда в таких случаях не успеет сформироваться благородный опал. Самый благоприятный случай это когда скорость испарения раствора равна скорости его притока, т.к. в этом случае образуется "равномерное" нарастание плёнок сфер кремнезёма и формируется благородный опал по "плёночному механизму".
В целом, есть два типа месторождения, только один из которых даёт большую часть объёмов добычи благородного опала. Экспериментальные работы полностью подтверждают геологические наблюдения и выводы о механизме кристаллизации благородных опалов и открывают новые возможности для синтеза этого минералоида в лабораторных условиях.