Opal powstał z roztworu dwutlenku krzemu i wody. Roztwór ten wpływał do szczelin i dziur w obszarach osadowych i wulkanicznych. Prędkość osadzania szacuje się na około 1 cm na 5 mln lat. 1-2 mln lat po okresie osadzania, w związku ze zmianą klimatu, rozpoczął się proces zestalenia. Do tego czasu opal miał postać żelu.
| |
  |
| |
Struktura opalu pospolitego (z lewej) i szlachetnego (z prawej). Powiększenie 15 000 razy.
|
Zawartość wody stopniowo malała a cząsteczki krzemionki spontanicznie łączyły się w sfery o wielkości 150 - 350 nm (1 nm = 1/1000000000 m). W opalach szlachetnych sferolity krzemionki są nie tylko jednolite w rozmiarze, ale także upakowane w regularne szeregi (w opalach pospolitych sferolity rozmieszczone są przypadkowo). Ponieważ cząsteczki te są sferyczne, w strukturze obecne są małe szczeliny, które również są ułożone w regularny trójwymiarowy wzór. W efekcie opal jest optyczną siatką dyfrakcyjną dla światła.
Większe strefy (powyżej 350 nm odpowiedzialne są za powstawanie czerwonego i pomarańczowego koloru opalizacji, natomiast mniejsze (ok 150 nm) - za kolor niebieski. Pomiędzy tymi wymiarami powstają pozostałe barwy.
Podsumowując, kolor w opalach szlachetnych powstaje na skutek dyfrakcji i interferencji światła białego na regularnie ułożonych sferach krzemionkowych. Światło białe jest rozszczepiane na wszystkie kolory widma. Średnica i rozstawienie sfer decyduje o ilości kolorów w opalu. Małe sfery tworzą opale o niebieskim kolorze opalizacji (najbardziej powszechne), a większe sfery - opale o czerwonym kolorze (najrzadsze).