宝石是怎么来的,宝石的由来
1,喷出岩中可以形成的宝石
喷出岩中的宝石主要为钻石和蓝宝石,以及一些伴生的宝石,例如铬透辉石、橄榄石、石榴石、辉石、锆石等,但是,根据地球化学的证据表明,钻石和蓝宝石的形成与寄主岩石并没有直接的成因关系,而是岩浆从地球深部进入地表之后携带上来的捕掳体,也就是说,钻石、蓝宝石等相关的宝石在岩浆形成或者喷发之前就已经形成了,岩浆只是一个将他们带入地表的载体。具体的成因还存在一定的争议,例如钻石的C从哪里来,很多同位素证据表明,可能来元素生物C,这种C随着大洋板块的俯冲作用有关。而蓝宝石的形成可能与地幔交代作用有关,其成因与地幔的流体等因素密切相关,但是什么的流体、如何进行的交代作用,目前的地球化学手段无法推测。下图为山东昌乐碱性玄武岩中的蓝宝石。
由于宝石的形成需要一个非常稳定的环境,稳定的物质来源的供给、稳定的温压环境等,因此钻石、蓝宝石以及相伴生的宝石的形成必定与稳定的地质环境密切相关,所以他们的形成与稳定的地块有关。以中国的东部为例,中生代为稳定的克拉通地块,非常的稳定,岩石圈的厚度可以高达200km,这为钻石的形成提供了良好的条件。但是随着克拉通的破坏,岩石圈发生了减薄作用,地质环境处于一个比较动荡的环境中,玄武岩频发,因此不能形成宝石,但是随着岩石圈较薄作用的停止,地质环境重新处于一个稳定的环境,此时的岩石圈厚度大约是70km左右,为蓝宝石、锆石等天然宝石的形成提供了条件。由于这类宝石主要形成于地球的深部,没有足够的空间,因此形成的宝石矿物相对较小,例如最大的钻石也仅有3000多克拉,大约拳头大小。下图为产于金伯利岩中的钻石。
还有一些天然玻璃,例如黑曜岩、玄武玻璃的形成也与喷出岩有关,但他们的形成却与岩浆的喷出作用有关,而且他们就是岩浆的本身,是岩浆在喷出后快速冷凝之后的结果,其中,黑曜岩的形成与酸性盐有关(二氧化硅含量较高),而玄武玻璃的与基性岩有关(二氧化硅含量相对较低,而Fe、Mg含量相对较高),下图为黑曜岩。
2,与侵入岩有关的宝石
侵入岩与喷出岩相比,并没有直接的进入到地表,而是侵入到某一深处后,随着岩浆的缓慢冷却而形成的岩石,由于岩浆有足够多的时间冷却,因此形成的矿物颗粒尺寸相对较大。有一类侵入岩形成的宝石非常重要,那就是伟晶岩,也可以理解为是岩浆作用末期,可以分异出富含流体和挥发分的一些残余岩浆,在一个非常稳定的环境中形成的,由于具有足够的空间,因此能够形成尺寸足够大的宝石,例如海蓝宝石、水晶、碧玺等。新疆可可托海就是非常重要的伟晶岩,不仅产出了非常重要的战略资源,同样出产非常漂亮的宝石。
二:变质
变质作用可以理解为,原来的岩石经过挤压、升温、流体的介入从而形成其他类型岩石的过程,这个过程也可以分为两大类,分别为接触变作用和区域变质作用。
1,接触变质
该变质过程主要与岩浆的侵入作用有关,热岩浆对围岩的烘烤作用,或者岩浆分异出来的流体对岩石的交代作用等。由于温度的变化,再加上流体与原岩发生的化学变化,有可能形成宝石,例如典型的矽卡岩型矿床,就是典型的接触变质成因矿床,其成因与中酸性的岩浆侵入到碳酸盐岩中有关,形成的宝石矿物包括和田玉、金绿宝石;另外,接触变质作用形成的大理岩也是汉白玉的重要来源之一。下图为绿帘石,与矽卡岩有关。
2,区域变质
区域变质作用范围相对更广,主要与地质运动等密切相关,例如板块的碰撞、俯冲等等。例如红宝石、蓝宝石、翡翠、石榴石、蔷薇辉石、碧玉、硅化木等。下图为产于斯里兰卡的蓝宝石,与区域变质左右有关。
以翡翠为例,缅甸的翡翠矿床与低温高压的区域变质作用有关,洋壳俯冲到大陆深部,温度较冷的洋壳被挤压推回地面时,接触带上的岩石受到巨大的压力,岩石在压力下发生重结晶作用,形成蓝闪石片岩,或者蓝闪石-硬玉片岩。这些岩石一般局限在洋?板块俯冲作用和你冲作用强烈的板块缝合线附近。缅甸翡翠的形成过程如下:大约在3500万年以前,印度板块沿东北方向与欧亚板块相撞,并俯冲到欧亚板块之下,造成清账高原的隆起,并在云南及缅甸北部地区形成雅鲁藏布江缝合线,缅甸北部北部蒲翠矿区就位于该缝合线附近。
三,沉积
沉积作用形成的矿床多为次生矿床,原来的位置本身就存在一个宝石矿床,经过风化作用,水流的冲刷作用等,会出现搬运现象,由于珠宝玉石具有较为稳定的物理化学性质,能够经受磨蚀与溶蚀作用,最终在较为稳定的环境中沉淀下来,例如和田玉的籽料就是非常典型的次生矿床,此外,钻石、红蓝宝石、石榴石等宝石都可以通过沉积作用形成次生矿床。
喷出岩中的宝石主要为钻石和蓝宝石,以及一些伴生的宝石,例如铬透辉石、橄榄石、石榴石、辉石、锆石等,但是,根据地球化学的证据表明,钻石和蓝宝石的形成与寄主岩石并没有直接的成因关系,而是岩浆从地球深部进入地表之后携带上来的捕掳体,也就是说,钻石、蓝宝石等相关的宝石在岩浆形成或者喷发之前就已经形成了,岩浆只是一个将他们带入地表的载体。具体的成因还存在一定的争议,例如钻石的C从哪里来,很多同位素证据表明,可能来元素生物C,这种C随着大洋板块的俯冲作用有关。而蓝宝石的形成可能与地幔交代作用有关,其成因与地幔的流体等因素密切相关,但是什么的流体、如何进行的交代作用,目前的地球化学手段无法推测。下图为山东昌乐碱性玄武岩中的蓝宝石。
由于宝石的形成需要一个非常稳定的环境,稳定的物质来源的供给、稳定的温压环境等,因此钻石、蓝宝石以及相伴生的宝石的形成必定与稳定的地质环境密切相关,所以他们的形成与稳定的地块有关。以中国的东部为例,中生代为稳定的克拉通地块,非常的稳定,岩石圈的厚度可以高达200km,这为钻石的形成提供了良好的条件。但是随着克拉通的破坏,岩石圈发生了减薄作用,地质环境处于一个比较动荡的环境中,玄武岩频发,因此不能形成宝石,但是随着岩石圈较薄作用的停止,地质环境重新处于一个稳定的环境,此时的岩石圈厚度大约是70km左右,为蓝宝石、锆石等天然宝石的形成提供了条件。由于这类宝石主要形成于地球的深部,没有足够的空间,因此形成的宝石矿物相对较小,例如最大的钻石也仅有3000多克拉,大约拳头大小。下图为产于金伯利岩中的钻石。
还有一些天然玻璃,例如黑曜岩、玄武玻璃的形成也与喷出岩有关,但他们的形成却与岩浆的喷出作用有关,而且他们就是岩浆的本身,是岩浆在喷出后快速冷凝之后的结果,其中,黑曜岩的形成与酸性盐有关(二氧化硅含量较高),而玄武玻璃的与基性岩有关(二氧化硅含量相对较低,而Fe、Mg含量相对较高),下图为黑曜岩。
2,与侵入岩有关的宝石
侵入岩与喷出岩相比,并没有直接的进入到地表,而是侵入到某一深处后,随着岩浆的缓慢冷却而形成的岩石,由于岩浆有足够多的时间冷却,因此形成的矿物颗粒尺寸相对较大。有一类侵入岩形成的宝石非常重要,那就是伟晶岩,也可以理解为是岩浆作用末期,可以分异出富含流体和挥发分的一些残余岩浆,在一个非常稳定的环境中形成的,由于具有足够的空间,因此能够形成尺寸足够大的宝石,例如海蓝宝石、水晶、碧玺等。新疆可可托海就是非常重要的伟晶岩,不仅产出了非常重要的战略资源,同样出产非常漂亮的宝石。
二:变质
变质作用可以理解为,原来的岩石经过挤压、升温、流体的介入从而形成其他类型岩石的过程,这个过程也可以分为两大类,分别为接触变作用和区域变质作用。
1,接触变质
该变质过程主要与岩浆的侵入作用有关,热岩浆对围岩的烘烤作用,或者岩浆分异出来的流体对岩石的交代作用等。由于温度的变化,再加上流体与原岩发生的化学变化,有可能形成宝石,例如典型的矽卡岩型矿床,就是典型的接触变质成因矿床,其成因与中酸性的岩浆侵入到碳酸盐岩中有关,形成的宝石矿物包括和田玉、金绿宝石;另外,接触变质作用形成的大理岩也是汉白玉的重要来源之一。下图为绿帘石,与矽卡岩有关。
2,区域变质
区域变质作用范围相对更广,主要与地质运动等密切相关,例如板块的碰撞、俯冲等等。例如红宝石、蓝宝石、翡翠、石榴石、蔷薇辉石、碧玉、硅化木等。下图为产于斯里兰卡的蓝宝石,与区域变质左右有关。
以翡翠为例,缅甸的翡翠矿床与低温高压的区域变质作用有关,洋壳俯冲到大陆深部,温度较冷的洋壳被挤压推回地面时,接触带上的岩石受到巨大的压力,岩石在压力下发生重结晶作用,形成蓝闪石片岩,或者蓝闪石-硬玉片岩。这些岩石一般局限在洋?板块俯冲作用和你冲作用强烈的板块缝合线附近。缅甸翡翠的形成过程如下:大约在3500万年以前,印度板块沿东北方向与欧亚板块相撞,并俯冲到欧亚板块之下,造成清账高原的隆起,并在云南及缅甸北部地区形成雅鲁藏布江缝合线,缅甸北部北部蒲翠矿区就位于该缝合线附近。
三,沉积
沉积作用形成的矿床多为次生矿床,原来的位置本身就存在一个宝石矿床,经过风化作用,水流的冲刷作用等,会出现搬运现象,由于珠宝玉石具有较为稳定的物理化学性质,能够经受磨蚀与溶蚀作用,最终在较为稳定的环境中沉淀下来,例如和田玉的籽料就是非常典型的次生矿床,此外,钻石、红蓝宝石、石榴石等宝石都可以通过沉积作用形成次生矿床。
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