宝石是如何形成的？

晶体的形成需要五个条件：原料、温度、压力、时间和空间。为了更好地解释矿物结晶的基本原理，我们来谈谈冰糖。冰糖其实就是结晶的糖。

如果你把尽可能多的糖倒入一锅水中搅拌，你会看到糖开始沉淀在锅底。当糖无法再溶解时，就达到了饱和点。水无法再吸收糖，这被称为过饱和。

现在把锅烧开——饱和度在沸点时会发生变化。你可以添加更多的糖，直到达到过饱和状态。此时，你应该把锅从火上移开。当水恢复到室温时，它所能容纳的糖量会恢复到之前的水平。多余的糖会从溶液中析出并结晶。

现在，把一根绳子挂在溶液中，让晶体有东西生长。最好在绳子上加重，使其保持笔直。等水完全冷却后，绳子上就会覆盖上晶体。

这是了解宝石如何形成的好方法。

宝石形成过程

一般来说，宝石的形成有四种方式。它们是

1. 火成岩——这些矿物是在地球深处形成的（钻石、红宝石、蓝宝石、橄榄石）

2. 热液——与冰糖的例子类似，当富含矿物质的水体冷却时，宝石就会形成

3. 变质- 顾名思义，这些宝石由于高温高压而“变形”。 （蓝宝石、红宝石、尖晶石、石榴石）

4. 沉积岩——因水沉积沉积物而形成的宝石（孔雀石、蓝铜矿、蛋白石）

地幔中形成的火成岩宝石

虽然我们对地幔的了解有限，但有证据表明，一些宝石是在地幔中形成的。这需要极高的温度。

地幔中形成的宝石中最引人注目的例子或许是橄榄石和钻石。地质学家研究了亚利桑那州的橄榄石矿床，认为它们形成于漂浮在地幔中的岩石上，最深处可达地表以下55英里。一次爆发性火山喷发将它们带到了更靠近地表的地方，侵蚀和风化作用将它们推到了足够接近地表的位置，从而被发现。

然而，人们对钻石有了更深入的了解。钻石结晶于地壳下方的岩浆中。然而，这些地层的化学成分不同。地质学家认为，钻石来自地表以下110英里到150英里的地方。在这个深度，岩浆流动性极强，温度也非常高。

这种岩浆能够比其他火山喷发更快、更猛烈地冲破地壳。在喷发过程中，岩浆会分裂、溶解岩石，然后将其带到地表。

如果岩浆上升缓慢，钻石很可能无法保存下来。压力和温度变化会导致钻石蒸发，或者可能重新结晶成石墨。然而，由于岩浆上升速度太快，钻石没有时间转化或蒸发，因此仍然保持钻石的状态。

当地壳发生剧烈剧烈的变化时，晶体常常会破裂。当存在生长条件时，物质会渗入裂缝并结晶。这通过将裂缝密封在一起来修复裂缝。然而，裂缝并不能完全愈合，细小的空腔仍然存在，它们看起来像指纹。

宝石一旦形成，是如何浮出水面的呢？因为它们形成于地表深处，所以能够被开采真是个奇迹。它们在火山爆发时被带到地表，但大多数是通过侵蚀和造山运动到达地表的。

热液宝石创作

这个过程与上面提到的冰糖最为相似。富含多种矿物质的过饱和水被推入地层的空洞和裂缝中。随着溶液开始冷却，各种矿物质开始结晶。

最重要的热液矿床位于哥伦比亚，特别是穆佐祖母绿矿。这些热液矿床富含铬，赋予了该地区祖母绿令人惊叹的色彩。

下图显示的是一条热液矿脉。该矿脉是由水溶液在周围岩石的裂缝中冷却而形成的。

变质宝石的创作

大多数宝石都是由变质作用形成的。变质作用是指矿物在巨大的压力和高温下挤压在一起，通常是由于板块间的相互移动。矿物被挤压在一起，变质成不同的矿物，有时甚至不会熔化。

沉积宝石的创造

沉积宝石的形成是由于水与地表的矿物质混合。富含矿物质的水渗入地壳的裂缝和空洞之间，沉积下一层层的矿物质。蛋白石、孔雀石和蓝铜矿等矿物就是这样形成的。蛋白石的形成是由于水与二氧化硅混合。随着二氧化硅溶液的沉淀，微小的二氧化硅球体相互堆叠，形成了蛋白石。

矿物结晶

地壳厚度从3英里到25英里不等。地壳之下是地幔。地幔厚度约为1860英里，占地球体积的83%。它由岩浆（熔化的岩石）构成。岩浆到达地表后被称为熔岩。靠近地心的地方温度最高，热流使地幔持续运动。

地壳与地幔交界的区域动荡不安，温度和压力都很高。几块板块构成了地壳，并漂浮在液态地幔之上。当这些板块相互碰撞时，一些板块隆起形成山脉，而另一些板块则被挤压下沉。

岩浆也在不断运动。它的压力和运动不断磨损和断裂地壳底部。岩石随后脱离地壳，被流动的岩浆带走。岩石融化，改变了岩浆的化学性质。而较小的颗粒最终会成为尚未形成的宝石中的内含物。

宝石形成于地壳深处，地壳下表面由于严重的裂缝而形成众多空腔。流体通过空腔和裂缝逸出。这是晶体生长的理想条件。它本质上就像一锅富含化学物质的“汤”，提供所有必要的成分。空腔提供了理想的生长空间，压力和温度也很高。流体在地壳中流动，使其冷却到足以形成结晶——现在只需要时间。

从地质学角度来说，它拥有的时间应该足够了。然而，由于这种环境极其动荡，通道不断开裂和坍塌。晶体通常会开始形成，但当通道坍塌时，流体流动就会被阻断。正是在此时，生长停止了。

如果通道重新打开，生长就会恢复。这种“开/关”生长在晶体中通常无法察觉，但在其他情况下，连续的发育层会具有不同的化学成分。这会导致色域的形成。

矿物结晶顺序

在冷却过程中，黄玉晶体先于石英形成，因为结晶的原理之一是，随着温度下降，它所能容纳的固体成分会下降。然而，地壳中的成分比上面描述的糖溶液要复杂得多。不同的矿物会从同一种溶液中结晶，但温度不同。你可能会先看到刚玉，然后随着溶液继续冷却，黄玉和石英会随之出现。

虽然压力对冰糖没有影响，但矿物质结晶需要正确的温度和压力组合。

此外，结晶还需要两个条件——空间和时间。本质上，正确的成分组合、压力和热量必须持续足够长的时间，才能使矿物结晶。此外，它们还需要生长空间。

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