結晶ができるには、材料と温度、圧力、時間、空間という5つの条件があります。 鉱物の結晶化の基本を説明するために、少し氷砂糖の話をしましょう。 氷砂糖は、簡単に言えば砂糖の結晶です。
水の入った底にできるだけ多くの砂糖を入れると、鍋の底に沈んでいくのが見えます。 これ以上砂糖が溶けなくなったら、飽和点に達したことになります。 水はこれ以上砂糖を吸収することができない、これは超飽和として知られています。
ここで鍋を沸騰させます-沸点で飽和レベルが変化します。 さらに砂糖を加えることができますので、過飽和に達するまで続けましょう。 この段階で、鍋を火から下ろします。 水が常温に戻ると、砂糖は元のレベルに戻ります。 余分な砂糖は溶液から出てきて、結晶化します。
ここで、溶液の中にひもを垂らして、結晶が成長する場所を確保します。ひもはまっすぐになるように重りをつけておくとよいでしょう。 水が完全に冷えると、ひもは結晶で覆われます。
これは、ちょうど宝石がどのように形成するかを理解するのに最適な方法です。
宝石の形成プロセス
一般的に言えば、宝石は4つの方法があります形成することができます。 彼らは
- Igneous – これらの鉱物は、地球の奥深く（ダイヤモンド、ルビー、サファイア、ペリドット）
- 熱水 – 氷菓子の例と同様に、宝石はミネラル豊富な水の体が冷却するときに形成されています
- 変成 – その名が示すように、これらは激しい熱と圧力に起因する’変身している宝石されている’。 (サファイア、ルビー、スピネル、ガーネット）
- Sedimentary- 水が堆積してできた宝石（マラカイト、アズライト、オパール）
地球のマントルで形成された火成岩宝石
地球のマントルに関する知識は限られているが、いくつかの宝石は、マントル内で生成する証拠が存在します。 これは非常に高い温度を必要とする。
地球のマントルで形成される宝石の最も顕著な例は、おそらくペリドットとダイヤモンドである。 地質学者は、アリゾナ州のペリドット鉱床を研究し、それらが地表から55マイルまで、地球のマントルに浮かんでいた岩の上に作成されたと信じています。 爆発的な噴火によって地表に近づき、浸食と風化によって発見されたのです。
しかし、ダイヤモンドについては、もっとよく分かっています。 ダイヤモンドは、地殻のすぐ下にあるマグマの中で結晶化する。 しかし、これらの地層は異なる化学組成を持っています。 地質学者は、地表の下110マイルから150マイルからやってくると考えています。 この深さでは、マグマは非常に流動的で、温度も非常に高いのです。 噴火の過程で、マグマは岩を砕いて溶かし、それを地表に運びます。
マグマがゆっくりと上昇する場合、ダイヤモンドはおそらく生き残れないでしょう。 圧力と温度の変化によって、ダイヤモンドは蒸発してしまうか、あるいはグラファイトとして再結晶化する可能性があるからです。 しかし、マグマの上昇速度が速いため、ダイヤモンドが変質したり気化したりする時間がなく、ダイヤモンドのまま残っている。 成長条件が揃うと、物質が割れ目にしみ込んで結晶化する。 これは、それらを一緒に封止することによって、亀裂を癒す。 しかし、彼らは完全に治癒しない、微細な空洞が残っており、彼らは指紋として見られている
どのように宝石が形成されると表面に上昇するのですか？ 地中深くで形成されるので、採掘できるのが不思議なくらいです。 火山の噴火で地表に出ることもありますが、多くは浸食や造山によって地表に到達しています。 この溶液が冷え始めると、さまざまな鉱物が結晶化し始める。
熱水鉱床の最も重要な発見はコロンビアで行われている。 具体的にはムゾエメラルド鉱山である。 この熱水鉱床にはクロムが豊富に含まれており、この地域のエメラルドに素晴らしい色を与えている。 この鉱脈は、水溶液が周囲の岩の亀裂の中で冷却されたときに作成されます。
変成岩の宝石の作成
宝石の大半は、変成作用によって形成されています。 これは、鉱物が大きな圧力と熱の下で一緒に強制的に通常、地殻変動プレートが互いの下に移動しているときです。 鉱物が一緒に強制され、彼らは時々溶融せずに、異なる鉱物に変成する。
堆積宝石の作成
堆積宝石の作成は、水が地表に鉱物と混合するときに発生します。 このようにして、オパール、マラカイト、アズライトなどの鉱物が形成されるのである。 オパールは、水とシリカが混ざり合ってできたものです。 シリカの溶液が沈殿するとき、シリカの微小な球体が積み重なってオパールが形成されます。 地殻の下には、地球のマントルがあります。 マントルの厚さは約1,860マイルで、地球の体積の83％を占めている。 マントルは、溶けた岩石であるマグマで構成されています。 地表に到達すると、溶岩と呼ばれる。 地殻は地球の中心に近いほど高温になり、熱の流れによって絶えず動いています。
地殻とマントルが出会う領域は、高温高圧で騒がしいです。 いくつかのプレートが地殻を構成し、液体マントルの上に浮かんでいる。
また、マグマも絶え間なく動いている。 その圧力と運動は、絶えず地殻の底に摩耗と亀裂を作り出している。 そして、岩石は流動的なマグマに運ばれて地殻から離脱する。 岩石は溶融し、マグマの化学組成を変化させる。
宝石は地中深くで形成され、その地殻の下面は激しい亀裂による多数の空洞を含んでいる。 その空洞や亀裂から流体が逃げ出す。 これは、結晶成長のための理想的な条件です。 化学物質が豊富なスープで、必要な成分がすべて供給されるのだ。 空洞は成長に最適な空間を提供し、圧力と温度は高い。 地殻内を移動する流体によって、結晶化が起こるのに十分なほど冷え、あとは時間だけが必要です。 しかし、この環境は非常に激動的で、通路は絶えず開いたり崩れたりしています。 結晶はしばしば形成され始めるが、通路が崩壊すると流体の流れが閉ざされる。 この時点で成長が止まり、通路が再び開くと成長が再開される。 このオン/オフ成長は、一般に結晶では検出できませんが、他のケースでは、開発の連続した層は異なる化学組成を持っています。 この結果、カラーzoning.
鉱物の結晶化順序
トパーズ結晶は、冷却過程で石英の前に形成され、1原則ofcrystallizationとして温度が低下するとそれが保持できる固体成分のドロップということですので。 しかし、地殻の中の成分は、上記の砂糖の溶液より少し複雑です。 同じ溶液から、異なる温度で異なる鉱物が結晶化するのです。 まずコランダム、次にトパーズ、そして水晶と、溶液が冷えていく過程を見ることができる。
圧力は氷砂糖には影響しませんが、鉱物が結晶化するためには、温度と圧力の適切な組み合わせが必要なのです。
さらに、結晶化には空間と時間という2つの条件が必要です。 鉱物が結晶化するには、正しい成分の組み合わせ、圧力、熱が十分長く続かなければなりません。 さらに、成長するための空間も必要である
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