Thereare pięć wymagań dla kryształów, aby utworzyć: składniki i temperatura, ciśnienie, czas i przestrzeń. Aby lepiej wyjaśnić podstawy krystalizacji minerałów, porozmawiajmy przez chwilę o cukierkach skalnych. Rock candy jest po prostu skrystalizowanysugar.
Ifyou mieszać jak najwięcej cukru, jak to możliwe do dna wody zobaczysz to beginto osiadają na dnie garnka. When no more sugar can dissolve, you havereached saturation point. The water can’t absorb any more sugar, this is knownas super-saturated.
Teraz doprowadzamy garnek do wrzenia – poziom nasycenia zmienia się w punkcie wrzenia. Możesz dodać więcej cukru, powinieneś to zrobić, aż osiągniesz nasycenie. Na tym etapie należy zdjąć garnek z ognia. Gdy woda wraca do temperatury pokojowej, cukier, który może pomieścić, wraca do poprzedniego poziomu. Nadmiar cukru wychodzi z roztworu i krystalizuje się.
Teraz, powiesić sznurek w roztworze tak kryształy mają coś do wzrostu na.Idealnie, wagi sznurka, aby utrzymać go prosto. Gdy woda całkowicie ostygnie, sznurek będzie pokryty kryształami.
To świetny sposób, aby zrozumieć, jak tworzą się kamienie szlachetne.
Proces formowania kamieni szlachetnych
Ogólnie rzecz biorąc istnieją 4 sposoby formowania kamieni szlachetnych. Są one
- Igneous- Te minerały są tworzone w głębi ziemi (Diamenty, Rubin, Szafir, Peridot)
- Hydrothermal- Podobne do przykładu cukierków rockowych, kamienie szlachetne są tworzone, gdy ciała wody bogatej w minerały cool
- Metamorficzne- Jak sama nazwa wskazuje, są to klejnoty, które są „morphed” z powodu intensywnego ciepła i ciśnienia. (Sapphire, Ruby, Spinel, Garnet)
- Sedimentary- Gems that form due to water depositing sediments (Malachite, Azurite, Opal)
Igneous Gemstones Formed in the Earth’s Mantle
While our knowledge of the earth’s mantle is limited, there is evidence that some gemstones form in the mantle. To wymaga bardzo wysokie temperatures.
Perhaps the najbardziej godne uwagi przykłady kamieni szlachetnych tworzących w płaszczu ziemi są peridot i diament. Geologists studiował Arizonan peridot depozytów i wierzą, że zostały one utworzone na skały, które były pływające w płaszczu ziemi, do 55 mil pod powierzchnią. Zostały one przywiezione bliżej powierzchni przez wybuchową erupcję, z erozją i wietrzeniem pchając je na tyle blisko powierzchni, aby zostać odkryte.
Jednakże istnieje lepsze zrozumienie diamentów. Diamenty krystalizują się w magmie tuż pod skorupą ziemską. Jednak te formacje mają inny skład chemiczny. Geolodzy uważają, że pochodzi on z 110 mil do 150 mil pod powierzchnią ziemi. Na tej głębokości magma jest niezwykle płynna, a jej temperatury są bardzo wysokie.
Ta magma może przedostać się przez skorupę znacznie szybciej i gwałtowniej niż inne erupcje wulkaniczne. Podczas procesu erupcji magma rozbija i rozpuszcza skały, a następnie przenosi je na powierzchnię.
Gdyby magma wznosiła się powoli, diamenty prawdopodobnie nie przetrwałyby. Ciśnienie i zmieniające się temperatury spowodowałyby wyparowanie diamentów, lub ewentualnie ich ponowną krystalizację w postaci grafitu. Jednak ze względu na szybkość, z jaką magma wznosi się, diamenty nie mają czasu na przemianę lub odparowanie, pozostając jako diamenty.
Gdy zachodzą dramatyczne i surowe zmiany w skorupie, kryształy są często łamane. Kiedy warunki wzrostu są obecne, materiał wsiąka w szczeliny i krystalizuje się. To leczy pęknięcia poprzez uszczelnienie ich razem. Nie goją się one całkowicie, jednak drobne wgłębienia pozostają i są one postrzegane jako odciski palców.
Jak wydostają się na powierzchnię po uformowaniu się kamieni szlachetnych? Ponieważ tworzą się one tak daleko pod powierzchnią, to cud, że mogą być wydobywane. Są one wydobywane na powierzchnię podczas erupcji wulkanicznych, ale większość z nich dociera na powierzchnię poprzez erozję i budowę gór.
Hydrotermalne tworzenie kamieni szlachetnych
Ten proces jest najbardziej podobny do cukierków skalnych podanych powyżej. Super nasycona woda z wieloma różnymi minerałami jest wpychana do jam i pęknięć w ziemi. jak ten roztwór zaczyna się ochładzać różne minerały zaczynają się krystalizować.
Najważniejsze znaleziska hydrotermalne są w Kolumbii. Konkretnie w kopalni Muzo Emerald. Te złoża hydrotermalne są bogate w chrom, który nadaje szmaragdom z tego regionu ich niesamowity kolor.
Następny obrazek przedstawia hydrotermalną żyłę mineralną. Ta żyła jest tworzona, gdy roztwór wodny chłodzi się wewnątrz pęknięcia otaczającej skały.
Metamorficzne tworzenie kamieni szlachetnych
Większość kamieni szlachetnych jest tworzona przez metamorfizm. To jest, gdy minerały są zmuszeni razem pod wielkim ciśnieniem i ciepła zazwyczaj przez płyty tektoniczne poruszających się pod sobą. Minerały są zmuszone razem i metamorfozy w różne minerały, czasami bez topnienia.
Sedymentacyjne tworzenie kamieni szlachetnych
Sedymentacyjne tworzenie kamieni szlachetnych występuje, gdy woda miesza się z minerałem na powierzchni ziemi. The mineral rich water the seeps down between the cracks and cavities in the earth and deposits layers of minerals.This is how minerals like Opal, Malachite and Azurite are formed. Opal powstaje, gdy woda miesza się z krzemionką. Jak roztwór krzemionki osiada, mikroskopijne sfery krzemionki układają się jedna na drugiej tworząc Opal.
Krystalizacja minerałów
Skorupa ziemska może być wszędzie od trzech mil grubości do 25 mil grubości. Pod skorupą ziemską znajduje się płaszcz Ziemi. Płaszcz ma grubość około 1 860 mil i stanowi 83% objętości Ziemi. Składa się on z magmy, która jest stopioną skałą. Kiedy dociera ona na powierzchnię, nazywana jest lawą. Jest najgorętsza bliżej środka Ziemi, a prądy cieplne utrzymują ją w ciągłym ruchu.
Strefa, w której spotykają się skorupa i płaszcz, jest burzliwa, o wysokich temperaturach i wysokim ciśnieniu. Kilka płyt tworzy skorupę ziemską i unosi się na płynnym płaszczu. Gdy wpadają na siebie, niektóre z nich są wypiętrzane w góry, podczas gdy inne są spychane w dół.
Magma jest również w ciągłym ruchu. Jej ciśnienie i ruch są stale tworząc zużycie i pęknięcia do dolnej części skorupy. Skały odrywają się wtedy od skorupy ziemskiej, unoszone przez płynną magmę. Skały topią się, zmieniając skład chemiczny magmy. Podczas gdy mniejsze cząstki mają stać się inkluzjami w kamieniach szlachetnych, które dopiero mają powstać.
Kamienie szlachetne powstają głęboko w ziemi, a dolna powierzchnia jej skorupy zawiera liczne wgłębienia spowodowane ciężkimi pęknięciami. Przez puste przestrzenie i szczeliny wydostają się płyny. Jest to idealny warunek dla wzrostu kryształów. Jest to w zasadzie zupa bogata w substancje chemiczne, dostarczająca wszystkich niezbędnych składników. Szczeliny zapewniają idealną przestrzeń do wzrostu, a ciśnienie i temperatura są wysokie. Płyn przemieszczający się przez skorupę powoduje jej schłodzenie na tyle, by mogła nastąpić krystalizacja – teraz potrzebny jest tylko czas.
Geologicznie rzecz biorąc – czas, który ma, powinien wystarczyć. Jednakże, ponieważ środowisko to jest bardzo burzliwe, a korytarze ciągle się otwierają i zapadają. Kryształy często zaczynają się formować, ale kiedy przejście się zapada, strumień płynu zostaje zamknięty. To w tym momencie, że wzrost zatrzymuje.
Jeśli i kiedy przejście ponownie otwiera wzrost wznawia. Ten on/off wzrost jest na ogół niewykrywalny w kryształach, choć w innych przypadkach kolejne warstwy rozwoju mają inny skład chemiczny. Powoduje to strefowanie kolorów.
Porządek krystalizacji minerałów
Kryształy topazy tworzą się przed kwarcem w procesie chłodzenia, ponieważ jedną z zasad krystalizacji jest to, że w miarę spadku temperatury składniki stałe, które może utrzymać, opadają. Chociaż, składniki w skorupie ziemskiej są nieco bardziej złożone niż roztwór cukru opisany powyżej. Różne minerały krystalizują się z tego samego roztworu, ale w różnych temperaturach. Możesz zobaczyć najpierw korund, a następnie topaz i kwarc, ponieważ roztwór kontynuuje proces chłodzenia.
Podczas gdy ciśnienie nie ma wpływu na cukierki skalne- właściwa kombinacja temperatury i ciśnienia jest potrzebna dla minerałów do krystalizacji.
Dodatkowo, istnieją dwa inne warunki wymagane do krystalizacji – przestrzeń i czas. Essentially,prawidłowa kombinacja składników, ciśnienie, i ciepło musi trwać wystarczająco długofor minerałów do krystalizacji. Dodatkowo, wymagają one miejsca do wzrostu.
.