Existem cinco requisitos para a formação de cristais: ingredientes e temperatura, pressão, tempo e espaço. Para explicar melhor o básico da cristalização mineral, vamos falar sobre os doces de rocha por um segundo. O doce de rocha é simplesmente açúcar cristalizado.
Se você mexer o máximo de açúcar possível em um fundo de água, você verá que ele começa a assentar no fundo do pote. Quando não houver mais açúcar que se possa dissolver, você já atingiu o ponto de saturação. A água não pode absorver mais açúcar, isto é conhecido como super-saturado.
Abrir o pote – o nível de saturação muda no ponto de ebulição. Você canadense mais açúcar, você deve fazer isso até alcançar a super-saturação. Nesta fase, você deve remover o pote do calor. À medida que a água retorna à temperatura ambiente, o açúcar que ela pode conter volta ao seu nível anterior. O açúcar em excesso sai da sua solução e cristaliza-se à medida que o faz.
Agora, pendure um fio na solução para que os cristais tenham algo para crescer. O ideal é pesar o fio para mantê-lo direito. Assim que a água tiver arrefecido totalmente o cordel será coberto com cristais.
Esta é uma ótima maneira de entender como as pedras preciosas se formam.
Processo de formação de pedras preciosas
Generalmente falando existem 4 maneiras como as pedras preciosas se podem formar. Elas são
- Igneus- Estes minerais são criados nas profundezas da terra (Diamantes, Rubi, Safira, Peridot)
- Hidrotérmica- Semelhante ao exemplo do doce de rocha, as pedras preciosas são formadas quando corpos de água rica em minerais esfriam
- Metamórfico- Como o nome sugere, estas são pedras preciosas que são ‘morfadas’ devido ao intenso calor e pressão. (Safira, Rubi, Spinel, Garnet)
- Sedimentary- Gemas que se formam devido aos sedimentos depositados na água (Malaquita, Azurite, Opala)
Gemas Gigantes Formadas no Manto da Terra
Embora nosso conhecimento do manto da Terra seja limitado, há evidências de que algumas pedras preciosas se formam no manto. Isto requer temperaturas extremamente altas.
Talvez os exemplos mais notáveis de pedras preciosas que se formam no manto da Terra sejam peridot e diamante. Geólogos estudaram os depósitos de peridoto do Arizona e acreditam que eles foram criados em rochas que estavam flutuando no manto da terra, até 55 milhas abaixo da superfície. Eles foram trazidos para mais perto da superfície por uma erupção explosiva, com a erosão e o tempo empurrando-os para perto o suficiente da superfície para serem descobertos.
No entanto, há uma melhor compreensão dos diamantes. Os diamantes cristalizam no magma logo abaixo da crosta. No entanto, estas formações têm uma composição química diferente. Os geólogos acreditam que ele vem de 110 milhas a 150 milhas abaixo da superfície da terra. O magma é incrivelmente fluido a esta profundidade, e as temperaturas muito altas.
Este magma pode forçar o seu caminho através da crosta muito mais rápida e violentamente do que outras erupções vulcânicas. Durante o processo de erupção, o magma quebra-se e dissolve as rochas e depois leva-as para a superfície.
Se o magma subisse lentamente os diamantes provavelmente não sobreviveriam. A pressão e as mudanças de temperatura resultariam na vaporização dos diamantes, ou possivelmente na sua re-cristalização como grafite. Entretanto, devido à velocidade com que o magma sobe, os diamantes não têm tempo para se transformar ou vaporizar, permanecendo assim como diamantes.
Quando há mudanças dramáticas e ásperas nos cristais da crosta são frequentemente quebrados. Quando há condições de crescimento, o material infiltra-se nas fraturas e cristaliza. Isto cura as fraturas, selando-as juntas. Mas não curam completamente, as cavidades finas permanecem e são vistas como impressões digitais.
Como é que elas sobem à superfície uma vez formadas as pedras preciosas? Porque elas se formam até agora sob a superfície, é uma maravilha que elas possam ser mineradas. Elas são trazidas à superfície durante erupções vulcânicas, mas a maioria delas chega à superfície através da erosão e da construção de montanhas.
Criação de pedras preciosas hidrotérmicas
Este processo é o mais parecido com os doces de rocha dados acima. Água super saturada com muitos minerais diferentes é empurrada para dentro de cavidades e fissuras na terra. à medida que esta solução começa a arrefecer os diferentes minerais começam a cristalizar.
Os achados hidrotermais mais importantes encontram-se na Colômbia. Especificamente a mina Muzo Esmeralda. Estes depósitos hidrotermais são ricos em cromo, dando às esmeraldas da região a sua incrível cor.
A imagem abaixo mostra uma veia mineral hidrotermais. Esta veia é criada quando a solução de água esfria dentro da fenda da rocha circundante.
Criação de pedras preciosas metamórficas
A maioria das pedras preciosas é formada por metamorfismo. Isto é quando os minerais são forçados juntos sob grande pressão e calor, geralmente por placas tectônicas que se movem por baixo umas das outras. Os minerais são forçados juntos e se metamorfoseiam em diferentes minerais, às vezes sem fundir.
Criação de pedras preciosas sedimentares
Criação de pedras preciosas sedimentares ocorre quando a água se mistura com o mineral na superfície da terra. A água rica em minerais infiltra-se entre as fissuras e cavidades da terra e deposita camadas de minerais. É assim que minerais como Opala, Malaquita e Azurite são formados. A opala é formada quando a água se mistura com a sílica. À medida que a solução de sílica assenta, esferas microscópicas de sílica empilham umas sobre as outras formando Opala.
Cristalização Mineral
A crosta terrestre pode ter de 3 a 25 milhas de espessura. Por baixo da crosta está o manto da terra. O manto tem aproximadamente 1.860 milhas de espessura e constitui 83% do volume da terra. É composto de magma, que é rocha derretida. Quando chega à superfície, é chamada de lava. Está mais quente perto do centro da terra e as correntes de calor mantêm-na em constante movimento.
A zona onde a crosta e o manto se encontram é tumultuosa, com altas temperaturas e altas pressões. Várias placas compõem a crosta terrestre e flutuam sobre o manto líquido. À medida que se cruzam, algumas são levantadas em montanhas, enquanto outras são empurradas para baixo.
Magma também está em movimento contínuo. A sua pressão e movimento estão continuamente a criar desgaste e fracturas no fundo da crosta. As rochas então se libertam da crosta terrestre, sendo levadas pelo magma fluido. As rochas derretem, alterando a química do magma. Enquanto as partículas menores são fadadas a se tornarem inclusões em pedras preciosas ainda a se formar.
Gem pedras se formam no fundo da terra, com a superfície inferior de sua crosta contendo numerosas cavidades devido a pesadas fraturas. Os fluidos escapam através das cavidades e fracturas. Esta é a condição ideal para o crescimento de cristais. É essencialmente uma sopa rica em produtos químicos, fornecendo todos os ingredientes necessários. As cavidades proporcionam o espaço perfeito para crescer, e a pressão e temperatura são elevadas. O fluido que se move através da crosta faz com que arrefeça o suficiente para a cristalização – tudo o que é necessário agora é tempo.
Geologicamente falando – o tempo que tem deve ser suficiente. No entanto, porque este ambiente é altamente tumultuoso e as passagens se abrem e colapsam continuamente. Os cristais muitas vezes começam a se formar, mas quando a passagem colapsa, o fluxo de fluido é fechado. É neste ponto que o crescimento pára.
Se e quando a passagem reabre, o crescimento recomeça. Este crescimento on/off é geralmente indetectável em cristais, embora em outros casos as sucessivas camadas de desenvolvimento tenham uma composição química diferente. Isto resulta no zoneamento da cor.
Mineral Crystallisation Order
Topazcrystals formam-se antes do quartzo no processo de resfriamento, porque um princípio da cristalização é que à medida que a temperatura cai os ingredientes sólidos ela pode reter gotas. No entanto, os ingredientes da crosta terrestre são um pouco mais complexos do que a solução de açúcar descrita acima. Minerais diferentes cristalizam a partir da mesma solução, mas a temperaturas diferentes. Você pode ver coríndon primeiro, seguido por topázio e quartzo enquanto a solução continua o processo de resfriamento.
Embora a pressão não tenha efeito no doce de rocha – a combinação correta de temperatura e pressão é necessária para que os minerais se cristalizem.
Adicionalmente, há duas outras condições necessárias para a cristalização – espaço e tempo. Essencialmente, a combinação correta de ingredientes, pressão e calor deve durar o tempo suficiente para que os minerais se cristalizem. Além disso, eles requerem espaço para crescer.