天然蓝宝石是怎么形成的?

斯里兰卡宝石 2023-06-13 1274浏览

天然蓝宝石和红宝石的确切形成时间尚不清楚,但据我们所知,它们形成于大约1.5亿至2亿年前。这些宝石的现代分布提供了一些关于它们形成地点的线索。

优质蓝宝石和红宝石的主要矿床主要位于南亚、东非、斯里兰卡(锡兰)和马达加斯加群岛等少数几个地方。这些地区的地质环境为宝石的形成提供了合适的条件。

关于这些宝石是如何在地球内部形成并被运送到地表的问题,答案因地区而异,但总体情况是相似的。数百万年前,地壳内部的源岩经历了高温和高压的作用,导致其中的矿物质重新排列和结晶,形成了红宝石和蓝宝石(刚玉)等宝石。

随后,由于地壳板块的移动和火山喷发等地质过程,这些岩石被带到了地表。地壳板块的运动和地质活动使得地下的宝石岩石得以上升,有时在火山喷发的过程中被释放出来。这最终使我们能够在地表发现和采集这些宝石。

虽然我们已经了解了一些关于蓝宝石和红宝石形成的信息,但是它们的具体形成过程仍然是一个复杂的领域,需要更多的研究和科学探索来揭示其中的细节和奥秘。

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蓝宝石的形成

蓝宝石的形成和产状是一个多样且复杂的过程。以下是关于蓝宝石形成的一些常见情况:

  1. 火成岩:蓝宝石可以在火成岩中形成。火成岩是由冷却和凝固的岩浆形成的,例如玄武岩和正长岩。这些岩浆中的矿物质通过结晶过程形成蓝宝石。火成岩中的蓝宝石通常与其他矿物质和岩石相混合。

  2. 变质岩:蓝宝石也可以在变质岩中形成。变质岩是由于地壳内部的高温和高压作用而形成的岩石。例如,片岩和片麻岩是常见的变质岩,它们在经历了长时间的热量和压力改变后可能含有蓝宝石。这些变质岩通常在造山过程中形成,如阿尔卑斯山和喜马拉雅山。

  3. 冲积矿床:大部分商业蓝宝石矿床是冲积矿床。这些矿床形成于河流侵蚀和运输蓝宝石等矿物质,并在沉积层中沉积下来。冲积矿床的蓝宝石可以在河床、洪泛区和梯田等地方找到。

  4. 热液脉:一些蓝宝石形成于热液脉中。热液脉是指富含矿物质的炽热流体在岩石的裂缝和裂隙中循环并沉积矿物。这些矿脉通常位于地质活跃的地区,如火山喷口和温泉周围。

蓝宝石的颜色可以因微量元素的存在而有所不同。例如,铁、钛和铬等元素的含量会影响蓝宝石的颜色。蓝宝石矿床的知名产地包括克什米尔、缅甸和马达加斯加,但在世界的许多地方都可以找到蓝宝石。



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蓝宝石形成所需的地质条件

蓝宝石形成所需的地质条件主要包括以下几个方面:

  1. 高温和高压:蓝宝石的形成通常需要极高的温度和压力条件。这些条件可以在火成岩和变质岩中找到。火成岩是由冷却和凝固的岩浆形成的,而变质岩是在地壳深处由于地壳构造活动引起的高温和高压作用下形成的。

  2. 富含铝的环境:蓝宝石主要由氧化铝组成,因此形成于富含铝的环境中。这样的环境可以在花岗岩等富铝岩石中找到,或者是由富含铝的矿物质组成的沉积岩。

  3. 微量元素的存在:微量元素的存在可以赋予蓝宝石不同的颜色。例如,蓝色蓝宝石通常含有微量的铁和钛,而黄色蓝宝石则含有铁和铬。这些微量元素可以通过地质过程的作用逐渐富集在蓝宝石中。

  4. 构造活动:地壳构造活动如板块运动、山脉形成等可以促使蓝宝石形成。这些活动会导致地壳变形、岩石重排,使原本埋藏在深处的蓝宝石岩石被带到地表或浅层。

综上所述,蓝宝石的形成需要高温、高压、富含铝的环境以及微量元素的存在。这些条件可以在火成岩、变质岩和热液脉等地质环境中找到。了解这些地质条件有助于我们理解蓝宝石形成的过程和它们在地球内部的分布。


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蓝宝石的原生和次生矿床

蓝宝石的形成可以分为两种类型的矿床:原生矿床和次生矿床。

原生矿床是蓝宝石在其原始地质环境中形成的地方,如火成岩或变质岩。这些矿床通常位于山区或火山区,采掘难度较大。原生蓝宝石矿床通常与其他有价值的矿物共生,如红宝石、祖母绿和钻石。

次生矿床是蓝宝石从原始地质环境中被侵蚀,并通过水或风力被输送到新的位置形成的。这些沉积物通常存在于河床、洪泛区和梯田中。次生矿床可分为冲积型和残积型。

冲积矿床是指蓝宝石被侵蚀并由河流运输到新位置的矿床。蓝宝石通常沉积在河床和洪泛区的沉积层中。冲积矿床是宝石级蓝宝石最常见的来源,手工采矿者通常使用简单的工具进行开采。

而残积矿床是指蓝宝石从原始位置被侵蚀,但仍位于源头附近的矿床。蓝宝石通常存在于斜坡底部或山坡上的土壤和风化岩石中。相对于冲积矿床,残积矿床规模较小且定位和开采较为困难。

综上所述,原生蓝宝石矿床是在其原始地质环境中形成的,而次生矿床是蓝宝石被侵蚀并输送到新位置时形成的。次生矿床可分为冲积矿床和残积矿床,其中冲积矿床是宝石级蓝宝石最常见的来源,而残积矿床通常规模较小且开采难度较大。

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全球蓝宝石矿床分布

全球蓝宝石矿床分布广泛,以下是一些著名的矿床所在国家/地区:

  1. 缅甸:缅甸是世界上最大的蓝宝石生产国之一,著名矿床位于北部的抹谷地区。这些矿床以出产高品质的蓝宝石而闻名,其中包括著名的“鸽血红”品种

  2. 斯里兰卡:斯里兰卡几个世纪以来一直是蓝宝石的主要产地,主要矿床位于西南部的 Ratnapura 区。这些矿床以多样的颜色而闻名,包括蓝色、黄色、粉红色和绿色。

  3. 马达加斯加:马达加斯加是一个相对较新的蓝宝石产地,矿床于1990年代在南部被发现。这些矿床以出产蓝色、粉色和黄色蓝宝石而著名。

  4. 澳大利亚:澳大利亚是蓝宝石的重要产地之一,矿床位于东部的昆士兰州和新南威尔士州。这些矿床以其多样的颜色而闻名,包括蓝色、绿色、黄色和黑色。

  5. 泰国:泰国是蓝宝石的重要生产国,矿床位于东南部的尖竹汶府和达叻府。这些矿床以丰富的颜色而著名,包括蓝色、黄色和粉红色。

  6. 印度:印度几个世纪以来一直是蓝宝石的生产国,主要矿床位于东部的奥里萨邦。这些矿床以丰富的颜色而闻名,包括蓝色、绿色和黄色。

  7. 美国:美国的一些州也有蓝宝石矿床,包括蒙大拿州、北卡罗来纳州和爱达荷州。蒙大拿州的矿床以出产高品质的蓝色蓝宝石而闻名。

除了上述国家/地区,巴西、中国、坦桑尼亚、肯尼亚等许多其他国家/地区也发现了一定数量的蓝宝石矿。


蓝宝石的特性


以下是蓝宝石的一些主要特点:

  1. 硬度:蓝宝石是一种非常坚硬的矿物,其莫氏硬度等级为9。这意味着它在常规条件下很难被划伤或损坏。

  2. 颜色:蓝宝石的常见颜色是蓝色,但也有其他色彩变种,如黄色、粉红色、紫色、绿色和无色。这些颜色是由微量元素在晶体结构中的存在引起的。

  3. 密度:蓝宝石的密度约为3.98克/立方厘米,比大多数其他宝石的密度都高。

  4. 折射率:蓝宝石的折射率介于1.76至1.77之间,高于大多数其他宝石。这使得光线在穿过蓝宝石时会发生较大的弯曲,从而产生引人注目的闪光效果。

  5. 耐化学性:蓝宝石在大多数酸和碱的作用下都能保持较高的稳定性,但会受到氢氟酸的腐蚀。

  6. 晶体结构:蓝宝石的晶体结构属于六方晶系,形成六面体棱柱状的晶体。

  7. 热导率:蓝宝石具有较高的热导率,因此在一些应用中被用作热传导材料或热管理元件。

  8. 透明度:蓝宝石对可见光和紫外光具有高度透明性,因此被广泛应用于光学领域,如手表水晶和相机镜头。

  9. 熔点:蓝宝石的熔点约为2040摄氏度,因此具有良好的耐高温性。

  10. 解理:蓝宝石没有明显的解理,这意味着它不会沿着特定方向断裂,而是呈现出贝壳状的断裂面。

  11. 光泽:蓝宝石经过抛光后呈现出玻璃状光泽,增强了它的光彩和闪光效果。

  12. 光学特性:蓝宝石具有双折射性,光线在穿过它时会分成两束光线,并以不同速度传播。

  13. 纯净度:蓝宝石的纯净度可以有所变化,从透明到不透明不等。纯度较高的蓝宝石通常更受欢迎和珍贵。

  14. 荧光性:部分蓝宝石在紫外光下会显示出荧光效应。荧光颜色可以是蓝色、白色、黄色或绿色,具体取决于蓝宝石中的微量元素。

  15. 生长形态:蓝宝石的晶体形态可以有所不同,常见的形状包括棱台状、长柱状和板状。

  16. 双向缝隙:蓝宝石中常常存在双向缝隙,这是由于成长过程中发生的断裂和再愈合所致。

  17. 特殊效应:蓝宝石中可能出现特殊的光学效应,如星光效应和猫眼效应。星光效应是指在蓝宝石的表面出现星状闪光,猫眼效应则是在蓝宝石中出现明亮的线状光带,类似于猫眼珠的效果。

  18. 高压合成:除了天然蓝宝石,科学家还可以通过高压合成方法制造人造的蓝宝石。这种合成蓝宝石具有类似的物理和化学特性,但通常没有天然蓝宝石珍贵和稀缺的特点。