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紫水晶洞之形成与外型成因

2017-3-2 14:56| 发布者: admin| 查看: 837| 评论: 0 |来自: 湖南国际矿物宝石博览会

简介:乌拉圭与巴西素来就是紫水晶出产的圣地,当地所出产的紫水晶洞、紫水晶山占据了水晶市场很大的一部分,几乎人人到处都可看到它们成为店面摆饰,或是在店内贩卖。但不知道大家是否曾经都有个疑问,为什么这些水晶洞几 ...


乌拉圭与巴西素来就是紫水晶出产的圣地,当地所出产的紫水晶洞、紫水晶山占据了水晶市场很大的一部分,几乎人人到处都可看到它们成为店面摆饰,或是在店内贩卖。但不知道大家是否曾经都有个疑问,为什么这些水晶洞几乎都有着类似的外型以及形貌,或是长成了个山形



以前我曾经对于这些巧夺天工的山形紫水晶洞做了个很先决的判定: 天下哪有这么巧的事,所有的晶洞都是平底的! 这些话也就意思着我曾认为许多这些晶洞可能都是人为修饰过外形的,而是因为要方便摆饰所以都修成了山形;而确实市面上许多晶洞有许多修补的痕迹。经过了这么多年,山形的紫水晶实在是多到不象话,心想,怎么不想去改个外形来做营销呢? 心中的疑问在这些年来则是越来越大了。

 

结果,经过些资料收集后,证实过去我天真的想法其实是错误的。这些外形都是真实的,而确实矿区内所见的紫晶洞十之八九都是这个形貌。但,这更加引发我的好奇心,到底这样的外形是怎么形成的呢?


() 地质相关背景

世界最重要的紫水晶矿床是发现在乌拉圭以及巴西境内的一种火成岩-玄武岩中,这层火成岩在拉丁美洲的分布广泛,约有1,200,000km2的面积,而预测的体积约有800,000km3。这层玄武岩在乌拉圭被称之为阿拉佩火成岩体(Arapey Formation),在巴西则称之为希拉杰洛火成岩体(Serra Geral Formation),但两者都是同一层的火山大量喷发事件所导致的巨厚熔岩流层。一般来说在这两个国家所见的这层玄武岩,都是在白垩纪时期所喷发的岩浆所凝固而成的。虽然其预测的体积庞大,但实际在现地观察,这些玄武岩呈现层状,且厚度因地而异,有时超越1700公尺,而有时候仅有几公尺而已。



很多人听到这个岩体巨大的分布以及体积可能都直觉的说,那不是到处都有紫水晶? 答案其实是否定的,透过现地观察,紫水晶限定出现在特定的区域,以及特定的玄武岩熔岩流内。仔细区分这些层状玄武岩的种类,根据厚度以及构造细分可为两大 类。以Ametista do Sul这个地方的玄武岩层为例,较为薄层第一类”(Type I)熔岩流,其中心通常有着一层较为块状,有着矿化的大型晶洞层,另一种相较为厚的第二类熔岩流(Type II)在它的岩层中心则较没有晶洞构造,并有着因原始熔岩冷却时所产生的柱状解理。这两大种熔岩流的上下部皆各有一层多气孔的区域,但矿化的晶洞似乎多只 在较为薄层(Type I)熔岩流中出现。



(A)    薄层的Type I, 与厚层的Type II熔岩流



受到开采紫水晶的Type I 薄层熔岩流,可见其灰色的玄武岩厚度约有15~20m


() 成矿机制

为何只有薄层的熔岩流才有紫水晶呢? 有人将这两种厚度的熔岩流在显微镜下相对比较,薄层熔岩流有着较为细的矿物颗粒,并且包含了较多火山玻璃质于其中,研究热水反应过程的人很快就指岀这个即可能为关键性差异,因为火山玻璃相当容易受到热水反应、溶解,能提供流体大量的硅质物质,而细颗粒的矿物则因为相对表面体积比的关系,远比粗颗粒的矿物颗 粒更容易受到化学风化作用。因为这些基本因素,让在这些较薄的熔岩流岩体中流动的流体能含有较高的矿物质,而这些含矿的流体,就容易在熔岩流孔隙中沉淀出水晶等矿物。

 

所以紫水晶矿的成因关键,主要是受控于其玄武岩熔岩流是否能容易产生含矿流体,以及另一个我们还未提到的重要关键: 孔隙,而它就是造就紫水晶洞外形的重要因素。


() 孔隙成因

目前形成这些市面上常见紫水晶洞的孔隙成因有两套说法,一套是较为传统的玄武岩气孔学说,而另一套则是热水溶蚀学说,两个其实都有所根据。


孔隙成因(): 玄武岩气孔:

玄武岩我们都知道它曾经是火山所喷出的流动熔岩,而这些热呼呼烧死人不偿命的火山熔岩从地底喷发至地表之时,除了含有熔融状态的岩石之外,另外也含有大量的气体。这些气体多半以二氧化碳、硫化氢等的火山气体为主,在熔岩中以气泡的状态存在着。一般而言,这些气泡的大小变化颇大,视条件而异可由微米等级至数公分、甚至数公尺大小。当这热呼呼的火山岩浆慢慢冷却、凝固后,成为所谓的玄武岩之时,原先包含在其中的气泡,就成为坚硬火成岩中的一 空洞了。这些空洞,或称孔隙,在后期含矿的热水或是流体侵入后,在其中开始沉淀许多了矿物晶体,形成所谓的晶洞。 而这些气孔的外形、大小则控制着我们现今市场上所见的紫水晶洞的外形。在矿场内,许多这类的晶洞以奇特的圆柱状、钟状的外形出现在玄武岩中,透过仔细小心的移除一旁的玄武岩,将整颗气孔取下、修整,就成为目前到处可见的紫晶洞摆饰了。



紫水晶洞有着原始气孔向上拖曳的外貌



有人针对紫水晶晶洞的外形特别提出了一些理论解释,其中最广为接受的是气泡迁移的说法。其理论其实很简单,主要是针对于喷发后的火山熔岩还是以高温的状态 在地表上流动之时,其中的火山气体则因为浮力、以及熔岩相对黏滞度的关系,聚集成一大气泡且慢慢的往熔岩流浅处迁移,这样向上移动的过程当中产生了如此管状、钟状的向上拖曳构造。在熔岩流冷却之后,这样即产生这些大型气孔了,而这些大气孔在后期的热液沉淀之后即产生了紫水晶洞。



孔隙成因(): 热水溶蚀

这个学说其实是较为新的一个说法,是否能广为接受还需要一点时间验证。其主要的说法是谈到当熔岩流降温之时,它的岩石强度性质开始由塑性转为脆性, 在熔岩流的内部产生了许多裂隙,而这些裂隙为后来由下方往上侵入的热液所反应,慢慢的溶解出结晶紫水晶的孔洞,而紫水晶也在同时间形成。这个说法的根据是来自许多紫水晶洞都伴随着角砾岩化的作用,在野外的观察上也有许多证据显示角砾岩化作用可能是发生在真正紫水晶发育之前,而单纯的熔岩流气体往上迁移的说法是无法解释角砾岩的存在的。



野外露头所见与角砾岩共生的紫水晶洞



溶蚀学说的示意图A-F顺序。

 

以上这两个说法,或许两个都可能存在,看看市面上紫水晶的大小,我们大概可知道这些气孔可说是玄武岩中的巨无霸,要想看到这样大小的气孔还真是不容易,多只能看到公分级的大小,充填着沸石、霰石等矿物。这可见拉丁美洲这些火成岩体的独特性了。

 

如此一来,虽然紫水晶洞修修补补状况都是存在的,除了夸张的拼装晶洞之外,大体上晶洞的外型趋势是类似的。您仔细看过紫水晶洞吗? 有想过它怎么会长这样子吗?下回在次看到它时,再次仔细观察吧!




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