矿床|祖母绿矿床成因
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宝石储量与成因的关系
储量稀少是四大宝石价值珍贵的原因之一，而宝石的储量取决于其成矿规律。四大宝石之中，尤其以祖母绿的储量极为稀少。
钻石是宝石之王，特别是在19世纪以前，全球宝石级钻石产量每年也不过几千克，确实称得上稀缺品。然而，1870年南非发现了产量以吨计的巨大钻石矿，之后现代钻石工业拉开了序幕，到2011年时全球钻石的年产量高达1.24亿克拉，将近25吨。钻石较高的产量与其成矿原因是紧密相关的。形成钻石的碳元素在太阳系元素含量中排位第四，各种天体内部都有着丰富的碳元素。地球上的钻石形成于地层深处的地幔位置，碳粒在上千摄氏度的高温和几万个大气压的压力下慢慢结晶成钻石，而后随着火山喷发喷涌出地面。一次岩浆喷发一旦形成了这样的条件，矿储量就是非常巨大的。因此钻石矿床常被称为“天坑”以形容其大，目前世界上进行商业性生产钻石的国家就有20多个。
红蓝宝石是刚玉的两个亚种，主要成分是氧化铝(Al2O3)，红色来自铬(Cr)，没有铬的宝石是蓝宝石。刚玉的化学成分（Al2O3）在地壳中含量按丰度来排仅次于氧、硅排第三位。其成矿原因是一定的地质条件使原岩中氧化铝富集，结晶形成宝石级刚玉晶体。如含氧化铝较高的石灰岩地区，由于岩浆的侵入，两者互相接触造成原来的石灰岩再重新结晶形成大理岩。刚玉正长岩、刚玉正长伟晶岩、刚玉斜长岩、橄榄苏长岩、碱性橄榄玄武岩等等里面都含有刚玉。这些岩石可以富集成矿，很多著名的红宝石如泰国和柬埔寨的红宝石就是这种来源。
祖母绿（Be3Al2[Si6O18]）属于绿柱石家族的一员，但普通的绿柱石是无色的，而祖母绿呈现碧绿色是因为其晶格中少量的铝原子被铬和钒原子取代而致色。矛盾之处在于铬、钒原子和铍原子分别处于地壳层和地幔层，二者能够相遇是伴随着大陆碰撞作用导致造山带的形成和大面积的变形、隆起和侵蚀作用形成的，实际上大多数的祖母绿矿床形成时期与大陆碰撞期是一致的也很好佐证了这一点。此外，祖母绿和海蓝宝石，绿柱石，摩根石，红色绿柱石等都同样属于绿柱石族，但祖母绿的致色元素铬是随着盐基性火成活动衍生的金属元素，不容易在海水蓝宝等一般的伟晶花岗岩矿床上结晶。祖母绿大多数会以经过区域变质作用而形成的结晶片岩为母岩，并且在因酸性火成作用而形成的伟晶花岗岩贯穿部分产生结晶，也就是在合体的地质活动性质完全相反、极为罕见的环境之下形成。
四大宝石相比，祖母绿生长的地质条件更复杂、更特殊，曾经有人估计，每100万颗绿柱石矿物中仅有一颗是祖母绿，祖母绿是绿色宝石中百万分之一的奇迹。产量比钻石、红蓝宝石少，价格上祖母绿比红、蓝宝石要昂贵，大于0.5克拉的优质祖母绿价格已高于同重量的钻石。
祖母绿矿床成因
祖母绿矿床的形成过程，从原理上解释是在以下三个条件相互作用下形成的。
一是含各种化学组分（Al、Si、Be、F、Cl、B、Li…）的热液流体，如岩浆结晶分异后形成的高温气成热液、深部岩浆分异等形成的深熔流体、大气降水或地下溶解等形成的热卤水。
二是含Cr\V等形成祖母绿所必须的致色元素的围岩，这些围岩有各种基性—超基性、云母片岩、滑石岩\透闪石片岩、变粒岩和斜长角闪岩等变超基性岩以及哥伦比亚物有的黑色页岩。
三是使得成矿流体进入、循环和矿物结晶所必须的各种不同成矿构造，包括断层、剪切带、各种节理裂隙以及矿囊等。
全世界有11个国家有祖母绿矿床，分为碳酸盐热液型、气成热液型、伟晶岩型这三个类型。碳酸盐热液型主要为哥伦比亚矿床，气成热液型包括巴西、赞比亚、俄罗斯、尼日利亚等。极少量的祖母绿产在伟晶岩中，由于颜色较浅常被称为绿色绿柱石。
世界上绝大多数祖母绿矿床是酸性的花岗岩或花岗伟晶岩侵入超基性变质岩产生的结果。祖母绿通常呈不均匀的浸染状或者斑晶赋生在变质片岩中或其与酸性岩脉的接触带中。如祖母绿第二大产地巴西，其祖母绿矿床的形成缘于两次重大的构造活动，一次是约11亿年前的造山幕，另一次是约4到6亿年前的岩浆侵入旋回，大量的花岗岩及伟晶岩侵入，造成长达数千公里的伟晶岩带。巴西祖母绿整个矿带大致成南北向展布，长达1千公里。
哥伦比亚在世界祖母绿矿床是几乎是唯一的例外，它的产生虽然也与地质运动有关，但祖母绿晶体的产生过程却有着极差异。在6500万年前和3800万年前的两次板块运动中，使大西洋变宽，把南美洲板块向太平洋板块推挤，升起了安第斯山脉，海底的沉积物得以拱起，周边巨大的倾斜断层将裹夹着铬、钒原子的热液释放喷发到地表的岩层中，将岩层爆裂成碎片，之后由于温度和压力的骤然下降，祖母绿晶体便向下雪般析出。
成矿对祖母绿晶体生长的影响
对比两种成矿作用对祖母绿晶体生成的影响。哥伦比亚祖母绿矿床生成年代3800万年，成矿温度180℃，成矿深度较浅，热卤水在淋滤黑色页岩中的Be\Cr\V等元素时，在片岩自由宽敞的孔洞空间中祖母绿晶体生成，过程较迅速。这使得一方面祖母绿生成中没有过多时间接纳周围的岩石矿物，所以晶体内部净度好。一方面其成矿年代在世界祖母绿矿床中属于较晚的，成矿温度压力低，晶体生成结构致密性低，故多裂缝。
而巴西祖母绿是在激烈造山运动中形成的，形成年代也足够久远，所以一方面周围母岩和围岩中的物质会较多进入到晶体中，使其内含物较多。但同时由于其生长时间较长，长期处于地质结构复杂的区域被研磨侵蚀，因而晶体在致密性方面表现优异，密度高裂缝少。
哥伦比亚祖母绿因其多裂的特性使原石在开采、切割过程的浸油保护下，油易从裂缝中进入宝石内部。而优质巴西祖母绿的致密结构使其在开采和加工中，即使浸油也进入不了内部。
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