寶石如何在烈焰中誕生？

你知道嗎？那些被世人珍視、熠熠生輝的寶石，其實誕生於地球最極端的環境中！
深埋地幔的高溫高壓、火山噴發的劇烈衝擊，讓這些寶石在極端條件下結晶，最終隨岩漿噴湧而出，重見天日。
這次，GIA 將帶你踏上一場岩漿寶石的奇幻之旅，探索這些浴火而生的寶石背後的故事。

在岩漿環境中形成的寶石：產自德國的透長石(Sanidine Feldspar)、產自緬甸的橄欖石(Peridot)、來自泰國的鋯石(Zircon)、來自猶他州的托帕石(Topaz)、來自泰國的藍寶石(Sapphire)、來自捷克共和國的鎂鋁榴石石榴石(Pyrope Garnet)、來自泰國的黑色尖晶石(Black Spinel)和來自泰國的紅寶石(Ruby) (順序從上到下，從左到右)
攝影：Robert Weldon
寶石來自GIA』s Eduard Gübelin Collection

地幔奇蹟之前世
火山爆發和岩漿結晶

厄瓜多爾通古拉瓦火山噴發，多數寶石礦物可以從地殼中熔融岩漿中結晶，或者當岩漿在地表噴發時結晶
相片由Sebastián Crespo Photography/Moment/Getty Images提供

火山形成於地下岩漿室之上，並在岩漿噴出或噴發到地球表面的地方形成。
火山發生在地殼的特定位置，與地殼板塊的產生、橫向運動、然後俯衝有關。
大多數火山位於地殼板塊的邊界，或者位於背離板塊和匯聚板塊的邊緣。

兩個火成岩(Igneous Rock)的例子
相片：James St. John/Wikipedia Commons

在岩石圈，礦物形成的主要機制是火成岩漿的冷卻和凝固，高溫熱液或蒸汽的結晶，低溫水溶液的結晶，以及變質作用期間的固態礦物再結晶。
寶石礦物可以通過這些機制形成。其中，岩漿礦物在地球岩石圈的某些部分和地表的岩漿(熔岩)冷卻和結晶過程中形成。

矽酸鹽岩漿中常見礦物的分餾結晶階段：如果起始岩漿的成分是超基性岩(Ultramafic)或玄武岩(Basaltic) (A)，則在冷卻過程中，隨著熔體中依次形成不同的礦物質，其化學成分會發生變化。

如上圖所示，橄欖石首先結晶(階段 1)，然後是橄欖石(Olivine)和輝石(Pyroxene)(階段 2)，其次是輝石和斜長石(Plagioclase feldspar)(階段 3)，最後是斜長石(Feldspar)(階段 4)。
這些晶體在岩漿室底部以層狀的形態與熔體分離，剩餘的岩漿(B)逐漸變得富含二氧化矽(更粘稠)。

浴火重生之今生
岩漿中的寶石礦物形成

岩漿寶石是通過岩漿在深處或地球表面的結晶形成的，岩漿冷卻時形成的岩洞中的氣相物質偶爾也會結晶成岩漿寶石。
岩漿噴發也可以帶出一些礦物晶體或是形成於更深層岩圈的晶體和岩石碎片，它們通常形成於其他地質來源，地質學家將其稱為捕獲晶(Xenocrysts or Xenoliths)，對科學研究具有重要價值。

鑽石 Diamond

鑽石晶體和含鑽石金伯利岩樣品
攝影：Orasa Weldon;由De Beers捐贈予GIA，現收藏於Sir Ernest Oppenheimer Student Collection

大多數鑽石于10億至35億年前，在下層地殼和上層地幔的150至250公里深處形成。
根據對鑽石內包含的礦物、液體以及微小包裹體的研究，已經瞭解到鑽石是由含碳的液體而形成的。
一旦形成，鑽石就被金伯利岩漿或鉀鎂煌斑岩質岩漿的噴發(Kimberlitic or lamproitic magmas)帶到地球表面。
在地表，鑽石是通過開採原生金伯利岩礦石和從次級沖積礦床(Secondary alluvial deposits)中回收的。

橄欖石 Olivine (Peridot)

一顆 69.30 克(346.5 克拉)橄欖石晶體，產自紅海的扎巴賈德(聖約翰)(Zabargad (Saint John』s))島
攝影：Robert Weldon

橄欖石是一種鎂鐵矽酸鹽礦物，是最早從矽酸鹽岩漿中結晶出來的礦物之一。
橄欖石是地球上層地幔的主要成分，市場上的大部分橄欖石來自起源於地幔的堿性玄武岩(Alkali Basalt)噴發，並以捕獲晶的形式帶起大塊的橄欖石的地幔岩石。
無論橄欖石如何到達地表，都會迅速風化和分解，形成黏土。

長石 Feldspar

來自俄勒岡州哈尼縣Ponderosa礦的風化玄武岩碎片中的拉布拉多石長石晶體
攝影：Adriana Gudino

長石由各種岩漿成分結晶而成，開始是更多的富鈣相，隨著岩漿溫度的降低而變成更多的富鈉相，而富含鉀的長石是岩漿中最後形成的礦物之一。
長石是侵入型火成岩(花崗岩或閃長岩)(Granites or diorites)和擠出型火成岩(流紋岩或安山岩)(Rhyolites or andesites)火成岩的重要組成成分，而這些火成岩構造成了大約60%的地殼。
長石經風化后形成黏土礦物，因為它們沒有足夠的抵抗力，所以通常不會出現在沖積層。