Откуда драгоценные камни берутся

Происхождение камней

Попробуйте представить жизнь без камня. Камень окружает нас повсюду и жизнь человека без него немыслима.

По мере того, как человечество развивалось, оно училось использовать камни и минералы, открывая все новые их свойства, придумывая способы обработки и облагораживания их.

Камень и минерал – это одно и то же?

Часто в обыденной жизни мы употребляем как синонимы слова: камень, минерал, самоцвет, а на самом деле, давайте разберемся — синонимы ли это?

Минерал – это химическое вещество одного вида, имеющее кристаллическую структуру. Если состав по химическим веществам незначительно различается, а структура схожая, то по цвету или другим особенностям, выделяют разновидности. Например, кварц, в зависимости от особенностей состава имеет виды: горный хрусталь, аметист, халцедон, цитрин.

Камень – более широкое понятие. По определению Википедии, это минерал или твердая горная порода природного происхождения, кроме песка и металлов.

Откуда берутся драгоценные камни?

Большинство драгоценных камней – это минералы.

Магматическое происхождение

Магма (от греческого «месиво», «огненно-жидкий расплав») — имеет температуру около 1500 градусов Цельсия. В процессе остывания магмы образуются породы и минералы. Если остывание происходит на глубине, то говорят о плутонических (от Плутона – Бога земных недр), а если на поверхности земной коры – о вулканитах (от Вулкана – Бога огня и кузнечного искусства).

Лавы и магмы могут быть различными по химическому составу и вязкости, что также влияет на создание (кристаллизацию) минералов и их классификацию в дальнейшем – по времени образования, по глубине, по «кислоте» магмы и т.д.

Кристаллы различных минералов образуются не в самом процессе остывания (разные минералы «мешали» бы друг другу), а в ходе так называемых постмагматических процессов. В пустотах пород растут кристаллы и тогда образуются изумруды, сапфиры, топазы, кварцы, рубины, александриты – типичные представители постмагматического процесса минерализации.

Изумруд Рубин Топаз
Сапфир Дымчатый кварц Александрит

Если у поверхности температуры низкие, то образуются не прозрачные, а «узорчатые» минералы, такие, как опал, агат, малахит, например.

Халцедон (на фото представлена его разновидность – агат) формируется в приповерхностных условиях.

Особняком от всех стоит «царь» алмаз. Он может быть ровесником Земли. У него особые условия образования – в мантии на глубине более 100 км при высочайших давлении и температуре. На поверхность земли он «доставляется» кимберлитовыми трубками.

Осадочное происхождение – это другой длительный процесс образования горных пород и минералов. В его основе – внешние воздействия атмосферы и вод. Осадками или реками породы переносятся с поверхности, при этом происходит их выветривание и вымывание. Непосредственно осадочное происхождение имеют янтарь, гагаты, коралл и жемчуг.

Янтарь Гагат Коралл Жемчуг

Метаморфическое образование камней

Метаморфоза означает полное изменение или преображение (от древнегреческого «превращение»).

Горные породы магматического и осадочного происхождения в зависимости от физико-химических условий, таких как: температура, давление, газы, химическое влияние магмы и катализирующих веществ, полностью изменяются.

Ученые выделяют следующие виды метаморфизма: погружения (увеличение давления и циркуляции водных растворов); нагревания; гидратации (горные породы взаимодействуют с водными растворами); дислокационный метаморфизм (тектонические сдвиги); импактный (падение метеоритов, взрывы).

Примеры камней метаморфического происхождения: гранаты, мрамор, кварциты, полевой шпат.

Гранат Мрамор Розовый кварц Полевой шпат

Камни органического происхождения

Аммолит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец, янтарь – все это камни, причина возникновения которых – окаменелости различных видов органики: смолы деревьев, моллюсков, морских беспозвоночных.

Аммолит – часть окаменелости слоя раковины (в отличие от аммонита – окаменевшего моллюска).

Гагат – разновидность твердого черного угля, из частей древних растений.

Жемчуг – образуется в раковине как перламутровые слои, покрывающие инородные тела, попавшие в моллюск.

Коралл – древовидные образования, имеющие известковую структуру, обитают в теплых морях.

Перламутр – радужный слой некоторых видов моллюсков, название означает «мать жемчуга» в переводе с немецкого.

Чертов палец – это раковины древних головоногих моллюсков белемнитов, которые существовали примерно 185 миллионов лет назад.

Чертов палец

Янтарь – окаменелая смола деревьев, росших более 40 млн. лет назад.

Каждый из этих камней имеет уникальную историю происхождения и свойства, но все вместе они образуют группу камней органического происхождения.

Подведем итоги

Таким образом, все камни (и не только драгоценные, т.к. классификация камней и минералов до сих пор продолжает совершенствоваться), могут быть минерального или органического происхождения.

Минеральное происхождение — это три вида процессов, в результате которых образовывались горные породы и минералы:

• магматическое;
• осадочное и
• метаморфическое.

Органическое происхождение имеют: аммолит, буранит, гагат, жемчуг, коралл, окаменелое дерево, перламутр, чертов палец и янтарь.

Источник: magedel.ru

1.2. Происхождение драгоценных камней

Все драгоценные камни, за исключением камней и ювелирных материалов органического происхождения (кораллы, гагат, слоновая кость, одонтолит, янтарь, жемчуг, перламутр), принадлежат к минералам.

Образование драгоценных камней связано как с экзогенными, так и с эндогенными процессами, протекающими в ходе геологической истории Земли.

Экзогенные месторождения – залежи полезных ископаемых, связанные с древними и современными геохимическими процессами. Образуются на поверхности земли в её тонкой верхней части. Экзогенные месторождения формируются в результате механического и биохимического преобразования и дифференциации минеральных веществ эндогенного происхождения. Среди экзогенных месторождений различают 4 генетических группы:

— остаточные месторождения – формируются вследствие выноса растворимых минеральных соединений из зоны выветривания и накопления труднорастворимого минерального остатка, образующего руды железа, никеля, марганца, алюминия;

— инфильтрационные месторождения – возникают при осаждении из подземных вод поверхностного происхождения растворённых в них минеральных веществ с образованием залежей руд урана, меди, серебра, золота, самородной серы;

— россыпные месторождения – создаются при накоплении в рыхлых отложениях на дне рек и морских побережий тяжёлых и прочных ценных минералов, к числу которых принадлежат золото, платина, минералы титана, вольфрама, олова;

— осадочные месторождения – образуются в процессе осадконакопления на дне морских и континентальных водоёмов, формирующего залежи угля, горючих сланцев, нефти, горючего газа, солей, фосфоритов, руд железа, марганца, бокситов, урана, меди, а также строительных материалов.

Эндогенные месторождения – залежи полезных ископаемых, связанные с геохимическими процессами глубинных частей Земли. Формируются из магматических расплавов или из газовых и жидких горячих минерализованных растворов среди глубинных геологических структур в обстановке высоких температур и давления. Выделяется 5 генетических групп:

— магматические месторождения – образуются при застывании расплавов с обособлением руд хрома, титана, ванадия, железа, платины, меди, никеля, редких металлов, а также апатита и алмазов;

— пегматитовые месторождения – расскристаллизовавшиеся отщепления конечных продуктов остывающей магмы, используемые в качестве керамического сырья и для добычи слюд, драгоценных камней и редких металлов;

— карбонатитовые месторождения – ассоциируют с щелочными магматическими породами, среди которых накапливаются карбонатные минералы и находящиеся среди них руды меди, ниобия, апатит и флогопит;

— скарновые месторождения – возникают под воздействием горячих минерализованных паров при контакте с магматической массой. Создают залежи руд железа, меди, вольфрама, молибдена, свинца, кобальта, золота и др.;

— гидротермальные месторождения – состоят из руд цветных, благородных и радиоактивных металлов, представляющих собой осадки циркулирующих на глубине горячих минерализованных водных растворов.

Ювелирные камни принадлежат главным образом к эндогенным месторождениям и к экзогенным россыпным месторождениям. С россыпями связано накопление наиболее механически прочных и устойчивых к выветриванию камней: алмаза, рубина, сапфира, циркона, гранатов, топаза, шпинели, турмалина, цитрина, аметиста.

Ограночные камни, представляющие собой минералы в агрегатной форме (кабошонное сырьё) – опал, бирюза, хризопраз – традиционно связывают с корами выветривания. Некоторые исследователи придерживаются точки зрения гидротермального происхождения бирюзы. Например, что основная масса среднеазиатской бирюзы образовалась на конечных стадиях гидротермального процесса при температурах 80–190°С.

Источник: studfile.net

Как образуются драгоценные камни?

Драгоценные камни в природе встречаются намного реже, чем привычные всем горные породы вроде базальта, гранита и других. Их образование занимает не один миллион лет, причем все это время на них оказывают воздействие вода. солнце, ветер, низкие температуры. Плиткорез электрический может справиться с твердыми образованиями, на формирование которых ушло столько времени.

Как происходит процесс образования драгоценных камней

Как было установлено геологами, в составе любого драгоценного камня присутствует силикат — соединение из кислорода и кремния. Эти два элемента являются ключевыми для формирования внешней оболочки литосферы, другие вещества составляют менее 1% от общей массы минералов и известных соединений.

Именно кремний и кислород в виде расплавленного жидкого соединения образуют магму, которая находится под огромным давлением в недрах земли при температуре почти 2000 градусов . Когда оно достигает критической отметки, магма начинает искать выход и выплескивается наружу через кратеры вулканов. После извержения она застывает, начинает кристаллизоваться и под действием внешних факторов меняет свою структуру. Первыми таким изменениями подвергаются самые легкоплавкие составляющие магмы, которые в жидком виде заполняют все полости и трещины в коре, образуя так называемые пегматитовые жилы. Образующиеся в них кристаллы отличаются большими размерами: например, кристаллы кварца могут иметь габариты 550*250 см, берилла — до 6 метров в длину. Чаще всего в пегматитовых жилах находят такие камни, как:

• изумруды;
• аквамарины;
• топазы;
• турмалины;
• александриты, др.

При движениях земной коры застывшая или не вырвавшаяся наружу магма уходит вниз, под каменные плиты, и остается там, пока время и чудовищное давление с высокой температурой не образуют новые кристаллы с плотными ядрами. Камнерезные станки могут разрезать минеральные плиты, отличающиеся высокой прочностью, за считанные минуты. В отличие от остальных камней, которые появляются на свет в средних или верхних слоях земной коры, перидот с алмазом образуются в мантии, находящейся гораздо ниже. Этим и объясняется их прочность, цвет, преломление света.

От чего зависят внешние характеристики драгоценных камней

В некоторых случаях процесс образования камня может прерваться, так как изменяются геофизические условия. Это приводит к тому, что образующиеся кристаллы приобретают иную форму, слоистую или неравномерную окраску.

Источник: diammarket.ru

Как и почему появляются камни: происхождение и интересные факты

В мире существуют тысячи камней, и каждый из них имеет свою структуру, химический состав и ценность. При этом, несмотря на свои различия, все они имеют органическое или минеральное происхождение.

Магматическое происхождение минералов

Известно, что появляются камни, от алмаза до обычного валуна, под воздействием природных условий на магму либо создаются природой.

В зависимости от условий формирования они могут иметь:

• магматическое;
• осадочное;
• метаморфическое происхождение.

Магматическое означает, что минералы появились в результате застывания магмы. Магма (в переводе с латинского «густая мазь») – природная субстанция, в составе которой имеются практически все химические элементы.

Она находится на глубине более 3000 километров, а при поднятии на поверхность и застывании (под влиянием природных условий) превращается в камни. В зависимости от того, на какой глубине произошло застывание магмы, минералы делятся на 2 вида:

• вулканиты (застывание произошло на поверхности);
• плутонические (застывание на глубине).

Предугадать, какой в конечном счете получится минерал, невозможно. Результат зависит:

• от времени образования;
• химического состава;
• температуры, при которой произошло затвердевание магмы: чем ниже температура, тем меньше прозрачность камня (опал, агат, малахит образовались при низкой температуре);
• вязкости.

Осадочное появление связано с тем, что минералы вымываются из горных пород под воздействием ветра и воды. Среди самых известных осадочных экземпляров можно выделить сланец, песчаник, кремень, руду, каменную соль, бирюзу, хризопраз, азурит, малахит.

Смотрите передачу BBC о появлении камней:

Метаморфическое образование камней

Около 20 % всех камней имеют метаморфическое происхождение (от греческого слова – «превращение»). Это значит, что под воздействием нагревания, давления, тектонических сдвигов, воды магматический или осадочный минерал полностью преображается, превращаясь в какой-то другой. Например, мрамор образовался из кальцита, кварцит из песчаника, гранат от силикатов.

Самые известные драгоценные самоцветы, появившиеся метаморфическим путем:

• везувиан;
• ставролит;
• эпидот;
• нефрит;
• сапфир;
• рубин;
• яшма;
• александрит;
• изумруд.

Метаморфические породы делятся:

• на слоистые – возникающие в результате накопления осадка (гнейс, сланец);
• неслоистые (мрамор, кварцит).

Дополнительно смотрите познавательный материал от геолога:

Камни органического происхождения

Камни органического происхождения – это различного рода окаменелости (смола, моллюски, беспозвоночные) либо минералы, созданные природой. Самые известные из них:

• аммолит – это окаменелый слой раковины;

• аммонит – застывший моллюск;

• гагат – затвердевший черный уголь;

• чертов палец – одеревеневшая раковина белемнитов;

• коралл – скелет морских беспозвоночных (полипов);

• жемчуг – формируется в раковине моллюска;

• янтарь – затвердевшая смола деревьев.

Помимо органических минералов, существуют метеоритные – которые попали на землю под воздействием гравитации. Это самые древние вещества на земле. Их можно разделить на 3 группы (в зависимости от состава):

• железные;
• каменные;
• каменно-железные.

Найти настоящий метеорит – большая редкость, их цена доходит до 1000 долларов за грамм.

Интересный факт – ученые смогли классифицировать возникновение практически всех минералов за исключением алмаза. Существует несколько теорий его появления:

• магматическая (алмаз был образован в кимберлитовых породах);
• метеоритная (образовался после столкновения Земли с метеоритами);
• флюидная (зародился на границе ядра и нижней мантии Земли).

Большинство склоняется к магматической теории. Атомы углерода под давлением 50000 атмосфер на глубине формируют кубическую кристаллическую решетку – алмаз. Он выносится на поверхность вулканической магмой в кимберлитовые трубки.

Все камни на земле имеют либо минеральную основу, либо произошли путем окаменения природных ресурсов (смола, уголь, моллюски).

А вы знали о том, как появились камни? Делитесь мнением в комментариях и делайте репосты.

Источник: zakamnem.ru

Из чего состоят природные камни — интересные факты

На первоначальном этапе своего формирования наша планета состояла из каменных пород, воды, огня, а формировалась среди рёва вулканов, сверкающих молний и постоянных столкновений друг с другом литосферных плит.

Горы, наползая друг на друга, разрушали, крошили и нещадно калечили друг друга, в результате чего малые и большие камни откалывались от молодых скал и катились вниз, разрушая всё на своём пути.

Со временем планета начала потихоньку успокаиваться, но процесс дробления горных пород до сих пор не завершился: земля периодически содрогается, круша скалы и перемалывая их на малые и большие камни.

Интересные сведения о природных камнях

Натуральными камнями называют появившиеся в результате дробления твёрдые куски горных пород. По своей структуре, фактуре и составу они сильно отличаются друг от друга, а потому их видов чрезвычайно много: это и мрамор, и гранит, и известняк, а также сланцы, ракушечник, базальт.

Одни из них были образованы на суше, другие – под воздействием пресной или морской воды. Например, некоторые глыбы были сформированы благодаря моллюскам, которые умирая, опускались на дно, устилая его раковинами и панцирями.

Со временем слой становился толще, плотнее и через какое-то время разрушался, не выдерживая собственного веса, вследствие чего частицы раковин перемешивались и образовывали глыбы.

Натуральные камни, являют собой остатки:

• Разрушенных осадочных пород (75%), которые были сформированы в результате различных эрозийных процессов, прежде всего – выветривания и разрушения горных пород, механического или физического выпадения из воды осадка, жизнедеятельности организмов. Среди наиболее известных названий камней – известняк (природный камень белого цвета, состоящий из карбоната кальция), песчаник (состоит из частиц кварца) и мрамор – природный камень, который появился при преобразовании известняка и доломита;
• Метаморфических пород (около 20%) – магматические и осадочные породы, что были образованы внутри планеты и изменились под влиянием различных физико-химических процессов, прежде всего, давления водных и газовых растворов и высокой температуры. Самый известный натуральный камень этого вида является кварцит, состоящий из слюды и кварца;
• Магматических пород, что были выброшены вулканами наружу из недр Земли. Самым известным видом является гранит – одна из наиболее твёрдых, прочных и плотных пород. Цвет этого камня чрезвычайно разнообразен: серый, красный, коричневый, зелёный.

Как образуются драгоценные камни?

Минералы образуются во многих различных условиях окружающей среды внутри Земли. Большинство драгоценных камней формируются в земной коре — верхнем слое планеты глубиной от 3 до 25 миль.

Только две разновидности драгоценных камней – алмаз и перидот формируются в земной мантии, которая представляет собой 80% объема Земли. Мантия, в основном, состоит из расплавленной породы, называемой магмой, с твердым верхним слоем

Хотя немногие из драгоценных камней первоначально образуются в мантии, но все самоцветы добываются в земной коре. Кора состоит из трех видов пород, известных в геологии как вулканические, метаморфические и осадочные. Эти технические термины относятся к способу формирования пород. Некоторые драгоценные камни особенно связаны с одним видом породы, а другие – с несколькими типами пород.

Вулканический процесс включает в себя затвердевание магмы. Магма из мантии может подниматься к коре, обычно через вулканические трубки. Если она достигает поверхности земли, то застывает в виде лавы. Однако, если магматическая масса медленно охлаждается в коре, то она может кристаллизоваться и формировать минералы

Увеличение давления также может заставить эту пегматоидную жидкость проникать в окружающие породы, часто с осуществлением химического обмена с ними. Длинный список драгоценных камней, образующихся из вулканической породы, включает в себя группу хризобериллов, все кварцы (включая аметист, цитрин и аметрин), бериллы (изумруд, морганит и аквамарин), гранаты, лунный камень, апатит, алмаз, шпинель, танзанит, турмалин, топаз и циркон.

Когда вулканическая порода достигает поверхности земли, силы эрозии и атмосферное воздействие вызывают дробление на более мелкие чаcтицы, которые накапливаются на поверхности или перемещаются ветром и водой. Со временем на земле или под водой образовываются слои таких осадков.

Давление со стороны верхних слоев вызывает уплотнение в нижних слоях вместе с различными химическими и физическими изменениями, такими как окаменение, которое приводит к созданию осадочной породы.

Испарение — это еще один процесс, производящий осадочные породы, как в случае, когда капанье насыщенные минералами вод образует сталактиты или сталагмиты. Драгоценные камни, связанные с осадочной породой, включают в себя яшму, малахит, опал и циркон.

Присутствие интрузивной магмы в данной зоне (известное как контактный метаморфизм) или взаимодействия тектонических платформ большего масштаба (известное как региональный метаморфизм) подвергает вулканические и осадочные породы и минералы воздействию нагрева или давления, которые могут вызвать изменения их химической и кристаллической структур.

Результатом является создание метаморфической породы. Драгоценные камни, связанные с метаморфической породой, включают в себя берилл, нефрит, лазурит, бирюзу, шпинель, рубин, сапфир и циркон.

Породы и минералы находятся в постоянном процессе изменения, называемом геологическим круговоротом. Вулканическая порода может превратиться в осадочную или метаморфическую породу. Осадочная порода может превратиться в метаморфическую или вулканическую породу.

А метаморфическая порода может стать вулканической или осадочной, но для этого вы должны набраться терпения.

Процесс добывания

Добывают природный камень повсюду и на всех материках. Обычно транспортировка обходится недешево (на стоимость оказывает влияние не только качество породы, но и метод добычи и затрат на перевозку: добывая камни Земли очень важно сохранить вид горной породы).

Поскольку натуральные камни обладают разной прочностью и твёрдостью, для их добычи используют разные методы и оборудование.

Источник: vseprokamni.ru