|
Как сапфиры образовались в вулканах
|
|
|
|
Исследователи из Гейдельбергского университета изучают образование этого кристалла характерного синего цвета в вулканических расплавах
|
|
|
|
Сапфиры - одни из самых драгоценных камней, но состоят они исключительно из химически "загрязненного" оксида алюминия, или корунда. Во всем мире эти кристаллы характерного синего цвета в основном встречаются в вулканических породах с низким содержанием кремния. Широко распространено предположение, что эта связь возникает в результате того, что сапфиры образуются в глубоких слоях земной коры и случайно оказываются на поверхности Земли при подъеме магмы.
|
|
|
|
С помощью геохимического анализа ученые-геофизики из Гейдельбергского университета показали, что сапфировые зерна миллиметрового размера, найденные в Айфеле (Германия), сформировались в результате вулканизма. Работа опубликована в журнале Contributions to Mineralogy and Petrology.
|
|
|
|
Эйфель - вулканический регион в центре Европы, где магма из мантии Земли проникает в вышележащую кору на протяжении почти 700 000 лет. Расплавы бедны диоксидом кремния, но богаты натрием и калием. Магмы, похожие по составу, во всем мире известны своим изобилием сапфира. Почему этот чрезвычайно редкий вид корунда часто встречается в вулканических отложениях такого типа, до сих пор оставалось загадкой.
|
|
|
"Одно из объяснений заключается в том, что сапфир в земной коре образуется из ранее глинистых отложений при очень высоких температурах и давлении, а поднимающаяся магма просто поднимает кристаллы на поверхность", - объясняет профессор д-р Аксель Шмитт, исследователь из Университета Кертина в Перте (Австралия), который занимается исследованиями изотопной геологии и термодинамики. петрологии в качестве почетного профессора Института наук о Земле Гейдельбергского университета — своего бывшего родного учебного заведения.
|
|
|
|
Чтобы проверить это предположение, исследователи изучили в общей сложности 223 сапфира из Эйфеля. Они обнаружили часть этих кристаллов миллиметрового размера в образцах горных пород, собранных из вулканических отложений в многочисленных карьерах региона. Однако большинство сапфиров добывается из речных отложений.
|
|
|
|
"Как и золото, сапфир очень устойчив к атмосферным воздействиям по сравнению с другими минералами. В течение длительного времени его зерна вымываются из породы и оседают в реках. Из-за их высокой плотности их легко отделить от более легких компонентов осадка с помощью золотого поддона", - объясняет Себастьян Шмидт, который проводил исследования в рамках получения степени магистра в Гейдельбергском университете.
|
|
|
|
Исследователи определили возраст сапфиров из Эйфеля, используя ураново-свинцовый метод по минеральным включениям в сапфире, используя масс-спектрометр вторичных ионов, который также может определять состав изотопов кислорода. Различное относительное содержание легкого изотопа O-16 и тяжелого изотопа O-18 дает информацию о происхождении кристаллов, как отпечаток пальца. В глубинных слоях земной коры содержится больше O-18, чем в расплавах мантии Земли.
|
|
|
|
Как показывают определения возраста, сапфиры в Айфеле образовались одновременно с вулканизмом. Частично они унаследовали изотопные признаки мантийных расплавов, которые были загрязнены нагретыми и частично расплавленными породами земной коры на глубине около пяти-семи километров. Другие сапфиры образовались в результате контакта с подземными расплавами, в результате чего расплавы проникли в соседнюю породу и, таким образом, спровоцировали образование сапфира.
|
|
|
|
"В Эйфеле как магматические, так и метаморфические процессы, в ходе которых температура изменяла исходную породу, сыграли определенную роль в кристаллизации сапфира", - утверждает Шмидт.
|
|
|
|
Источник
|
