藍寶石是價值極高的珍貴寶石，本質上是含有化學雜質的氧化鋁或剛玉。這些典型的藍色晶體主要存在於世界各地貧矽的火山岩中。人們普遍認為，藍寶石形成於地殼深處的岩石中，並由上升的岩漿搬運到地球表面。海德堡大學的地球科學家透過地球化學分析證明，在德國艾菲爾地區發現的毫米大小的藍寶石顆粒是在火山活動中形成的。

這顆藍寶石來自艾菲爾西部Kyll 河的沉積物。晶體直徑約0.9 毫米。圖片來源：Sebastian Schmidt

艾菲爾是歐洲中部的火山區，近70 萬年來，來自地函的岩漿一直滲透到上覆地殼中。熔融物中二氧化矽含量較低，但鈉和鉀含量豐富。全世界成分相似的岩漿都以盛產藍寶石而聞名。

為什麼這種極為罕見的剛玉變種經常出現在這種火山沉積物中，直到現在這還是一個謎。

澳洲珀斯科廷大學（Curtin University）的研究員阿克塞爾-施密特博士（Axel Schmitt）教授解釋說：「一種解釋是，地殼中的藍寶石起源於先前在極高溫度和壓力下的黏土沉積物，上升的岩漿只是為晶體形成了通往地表的電梯，」他作為海德堡大學地球科學研究所（海德堡大學是他以前的母校）的名譽教授，正在研究同位素地質學和岩石學。

為了驗證這個假設，研究人員對來自艾菲爾地區的共223 顆藍寶石進行了檢測。他們在從該地區眾多採石場的火山沉積物中採集的岩石樣本中發現了一部分毫米大小的晶體。不過，大部分藍寶石來自河流沉積物。 「藍寶石和黃金一樣，與其他礦物相比具有很強的耐候性。經過漫長的時間，藍寶石顆粒被沖出岩石，沉積在河流中。”塞巴斯蒂安-施密特（Sebastian Schmidt）解釋說：”由於藍寶石密度高，因此容易用淘金盤將其從較輕的沉積物成分中分離出來。”

研究人員利用二次離子質譜儀對藍寶石中的礦物包裹體進行鈾鉛法測定，從而確定了艾菲爾藍寶石的年代。輕同位素O-16 和重同位素O-18 的相對豐度不同，就像指紋一樣提供了晶體來源的資訊。地殼深處岩石的O-18 含量高於地函熔體。

年齡測定結果表明，艾菲爾地區的藍寶石是與火山活動同時形成的。在某種程度上，它們繼承了地函熔體的同位素特徵，而地函熔體則在大約五到七千公尺的深度被加熱並部分熔化的地殼岩石所污染。其他藍寶石則起源於與地下熔體的接觸，熔體滲透到鄰近的岩石中，引發了藍寶石的形成。

塞巴斯蒂安-施密特（Sebastian Schmidt）說：”在艾菲爾地區，岩漿和變質過程（溫度改變了原始岩石）在藍寶石的結晶過程中都發揮了作用。”

編譯自/ ScitechDaily