哥廷根大學的最新研究發現，烏拉圭的紫水晶晶洞是在低溫下由類似地下水的流體形成的，並根據廣泛的地質調查和創新的分析方法提出了一個新的形成模型。紫水晶是石英的紫色品種，幾個世紀以來一直被用作寶石，是烏拉圭北部的重要經濟資源。 晶洞是中空的岩層，內部通常有石英晶體，如紫水晶。

在烏拉圭，人們在冷卻的熔岩流中發現了紫水晶晶洞，其歷史可以追溯到大約1.34 億年前岡瓦納超級大陸的最初解體。 然而，它們的形成一直是個謎。

現在，哥廷根大學領導的研究團隊利用尖端技術研究了烏拉圭北部紫水晶晶洞的形成。 研究人員發現，紫水晶晶洞的形成溫度出乎意料地低，只有15 至60 °C。 這項發現與其他結果相結合，使研究人員能夠提出一種新的模型來解釋它們的形成。

哥廷根大學的研究人員在烏拉圭一個巨大的紫水晶晶洞前。 這樣的晶洞是在冷卻的熔岩流中發現的，可追溯到約1.34 億年前岡瓦納超級大陸最初解體時。 由左至右Klaus Wemmer 博士、Fiorella Arduin Rode 博士、Graciela Sosa 博士、Alfons van den Kerkhof 博士。 圖片來源：Fiorella Arduin Rode

這項發表在Mineralium Deposita上的研究是在烏拉圭的Los Catalanes地區進行的，該地區開採紫水晶已有150多年的歷史。 該地區以深紫色和高品質的寶石以及有時高達5 公尺以上的巨型晶洞而聞名。 這裡的礦藏被評為世界100 大地質遺產之一，彰顯了其科學和自然價值。 然而，由於對這些大地礦石的形成過程了解有限，因此主要依靠礦工的經驗來確定這些礦石的位置非常具有挑戰性。

為了解決這個問題，研究人員對30 多個活躍礦井進行了廣泛的地質調查，分析了地礦礦物、地礦水和地下水。 研究團隊利用成核輔助微測溫初始單相流體包裹體和三重氧同位素地球化學等先進技術，對這些珍貴的晶洞是如何形成的進行了深入研究。 除了發現紫水晶晶洞是在出乎意料的低結晶溫度下形成的，研究人員還發現，礦化流體的鹽度和同位素比例都很低，與來自自然天氣循環的水相一致，這些水可能來自附近岩石中的地下水。

哥廷根大學研究員Fiorella Arduin Rode 在烏拉圭北部Los Catalanes 礦區的露天礦場工作。 這些地區與巴西南部的南阿米蒂斯塔礦區（Ametista do Sul）是世界上主要的寶石礦區，這些寶石來自火山熔岩，如紫水晶和瑪瑙晶。 圖片來源：聖地牙哥-格雷羅-切爾馬

「這些新技術的精確性和準確性使我們能夠有把握地估計礦化流體的溫度和成分，」第一作者、哥廷根大學地球科學中心博士研究員Fiorella Arduin Rode說。 “我們的發現支持了這些紫水晶在低溫下從類似地下水的流體中結晶出來的觀點”。

來自洛斯卡塔拉尼斯（Los Catalanes）的紫晶方解石，已在工作室加工並準備出售。 圖片來源：Fiorella Arduin Rode

這項研究提出了一個模型，在這個模型中，紫水晶等礦物相是在一種被稱為玄武岩的深色岩石中的火山腔內結晶的，並受到地殼溫度區域變化的影響。 Arduin Rode 補充說：「了解紫水晶形成的條件–如成礦流體的溫度和成分、矽石來源、成礦時間及其與主岩的關係–對於揭示這一過程至關重要。這將極大地改進勘探技術，並在未來制定可持續的採礦策略”。

編譯自/ SciTechDaily