사파이어를 포함한 진짜 보석 에메랄드, 루비, 탄자나이트 and 전기석.

1. 크롬의 지구화학적 거동

Chromium (Cr)은 친석소 원소즉, 규산염에 농축된다는 의미입니다. 미네랄 금속상보다는 오히려. 그 분포는 다음에 의해 크게 영향을 받습니다.

  • 초마픽과 마픽 바위: 크롬은 지구 맨틀, 특히 감람암 and 크롬마이트.
  • 대사증: 열수 유체 특히 Cr을 운반할 수 있습니다 섭입대 사문석화가 일어나는 곳입니다.
  • 산화 상태: Cr³⁺는 대부분의 지질학적 환경에서 안정한 반면, Cr⁶⁺(독성, 수용성)는 산화 환경에서 형성됩니다.

왜 Cr은 모든 보석에 존재하지 않을까?

  • 이온 반경: Cr³⁺ (0.615 Å)는 Al³⁺ (0.535 Å)와 거의 일치하여 대체가 가능합니다. 강옥 (루비) and 녹주석 (에메랄드).
  • 호환되지 않는 요소: Cr이 잘 맞지 않습니다 석영 or 장석 이러한 구조는 이러한 광물에서 발견되는 희귀성을 설명합니다.

2. 루비(코런덤, Al₂O₃) 형성

루비에는 다음이 필요합니다.

  1. 알루미늄이 풍부하고 실리카가 부족한 환경 (예: 대리석 기반 또는 현무암 관련 매장).
  2. 크롬 소스 (일반적으로 근처의 초염기성 암석에서).

루비의 주요 지질학적 배경

A. 변성 루비(대리석 함유)

  • 예: 미얀마 모곡; 베트남 (Luc Yen).
  • 형성 과정:
    • 석회암(CaCO₃)은 변성되어 대리석 고온에서.
    • 근처의 유체 마픽-초마픽 암석 Al이 풍부한 코런덤에 Cr을 첨가합니다.
    • 주요 반응:Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2O3(ruby)Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2​O3​(ruby)

B. 현무암 관련 루비

  • 예: 태국, 캄보디아, 호주.
  • 형성 과정:
    • 알칼리 현무암은 맨틀에서 루비 제노크리스트를 운반합니다.
    • 크롬은 다음에서 유래합니다. 맨틀 감람암 or 에클로자이트.

C. 열수 루비

  • 예: 일부 아프리카 매장지(예: 말라위).
  • 형성 과정:
    • 크롬이 풍부한 유체가 균열을 통해 순환하면서 전단대에 루비를 침전시킵니다.

3. 에메랄드(베릴, Be₃Al₂Si₆O₁₈) 형성

에메랄드를 사용하려면 다음이 필요합니다.

  1. 동일 환경의 베릴륨(Be) + 크롬(Cr) (드문!).
  2. 특정 지각 구조 설정 (일반적으로 초염기성 암석 근처의 페그마타이트 or 검은 셰일 함유 퇴적물).

에메랄드의 주요 지질학적 배경

A. 블랙 셰일 함유 에메랄드

  • 예: 콜롬비아(무조, 치보르).
  • 형성 과정:
    • 유기물이 풍부한 셰일은 변성작용 중에 Cr을 방출합니다.
    • Be는 근처 화강암의 열수 유체에 의해 유입됩니다.
    • 주요 반응:Be2++Al3++Cr3++SiO44−→Be3Al2Si6O18:Cr3+(emerald)Be2++Al3++Cr3++SiO44−​→Be3​Al2​Si6​O18​:Cr3+(emerald)

B. 페그마타이트 관련 에메랄드

  • 예: 잠비아, 브라질.
  • 형성 과정:
    • 근처의 사문석에서 나온 Cr은 Be이 풍부한 페그마타이트 유체와 반응합니다.

C. 지각 전단대 에메랄드

  • 예: 마다가스카르, 아프가니스탄.
  • 형성 과정:
    • 전단은 Cr과 Be를 함유하는 유체의 경로를 생성합니다.

4. 일부 에메랄드가 청록색을 띠는 이유는 무엇입니까?(바나듐 대 크롬)

  • 콜롬비아 에메랄드: 순수한 Cr³⁺ → 진한 녹색.
  • 브라질/잠비아 에메랄드: 종종 포함 철²⁺/철³⁺, 색상을 청록색으로 변경합니다.
  • 바나디아 에메랄드(예: 브라질): V³⁺는 Cr³⁺를 대체하여 약간 다른 녹색 색조를 생성할 수 있습니다.

5. 탐사의 의미

  • 루비: 근처를 보세요 대리석/초염기성 접촉 or 알칼리 현무암.
  • 에메랄드: 에 초점 Cr 함유 암석 근처의 Be가 풍부한 페그마타이트 or 검은 혈암 지역.

사례 연구: 콜롬비아 에메랄드

  • 지질학적 특이성: 안데스 산맥의 지각 운동으로 인해 흑색 화강암이 크롬 셰일과 충돌하면서 에메랄드 형성에 이상적인 조건이 조성되었습니다.

결론

루비와 에메랄드에 Cr이 존재한다는 것은 다음과 같은 증거입니다. 희귀한 지질학적 우연—Al/Be가 풍부한 광물계가 Cr 광상과 교차하는 지점입니다. 이러한 과정을 이해하면 보석학자들이 원산지를 추적하고 광부들의 탐사에 도움이 됩니다.

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