نحوه تشکیل و پیدایش گوهرسنگ ها

آشنایی با نحوه تشکیل و پیدایش گوهرسنگ ها

نحوه تشکیل گوهر سنگ ها در زمین به شکل طبیعی، در دل صخره ها یا محل پیدایش تا زمانی که به صورت یک گوهر تراش خورده بر قطعه جواهری بنشیند، از زبان دانش گوهر شناسی شنیدنی و جذاب خواهد بود. از ابتدای تشکیل و پیدایش گوهرسنگ ها تا جواهر شدن این زیبا های افسونگر با ما همراه باشید. هر جسم جامد و طبیعی که دارای ترکیب شیمیایی مشخص و ویژگی های فیزیکی نسبتاً معین باشد را Mineral یا کانی گویند. تاکنون بیش از 4000 کانی مختلف کشف شده که تعداد کمی از آنها در قالب گوهر سنگ معرفی شده اند. هر کدام از گوهرسنگ ها ویژگی های منحصر بفرد دارد و تنها در یکسری از مشخصه ها با همدیگر مشترک هستند.

گوهرسنگ ها در چه مکان هایی یافت می شوند؟

گوهرهایی که منشأ معدنی دارند در محیط‏ های مختلف زمین شکل می‏گیرند. این کانی ها در علم زمین شناسی به عنوان آذرین، دگرگونی و سنگ رسوبی شناخته می شوند و به طور معمول در صخره ها و میان سنگهای جدا شده از تکه های بزرگ یافت می شوند. مسیر چرخه ای سنگ ها در چرخش است. گاهی تعدادی از کانی های جواهری توسط معدن کاران و گاهی تعدادی از آنها توسط فرآیند های زمینی و حرکات زمینی یا آتشفشانی به سطح زمین آورده می‏شوند. این فرآیند ها می‏توانند سنگ ها را از 400 کیلومتر زیر سطح زمین به بالا بیاورند و سنگ ها در اثر فرسایش از بستر خود جدا شوند و وارد بستر رودخانه و بعد از آن وارد دریا شوند. برخی از سنگ های قیمتی از یک نوع کانی به عنوان میزبان بهره برده و برخی دیگر از چندین کانی استفاده می کنند. تشکیل و پیدایش گوهر سنگ هایی که منشأ پیدایش آلی (گیاهان و جانوران) دارند بیشتر از بستر دریا یا سنگ های رسوبی یافت می شوند.

محیط‏ های شکل ‏گیری گوهرسنگ ها

1. از آب های نزدیک سطح زمین (formation from water near the earth’s surface)

آب نزدیک سطح زمین با مواد معدنی ترکیب می‏ شود و آنها را حل می‏کند. توانایی این محلول ها در نگهداری عوامل متشکله، با توجه به شرایط فیزیکی تغییر می‏کند. اگر شرایط محلول در اثر سرما یا گرما تغییر کند مواد معدنی ته‏ نشین خواهد شد مانند شکل ‏گیری کریستال های نمک از آب دریا از طریق تبخیر. نوع ماده معدنی که شکل می‏گیرد به مواد حل شده در محلول بستگی دارد. اگر آب با سنگ های غنی از سیلیس یا ماسه ترکیب شود مواد معدنی غنی از سیلیس (کوارتز، عقیق و شکل‏گیری اپال که البته اپال یک ماده غیر کریستالین و آمورف است) شکل می ‏گیرد و اگر آب با سنگ های غنی از مس ترکیب شود مواد معدنی غنی از مس مانند: فیروزه، مالاکیت و آزوریت شکل خواهند گرفت.

2. گوهر های ماگماتیک (Magmatic gems)

این سنگ ها از ماده گداخته ای که منشأ درونی دارد و ماگما نامیده می شود تشکیل شده اند. ماگما به وسیله فرآیندهای آتشفشانی از گوشته به پوسته زمین فوران می کنند. زمانی که این مواد مذاب به سطح زمین می رسند به شکل گدازه های آتشفشانی تبدیل می شوند. ماگما از عناصر محلول مانند تشکیل می گردد، برخی از این عناصر با نزدیک شدن ماگما به سطح زمین بصورت بخار درآمده و پس از جمع شدن زیر پوسته زمین در اثر تراکم، فشار زیادی تولید می کنند که باعث خرد شدن و پرتاب سنگ های مسدود کننده مجرای خود می شوند. تا زمانی که ماگما درعمق زمین وجود دارد فشار زیادی را تحمل می کند و از درجه حرارت زیادی نیز برخوردار است ولی در جریان بالا آمدن از درجه حرارت و فشار آن بتدریج کاسته می شود و همین امر باعث می شود که دانه های بلوری بوجود آید. این مواد مذاب اگر به آرامی در پوسته سرد شوند، متبلور شده و به شکل مواد معدنی در می آیند. افزایش فشار همچنین سبب می گردد این مواد مذاب پگماتیکی، به درون و اطراف کانی ها نفوذ کرده و ترکیبات و واکنش شیمیایی با آنها، به وجود آورند. سنگهای ایجاد شده در این حالت را سنگ های نفوذی یا پلوتونیک و یا سنگ های آذرین درونی می گویند. تمامی گوهر سنگ هایی که سنگ های آذرین میزبان آنها هستند شامل: خانواده کوارتز (مانند آمتیست و سیترین)، خانواده بریل (مانند زمرد و آکوامارین)، الماس، لعل، تانزانیت، تورمالین، توپاز و زیرکن، گارنت، سنگ ماه و آپاتیت.

3. گوهر های پگماتیت (Pegmatite)

پگماتیت ها یک نوع سنگ آذرین درونی است که به طور کامل متبلور شده. وقتی که بدنه اصلی ماگما سرد می شود آب در غلظت های پایین داخل صخره های مذاب می ماند زیرا نمی تواند با اکثر مواد معدنی که کریستالیزه می شوند پیوند برقرار کند. در نتیجه آخرین بخش کریستالیزه نشده غنی از آب است. وقتی این ماگمای غنی از آب(همچنین غنی از سیلیس و عوامل غیر معمول) از آخرین مرحله کریستالیزاسیون ماگما خارج می شود ماگمای غنی از آب این امکان را برای کریستالها فراهم می سازد که به سرعت رشد کنند. مهمترین شناسه پگماتیت‌ها، اندازه بلوری آنها می‌باشد که این بلورها معمولاً بزرگتر از ۵ سانتیمتر هستند. در بعضی مواقع هم تک بلورهایی بزرگتر از ۱۰ متر پیدا شده‌اند و بزرگترین بلور جهان نیز در یک پگماتیت پیدا شده است. سرعت تشکیل بلور در پگماتیت‌ها باید خیلی زیاد باشد تا اجازه دهد که این بلورهای بزرگ در فشار زیاد پوسته زمین رشد کنند. وقتی ماگمای پگماتیتی غنی از برلیوم است کریستال های بریل شکل می گیرند. اگر ماگماها غنی از برن باشند تورمالین کریستالیزه خواهد شد. پگماتیت ها از کانی هایی نظیرکوارتز، میکا و پیروکسن ها تشکیل شده اند.

4. گوهر های دگرگونی یا متامورفیک (Metamorphic gems)

به مجموعه فرآیندهایی که تحت شرایط خاص از نظر گرما و فشار بسیار زیاد سبب تغییر ماهیت سنگ های آذرین یا رسوبی شده و یک سنگ را در حالت جامد به سنگ دیگری تبدیل می کند دگرگونی گویند.
به طورکلی دو نوع دگرگونی وجود دارد. یکی دگرگونی مجاورتی که عبارتست از قرار گرفتن یک توده نفوذی (عموماً گرانیتی) در عمق زمین در داخل سنگ های دیگر و با ضخامت قابل ملاحظه. دیگری دگرگونی ناحیه ای است که وسعت آن خیلی زیادتر از حالت قبلی بوده و دارای ضخامت زیاد می باشد. این نوع دگرگونی در ژرفای زیاد زمین در بزرگ ناودیس ها (محیط های رسوب گذاری) صورت می گیرد.
با حضور ناگهانی ماگما در یک ناحیه در خلال پختگی سنگ های آذرین، رسوبی و کانی ها و دگرگون شدن آنها که تحت تأثیر حرارت زیاد و فشار قابل ملاحظه صورت می گیرد و سبب ایجاد تغییراتی در ساختار کریستالی و شیمیایی آنها می شود، کانی ها از هم جدا گشته و گروه های جدیدی از کانی شروع به تشکیل و تبلور می نمایند که نهایتاً این فرآیند سبب به وجود آمدن سنگ های دگرگونی می گردد و این دسته از کانی های جدید را کانی های دگرگونی می نامند. بطور خلاصه سنگ های متامورفیک سنگ های تغییر کرده توسط دما، فشار و ترکیبی با محلول ها هستند. گروه گارنت محصول شیست های کانی میکاست که خود در ابتدا به صورت گل و لای و خاک رس بوده است. گوهر های میزبان این گروه سنگ ها شامل: یشم، لاجورد، فیروزه، بریل، لعل، یاقوت سرخ، یاقوت کبود و زیرکن هستند. سنگ مرمر حاصل دگرگونی سنگ های آهکی، تحت فشار و حرارت بسیار بالاست که ترکیبات اولیه یاقوت را در بردارد.

5. گوهر های ته نشینی گرمابی (Hydrothermal)

در پوسته زمین با اضافه شدن عمق، دما نیز افزایش یافته و در نتیجه دمای آب های موجود در مناطق عمیق پوسته افزایش یافته و این آبها برخی عناصر را در شکستگی های سنگ ها ته نشین می کنند و رگه های معدنی را می سازند. شکل گیری گوهر ها با فرآیند گرمابی بی شباهت به شکل گیری گوهرها از آب های نزدیک به سطح زمین نیست. محلول ها، آب باران یا آب حاصل از سرد شدن بدنه ماگما را گیر می اندازند و زمانیکه با یک فضای باز مانند شکاف سنگ ها مواجه می شوند رگه های مواد معدنی این شکاف ها را پر می کنند و در نهایت گوهر ها کریستالیزه می شوند. گوهر هایی مانند بریل و تورمالین به عوامل غیر معمول نیاز دارند و تعدادی از این ها مانند بریلیوم برای بریل یا برن برای تورمالین از سرد شدن ماگما (صخره های مذاب) حاصل می شوند.

6. گوهر های شکل گرفته در گوشته (Gems formed in the mantle)

الماس و زبرجد دو گونه سنگ جواهر هستند که در گوشته زمین (75 درصد از حجم زمین است) تشکیل می شوند. گوشته از عمق حدود 30 کیلومتری شروع می شود و حدود 2900 کیلومتر ضخامت دارد. قسمت فوقانی گوشته حاوی انواع سنگ های پریدوتیت است. و الماس از گوشته به پوسته و بعد از آن استخراج می شود.
کریستال های زبرجد (Peridot) توسط فعالیت های tectonic یا آتشفشانی به سطح آورده می شوند که ما آنها را در صخره های آذرین بیرون آمده پیدا می کنیم. در قسمت بالایی گوشته زمین و در عمقی در حدود ۱۲۰ تا ۲۰۰ کیلومتری با فشاری در حدود ۴۵ هزار bar و دمای ۹۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی‌گراد، مراحل اولیه شکل‌گیری الماس آغاز می‌شود. کربن در این فشار و دما به الماس تبدیل خواهد شد. فوران های آتشفشانی به علت حرکات عمودی کوه زائی یا قاره زائی در گوشته آغاز شده، همچنانکه گدازه بالا می آید برخی از آنها سرد و جامد می شوند و سنگ های کیمبرلیت حامل کریستال های الماس بدون ذوب شدن به سطح زمین می‌رسند.

7. گوهر های حاصل از ذخیره های رسوبی (Alluvial gem deposits)

عوامل فرسايش مثل آب هاي جاری ، باد ، امواج و يخ سنگ های بستر را خرد کرده و این رسوبات در محل هايی جديد مثل دريا ، درياچه صحرا ها ته نشين ( رسوب گذاري ) و به صورت لايه های روی هم جمع مي شوند .این رسوبات بر اثر عوامل دیگری به سنگ سخت تبدیل می شوند. سنگ های رسوبی حدود 34% سطح قاره ها را مي پوشانند و محتوی فسيل اند كه يكي از ابزارهای مهم در مطالعه گذشته زمين است.
اغلب گوهر هایی که از ذخیره های رسوبی بازیابی شدند بدلیل نورد در اطراف اقیانوس ها و رودخانه ها گرد شدند. گوهرها اغلب آن مواد معدنی هستند که در برابر هوازدگی و مواد شیمیایی مقاوم هستند. آنها بطور عادی در بستر های رودخانه و شن های ساحلی متمرکز هستند که بعنوان ذخیره های رسوبی شناخته می شوند. گوهر ها به دلیل چگالی بالایی که نسبت به سایر مواد معدنی دارند به آسانی در قسمت های گود بستر های رودخانه گرفتار می شوند. مواد و عناصر با دوام و با ارزش دیگری نیز مانند طلا توسط این پروسه متمرکز می شود. گوهر هایی که از سنگ های رسوبی بدست می آیند شامل: جاسپر، مالاکیت، اپال و زیرکن می شوند.

به طور کلی 7 مکان برای تشکیل و پیدایش گوهرسنگ ها و کانی ها با منشأ کانی مشخص شد. کانی ها در دو دسته سیلیکات ها و غیر سیلیکات ها قرار دارند. در این میان جایگاه اوپال به عنوان شبه کانی و لاجورد به عنوان سنگی از مجموعه کانی ها مشخص می شود.