哥廷根大学（University of Göttingen）的最新研究发现，乌拉圭的紫水晶晶洞是在低温下由类似地下水的流体形成的，并在广泛的地质调查和创新分析方法的基础上提出了紫水晶晶洞形成的新模型。
紫水晶是石英的紫色品种，几个世纪以来一直被用作宝石，是乌拉圭北部的重要经济资源。晶洞是中空的岩层，内部通常有石英晶体，如紫水晶。
在乌拉圭，人们在冷却的熔岩流中发现了紫水晶晶洞，其历史可以追溯到大约 1.34 亿年前冈瓦纳超级大陆的最初解体。然而，它们的形成一直是个谜。
揭开紫水晶形成之谜
近日，哥廷根大学领导的一个研究小组利用尖端技术研究了乌拉圭北部紫水晶晶洞的形成。研究人员发现，紫水晶晶洞的形成温度出乎意料地低，只有 15 至 60 °C。这一发现与其他研究成果相结合，使研究人员能够提出一种新的模型来解释它们的形成。
乌拉圭的先进研究技术
发表在 Mineralium Deposita 上的这项研究是在乌拉圭的 Los Catalanes 地区进行的，该地区开采紫水晶已有 150 多年的历史。该地区因其宝石的深紫色和高品质以及有时高达 5 米以上的巨大晶洞而闻名于世。这里的矿藏被评为世界 100 大地质遗产之一，彰显了其科学和自然价值。然而，由于对这些晶洞的形成过程了解有限，因此主要依靠采矿者的经验来确定其位置具有很大的挑战性。
哥廷根大学研究员 Fiorella Arduin Rode 在乌拉圭北部 Los Catalanes 矿区的露天矿工作。这些地区与巴西南部的南阿米蒂斯塔矿区（Ametista do Sul）一起，是世界上主要的火山熔岩宝石矿区，如紫水晶和玛瑙晶
为了解决这个问题，研究人员对 30 多个活跃矿区进行了广泛的地质调查，分析了地矿矿物、地矿水和地下水。研究小组利用成核辅助微测温初始单相流体包裹体和三重氧同位素地球化学等先进技术，揭示了这些珍贵的晶洞是如何形成的。除了发现紫水晶晶洞是在出乎意料的低结晶温度下形成的，研究人员还发现，矿化流体的盐度和同位素比例都很低，与来自自然天气循环的水相一致，这些水可能来自附近岩石中的地下水。
洞察紫水晶的结晶过程
“这些新技术的精确性和准确性使我们能够有把握地估算出矿化流体的温度和成分，"第一作者、哥廷根大学地球科学中心博士研究员菲奥雷拉-阿尔杜因-罗德（Fiorella Arduin Rode）说。“我们的发现支持了这些紫水晶是在低温下从类似地下水的流体中结晶出来的观点"。
哥廷根大学的研究人员在乌拉圭一个巨大的紫水晶晶洞前。这样的晶洞是在冷却的熔岩流中发现的，可追溯到约 1.34 亿年前冈瓦纳超级大陆最初解体时。从左至右 Klaus Wemmer 博士、Fiorella Arduin Rode 博士、Graciela Sosa 博士、Alfons van den Kerkhof 博士。
该研究提出了一个模型，在这个模型中，紫水晶等矿物相在玄武岩这种深色岩石的火山空洞中结晶，并受到地壳温度区域变化的影响。作者补充说："了解紫水晶形成的条件--如成矿流体的温度和成分、硅石来源、成矿时间及其与主岩的关系--对于揭示这一过程至关重要。这将极大地改进勘探技术，并在未来制定可持续的采矿战略"。
参考文献： “World-class amethyst-agate geodes from Los Catalanes, Northern Uruguay: genetic implications from fluid inclusions and stable isotopes” by Fiorella Arduin-Rode, Graciela Sosa, Alfons van den Kerkhof, Yves Krüger, David Bajnai, Andreas Pack, Tommaso Di Rocco, Pedro Oyhantçabal, Klaus Wemmer, Daniel Herwartz, Swea Klipsch, Bettina Wiegand, Siegfried Siegesmund and Mathias Hueck, 23 September 2024, Mineralium Deposita.
野外样品的照片，有点震撼，不愧是宝石矿
a 来自巴拉那盆地最深处的地下水循环，通过断层再活化作用上升到围岩；b 成矿流体在开放系统和封闭系统的偶发交替中到达预先存在的洞穴
