보석교육 2 광물의 기원 2.1화성암 .마그마

[백산]

광물의 기원 - 화성암 .마그마

출처:  Gemology Project  소스: EK 이페어케이 플러스

기초의
마그마가 냉각되면 원자가 결정 패턴으로 연결되고 이후에 다른 광물이 형성됩니다. 

지각의 깊은 곳(약 33km 깊이)에서 형성이 일어나면 상당히 큰 암석(예: 화강암)이 형성될 수 있습니다.

화성암은 지구의 마그마 과정에 의해 형성되고 생성됩니다. 희귀 광물의 매우 큰 결정을 형성하려면 예외적인 조건이 필요합니다. 

예를 들어, 페그마타이트(pegmatite)라고 불리는 암석은 다른 암석의 정맥에 물이 풍부한 마그마의 결정화에 의해 형성되며 베릴, 전기석 및 토파즈를 포함할 수 있습니다.

화성암은 마그마가 냉각되는 위치에 따라 화산암(압출)과 심성암(관입)의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

화산암 또는 돌출암

이것은 지구 표면에 형성된 암석입니다. 공기나 바닷물과 접촉하면 용융된 암석이 빠르게 냉각되어 유리(흑요석과 같은)로 변하거나 작은 결정(현무암)을 형성합니다. 

화산암은 일반적으로 입자가 미세하거나 유리로 된 구조입니다.

현무암은 급속 냉각으로 인해 미세한 입자가 형성된 압출 암석입니다. 

그것은 주로 작은 장석과 pyroxene 결정(diopside 및 enstatite 등)으로 구성됩니다. 

일부 현무암에는 강옥, 지르콘 및 석류석과 같은 보석이 포함되어 있습니다.

또 다른 화산암은 킴벌라이트(kimberlite)라고 불립니다. 

킴벌라이트 파이프는 다이아몬드의 가장 중요한 공급원입니다.

때때로, 다양한 종류의 화산 유리, 흑요석이 절단되어 보석으로 만들어집니다. 

흑요석은 경도가 약 5.5인 비정질 광물입니다. 

흑요석의 종류는 다음과 같습니다.

눈송이 흑요석 (미네랄 크리스토발라이트 포함)

레인보우 옵시디언

레드 마호가니 옵시디언

실버 광택 흑요석

미드나잇 레이스 옵시디언

호박 흑요석

"아파치의 눈물" 흑요석

심성암 또는 관입성 암석

용융된 암석이 기존 암석 내에서 굳어지면 천천히 냉각되어 더 큰 결정을 가진 심성암을 형성합니다. 그들은 거친 입자를 가진 경향이 있습니다.

화강암은 광물 석영과 장석을 함유하고 있으며 일반적으로 운모 또는 혼 블렌드를 운반하는 거친 입자의 관입 암석입니다. 

어떤 상황에서는 화강암이 "분획 결정화"를 겪는데, 이는 느린 냉각이 서로 다른 온도에서 형성될 때 다른 광물의 결정을 생성하는 과정입니다.

페그마타이트 그룹의 미네랄은 가장 늦게 형성되는 광물 중 하나이며, 종종 주변을 관통하는 정맥으로 발생합니다.

화성암에서 기원을 찾는 관련 광물:

베 릴

크리소베릴

커런덤

다이아몬드

석류 석

장석

페리도트

석영

첨정석

황옥

토르말린

지르콘

고급

화성 또는 마그마 주기의 단계
화성 또는 마그마 주기의 단계는 다음과 같습니다.

1. 불타는 뜨거운 마그마의 초기 마그마 단계(초기 결정화):

크로마이트

마그네타이트

티타늄 마그네타이트

2. 액체 마그마 상 (주요 결정화) 1500-600 °C :

첨정석

지르콘

인회석

페리도트

다이아몬드

3. 페그마타이트 상(나머지 결정화) 700-400°C:
플럭스가 풍부한 마그마의 잔여 부분은 페그마타이트 단계로 알려져 있습니다. 

용융물은 응고가 진행됨에 따라 수용액이 됩니다. 이러한 유동성으로 인해 액체는 주변 암석의 균열과 균열을 관통할 수 있습니다. 

집중된 압력과 온도 하에서 몇 센티미터, 때로는 몇 미터를 측정할 수 있는 개별 결정이 형성됩니다! 프리즘 결정은 정맥 벽에 수직으로 자랍니다. 

페그마타이트 광맥은 보석 형성의 가장 좋은 예 중 일부입니다.

토르말린

베 릴

석영

장석

지르콘

인회석

석묵

레피돌라이트

4. 공압 분해 단계 500-300 °C :
이 단계에서 형성된 미네랄은 낮은 온도와 상승 압력에서 형성됩니다. 

과열 휘발성 성분이 관련되어 있습니다. 이러한 구성 요소 중 가장 두드러진 것은 수증기, 붕소 및 불소 가스입니다. 

이러한 증기의 영향으로 다른 광물은 종종 석회암의 접촉 영역에 형성됩니다.

황옥

유클레이즈

베수비아나이트

형 석

카시테라이트

쉴라이트

울프라마이트

5. 열수 단계 400-50 °C :
이것은 가열 또는 과열된 물을 포함하는 화성 활동과 관련된 과정입니다. 

매우 높은 온도와 압력의 물은 규산염을 분해하고 일반적으로 불용성이라고 생각되는 많은 물질을 용해시킬 수 있는 매우 활동적인 물질입니다. 

이것은 마그마에서 직접 형성된 것으로 간주될 수 있는 광물의 마지막 단계입니다.

금

은

에메랄드(콜롬비아)

베 릴

석영

중정석

황 철 광

백 운 석

방해석

전문가

지구의 나이를 계산하는 지르콘

지르콘은 지각 깊숙한 곳의 화강암(심성암)에서 형성됩니다. 지각판의 이동을 통해 이 화강암이 표면으로 올라와 산을 만들기 시작합니다. 

침식을 통해 화강암(및 포함된 지르콘)은 퇴적물을 형성하여 결국 변성암으로 변형될 수 있을 만큼 충분히 깊이 묻힐 것입니다.

지르콘에는 두 가지 중요한 특성이 있습니다.

상대적으로 높은 경도

화학적 공격에 대한 내성

모스 규모에서 7.5의 경도로 인해 지르콘은 일반적으로 퇴적 과정에서 그대로 살아남습니다. 화학적 공격에 대한 내성 때문에 지르콘은 열과 압력으로 공격하려고하는 접촉 변성 과정에서 살아남을 것입니다. 

후자는 지르콘을 둘러싼 액체 덩어리가 나이테의 형성과 마찬가지로 기존 지르콘 주위에 새로운 테두리를 형성하기 때문에 중요합니다. 이 첫 번째 주기는 보통 수억 년이 걸릴 것이다.

새로 형성된 테두리를 가진 오래된 결정은 지각판 상호 작용을 통해 다시 밀려 올라간 다음 이 지질학적 순환이 반복됩니다.

지르콘의 세 번째이자 잘 알려진 특성은 우라늄과 같은 방사성 원소를 수용할 수 있다는 것입니다. 우라늄은 일정한 시간 속도로 납으로 붕괴할 수 있는 능력이 있습니다. 

우라늄-납 비율의 계산은 지르콘의 나이(그리고 지구의 나이)에 대한 단서를 제공할 수 있다. 그러나 지르콘에서 납이 누출되어 우라늄-납 비율을 방해할 수 있습니다.

다행히도 과학자들은 동위원소를 사용하여 새로운 계산 방법을 찾았습니다. 

우라늄-238 동위원소(반감기 44억 6,800만 년)는 납-206으로 붕괴하고, 우라늄-235(반감기 7억 380만 년)는 납-207로 붕괴한다. 

이러한 종류의 측정에는 "2차 이온 질량 분석법"(또는 SIMS) 기술이 사용됩니다. 이 두 과정의 '부모-딸' 붕괴를 모두 측정함으로써, 지르콘의 정확한 나이를 계산할 수 있습니다 -- 즉, 두 측정이 모두 일치하는 경우(항상 그런 것은 아님).

그린란드의 이수아(Isua) 암석들은 지구의 나이를 측정하는 이러한 방법의 원천이다. 현재 계산에 따르면 지구의 나이는 46억 년이다.