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解密│为何Swat祖母绿被称作喜马拉雅山脉祖母绿

编辑 : 时间 : 2024-08-06 11:31 浏览量 : 31

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地质学家将祖母绿的形成称为“自然悖论”，这主要是由于：1）形成祖母绿所需的重要元素在大陆地壳中含量极低，负责致色的铬Cr/钒V元素，在组成元素中仅各占~100ppm（即0.01%），成矿元素铍Be则更少，只占~2ppm（即0.0002%）；2）由于生活习性截然不同，Be和Cr/V在常规地质条件下不仅极难相遇，而且即便相遇，也难以结晶（Giuliani,2019)。

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巴基斯坦Swat祖母绿

1.03ct 沃顿无油 GUILD证书

因此，祖母绿矿产极为稀少，只有在极为特殊且偶然的地质演变中才能形成。同时，成矿温度、压力及周围岩石等都会对祖母绿的质量产生重量影响，这不仅让本就稀少的祖母绿矿床中，只有少部分具开采价值，也导致每个矿区的祖母绿或多或少具有独特的外观特征。

近年来，巴基斯坦Swat祖母绿以其浓郁且别具一格的翠绿色、闪耀夺目的火彩在国内市场备受瞩目，在高品质小颗粒裸石中占有绝对领先地位。这些风格独具的祖母绿精品皆归因于Swat河谷特别的地质演化。

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巴基斯坦Swat祖母绿

3.27ct 艳绿微油 GUILD证书

2000万年的沧海桑田和孤寂等待，才造就这个位于喜马拉雅山脉西北边陲的闪耀新星——Swat祖母绿

巴基斯坦祖母绿矿区

迄今在巴基斯坦境内共发现四个祖母绿产区（下图），其中最主要、产出量最大且质量最好的是斯瓦特河谷（Swat Valley）地区。其中Mingora矿区产出巴基斯坦约90%的祖母绿。另一主要矿区古加乞力（Gujar Killi）尽管产量较少，但质量更高。

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巴基斯坦境内祖母绿产区分布图（改编自Google地图）

Swat祖母绿

——喜马拉雅山脉的礼物

自~6500万年前，印度板块向亚洲板块俯冲，两个大陆的强烈碰撞不仅造就了举世瞩目的喜马拉雅山脉，也将生成祖母绿必须的Be和Cr/V，在山脉的西北边陲——Swat河谷聚集。

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Swat河谷位于喜马拉雅山脉的西北边陲，形成得益于喜马拉雅造山运动（改编自Saptarshi, 2016）

4500万年前

在~4500万年以前，Swat河谷并不是今日的样貌，他的南面是印度板块，北面是科希斯坦岛弧（其北部与亚洲板块相连），中间其实是一片古老海洋——特提斯海。

在喜马拉雅造山运动的大背景下，~4500万年前，科希斯坦岛弧向印度板块仰冲，最终，古特提斯海完全消失而科希斯坦岛弧与印度—巴基斯坦板块拼合，逐渐形成我们今天看到的Swat河谷。

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Swat河谷位于科希斯坦岛弧和印度-巴基斯坦板块碰撞带（改编自Kazmi et al., 1984）

这次碰撞对祖母绿的形成有着重要意义，它将本沉在海底的Cr/V带到了Swat河谷地表。据研究，Swat河谷的所有祖母绿矿床均在沿两个板块碰撞带分布的海底岩石的变质残留物（含Cr/V）中。地质学上，称其为缝合带宝石成矿作用（缝合带即两个大陆板块的碰撞带）。

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Swat河谷主要矿区沿两个板块碰撞的缝合带分布

（Swat河谷主要有Mingora和Gujar Killi矿区，另还有Charbagh，Makhad和Shamozai矿区）（改编自Kazmi et al., 1984）

2000万年的等待

但Cr/V元素在Swat河谷默默等待了2000多万年，才最终遇到含Be流体。期间，Swat河谷经历了无数复杂动荡的地质运动，为形成祖母绿做好准备。

众所周知，Swat祖母绿的围岩为含有碳酸盐、滑石等矿物的碳酸盐岩。

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Swat祖母绿及周围的滑石、碳酸盐等矿物

其实，碳酸盐岩最初为在海底广泛分布的橄榄岩，橄榄岩在板块碰撞运动中蚀变为蛇绿岩，蛇绿岩最终又与含二氧化碳CO2的流体反应生成碳酸盐岩。在Mingora矿区，橄榄岩完全消失，只剩下蛇绿岩和外层的碳酸盐岩。而在Gujar Killi矿区，甚至连蛇绿岩都不见踪影。

酥松多孔的碳酸盐岩和复杂的地质构造过程中形成的破裂区域，为祖母绿结晶提供了绝佳条件。

2370万年前

终于，在距今~2370万年前，含Be流体通过构造形成的破裂通道经过含有Cr/V的岩石，在酥松多孔的碳酸盐岩中结晶形成颜色浓郁、晶体纯净、独具特色的Swat祖母绿。而直到今日，地质学家们都没有准确确认含Be流体到底来自何方，经历过怎样的地质活动。

Swat祖母绿以颜色浓郁，晶体干净和反火强烈闻名于世 640 (4)

值得注意的是，完全碳酸盐岩化的Gujar Killi矿区产出的祖母绿质量普遍高于Swat其他地区。由此可见不同成矿环境对祖母绿成矿质量的重要影响。

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从古老的特提斯海到祖母绿的最终形成，2000万年的沧海桑田和孤寂等待，才造就这个位于喜马拉雅山脉西北边陲的闪耀新星——Swat祖母绿。在全球各个祖母绿矿区的地质成因中，Swat祖母绿无疑都是特别的存在。详细了解Swat河谷的前世传奇才更能品鉴手中珍宝的独特魅力。

尽管形成于2370万年前，但直到公元前后，Swat祖母绿才真正登上人类历史舞台。明天的推送中，我们会详细讲述Swat祖母绿的今生故事——开采历史和矿区实录。

祖母绿小知识

1. 为何形成祖母绿最关键的元素为Be和Cr/V？

祖母绿是矿物绿柱石（Be₃Al₂(SiO₃)₆）的一族，因为含有极微量Cr/V表现为绿色。铝Al、硅Si、氧O都是地壳中十分常见的元素，而Be含量极低，Cr/V则是关键的致色元素。

2.为何Be和Cr/V极难结晶生成祖母绿？

因为二者地球化学偏好完全不同。Be更喜欢和硅Si、氧O呆在一起，形成绿柱石或是硅铍石等矿物；而Cr/V更乐意与铁Fe做朋友，结晶成铬铁矿等矿物。所以即便低含量的Be和Cr/V恰巧相遇，他们截然不同的生活习性也让他们难以反应。只有发生一些特殊的地质作用（如碰撞造山运动），在偶然情况下，不仅让Be和Cr/V相遇，还要将之前含有Be的岩石变成流体，流经含有Cr/V的岩石并将Cr/V交代出来，才有可能形成祖母绿。

不可能变为可能，所以是“自然悖论”。奇特苛刻的成矿条件，是祖母绿能成为“五大名贵宝石”之一的先决条件。

参考文献

1.Arif, M. & Fallick, A.E. & Moon, Charles. (1996). The genesis of emeralds and their host rocks from Swat, northwestern Pakistan: a stable-isotope investigation. Mineralium Deposita.

2.Arif, M. & Henry, Darrell & Moon, Charles. (2011). Host rock characteristics and source of chromium and beryllium for emerald mineralization in the ophiolitic rocks of the Indus Suture Zone in Swat, NW Pakistan. Ore Geology Reviews. 39. 1-20.

3.Bakhtiar Khan. (2018). Emerald Occurences in Pakistan. Incolor. 40. 80-84.

4.Dey, Saptarshi. (2016). Tectonic and climatic control on the evolution of the Himalayan mountain front.

5.Giuliani, Gaston & Groat, Lee & Marshall, Dan & Fallick, A.E. & Branquet, Yannick. (2019). Emerald Deposits: A Review and Enhanced Classification. Minerals. 9. 105.

6.Groat, L.A. & Giuliani, Gaston & Marshall, D.D. & Turner, D. (2008). Emerald deposits and occurrences: A review. Ore Geology Reviews. 34. 87-112.

7.Kazmi, A. & Lawrence, R. & Anwar, J. & Snee, Lawrence & Hussain, S.. (1986). Mingora emerald deposits (Pakistan); suture-associated gem mineralization. Economic Geology. 81. 2022-2028.

8.Schaltegger, Urs & Zeilinger, Gerold & Frank, Martin & Burg, Jean-Pierre. (2002). Multiple mantle sources during island arc magmatism: U-Pb and Hf isotopic evidence from the Kohistan arc complex, Pakistan. Terra Nova. 14. 461 - 468.

9.Zaman, Haider & Torii, Masayuki. (1999). Palaeomagnetic study of Cretaceous red beds from the eastern Hindukush ranges, northern Pakistan: palaeoreconstruction of the Kohistan–Karakoram composite unit before the India–Asia collision. Geophysical Journal International.

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