Аметист — это фиолетовая разновидность кварца, которая использовалась в качестве драгоценного камня на протяжении многих веков и является ключевым экономическим ресурсом на севере Уругвая. Геоды — это полые скальные образования, часто содержащие внутри кристаллы кварца, такие как аметист.
Аметистовые жеоды в Уругвае были найдены в охлажденных потоках лавы, которые датируются первоначальным распадом суперконтинента Гондвана около 134 миллионов лет назад. Однако их образование оставалось загадкой. Исследовательская группа во главе с Геттингенским университетом теперь провела исследование, используя передовые методы. Исследователи обнаружили, что аметистовые жеоды образовались при неожиданно низких температурах кристаллизации — всего от 15 до 60 °C.
В сочетании с другими результатами исследователи смогли предложить новую модель для объяснения их формирования. Исследование опубликовано в журнале Mineralium Deposita.
Аметист добывают уже более 150 лет в районе Лос-Каталанес в Уругвае, где и проводились исследования. Это район, известный глубоким фиолетовым цветом и высоким качеством своих драгоценных камней, а также великолепными гигантскими жеодами, иногда достигающими более 5 м в высоту. Месторождения здесь были признаны одним из 100 лучших объектов геологического наследия в мире, что подчеркивает их научную и природную ценность.
Однако ограниченные знания о том, как образовались эти жеоды, усложнили их обнаружение, полагаясь в основном на опыт шахтеров. Чтобы решить эту проблему, исследователи провели обширные геологические исследования в более чем 30 действующих шахтах, проанализировав минералы жеод, воду, содержащуюся в жеодах, и грунтовые воды. Используя передовые методы, такие как микротермометрия с нуклеацией начальных однофазных включений жидкости и геохимия тройного кислорода-изотопа, команда обнаружила новые идеи о том, как образовались эти ценные жеоды.
Исследователи не только обнаружили, что аметистовые жеоды образовались при неожиданно низких температурах кристаллизации, но и продемонстрировали, что минерализующие жидкости имели низкий уровень солености и долю изотопов, соответствующую воде, образующейся в результате естественного погодного цикла, которая, вероятно, поступала из грунтовых вод, содержащихся в близлежащих породах.
«Точность и достоверность этих новых методов позволили нам с уверенностью оценить температуру и состав минерализующих флюидов», — сказала Фиорелла Ардуин Роде, ведущий автор и научный сотрудник Центра геологических наук Геттингенского университета. «Наши выводы подтверждают идею о том, что эти аметисты кристаллизовались при низких температурах из флюидов, подобных грунтовым водам».
В исследовании предлагается модель, в которой минеральные фазы, такие как аметист, кристаллизуются в вулканических полостях темной породы, известной как базальт, под влиянием региональных колебаний температуры в земной коре.
«Понимание условий образования аметиста, таких как температура и состав минерализующей жидкости, а также источника кремния, времени минерализации и ее связи с вмещающими породами, имеет решающее значение для понимания процесса. Это может значительно улучшить методы разведки и привести к устойчивым стратегиям добычи в будущем», - резюмирует Роде.
