紫水晶是一种紫罗兰色的石英，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，里面通常有石英晶体，比如紫水晶。乌拉圭的紫水晶晶洞是在冷却的熔岩流中发现的，这些熔岩流可以追溯到大约1.34亿年前冈瓦纳超大陆的原始分裂。然而，它们的形成仍然是个谜。因此，由Göttingen大学领导的一个研究小组使用尖端技术进行了调查。研究人员发现，紫水晶晶穴的结晶温度出乎意料地低，只有15到60摄氏度。考虑到他们的其他结果，研究人员能够提出一个新的模型来解释它们的形成。这项研究发表在《矿床》杂志上。

紫水晶在乌拉圭的洛斯卡塔拉内斯地区已经开采了150多年，研究就是在那里进行的。这是一个以深紫色和高质量的宝石以及有时超过5米高的宏伟巨型晶洞而闻名的地区。这里的矿床被公认为世界100大地质遗产之一，突出了它们的科学和自然价值。然而，由于对这些晶洞如何形成的了解有限，定位它们非常困难，主要依靠矿工的经验。为了解决这个问题，研究人员对30多个活跃矿山进行了广泛的地质调查，分析了晶洞矿物、晶洞含水和地下水。利用先进的技术，如初始单相流体包裹体的核辅助显微测温和三氧同位素地球化学，研究小组发现了这些珍贵的晶洞是如何形成的新见解。除了发现紫水晶晶槽是在出乎意料的低结晶温度下形成的外，研究人员还发现，矿化流体的盐度和同位素比例都很低，与自然天气循环产生的水一致，而自然天气循环可能来自附近岩石中的地下水。

“这些新技术的精确性和准确性使我们能够自信地估计矿化流体的温度和组成，”Göttingen大学地球科学中心的首席作者和博士研究员Fiorella Arduin Rode说。“我们的发现支持了这样一种观点，即这些紫水晶是在低温下从类似地下水的液体中结晶的。”该研究提出了一个模型，其中矿物相，如紫水晶，在被称为玄武岩的深色岩石的火山空洞中结晶，受到地壳温度区域变化的影响。Arduin Rode补充道：“了解紫水晶形成的条件——比如矿化流体的温度和成分，以及二氧化硅的来源，矿化的时间，以及它与宿主岩石的关系——对于揭示这一过程至关重要。这可以显著改善勘探技术，并在未来产生可持续的采矿策略。”

本研究由德国博士项目研究基金2021/22 - 57552340 - Deutscher Akademischer Austauschdienst （DAAD）提供

原始出版物：Arduin Rode， F. et al。来自乌拉圭北部Los Catalanes的世界级紫水晶-玛瑙晶地晶：流体包裹体和稳定同位素的遗传含义，《矿床》，2024。DOI: 10.1007 / s00126 - 024 - 01310 - 2