宝石是如何形成的？矿物晶体的形成过程
宝石在各种文化和宗教中都备受珍视，数千年来一直激发着人类的想象力。在那段时光里，人们认为宝石具有保护、治愈、智慧甚至隐形与赋予生命的力量。但是，宝石究竟从何而来？
大多数宝石是由不同矿物的晶体形态制成的（珍珠、珊瑚和琥珀等非矿物有机宝石除外）。矿物是通过自然发生的化学物质、热量和/或压力的过程形成的。化学物质的浓度决定了晶体的结构和颜色。晶体形成的温度和压力会影响它们的尺寸和形状。大多数矿物晶体都非常微小，但也有一些长得又大又精美，足以被切割成罕见美丽的宝石。这些宝石可谓是矿物界的至高荣耀。
虽然我们可能并不自觉，但矿物质在日常生活中扮演着重要角色。它们构成了地壳中的岩石，充实了我们的住所、道路，并成为了我们所有技术的重要组成部分。
矿物晶体是在三种不同的岩石形成过程中产生的，因此分为三类：火成岩、变质岩和沉积岩。
火成岩 Igneous Rocks
地球深处酝酿着一种被称为岩浆的熔融物质。岩浆可能源自地幔，也可能是由于温度和/或压力的上升，或者化学变化导致的岩石融化。这些变化可能是由于地球内部构造过程引起的。地幔是流动的，并且因为来自地核的热量上升到地表而移动。这会在地幔内产生电流，呈现圆形的移动模式。当地幔中的岩浆涌向地球表面时，会产生巨大的压力，迫使一些液态岩石涌向地表。一旦冷却，这些岩石就会被归类为火成岩。
火成岩分为两种类型：侵入性和喷出性。侵入性火成岩永远不会到达地表，只有在风化或构造活动暴露时才能看到。它们通常呈圆顶/碗状，或者看起来像管道。圆顶和碗状地层是由于岩浆穿过岩石而形成的，就像熔岩灯中的熔岩上升到灯顶，然后在阻力区域聚集的方式一样。管状火成岩的形成是因为岩浆在到达表面或无法穿过的岩石区域之前沿着地壳内的弱点移动。然后它要么停止并冷却，要么聚集形成圆顶/碗形结构之一。当火成岩冷却时，晶体就会形成。侵入岩通常呈粗粒状，因为它们冷却缓慢，晶体得以长大。喷出性火成岩到达地表时，有时相当剧烈。一旦到达地表，它们会迅速冷却。这通常会在岩石中产生被困气体或空腔，也被称为气泡。
在火成岩中形成的宝石包括电气石、海蓝宝石、黄玉、紫锂辉石、日光石和天河石等长石。许多其他宝石可以在火成岩地层中找到，但它们并不是火成岩直接形成的产物。它们被称为次生矿床，因为它们是在原生矿床之后形成的。许多次生矿床是由于热液过程将高温水引入现有岩石的空腔内而形成的。水可以将化学物质输送到空腔或气泡中，从而形成矿物。在火成岩中作为次生矿床发现的宝石包括紫水晶、拉利玛宝石和火蛋白石。
变质岩 Metamorphic Rocks
变质岩是指当现有岩石受到强烈的压力和/或高温影响，导致其矿物成分、纹理和结构发生变化时形成的。在这一过程中，岩石通常会经历重结晶。当温度和压力足够大以至于打破岩石内部的原子键，从而改变其结构，而基本成分保持不变时，就会发生再结晶。这可以类比于烘焙馅饼时将鸡蛋、牛奶和馅料混合在一起的过程。在混合前，这些成分看起来各不相同，但一旦混合并经过烤箱加热，馅饼的成分并没有改变，但它们的状态发生了变化。
变质岩可以在区域变质或接触变质过程中形成。区域变质岩通常在地球深部形成，由于接近地幔的极端温度和上覆岩石的巨大压力。它们也可以通过大规模的构造运动（例如造山活动）形成。接触变质岩则是由于与熔岩接触而产生的。在原始母岩和火成岩之间，存在一个变质带，其中的变质作用可以表现出不同程度的改变。靠近火成岩侵入体的变质岩可能因为火成岩冷却时释放出的热液而发生交代作用，这些热液可以替代或部分替代变质岩内的化学成分。
变质作用可能会导致变质宝石的形成，如坦桑石、石榴石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、尖晶石和蓝晶石等。在变质作用下，这些宝石可能会经历颜色、结构或其他性质的改变，从而形成独特的外观和特性。
沉积岩 Sedimentary Rocks
沉积岩是由地球表面的过程形成的。它们可以由其他沉积岩、火成岩和变质岩组成。
一些沉积岩是通过化学方式从溶液中沉积出来的，而其他的则可能源自生物化学或有机物，如过去生物的外壳中的碳酸钙，或者植物和动物的有机组织分解产生的。大多数沉积岩是由被侵蚀的岩石碎片粘合在一起形成的。当不同类型的岩石暴露在地表时，它们会经历称为风化的侵蚀作用。风化是指通过风、水流或冰的物理作用导致岩石发生物理性破裂。这些岩石碎片经常被冲刷到河流和/或海洋中。随着时间的推移，这些碎片会逐渐堆积，泥浆和其他有机或无机元素被压实在一起形成坚硬的岩石。沉积岩的例子包括石灰岩、页岩和砂岩。其中一些宝石材料，如煤玉、文石和方解石，也源自沉积作用。
值得惊讶的是，许多宝石实际上是在从其原始母岩中风化出来后，在沉积矿床中被发现的。这些宝石材料被发现在河流的沉积物中，这些地方被称为冲积矿床，它们包括了钻石、尖晶石、蓝宝石和红宝石等。无论在哪种情况下，原子都会形成复杂而有序的结构，我们将其称为晶体。结构和矿物的化学成分共同决定了晶体的特性，如形状、硬度、解理、折射率等。这也是为什么宝石的起源如此重要，因为它们的形成方式和环境条件对它们的物理和化学特性产生重要影响。这为我们提供了更多珍惜这些令人惊叹的宝石的理由。
