Inhoud
- 1. Geochemisch gedrag van chroom
- Waarom komt Cr niet in alle edelstenen voor?
- 2. Vorming van robijn (korund, Al₂O₃)
- Belangrijkste geologische instellingen voor robijnen
- 3. Smaragd (Beryl, Be₃Al₂Si₆O₁₈) formatie
- Belangrijkste geologische instellingen voor smaragden
- 4. Waarom zijn sommige smaragden blauwgroen (vanadium versus chroom)?
- 5. Implicaties voor exploratie
- Casestudy: Colombiaanse smaragden
- Conclusie
1. Geochemisch gedrag van chroom
Chromium (Cr) is een lithofiel element, wat betekent dat het zich concentreert in silicaat mineralen in plaats van metallische fasen. De distributie ervan wordt sterk beïnvloed door:
- Ultramafisch en mafisch Rocks: Chroom is verrijkt in de aardmantel, vooral in peridotieten en chromieten.
- Metasomatisme: Hydrothermische vloeistoffen kan Cr transporteren, vooral in subductiezones waar serpentinisatie plaatsvindt.
- Oxidatie toestand: Cr³⁺ is stabiel in de meeste geologische omstandigheden, terwijl Cr⁶⁺ (giftig, in water oplosbaar) wordt gevormd in oxiderende omgevingen.
Waarom komt Cr niet in alle edelstenen voor?
- Ionische straal: Cr³⁺ (0.615 Å) komt nauw overeen met Al³⁺ (0.535 Å), waardoor substitutie mogelijk is korund (robijn) en beryl (emerald).
- Onverenigbaar element: Cr past niet goed in kwarts or veldspaat structuren, wat de zeldzaamheid ervan in deze mineralen verklaart.
2. Vorming van robijn (korund, Al₂O₃)
Robijnen vereisen:
- Omgevingen met veel aluminium en weinig silica (bijvoorbeeld marmer- of basalt-gerelateerde deposito's).
- Chroombron (meestal afkomstig van nabijgelegen ultramafische rotsen).
Belangrijkste geologische instellingen voor robijnen
A. Metamorfe (marmer-gehoste) robijnen
- Voorbeeld: Mogok, Myanmar; Vietnam (Luc Yen).
- Vormingsproces:
- Kalksteen (CaCO₃) metamorfoseren in marmeren bij hoge temperaturen.
- Vloeistoffen uit de buurt mafisch-ultramafische rotsen Cr in Al-rijk korund introduceren.
- Belangrijkste reactie:Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2O3(ruby)Al3+(in corundum)+Cr3+(from fluids)→Cr-doped Al2O3(ruby)
B. Basalt-gerelateerde robijnen
- Voorbeeld: Thailand, Cambodja, Australië.
- Vormingsproces:
- Alkalibasalten transporteren robijnrode xenocristen vanuit de mantel.
- Chroom is afkomstig van mantelperidotieten or eclogieten.
C. Hydrothermale robijnen
- Voorbeeld: Enkele Afrikaanse afzettingen (bijv. Malawi).
- Vormingsproces:
- Cr-rijke vloeistoffen circuleren door breuken en zetten robijn af in schuifzones.
3. Smaragd (Beryl, Be₃Al₂Si₆O₁₈) formatie
Smaragden vereisen:
- Beryllium (Be) + Chroom (Cr) in dezelfde omgeving (zeldzaam!).
- Specifieke tektonische instellingen (Meestal pegmatieten in de buurt van ultramafische gesteenten or zwarte schalie-gehoste afzettingen).
Belangrijkste geologische instellingen voor smaragden
A. Zwarte schalie-gehoste smaragden
- Voorbeeld: Colombia (Muzo, Chivor).
- Vormingsproces:
- Organisch rijke schalies geven Cr af tijdens de metamorfose.
- Be wordt aangevoerd door hydrothermale vloeistoffen uit nabijgelegen granietlagen.
- Belangrijkste reactie:Be2++Al3++Cr3++SiO44−→Be3Al2Si6O18:Cr3+(emerald)Be2++Al3++Cr3++SiO44−→Be3Al2Si6O18:Cr3+(emerald)
B. Pegmatiet-gerelateerde smaragden
- Voorbeeld: Zambia, Brazilië.
- Vormingsproces:
- Cr uit nabijgelegen serpentinieten reageert met Be-rijke pegmatitische vloeistoffen.
C. Tektonische schuifzone smaragden
- Voorbeeld: Madagaskar, Afghanistan.
- Vormingsproces:
- Door afschuiving ontstaan paden voor Cr- en Be-houdende vloeistoffen.
4. Waarom zijn sommige smaragden blauwgroen (vanadium versus chroom)?
- Colombiaanse smaragden: Pure Cr³⁺ → intens groen.
- Braziliaanse/Zambiaanse smaragden: Bevatten vaak Fe²⁺/Fe³⁺, van kleur veranderend naar blauwgroen.
- Vanadiaanse smaragden (bijv. Brazilië): V³⁺ kan Cr³⁺ vervangen en produceert lichtjes andere groene tinten.
5. Implicaties voor exploratie
- Robijnen: Kijk dichtbij marmer/ultramafische contacten or alkali-basalts.
- smaragden: Focus op Be-rijke pegmatieten nabij Cr-houdende rotsen or zwart schalie zones.
Casestudy: Colombiaanse smaragden
- Geologische eigenaardigheid: Door de tektonische compressie van het Andesgebergte werden Be-granieten tegen Cr-schalie gedrukt, waardoor ideale omstandigheden ontstonden voor de vorming van smaragd.
Conclusie
De aanwezigheid van Cr in robijnen en smaragden getuigt van zeldzame geologische toevalligheden—waar Al/Be-rijke systemen kruisen met Cr-bronnen. Inzicht in deze processen helpt edelsteenkundigen bij het traceren van de oorsprong en helpt mijnwerkers bij de exploratie.
