پگماتیت‌ها را می‌توان یکی از شگفت‌انگیزترین سنگ‌های پوسته‌ی زمین دانست؛ سنگ‌هایی که در دل خود محیطی استثنایی برای رشد بزرگ‌ترین و زیباترین بلورهای جهان فراهم می‌کنند. زمانی که از تورمالین (Tourmaline)، بریل (Beryl)، آکوامارین (Aquamarine)، مورگانایت (Morganite)، توپاز (Topaz) و اسپودومن (Spodumene) سخن می‌گوییم، تقریباً همیشه منشأ آن‌ها به پگماتیت‌ها بازمی‌گردد. این سنگ‌ها نه‌فقط از نظر زیبایی، بلکه از نظر زمین‌شناسی، اقتصادی و صنعتی جایگاهی کم‌نظیر دارند.
تصویری از یک پگماتیت
کریستال تورمالین چند رنگ از افغانستان
پگماتیت چیست؟
پگماتیت نوعی سنگ آذرین دارای بلورهای بسیار درشت است؛ گاهی بلورهایی با اندازه چندین متر در آن تشکیل می‌شود. ترکیب شیمیایی اولیه آن مشابه گرانیت است و اغلب از کوارتز، فلدسپار و میکا ساخته شده؛ اما تفاوت اصلی در میزان بالای عناصر نادر است. این عناصر، پگماتیت‌ها را به محیطی ایده‌آل برای رشد بلورهای خاص و کمیاب تبدیل می‌کنند.
وجود بور (Boron)، لیتیوم (Lithium)، بریلیم (Beryllium)، سزیم (Cesium)، تانتالیوم (Tantalum)، فلوئور (Fluorine) و فسفر (Phosphorus) باعث می‌شود کانی‌هایی در پگماتیت رشد کنند که در دیگر سنگ‌ها بسیار کمیاب‌اند. همین عناصر، عامل اصلی زیبایی، رنگ و کیفیت سنگ‌های قیمتی پگماتیتی هستند.
انواع پگماتیت و اهمیت آن‌ها در شکل‌گیری گوهرها
پگماتیت‌ها از نظر ساختار داخلی در سه گروه قرار می‌گیرند:
پگماتیت ساده
بدون لایه‌بندی مشخص، معمولاً فاقد عناصر نادر و بدون ارزش گوهرشناسی.
این نوع بیشتر یک سنگ گرانیتی درشت‌بلور است.
پگماتیت زون‌دار
دارای لایه‌های مشخص با ترکیب معدنی متفاوت.
در این ساختار، بلورهایی مانند بریل و اسپودومن گاهی در ابعاد بسیار بزرگ رشد می‌کنند.
پگماتیت پیچیده
کمیاب‌ترین و ارزشمندترین نوع.
غنی از عناصر نادر و دارای حفره‌های بلوردار.
تقریباً تمام سنگ‌های قیمتی مرغوب از همین نوع به‌دست می‌آیند.
نموداری از ساختاری داخلی در پگماتیت‌های ساده (a)، زون‌دار (b)، پیچیده (c) نشان می‌دهد.
بیشتر بخوانید
کوارتز دودی (Smoky Quartz)
تورمالین پارایبا-Paraiba Tourmaline
تورمالین هندوانه ای
خانواده سنگی تورمالین: گنج رنگارنگ طبیعت
آکوامارین-Aquamarine
مورگانایت-Morganite
فرآیند شکل‌گیری پگماتیت؛ جایی که ماگما تغییر شخصیت می‌دهد
پگماتیت‌ها در مراحل پایانی سرد شدن یک ماگمای گرانیتی پدید می‌آیند. در آغاز، کانی‌های معمولی نظیر کوارتز و فلدسپار تشکیل می‌شوند و عناصر نادر را جذب نمی‌کنند. به‌همین دلیل این عناصر به‌تدریج در ماگما متمرکزتر می‌شوند و مقدار آب ماگمایی نیز افزایش می‌یابد.
زمانی که دما کمی کاهش می‌یابد، بخشی از این ماگما تبدیل به یک فاز آبی سبک و فوق‌اشباع می‌شود؛ فازی که غنی از لیتیوم، سزیم، بور، تانتالیوم و دیگر عناصر نادر است. این محلول داغ و چگالی‌کم می‌تواند وارد شکاف‌ها شود و محیطی مهیا کند که در آن، بلورها آزادانه و بدون مزاحمت رشد کنند. همین فاز آبدار و فوق‌اشباع، قلب تپنده‌ی شکل‌گیری سنگ‌های قیمتی پگماتیتی است.
نمودار یک پگماتیت گرانیتی زون‌دار، به ساختار زون بندی افقی و عمودی و الگوی رخنمون (outcrop) که ناشی از سطوح مختلف قرارگیری در معرض مواد است، توجه کنید
پاکت‌های گوهر؛ اتاق‌های رشد بلورهای ارزشمند
مهم‌ترین ویژگی پگماتیت‌های گوهرزا، وجود پاکت‌های کریستالی (Gem Pockets) است.
این پاکت‌ها فضاهای خالی یا نیمه‌خالی درون سنگ هستند که در آن‌ها محلول آبدار غنی از عناصر نادر جمع می‌شود. در چنین محیطی:
- بلورها بدون تماس با دیواره‌ها رشد می‌کنند
- شفافیت آن‌ها بیشتر حفظ می‌شود
- اندازه بلورها افزایش چشمگیر پیدا می‌کند
- عناصر نادر رنگ‌های منحصربهفرد ایجاد می‌کنند
تقریباً تمام تورمالین‌های چندرنگ، آکوامارین‌های شفاف، مورگانیت‌ها، توپازهای کمیاب و کونزیت‌ها در همین پاکت‌ها متولد می‌شوند.
نمودار مقطع عرضی نقشه‌برداری شده از یک پاکت حاوی تورمالین در پگماتیتی از کالیفرنیا. قطعات کریستالی کوارتز و تورمالین ، که در مراحل پایانی تشکیل پاکت شکسته شده‌اند و در مواد رسی پرکننده حفره قرار گرفته‌اند.
با این‌حال، وجود پاکت بسیار کمیاب است. بسیاری از پگماتیت‌ها هیچ پاکتی ندارند و برخی پاکت‌ها نیز به دلیل تغییرات ناگهانی حرارتی و فشار داخلی، به‌طور کامل نابود می‌شوند و فقط خاک، رس یا بلورهای شکسته در آن‌ها باقی می‌ماند. بنابراین کشف یک پاکت سالم، برای معدن‌کاران مانند پیدا کردن یک گنج واقعی است.
این کریستال بریل سبز از اوکراین (۹ در ۱۷.۵ سانتی‌متر) ویژگی‌های سطحی جذابی را نشان می‌دهد که ناشی از حکاکی شیمیایی (Chemical Etching) است که پس از تشکیل آن در پاکت پگماتیت رخ داده است.
مهم‌ترین مناطق جهان برای پگماتیت‌های گوهرزا
پگماتیت‌ها در همه قاره‌ها وجود دارند، در ادامه به چند منطقه که شرایط لازم برای تشکیل پاکت‌های را دارند اشاره می کنیم:
برزیل
مشهورترین خاستگاه تورمالین‌های رنگی، مورگانیت‌ها و آکوامارین‌های شفاف.
مناطقی مانند مینِس ژرایس (Minas Gerais) به‌عنوان یکی از بهترین منابع جهان شناخته می‌شوند.
افغانستان و پاکستان
معدن‌های نواحی بدخشان، نورستان و پامیر از بهترین تورمالین‌ها و آکوامارین‌های دنیا را دارند.
روسیه و اروپای شرقی
منبع کلاسیک بریل‌ها، توپازها و کانی‌های مرتبط با عناصر نادر.
پگماتیت‌ها در ایران
پگماتیت های ایران در اطراف توده های نفوذی گلپایگان، آستانه اراک، بروجرد، ملایر، همدان، کوه های سلطانیه زنجان، ماسوله، جنوب مشهد، زاهدان، جندق، کاشان و کلاه قاضی اصفهان، لاله زار کرمان و نقاط دیگر قرار دارند.
کریستال توپاز به همراه کوارتز دودی کوهستان اورال روسیه از یک پگماتیت
اهمیت اقتصادی و صنعتی پگماتیت‌ها
پگماتیت‌ها نه‌فقط از نظر گوهرشناسی، بلکه در صنعت نیز نقشی اساسی دارند.
کانی‌هایی مانند اسپودومن به‌عنوان منبع اصلی لیتیوم (Lithium) شناخته می‌شوند؛ عنصری که امروز برای ساخت باتری خودروهای برقی و ابزارهای الکترونیکی حیاتی است.
سزیم (Cesium) و تانتالیوم (Tantalum) که در پگماتیت‌ها یافت می‌شوند، در صنایع الکترونیک پیشرفته، مخابرات و آلیاژهای صنعتی اهمیت فراوان دارند.
به‌همین دلیل پگماتیت‌ها در اقتصاد جهانی نقشی دوگانه ایفا می‌کنند:
از یک‌سو زیبایی و ارزش گوهرها، و از سوی دیگر، عناصر حیاتی برای فناوری‌های مدرن.
جمع‌بندی
پگماتیت‌ها آزمایشگاه‌های طبیعی عظیمی هستند که در آن‌ها بلورهایی خارق‌العاده شکل می‌گیرند. از تورمالین‌های چندرنگ گرفته تا آکوامارین‌های آبی لطیف، از مورگانیت‌های صورتی شفاف تا توپازهای کمیاب، همه نتیجه میلیون‌ها سال فرآیندهای پیچیده‌ی زمین‌شناسی و تجمع عناصر نادرند. این سنگ‌ها هم در دنیای جواهرسازی و هم در صنایع مدرن جایگاهی بی‌رقیب دارند.
کشف هر پاکت سالم در دل یک پگماتیت، نه‌تنها کشف زیبایی است، بلکه کشف بخشی از تاریخ زمین است؛ تاریخی که در دل بلورها ثبت شده است.
نمایی از یک معدن زیرزمینی پگماتیت در هیمالیا. این پگماتیت حدود ۱ متر ضخامت دارد و نواحی رنگ روشن در امتداد بخش مرکزی پگماتیت، حفره‌های جواهری تازه نمایان شده اما دست‌نخورده هستند. در داخل پاکت ها، کریستال‌های تورمالین با کیفیت، در خاک رس و سایر کانی‌های دگرسانی ثانویه قرار گرفته‌اند
منبع
“Gem-Bearing Pegmatites: A Review”
از مجله Gems & Gemology،
(نویسندگان: James E. Shigley و Anthony R. Kampf)
نظرات کاربران