Minerały i Kamienie szlachetne

Skały znajdujące się na powierzchni Ziemi ulegają procesom wietrzenia, tj. mechanicznego i chemicznego niszczenia wskutek działania na nie czynników atmosferycznych. Materiał powstały wskutek wietrzenia może pozostawać na miejscu swego powsta­nia lub może być przenoszony głównie przez wody potoków i rzek w postaci zawiesiny lub różnej wielkości okruchów. Przez osa­dzanie się tego materiału oraz szczątków roślin i zwierząt w zbior­nikach wodnych lub na lądzie powstają skały osadowe.

Procesy wietrzenia mogą się nieraz przyczyniać do powstawa­nia nowych minerałów. W ten sposób powstają także niektóre ka­mienie szlachetne, jak malachit, azuryt, turkus i chryzopraz. Ma­lachit i azuryt tworzą się z siarczkowych kruszców jako produkty wietrzenia miedzi, turkus powstaje w procesach wietrzenia pew­nych skał magmowych oraz sąsiadujących z nimi kruszców mie­dzi. Niklonośny chryzopraz jest końcowym produktem wietrzenia skał serpentynowych, w których skład wchodzi nikiel.

Ze zwietrzałych skał magmowych zawierających kamienie szlachetne znacznie łatwiej jest je wydobywać niż ze skał pier­wotnych. Przykładem może być występowanie diamentów w Afry­ce Południowej, gdzie nietrudno wydobywać je z tzw. żółtej ziemi (yellow ground), będącej produktem zwietrzenia niebieskawej skały kimberlitowej (blue ground). Nieraz też pokruszoną pier­wotną skałę poddaje się działaniu czynników atmosferycznych, aby przyspieszyć proces wietrzenia.

W języku potocznym ze słowem skała kojarzy się zwykle po­jęcie materiału zbitego i twardego, w geologii jednak i petrografii, tj   w nauce o skałach, do sikał zalicza się również luźne żwiry i piaski. Składają się one głównie z najodporniejszych na wietrze­nie minerałów i okruchów skał pierwotnych, znaczna bowiem część minerałów pierwotnych ulega zniszczeniu mechanicznemu i przeobrażeniom chemicznym. Pozostają tylko najodporniejsze z nich, jak kwarc, którego zawartość w żwirach i piaskach prze­kracza nieraz 90%. W skałach tych obecne są niekiedy również kamienie szlachetne. Pierwotnie występowały one w innych ska­łach, po zwietrzeniu których zostały przeniesione przez rzeki i osadzone wraz z innymi odpornymi na wietrzenie minerałami. W wyniku długotrwałego transportu rzecznego kamienie te ule­gają nieraz obtoczeniu. Ponieważ gęstość kamieni szlachetnych jest z reguły wyższa niż pospolitych minerałów skałotwórczych, np. kwarcu, ich osadzanie następuje zwykle tam, gdzie zmniejsza się szybkość wody płynącej, w niektórych miejscach w ilościach pozwalających na ich eksploatację. W ten sposób powstają wtórne złoża okruchowe mające formę wyraźnych poziomów. Znacze­nie tych złóż jest często większe niż złóż pierwotnych. Przykła­dem takich złóż są afrykańskie, brazylijskie, indyjskie i inne zło­ża diamentów, złoża rubinów w Birmie lub szafirów w Syjamie i na Cejlonie. Występują one zarówno w korytach współczesnych rzek, jak i w osadach tarasów rzecznych.

Wydobycie kamieni szlachetnych z tego rodzaju złóż okru­chowych, zwanych aluwialnymi, nie przedstawia zwykle większych trudności; nie ma zwłaszcza obawy uszkodzenia kamieni, co nie­raz zdarza się przy wydobywaniu ich ze złóż pierwotnych. Na ogół chodzi tylko o dostatecznie dużą ilość kamieni, aby eksploa­tacja była opłacalna. Co więcej, kamienie pochodzące ze złóż wtórnych są niejednokrotnie wysokiej jakości, kryształy bowiem zawierające wrostki i spękania ulegają w czasie transportu wod­nego rozbiciu na mniejsze, a te które się zachowały zwykle nie mają ani wad, ani defektów wewnętrznych.

Żwiry i piaski zawierające kamienie szlachetne nie zawsze występują na powierzchni. Często są one nakryte bezwartościo­wymi skałami, po usunięciu których można dopiero przystąpić do eksploatacji poziomów zawierających kamienie szlachetne. Często robi się to ręcznie lub za pomocą mechanicznych koparek i bagrów, niekiedy nawet czołgów.

Luźne osady żwirów i piasków mogą ulec scementowaniu i przeobrażeniu w skały zwięzłe. Powodujące to różnorodne pro­cesy nazywane są ogólnie alagenezą. Ze żwirów powstają zlepień­ce (konglomeraty), a z piasków tworzą się piaskowce. Spoiwem cementującym poszczególne składniki tych skał mogą być takie związki chemiczne, jak krzemionka, węglany, zwłaszcza węglan wapnia, tlenki żelaza, substancje ilaste i in. Aby wydobyć kamie­nie szlachetne z takich zwięzłych skał, należy je pokruszyć. Me­tody stosowane w tym celu są analogiczne do używanych przy wydobywaniu złota. Powszechnie stosuje się silny prąd wody pod ciśnieniem, który rozbija i rozkrusza zlepieńce na żwiry, a pia­skowce na piaski, które przesiewa się za pomocą urządzeń me­chanicznych. Na obszarach diamentonośnych kruszy się w ten sposób tysiące metrów sześciennych skał.

Opisane skały osadowe należą do grupy skał zwanych okru­chowymi, klastycznymi lub skałami pochodzenia mechanicznego. Oprócz nich istnieją i inne skały osadowe, powstające dzięki pro­cesom chemicznym lub ze szczątków organicznych. Przykładem skał pochodzenia chemicznego są osady krzemionkowe lub solne, a najważniejszymi skałami pochodzenia organicznego (organogenicznymi) są wapienie. Do skał osadowych należą również dolo­mity powstałe z osadów wapiennych wskutek działania na nie wody morskiej zawierającej związki magnezu lub gorących roz­tworów magnezowych. Substancjami pochodzenia organicznego są zaliczane do kamieni szlachetnych perły, korale, bursztyny i gagaty.

Cechą charakterystyczną skał osadowych jest ich uwarstwie­nie związane z warunkami tworzenia się tych skał. Tworzą się one bowiem głównie przez osadzanie się w środowisku wodnym, najczęściej morskim. W większości skał osadowych ich składniki są scementowane spoiwem.