紫水晶是一种紫色的石英变体，多年来一直被视为宝石，并在乌拉圭北部发挥着重要的经济作用。晶洞是常常包含石英晶体（包括紫水晶）的空心岩石结构。在乌拉圭，紫水晶晶洞是在冷却的熔岩流中发现的，追溯到约1.34亿年前超大陆冈瓦纳分裂的时期。然而，这些晶洞是如何形成的仍然让科学家感到困惑。
紫水晶是一种紫色的石英变体，多年来一直被视为宝石，并在乌拉圭北部发挥着重要的经济作用。晶洞是常常包含石英晶体（包括紫水晶）的空心岩石结构。在乌拉圭，紫水晶晶洞是在冷却的熔岩流中发现的，追溯到约1.34亿年前超大陆冈瓦纳分裂的时期。然而，这些晶洞是如何形成的仍然让科学家感到困惑。为了研究这一问题，以哥廷根大学为首的研究团队采用了先进的技术。他们发现紫水晶晶洞是在令人惊讶的低结晶温度下形成的，范围为15到60摄氏度。根据他们的发现，研究人员提出了一种新模型来解释晶洞的形成。这项研究记录在《矿物沉积》期刊上。
紫水晶在乌拉圭洛斯卡塔兰地区开采已有超过150年，这也是本研究进行的地点。该地区因其深紫色宝石和令人印象深刻的晶洞而受到赞誉，其中一些高度可超过5米。该地区的矿藏已被认可为全球100个地质遗产地之一，强调了其科学和自然重要性。然而，对这些晶洞起源的有限理解使得定位新矿藏变得困难，严重依赖矿工的专业知识。为了解决这个问题，研究人员在30多处活跃矿井进行了广泛的地质调查，检查了晶洞内的矿物、所含的水以及周围的地下水。通过利用诸如初相液体包裹物核化辅助微热计量和三氧同位素地球化学等先进方法，他们获得了对这些珍贵晶洞形成的新见解。除了发现晶洞是在意想不到的低结晶温度下形成外，研究人员还发现矿化流体的盐度低，其同位素组成与来自自然水循环的水一致，可能源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，”这是该研究的首席作者和哥廷根大学地球科学中心的博士研究员Fiorella Arduin Rode所说的。“我们的发现支持了这些紫水晶是来自类似地下水流体的低温结晶的观点。”该研究提出了一种模型，其中像紫水晶这样的矿物在一种名为玄武岩的黑色岩石的火山空腔内结晶，受到地壳区域温度差异的影响。Arduin Rode补充道：“理解紫水晶形成的条件——包括矿化流体的温度和组成、二氧化硅源、矿化时机以及其与宿主岩石的关系——对于揭示这一过程至关重要。这将大大增强勘探方法，并可能有助于未来可持续采矿实践。”
本研究的资金由德国研究资助——博士项目，2021/22——57552340——德国学术交流署（DAAD）提供。
