蛋白石是如何形成的？

作为一名前蛋白石矿工，我倾向于对这个问题不屑一顾，因为我的角色是推销宝石的美丽，而不是对它进行化学分析。对于它的形成方式，甚至它的年龄，目前仍没有达成共识。闪电岭的普遍理论是，含有硅烷的水渗入砂岩并填充了空洞和裂缝。然后水蒸发，蛋白石凝胶凝固。

然而，在美国内华达州维尔京谷的蛋白石矿场（也出产黑蛋白石），人们认为含有二氧化硅的热水被推上来并取代了植被形成了蛋白石。

当地人认为维尔京谷的蛋白石约有 5 万年历史，而我们一直认为闪电岭的蛋白石形成于 1 亿年前的白垩纪。从发现的蛋白石恐龙骨骼、植物和鱼类可以看出这一点。

有人认为，大约一厘米（略大于三分之一英寸）的蛋白石花了大约五百万年的时间才形成；也许是因为雨水将硅胶冲刷到了蛋白石泥土中。

这是基于这样的理论：闪电岭发现的大部分化石都来自白垩纪。

然而现在许多人认为化石空洞可能在很久以后才被蛋白石取代，有些人认为其历史可能不到 10 万年。

砾岩蛋白石

昆士兰州发现的蛋白石巨石的形成方式与其他类型的澳大利亚蛋白石略有不同，它形成于铁矿石结核内。结核的形成是由于沉积物中的离子化作用。

美国爱达荷州斯宾塞蛋白石矿的蛋白石溶液或二氧化硅是由间歇泉活动携带的次生矿床。

由于一段时间内多次喷发，蛋白石层层堆积。大多数层都很薄，形成了世界上最美丽的三层蛋白石。蛋白石在空心晶洞内以连续层的形式热液沉积，使得斯宾塞蛋白石成为三层蛋白石的理想选择，因为极高品质珍贵蛋白石的薄层非常透明，颜色非常浓郁。

化学条件

蛋白石的化学条件仍在研究中，但有些人认为，在形成二氧化硅球的过程中，必须有酸性条件，这可能是由微生物产生的。人们还认为，还需要氧化铝、氧化铁或氧化镁；以及氯化钠或硫酸钠的存在。

新南威尔士州初级产业部表示，微生物甚至可能发挥了一定作用。在白垩纪沉积物沉积时，一些沉积物中含有丰富的有机物和蒙脱石（蒙脱石）粘土，为微生物提供了理想的觅食和繁殖栖息地。微生物排出的废酸和酶导致周围岩石中的粘土矿物和长石发生化学风化。最终，微生物持续的觅食和废物产生过程为蛋白石的形成创造了有利的物理和化学条件。

培育蛋白石

蛋白石是在罐子里用电解液（一种带电的化学溶液）培育的，可能需要数周时间才能看到一些颜色。这只是一种凝胶材料，并没有变硬。人们相信这个过程在自然界中会发生，这可以解释蛋白石是如何进入火山凝灰岩内部或内核中心的。

CSIRO 对蛋白石颜色形成的研究

桑德斯博士使用电子显微镜发现，蛋白石由数百万个规则排列的微小硅球组成。每个硅球之间都有更小的孔洞或空隙，光线通过这些孔洞发生衍射，也就是说，当白光或普通阳光穿过这些孔洞时，光线会分裂成不同的颜色。如果蛋白石中的硅球较小，则会产生彩虹中较暗的颜色——紫色、靛蓝色和蓝色。如果硅球较大，则会产生黄色、橙色和红色。如果硅球呈规则排列，则可形成珍贵的蛋白石。而普通蛋白石则没有固定的模式。似乎不同地点的蛋白石受到许多不同影响，从而形成了具有该地独特特征的蛋白石。我仍然认为这是大自然的神秘或魔力，所以让我们欣赏它的美丽吧。

蛋白石是如何形成的 - 火山学家的观点

作者 Marco Campos Venuti 刚刚写了一本新书，名为《玛瑙和碧玉的起源和分类》。作者是一位拥有博士学位的火山学家，也是《意大利宝石学》一书的作者。感谢 Marco Campos 允许出版。

蛋白石是一种硬化硅胶，分子式为 Si02.nH20，由浓溶液沉淀而成。在产生有机蛋白石的生物体中，如硅藻、放射虫、海绵和许多维管植物，硅酸会积聚在特殊的细胞隔间中，其中特定的蛋白质会诱导蛋白石-A 沉淀。

相反，无机蛋白石的形成则是由多种因素共同作用的结果。首先，需要富含二氧化硅的土壤，这种土壤可以在火山地区找到，或者由于富含石英的沙子的存在。通常，pH 值非常碱性（>9），这有利于形成高浓度硅酸的盐水。然后，我们需要地下水，地下水位的季节性波动很大，这有利于二氧化硅的浓缩。然后，需要催化因素来沉淀二氧化硅。催化可以通过温度升高、pH 值转变为酸性或某些分子（如氧化铁、氧化铝、氧化镁、硫酸钠或简单的海盐）的存在来启动。

当蛋白石的前体以粘稠固体的形式沉积时，其孔隙率可能高于 35%，部分由水占据。如果样品干燥，它会碎裂并不可逆转地转化为白色粉末。这是合成蛋白石生产中遇到的主要问题。在实验室中，需要用一些不会改变蛋白石光学特性的树脂填充这种孔隙。大自然使用其他硅胶，在大多数情况下会降低蛋白石的质量。矿物蛋白石转化为碧玉也可以由成岩作用驱动。

让我们用外行人能理解的语言来解释上述一些术语。

硅藻

硅藻是一种藻类，具有独特的透明细胞壁，由二氧化硅和少量水（Si02 + H20）构成。

放射虫

它们是变形虫原生动物，有复杂的矿物骨架

硅酸

（H4SiO4），是海洋中的重要营养物质

盐水

盐水是盐在水中的溶液。在不同的语境中，盐水可能指盐溶液

无机蛋白石

传统上，无机化合物被认为是地质系统合成的，而有机化合物则存在于生物系统中。

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