Vznik a výskyt drahých kamenů v přírodě

Drahé kameny netvoří ucelenou skupinu nerostů, blízkou si chemickým složením, způsobem vzniku či výskytu. Naopak je to skupina velmi různorodá. Některé jsou oxidy, jiné řadíme ke křemičitanům, uhličitanům, fosforečnanům a mohli bychom vyjmenovat vlastně všechny skupiny nerostů. Na většině nalezišť jsou nerosty vyvinuty pouze v obecné jakosti a s pravými drahými kameny se setkáme spíše výjimečně nebo jen v ojedinělých lokalitách, kde k jejich vzniku v té nejnádhernější podobě byly příznivé podmínky. Drahokamové nerosty i v obecné jakosti mohou být v přírodě vzácné, jako např. diamant, nebo jsou zcela běžné. Např. olivín, v drahokamové odrůdě zvaný chryzolit, se v přírodě vyskytuje vzácně, ale v obecném vývoji je základním nerostem olivínovců a tvoří průměrně celou jednu čtvrtinu hmoty čedičů. A stejně tak i křemen, granát nebo turmalín. Protože vskutku nelze dobře oddělovat naleziště drahých kamenů od výskytů příslušných nerostů v obecné podobě, pojednáme v dalším textu o nalezištích celkově. Poznáme tak blíže prostředí, ve kterém se nerosty objevují a ve kterém vznikaly. Je pochopitelné, že uvedeme přednostně ta naleziště, ve kterých se drahé kameny vyskytují nyní, nebo kde byly drahé kameny těžené v minulosti, nebo kde je naděje na budoucí nálezy.

Nerosty jsou výtvorem přírody; jsou to v podstatě chemické sloučeniny nebo prvky, které se vytvořily v přírodě bez přímého působení člověka, spíše nezávisle na něm a jeho dílech. Naproti tomu připraví chemik v laboratoři sloučeninu, která se může i v přírodě vyskytovat jako nerost. Má stejné fyzikální i chemické vlastnosti, ale vznikla vědomou činností člověka, není to tedy nerost. Dnes se zabývá syntézou umělých nerostů a také drahokamů, důležitých v moderní technice, celé jedno odvětví průmyslu.

Nalezišti nerostů jsou lomy, doly, pískovny, jindy jen příkopy nebo náhodný výkop studně nebo sonda. Některá naleziště jsou pomíjejícího charakteru, na jiných můžeme sbírat delší doby. Obraz výskytu se mnohdy rychle mění, jak postupují důlní, lomařské nebo výkopové práce.
Při popisu výskytu nerostů je vedle místopisného určení neméně důležité hledisko geologické. Parageneze (para - vedle, genesis - vznik; to znamená vedle sebe vzniklé) je společenství nerostů, které se vytvořily vedle sebe za určitých podmínek ve zcela charakteristických geologických poměrech. Studium paragenezí ukázalo, že určité nerosty jsou vázány na určitá společenství a každý zkušený sběratel nebo geolog již předem ví, kde lze nerosty očekávat a hledat nebo naopak, které na sledovaném místě nebudou. Abychom mohli nerostná společenství charakterizovat, musíme vědět něco o způsobu vzniku nerostů.

Důležitým znakem je právě ta skutečnost, že jednotlivé parageneze nerostů vznikaly za stálých nebo blízce podobných podmínek. Vedle chemického zdroje, obsahu chemických prvků podílejících se na stavbě nerostů, jsou rozhodující teplota, tlak a konečně pro většinu jevů v přírodě i čas. V laboratořích právě ten poslední činitel chybí, a proto se některé syntézy oproti přírodě zatím nedaří, nebo musíme čas nahrazovat intenzivnějším účinkem tlaku a teploty nebo použít pomocné prostředí, vodu či některé plyny.

Nerosty vznikají v přírodě nejrozmanitějšími způsoby. Jeden a tentýž nerost se může vyskytovat v rozličných paragenezích, jiný je přítomen pouze na některých typech nalezišť. Vlastní studium vzniku nerostů je záležitost složitá a provádíme je jednak přímým pozorováním v přírodě, na sopkách, na hořících uhelných haldách, v horkých pramenech (např. aragonit vylučovaný v podobě vřídlovce nebo hrachovec v Karlových Varech), v jezerech, mořích, dolech a lomech, jednak srovnáním výsledků hutnických procesů a jejich produktů, ve sklárnách, laboratořích, při syntéze chemických sloučenin a jinde. Vycházíme z předpokladu, že vzniká-li nerost v určité společnosti jiných nerostů, např. při sopečných procesech, tvořil se v geologické minulosti za podobných nebo stejných podmínek stejný nerost.
Procesy, které vedou ke vzniku nerostů, můžeme velmi zhruba rozdělit na tři základní: magmatický, sedimentární a metamorfní. Rozeznáváme nerosty prvotní, které od doby, kdy poprvé nabyly podoby nerostů až do dneška si zachovaly svou tvářnost a nebyly nijak přeměněny. K nim se řadí druhá početná skupina nerostů, vytvořených přeměnou nerostů, vytvořených přeměnou nerostů prvotní. Jsou to nerosty druhotné. Ty jsou charakteristické pro zemský povrch. Prostě nerosty vzniklé ve velkých hloubkách za vysoké teploty a tlaky jsou někdy málo přizpůsobivé povrchovým podmínkám. Takové nerosty se pozvolna mění, větrají, zejména působením atmosféry, vody a vodných roztoků, a přeměňují se v minerály, kterým podmínky zemského povrchu lépe vyhovují. Tak větráním pyritu vzniká například limonit, na ložiskách měděných rud se objevuje zelený malachit nebo modrý azurit, niklové rudy zvětrávají v jablečně zelený annabergit atd. Jiné nerosty jsou však odolné a dostávají se do náplavů. Nejlepším příkladem je křemen.

Začneme s nerosty magmatického původu. Děje, které vedly k tvorbě vyvřelin, jsou našemu pozorování nedostupné. Můžeme je posuzovat jen podle jejich konečných produktů, vyvřelých hornin, nebo na základě jevů pozorovaných na činných sopkách. I tato pozorování jsou poučná a směrodatná. Žhavotekutá tavenina - magma - původce všech magmatických procesů, má chemické složení, které vcelku snad odpovídá složení zemské kůry. Hlavní součástí magmatu je křemičitanová tavenina s rozpuštěnými těkavými složkami, jako jsou chlor, fluor, vodní pára, kysličník uhličitý. Obsahuje sloučeniny síry a samozřejmě také kovové sloučeniny či prvky. Těkavé složky jsou v magmatu udržovány tlakem. Magma je vázáno na magmatická ložiska, krby, uložené v hlubších částech zemské kůry či na rozhraní se zemským pláštěm. Někteří badatelé uvažují, že magmatická ohniska jsou uložena hlouběji než 6-10 km.
Při pohybech zemské kůry nebo při horotvorných procesech, mnohdy podmíněných přetlakem těkavých složek v magmatickém ohnisku, dochází k výlevu magmatu do svrchních částí zemské kůry nebo podobě lávy přímo na povrch. Ne nadarmo se sopkám říká pojistné ventily Země. Ve vyšších částech zemské kůry nebo přímo na povrchu dochází k utuhnutí magmatu. Tuhne-li magma pod povrchem, pod přikrývkou nad ním se klenoucích starších hornin, které zabraňují úniku těkavý součástí, vzniknou horniny, kterým říkáme hlubinné vyvřeliny. Takovými je žula, syenit, diorit, gabro a další. Při výlevu na zemský povrch se ztratila únikem do ovzduší většina těkavých složek a vznikly horniny výlevné, jako ryolity, andezity, čediče, znělce. Vedle těchto dvou typů existují ještě horniny žilné, které se vytvořily z odštěpenin magmatu a utuhly v puklinách zemské kůry. Nejběžnější jsou porfyry, pegmatity a aplity.
Úloha těkavých složek byla doceněna teprve nedávno. Jednak ovlivňují tuhnutí magmatu (horniny hlubinné jsou zrnité, protože u nich tuhnutí probíhalo pomalu a nerostné součástky měly dost času ke krystalizaci; horniny výlevné, které ztratily většinu těkavých složek, tuhnou poměrně rychle a bývají zpravidla velmi jednozrnné), jednak jsou nositeli vzácných prvků a uplatňují se při vzniku rudních žil, ať již ve formě pod tlakem rozpuštěných sloučenin v horkých rudních roztocích, nebo ve formě těkavých horkých plynů. Obojí pak při povrchu, při snížení tlaku a v chladnějších místech zemské kůry, mohou na puklinách vylučovat nerosty. Těkavé složky snižují teplotu tuhnutí a přispívají k lepší krystalizaci. Samy však do reakcí v tomto stadiu nevstupují a zůstávají spolu s některými kovy a s prvky vzácných zemin zpravidla jako poslední. Dochází k oddělení této fáze, ze které vznikají velmi hrubozrnné horniny - pegmatity a těkavé plynné složky se přímo podílejí za úniku do nadložních hornin na vzniku pneumatolytických ložisek. Konečně jako poslední fáze zůstávají horké vodné (hydrotermální) roztoky, z nichž se vylučují nerosty rudních žil. Někdy pronikají nenasycené vodné roztoky na zemský povrch po puklinách hornin, rozpouštějí z jejich stěn minerální složky, vyluhují je a na chladnějších místech blízko povrchu vznikají nerosty tzv. alpské parageneze nebo nerosty, které vyplňují pukliny a dutiny v horninách.
Při tuhnutí vyvřelin nejprve krystalují tmavé nerosty o větší hustotě, které mají vyšší teplotu tání a nejsou schopné se udržet při nižší teplotě v tavenině. Sem patři olivín, pyroxeny, amfiboly, vápenaté a vápenatosodné živce a potom tmavá slída biotit. Pak teprve tuhnou světlé součástky, jako sodnovápenaté živce, draselné živce (ortoklas a mikrolín), muskovit a křemen. Tuhnutí magmatu nemusí probíhat zcela v klidu. Mohou se objevit tlaky, které oddělí již vykrystalizované nerosty od taveniny, zvýší se teplota a již vykrystalizované nerosty se znovu rozpustí, nebo alespoň z části. Z okolí mohou být pohlceny úlomky hornin, jindy celé bloky, které se také nataví nebo roztaví a při větším množství vedou ke změně ve složení původního magmatu. Zemskou přitažlivostí mohou být odděleny těžké kovy, jako platina, osmium, iridium, nebo sulfany některých kovů, které klesají a shromažďují se v nižších částech tuhnoucího magmatu a v horninách pak vytvářejí smouhy. Jen několik málo příkladů ukazuje na složitost procesu. Krásným příkladem jsou lávové proudy činných sopek, kdy se při výlevu na zemský povrch magma rychle ochladí a rychle ztuhne za ztráty plynů a vodní páry. Proto jsou výlevné horniny tak jemnozrnné. Někdy jen ztěží rozeznáme jednotlivé nerostné součástky, jindy dokonce utuhla sopečná skla. Jako výlevné označujeme i ty horniny, které utuhly těsně pod zemským povrchem, takže také ztratily těkavé složky.
Ve výlevných horninách se často vytvořily dutiny kulovitého tvaru jako bubliny v těstě - dutiny po uniklých plynech. Bývají dosti často druhotně vyplněny buď zcela, nebo jen zčásti.
Mnoho z uvedeného je možno přímo nebo pomocí přístrojů pozorovat na činných sopkách. U nás ovšem ne, protože vulkanická činnost na našem území dozněla v třetihorách a v ojedinělých případech v nejstarších čtvrtohorách. Dozvukem však zůstávají termální prameny na Karlovarsku a na četných místech Slovenska.

Vznik jiných hornin způsobily procesy metamorfní, při kterých vznikají přeměněné horniny. Přeměna probíhá působením zvýšeného tlaku a teploty po určitou déle trvající dobu. Podlehnout jí mohou všechny typy hornin. Horniny překrystalizují, vytvoří se nové nerosty, které lépe snášejí změněné prostředí. Přeměněné horniny jsou většinou břidličnaté. Jsou to ruly, svory, fylity a různé krystalické břidlice. Původně vyvřelé olivínovce mohou být přeměněny v hadce. Tlak je všesměrný, nebo jednostranně orientovaný. Teplota může být vysoká i nízká a může působit po dlouhou dobu, počítáno v geologickém slova smyslu. V blízkosti rudních žil či kolem horkých pramenů dochází k přeměnám okolních hornin.
Horniny vystavené po dlouhou doby na zemském povrchu účinkům vody, ovzduší a organismů větrají. Drolí se na rozvětralé se dostávají do náplavů potoků, řek a moří. Na transportu se kromě vody podílejí i vítr a zemská přitažlivost. V nedalekých nebo velmi vzdálených místech síla transportu slábne a částice se ukládají, sedimentují. Vznikají horniny usazené neboli sedimenty. Součástky usazených hornin prodělávají při transportu mechanickou přeměnu třením o sebe (vznik oblázků), jiné i chemickou. Spolupůsobit mohou též organismy. V mořích žije mnoho druhů živočichů (i rostlin), budujících své schránky z uhličitanu vápenatého nebo kysličníku křemičitého. Po jejich odumření se schránky hromadí u dna. Nahromaděním velkého množství těchto schránek mohou vznikat celé vrstvy hornin. I na vzniku korálových útesů v teplých tropických mořích se podílejí. Tak mohly životní činností organismů vznikat vápence. Navštivte lomy například v okolí Berouna. Uvidíte tam ve vápencích spousty zkamenělých otisků nebo jader a schránek korálů, hub a ramenonožců. Pazourky v křídových usazeninách kolem Baltského moře vděčí za svůj původ drobným mikroskopickým živočichům, kteří měli svou schránku vystavěnou z kysličníku křemičitého. Bylo jich v moři nespočetné množství a náhlá pohroma je usmrtila, např. změna slanosti moře nebo nenadálá změna teploty vody. Z jejich schránek se při dalších přeměnách uvolnila hmota obsahující kysličník křemičitý a později došlo k jejímu soustřeďování do nepravidelných kulovitých nebo hlízovitých shluků tmavošedé až šedé barvy. Rovněž vlastní křídové sedimenty vznikly z vápenatých schránek mikroorganismů.

Uhlí, jiný typ usazené horniny, má svůj původ v nashromážděných odumřelých rostlinných tělech. Vedle již uvedených vápenců patří mezi usazené horniny z těch nejznámější ještě písky a jíly, z nichž vznikly zpevněným pískovce a jílovce, dále pak štěrky a další.
Horninotvorné procesy se vzájemně prolínají. Sedimenty mohou vznikat z nerostů vyvřelin i přeměněných hornin nebo vůbec se starších usazenin. A podobně je tomu i se zbývajícími dvěma skupinami hornin.
Prošli jsme jen velmi přehledně a zjednodušeně nejdůležitější procesy, které v hlavní míře ovlivňují vznik nerostných paragenezí a nerostů vůbec, tedy i drahých kamenů. Přidáme-li k tmou fyzikálně chemická pravidla, kterými se řídí syntéza sloučenin, objeví se celá složitost procesu vzniku nerostů.

Zdroj: Atlas drahých kamenů - Vladimír Bouška, Jiří Kouřimský r.v. 1980