寶石儲量與成因的關系
儲量稀少是四大寶石價值珍貴的原因之一，而寶石的儲量取決于其成礦規(guī)律。四大寶石之中，尤其以祖母綠的儲量極為稀少。
鉆石是寶石之王，特別是在19世紀以前，全球寶石級鉆石產量每年也不過幾千克，確實稱得上稀缺品。然而，1870年南非發(fā)現了產量以噸計的巨大鉆石礦，之后現代鉆石工業(yè)拉開了序幕，到2011年時全球鉆石的年產量高達1.24億克拉，將近25噸。鉆石較高的產量與其成礦原因是緊密相關的。形成鉆石的碳元素在太陽系元素含量中排位第四，各種天體內部都有著豐富的碳元素。地球上的鉆石形成于地層深處的地幔位置，碳粒在上千攝氏度的高溫和幾萬個大氣壓的壓力下慢慢結晶成鉆石，而后隨著火山噴發(fā)噴涌出地面。一次巖漿噴發(fā)一旦形成了這樣的條件，礦儲量就是非常巨大的。因此鉆石礦床常被稱為“天坑”以形容其大，目前世界上進行商業(yè)性生產鉆石的國家就有20多個。
紅藍寶石是剛玉的兩個亞種，主要成分是氧化鋁(Al2O3)，紅色來自鉻(Cr)，沒有鉻的寶石是藍寶石。剛玉的化學成分（Al2O3）在地殼中含量按豐度來排僅次于氧、硅排第三位。其成礦原因是一定的地質條件使原巖中氧化鋁富集，結晶形成寶石級剛玉晶體。如含氧化鋁較高的石灰?guī)r地區(qū)，由于巖漿的侵入，兩者互相接觸造成原來的石灰?guī)r再重新結晶形成大理巖。剛玉正長巖、剛玉正長偉晶巖、剛玉斜長巖、橄欖蘇長巖、堿性橄欖玄武巖等等里面都含有剛玉。這些巖石可以富集成礦，很多著名的紅寶石如泰國和柬埔寨的紅寶石就是這種來源。
祖母綠（Be3Al2[Si6O18]）屬于綠柱石家族的一員，但普通的綠柱石是無色的，而祖母綠呈現碧綠色是因為其晶格中少量的鋁原子被鉻和釩原子取代而致色。矛盾之處在于鉻、釩原子和鈹原子分別處于地殼層和地幔層，二者能夠相遇是伴隨著大陸碰撞作用導致造山帶的形成和大面積的變形、隆起和侵蝕作用形成的，實際上大多數的祖母綠礦床形成時期與大陸碰撞期是一致的也很好佐證了這一點。此外，祖母綠和海藍寶石，綠柱石，摩根石，紅色綠柱石等都同樣屬于綠柱石族，但祖母綠的致色元素鉻是隨著鹽基性火成活動衍生的金屬元素，不容易在海水藍寶等一般的偉晶花崗巖礦床上結晶。祖母綠大多數會以經過區(qū)域變質作用而形成的結晶片巖為母巖，并且在因酸性火成作用而形成的偉晶花崗巖貫穿部分產生結晶，也就是在合體的地質活動性質完全相反、極為罕見的環(huán)境之下形成。
四大寶石相比，祖母綠生長的地質條件更復雜、更特殊，曾經有人估計，每100萬顆綠柱石礦物中僅有一顆是祖母綠，祖母綠是綠色寶石中百萬分之一的奇跡。產量比鉆石、紅藍寶石少，價格上祖母綠比紅、藍寶石要昂貴，大于0.5克拉的優(yōu)質祖母綠價格已高于同重量的鉆石。
祖母綠礦床成因
祖母綠礦床的形成過程，從原理上解釋是在以下三個條件相互作用下形成的。
一是含各種化學組分（Al、Si、Be、F、Cl、B、Li…）的熱液流體，如巖漿結晶分異后形成的高溫氣成熱液、深部巖漿分異等形成的深熔流體、大氣降水或地下溶解等形成的熱鹵水。
二是含Cr\V等形成祖母綠所必須的致色元素的圍巖，這些圍巖有各種基性—超基性、云母片巖、滑石巖\透閃石片巖、變粒巖和斜長角閃巖等變超基性巖以及哥倫比亞物有的黑色頁巖。
三是使得成礦流體進入、循環(huán)和礦物結晶所必須的各種不同成礦構造，包括斷層、剪切帶、各種節(jié)理裂隙以及礦囊等。
全世界有11個國家有祖母綠礦床，分為碳酸鹽熱液型、氣成熱液型、偉晶巖型這三個類型。碳酸鹽熱液型主要為哥倫比亞礦床，氣成熱液型包括巴西、贊比亞、俄羅斯、尼日利亞等。極少量的祖母綠產在偉晶巖中，由于顏色較淺常被稱為綠色綠柱石。
世界上絕大多數祖母綠礦床是酸性的花崗巖或花崗偉晶巖侵入超基性變質巖產生的結果。祖母綠通常呈不均勻的浸染狀或者斑晶賦生在變質片巖中或其與酸性巖脈的接觸帶中。如祖母綠第二大產地巴西，其祖母綠礦床的形成緣于兩次重大的構造活動，一次是約11億年前的造山幕，另一次是約4到6億年前的巖漿侵入旋回，大量的花崗巖及偉晶巖侵入，造成長達數千公里的偉晶巖帶。巴西祖母綠整個礦帶大致成南北向展布，長達1千公里。
哥倫比亞在世界祖母綠礦床是幾乎是唯一的例外，它的產生雖然也與地質運動有關，但祖母綠晶體的產生過程卻有著極差異。在6500萬年前和3800萬年前的兩次板塊運動中，使大西洋變寬，把南美洲板塊向太平洋板塊推擠，升起了安第斯山脈，海底的沉積物得以拱起，周邊巨大的傾斜斷層將裹夾著鉻、釩原子的熱液釋放噴發(fā)到地表的巖層中，將巖層爆裂成碎片，之后由于溫度和壓力的驟然下降，祖母綠晶體便向下雪般析出。
成礦對祖母綠晶體生長的影響
對比兩種成礦作用對祖母綠晶體生成的影響。哥倫比亞祖母綠礦床生成年代3800萬年，成礦溫度180℃，成礦深度較淺，熱鹵水在淋濾黑色頁巖中的Be\Cr\V等元素時，在片巖自由寬敞的孔洞空間中祖母綠晶體生成，過程較迅速。這使得一方面祖母綠生成中沒有過多時間接納周圍的巖石礦物，所以晶體內部凈度好。一方面其成礦年代在世界祖母綠礦床中屬于較晚的，成礦溫度壓力低，晶體生成結構致密性低，故多裂縫。
而巴西祖母綠是在激烈造山運動中形成的，形成年代也足夠久遠，所以一方面周圍母巖和圍巖中的物質會較多進入到晶體中，使其內含物較多。但同時由于其生長時間較長，長期處于地質結構復雜的區(qū)域被研磨侵蝕，因而晶體在致密性方面表現優(yōu)異，密度高裂縫少。
哥倫比亞祖母綠因其多裂的特性使原石在開采、切割過程的浸油保護下，油易從裂縫中進入寶石內部。而優(yōu)質巴西祖母綠的致密結構使其在開采和加工中，即使浸油也進入不了內部。
