在地球內(nèi)部圈層運(yùn)動(dòng)中所形成的寶石，主要來自于地殼演化中的內(nèi)生成礦作用和變質(zhì)成礦作用。兩者是兩種不同類型的寶石成礦作用。地球內(nèi)部熱能是內(nèi)生成礦作用的動(dòng)因，有多種來源，如地球內(nèi)部放射性元素的蛻變能、地幔及巖漿的熱能、地球重力場中物質(zhì)調(diào)整過程中釋放出的位能等。內(nèi)生成礦作用多數(shù)發(fā)生在有較高的溫壓條件的地殼中，也有少數(shù)會(huì)發(fā)生在地殼上部的沉積蓋層中。而變質(zhì)作用主要是指受到地球內(nèi)力影響，使固態(tài)的巖石或礦石不經(jīng)過熔融階段而直接發(fā)生礦物成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變的各種作用，其中不包括巖漿巖的自變質(zhì)作用和巖漿期后氣水溶液的交代作用，也不包括沉積物在成巖階段或表生階段的各種后生變化。先期已形成的巖石在變質(zhì)環(huán)境下，原巖、原礦中的成礦物質(zhì)發(fā)生重新遷移、分布、組合、富集，形成新的礦物或新的礦床，這種變化就是變質(zhì)作用的本質(zhì)。因此變質(zhì)作用是在原巖、原礦成分結(jié)構(gòu)的部分改造或全部改造的基礎(chǔ)上生成新礦物的過程。總之，兩者的成礦動(dòng)因都來自于地球內(nèi)部的圈層運(yùn)動(dòng)。兩種成礦作用在漫長復(fù)雜的地質(zhì)演化過程中很可能在某一地區(qū)交替出現(xiàn)，形成更為復(fù)雜的寶玉石疊生礦床。

(一)內(nèi)生成礦作用形成的寶石

在地球內(nèi)部圈層運(yùn)動(dòng)中，內(nèi)生成礦作用是形成寶玉石資源的重要地質(zhì)作用。按其物理化學(xué)條件的不同，可分為巖漿(火山)成礦作用、偉晶成礦作用、接觸交代成礦作用和熱液成礦作用等不同類型，可在不同地殼環(huán)境中對(duì)應(yīng)形成不同的寶玉石礦床。

1. 巖漿作用形成的寶石

巖漿作用(magmatism)是在地殼深處的高溫(650～1000℃)高壓下發(fā)生的，經(jīng)過熔離和結(jié)晶分異作用，有用礦物從巖漿直接結(jié)晶。在巖漿冷卻結(jié)晶的最初階段，所形成的有用礦物及其晶出順序、富集條件，依據(jù)不同的巖漿類型而變化，該過程屬于巖漿成礦作用。

寶石和玉石的巖漿礦床，就是巖漿冷卻結(jié)晶形成的礦物或者是巖漿捕獲的礦物(如金伯利巖中的金剛石)達(dá)到寶石要求并富集形成的礦床。寶石礦物一般賦存于巖漿巖的巖體中，如南非產(chǎn)于金伯利巖中的鉆石礦，澳大利亞產(chǎn)于鉀鎂煌斑巖中的鉆石礦，中國產(chǎn)于玄武巖內(nèi)的橄欖石、藍(lán)寶石礦等。玉石礦體有時(shí)就是巖漿巖巖體的某個(gè)部分，如梅花玉礦床。

2. 偉晶作用形成的寶石

偉晶作用(pegmatitization)常發(fā)生在深度為3～8km的地殼中，作用溫度為400～700℃。一般分為巖漿偉晶成礦作用和變質(zhì)偉晶成礦作用兩類。巖漿偉晶作用發(fā)生在巖漿作用的晚期，由于熔體中富含揮發(fā)分，在外壓大于內(nèi)壓的封閉條件下緩慢結(jié)晶，形成晶體粗大的礦物。最有工業(yè)價(jià)值的為花崗偉晶巖。當(dāng)花崗偉晶巖與花崗巖、花崗閃長巖等中酸性巖相關(guān)時(shí)，可生成電氣石、黃玉、綠柱石、石榴石、剛玉、碧璽、鋰輝石、鋰云母、金綠寶石、磷灰石、天河石、冰長石、暈彩拉長石、水晶、芙蓉石等。當(dāng)花崗偉晶巖與基性、超基性巖或碳酸鹽巖圍巖相接觸時(shí)，若從圍巖中吸取Al，可形成紅柱石、藍(lán)晶石;若從圍巖中吸取Ca、Mg、Fe時(shí)，則可形成角閃石、方柱石等寶石礦物。由偉晶作用形成的寶石絕大部分產(chǎn)于偉晶巖的內(nèi)核、膨脹部位及晶洞中，或偉晶巖與其他巖石的接觸帶中。偉晶巖中形成的寶石礦床在寶石原生礦的來源中占有重要地位，是大顆粒寶石級(jí)的各種寶石的重要來源。

3. 接觸交代形成的寶石

接觸交代變質(zhì)(contact metasomatic metamorphism)成礦作用是指當(dāng)中酸性巖漿巖同碳酸鹽類巖石接觸時(shí)，會(huì)在接觸帶上發(fā)生接觸交代作用。在巖漿成因的熱液作用下，巖漿巖體與碳酸鹽類巖石之間發(fā)生化學(xué)成分的交換，在接觸帶上，形成了各種Mg、Ca、Fe的硅酸鹽礦物，形成鎂質(zhì)或者鈣質(zhì)矽卡巖。在結(jié)晶條件有利時(shí)，能形成晶體粗大的礦物，成為寶玉石原料。其中鎂矽卡巖是由巖漿侵入白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r形成的。鎂矽卡巖中能形成的主要寶玉石有鎂橄欖石、尖晶石、透輝石、鎂鋁榴石、和田玉等。而鈣矽卡巖是由巖漿侵入以石灰?guī)r為主的圍巖形成的。鈣矽卡巖中可能形成的主要寶石礦物有鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、透輝石、方柱石、符山石等。

4. 熱液作用形成的寶石

熱液作用(hydrothermal process)是指含礦熱液通過溶解、萃取，將地殼深部的礦質(zhì)或分散在巖石中的成礦元素進(jìn)行初步富集，隨后運(yùn)移到某一特定的部位，通過充填、交代等方式，把礦質(zhì)留住而成礦。另一種情形是含礦熱液和其攜運(yùn)的礦質(zhì)，在遷移過程中會(huì)與圍巖發(fā)生相互作用，導(dǎo)致圍巖發(fā)生蝕變而成礦。其中與寶玉石成礦有關(guān)的是巖漿期后熱液成礦作用。通?？砂闯傻V熱液的溫度高低劃分為:①高溫成礦熱液(300～500℃)，形成的主要寶石品種有石英、黃玉、電氣石、綠柱石;②中溫成礦熱液(200～300℃)，形成的主要寶石品種有石英、瑪瑙;③低溫成礦熱液(50～200℃)，形成的主要寶石品種有石英、蛋白石、祖母綠。

5. 火山成因形成的寶石

火山成因作用(volcanogenic)是指地殼深部的巖漿沿地殼脆弱帶上升至地表或直接溢出地表，甚至噴向空中。噴發(fā)體形成的寶石主要品種有火山玻璃、黑耀巖、部分歐泊等。

(二)變質(zhì)作用形成的寶石

地球內(nèi)部圈層運(yùn)動(dòng)中另一個(gè)重要的寶石成礦作用是變質(zhì)作用。它是指地殼中已經(jīng)形成的巖石和礦石，由于地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿、熱液活動(dòng)的影響，溫度和壓力發(fā)生改變，使其在礦物組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上發(fā)生改變的作用。按其產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境不同，可分為接觸變質(zhì)作用、區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用和混合巖化作用，它們分別可以形成不同的寶玉石及其礦床。

1. 接觸變質(zhì)作用形成的寶石

接觸變質(zhì)作用(contact metamorphism)是指以巖漿為主體的熱源而引起的局部變質(zhì)作用，也叫接觸熱變質(zhì)作用。接觸變質(zhì)作用通常發(fā)生在地殼的淺部，溫度范圍為300～1000℃，壓力范圍為0.02～0.3GPa，變質(zhì)作用的主要方式是重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶，交代作用不顯著。常見接觸熱變質(zhì)作用的礦物有大理巖玉、堇青石、藍(lán)晶石、紅柱石。

2. 區(qū)域變質(zhì)作用形成的寶石

區(qū)域變質(zhì)作用(regional metamorphism)是伴隨區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的大面積的變質(zhì)作用，造成區(qū)域變質(zhì)作用的主要影響因素有溫度、壓力，以及以H2O、CO2為主要活動(dòng)性組分的流體，可使原巖礦物重結(jié)晶，并常常伴有一定程度的交代作用，形成新礦物。與寶石有關(guān)的成礦有以下幾種。①低級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用，形成含OH－的硅酸鹽寶玉石礦物，如蛇紋石玉、碧玉(軟玉中的綠色品種)等玉石礦床。②中級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用，形成斜長石、石英、堇青石、透輝石等，有鉻透輝石、堇青石等寶石礦床。③高級(jí)區(qū)域變質(zhì)成礦作用，形成不含OH－的礦物，如石榴石、矽線石、剛玉和尖晶石等，有石榴石、紅寶石、藍(lán)寶石等寶石礦床。

3. 動(dòng)力變質(zhì)作用(dynamic metamorphism)形成的寶石

動(dòng)力變質(zhì)作用是在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的定向壓力作用下巖石所發(fā)生的變質(zhì)作用，它與巖石的斷裂相伴隨，并出現(xiàn)在斷裂帶兩側(cè)。巖石受到壓力，尤其是剪切力發(fā)生變形破碎，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的變化。同時(shí)，擠壓力或剪切力引起的高溫也能造成局部的重結(jié)晶作用，使原巖礦物的成分變化，動(dòng)力變質(zhì)作用的代表巖石是碎裂巖和糜棱巖，涉及的寶玉石品種有翡翠等。

4. 混合巖化作用形成的寶石

混合巖化作用(migmatization)是變質(zhì)作用和典型的巖漿作用之間的超深度的變質(zhì)作用，也是從變質(zhì)作用向巖漿作用轉(zhuǎn)變的過渡性地質(zhì)作用。它是由不同性質(zhì)流體參加的造巖作用和成礦作用的總稱。受區(qū)域變質(zhì)深處高溫的影響或受巖漿高溫的影響，巖石部分熔融所產(chǎn)的“混漿”，與不同類型的原巖經(jīng)過一系列相互作用和混合，包括兩者間的滲透、注入、重結(jié)晶和混合交代等復(fù)雜的變質(zhì)過程，從而使巖石的礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生深刻的改變，生成一系列特殊類型的巖石，總稱“混合巖”，這種轉(zhuǎn)化作用稱為“混合巖化作用”。新疆帕米爾高原阿克陶縣紅藍(lán)寶石礦床、云南哀牢山與緬甸Mogok、越南Yen Bay等地紅藍(lán)寶石礦床都具有混合巖化作用過的地質(zhì)特征。