海蓝宝石、祖母绿、石榴石、锆石和黄玉只是少数结晶矿物，主要存在于伟晶岩中。这些脉岩通常包含大晶体和难找的元素，如钽和铌。另一个常见的发现是锂，它是电动汽车电池的重要组成部分。

“这是了解地球如何集中在一些地方和矿物锂的一步，”莱斯的研究生帕特里克菲尔普斯说，他是一项在线发表的关于自然传播的研究的合著者。“如果我们能了解伟晶岩生长速率的基本知识，那就是朝着了解其形成的总体方向和位置迈出了一步。”

当上升的岩浆在地球内部冷却时，伟晶岩就形成了，它有一些地球上最大的晶体。例如，南达科他州的埃塔矿有原木大小的富含锂的锂辉石晶体，其中一个长42英尺，重约37吨。菲尔普斯、莱斯大学的CIN-蒂李和南加州的地质学家道格拉斯莫顿的研究试图回答一个长期困扰矿物学家的问题：伟晶岩中怎么会有这么大的晶体？

“在岩浆矿物中，晶体大小通常与冷却时间有关，”莱斯大学地质学教授、莱斯大学地球、环境和行星科学系主任李说。"这个想法是大晶体的生长需要时间."

例如，像熔岩喷出的岩石一样，快速冷却的岩浆包含微观晶体。李说，但是如果同样的岩浆冷却几万年，它的特征可能是几厘米的晶体。

他说：“伟晶岩冷却速度相对较快，有时只需几年，但它们拥有一些地球上最大的晶体。”“最大的问题是，‘这怎么可能？’"

当菲尔普斯开始他的研究时，他最紧迫的问题是如何制定一套指标，使李和莫顿能够回答这个大问题。

菲尔普斯说：“更多的问题是，‘我们能找出他们的实际增长率吗？"我们能用微量元素(不属于应时晶体的元素)来计算生长率吗？"

花了三年多的时间进行实地考察，从南加州的一个伟晶岩矿中收集样品晶体，并进行数百次实验室测量，以准确得出样品的化学成分。此外，它深入研究了50年的材料科学论文，并创建了一个可以将化学特性转化为晶体生长速率的数学模型。

菲尔普斯说：“我们检查了半英寸宽、一英寸多长的晶体。”“我们已经证明，这些晶体在几个小时内就会生长，没有迹象表明物理学会在长度为一米或一米以上的较大晶体中有所不同。根据我们的发现，类似的大晶体可能会在几天内生长。”

伟晶岩是通过拉下地球熔融地幔中的地壳碎片并回收它们而形成的。残留在地壳中的任何水都会成为熔体的一部分，随着熔体的上升和冷却，它会产生各种矿物质。它们各自在特定的温度和压力下形成，并从熔体中沉淀出来。然而，水仍然存在，它在冷却的熔体中的比例逐渐增加。

菲尔普斯说：“最后剩下的水太多了，水基流体比熔融基流体多。”“这种含水混合物中的剩余元素现在可以移动得更快。流体中的化学扩散速度快得多，并且流体趋向于流动得更快。因此，当晶体开始形成时，元素可以更快地到达它，这意味着它可以生长得更快。”

晶体是原子的有序排列。原子是根据其化学性质和能级自然落入排列模式时形成的。例如，在菲尔普斯从应时收集样品的矿井中，似乎形成了许多晶体，这些晶体似乎是在伟晶岩仍在形成时裂开的。

菲尔普斯说：“你会看到这些弹窗，穿过伟晶岩层本身，就像矿脉中的矿脉一样。”“当这些裂缝被打开时，这迅速降低了压力。液体涌入，因为一切都在膨胀，压力急剧下降。突然，熔体中的所有元素变得混乱。他们不想再处于那种物理状态，很快就开始形成晶体。”

为了解释样品晶体的生长速度，菲尔普斯使用阴极荧光显微镜和激光烧蚀技术结合质谱来测量生长过程中几十个点掺杂到晶体基质中的微量元素的精确量。通过20世纪中期材料科学家所做的实验工作，菲尔普斯可以根据这些曲线来判断增长率。

他说：“有三个变量。”“有可能被介绍。这是分布系数。这是晶体生长的速度和增长率。那么它是扩散性的，所以元素养分进入晶体的速度有多快。”

菲尔普斯说，这种快速增长令人惊讶。

他说：“伟晶岩的寿命很短，所以我们知道它们必须生长得相对较快。”“但我们表明，它比任何人预期的都快几个数量级。

“当我最终得到其中一个数字时，我记得我去了CIN-蒂的办公室，说，‘这可行吗？我认为这不对。“菲尔普斯回忆道。”因为在我的脑海里，我还在思考千年的时间尺度。这些数字表示天数或小时数。

“辛迪说，‘嗯，为什么不呢？“为什么不正确？”“菲尔普斯说。”因为我们已经学完了数学和物理。那部分是声音。虽然我们没想到会这么快，但我们不能给出不合理的理由。"