蓝钻是如何形成的?或揭晓地球内部大秘密

新浪科技
2018-08-04

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新浪科技2018-08-04

蓝钻
像图中稀有蓝钻中保存的黑色斑点包含了有关地球内部的重大秘密。在这项最新研究中,科学家仔细观察研究了地球上46颗最昂贵的钻石。

8月3日消息,据国外媒体报道,如果你想知道世界上最稀有、最珍贵的钻石在形成早期是什么样,你必须将历史追溯至大数10亿年前,它们或许会揭晓地球内部的大秘密!

自1958年开始,美国史密森国家自然历史博物馆陈列着一颗美丽的蓝色钻石,其重量为45克,它的美丽是无以伦比的,被人们称为“希望之钻”,如果追溯其形成,历史回放是怎样的呢?这颗璀璨的蓝色钻石在进入博物馆之前,曾迅速转手,从商人流转到社会名流,再到窃贼,再到路易十四国王,最后,法国宝石商人将它送回印度的一座矿山,它在这座矿山坚硬熔岩下保存了几十万年时间。

你会看到这颗岩石重新融化为熊熊燃烧的岩浆,被吸进一座喷发的火山,被推入地核深处,在那里钻石慢慢分解它的构成元素。之后数百万年像一秒秒一样度过,你看到一些元素从地球深处上升几百公里回到地球表面,最终它停留在海洋底部。

今年8月1日,《自然》杂志发表了一篇激动人心的研究论文,关于蓝钻的故事由此展开。在一项史无前例的研究中,来自美国、意大利和南非的地质研究人员分析了46颗世界上最有价值的钻石,用于回答一个简单的问题——如此珍贵的蓝色钻石在地球多深的地方形成?它们是怎样形成的?在调查这些问题的时候,研究人员发现蓝钻不仅是地球上最罕见、最深的钻石,还有可能揭晓地球深处某些秘密,这意味着蓝钻的科学探索之旅才刚刚开始!

世界上最稀有的岩石

蓝钻又称为IIb类型钻石,它是非常罕见的。研究报告作者指出,在所有开采的钻石中,只有万分之一的钻石符合这种类型,它们是非常珍贵的。

研究报告第一作者、美国宝石学研究所埃文·史密斯(Evan Smith)在一份声明中称,这些所谓的IIb类型钻石非常有价值,这使得它们很难用于科学研究。

“希望之钻”是全球最著名和最有价值的宝石之一,它是一颗蓝色IIb类型钻石,它是有史以来开采到最稀有、形成最深处的钻石之一。
“希望之钻”是全球最著名和最有价值的宝石之一,它是一颗蓝色IIb类型钻石,它是有史以来开采到最稀有、形成最深处的钻石之一。

在目前的研究中,史密斯和同事花费了两年时间来了解世界上最昂贵的蓝钻,其中包括一颗叫做“库利南之梦”的蓝钻,其重量为24.18克,2016年拍卖价格超过了2300万美元。

钻石中夹杂物可揭晓其形成之谜

研究小组筛选了数十万颗钻石,最后挑选出一组闪闪发光的测试对象,最终选择带有明显夹杂物的钻石,这些可见的远古残留矿物微粒来自于形成钻石的古老地下岩层。通过仔细研究这些夹杂物,他们能够评估出钻石形成的岩层中有什么类型的矿物质,这些夹杂物也可以指示钻石在地壳中大约哪些区域形成。

使用拉曼光谱仪(一种将激光散射到目标上确定其独特组成分子的方法),研究人员能够确定蓝钻中的夹杂物看上去像仅形成于下地幔层,大约位于地球表面之下410-660公里处,是之前预想深度的4倍。相比之下,研究人员指出,大多数宝石级钻石都是从地下150-200公里深处挖掘的,这使得蓝钻不仅是最稀有的钻石,而且也是已知最深的钻石。

最新研究表明,蓝钻的颜色来自于深海矿物质中的硼分子,硼是一种几乎只存在于地球表面和水下矿物质沉积层的元素。要到达被认为蓝钻形成的地下深处,硼可能沿着地球致密海底地壳运行,当海底地壳与大陆地壳在俯冲带发生碰撞,迫使密度更大的板块沉积到密度较低的板块之下。
最新研究表明,蓝钻的颜色来自于深海矿物质中的硼分子,硼是一种几乎只存在于地球表面和水下矿物质沉积层的元素。要到达被认为蓝钻形成的地下深处,硼可能沿着地球致密海底地壳运行,当海底地壳与大陆地壳在俯冲带发生碰撞,迫使密度更大的板块沉积到密度较低的板块之下。

研究报告合著作者、美国华盛顿卡内基科学研究所研究员史蒂文·希尔瑞(Steven Shirey)在声明中指出,目前我们知道最优质的宝石级钻石来自于地球最深处。

对于我们当中永远无法拥有珍贵蓝钻的人们而言,这是一种耐人寻味的希望。同时,这项研究发现表明,我们地球会循环表面矿物质,将地幔层较深位置的矿物质翻转至地球表面,其范围远超出之前科学家的预想。

研究人员指出,蓝钻颜色来自于硼,硼是一种几乎只存在于地球表面和水下矿物质沉积层的元素。要到达被认为蓝钻形成的地下深处,硼可能沿着地球致密海底地壳运行,当海底地壳与大陆地壳在俯冲带发生碰撞,迫使密度更大的板块沉积到密度较低的板块之下。

因为蓝钻中一些夹杂物也被氢和甲烷包裹着,所以很有可能任何水下矿物质携带硼进入地幔,也会携带着少量海水。研究人员指出,这种可能性突出了地球超深层水循环可能是蓝钻形成的一个主要途径。

为了进一步完善这一假设,研究人员需要研究世界上更多最闪亮、最蓝的钻石,因此不要说科学没有魅力,往往美丽的背后能够揭晓鲜为人知的科学秘密。

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