突破性研究——蓝色钻石的惊人起源
发布时间:2018-12-03浏览次数:1160IIb型钻石是一种稀有种类的钻石,其特征在于晶体结构中含有硼,其可赋予吸引人的蓝色。闻名的希望钻石是这种蓝钻的完美代表。IIb型钻石长期以来一向是地质之谜,但2018年8月2日出书的《天然》杂志上发表的新研讨显现它们是“超深”钻石,这意味着它们比大大都其他钻石的构成深度还要深。值得注意的是,这些蓝色钻石中含有的硼原子最初或许来自古代海洋。
图1:蓝色含硼钻石,含有一种叫做铁方镁矿的深色矿产包裹体,作为本研讨的一部分进行了查验。这颗宝石重0.03克拉。
硼是一种大量集中在地球外表的元素。但在钻石生长的地幔中,硼的浓度极低。因此,IIb型钻石的硼含量是出其不意的并且难以解释。几十年来,蓝钻一向吸引着科学家们的爱好,但这些宝石的高价值和稀有性及其近乎缺少矿产包裹体的特征一向是研讨的首要障碍。
图2:钻石原石, 0.7-3克拉。
在此研讨之前,未有对IIb型钻石中任何矿产内含物的认识。然而,对近两年内向GIA提交的钻石经过系统选择我们找到并查看了46种含有内含物的IIb型钻石。经过研讨内含物能够推断出钻石生长的主岩和深度, IIb型钻石构成至少与地幔转化带(410-660 km)相同深,抵达下地幔(> 660 km)。相比之下,这比其他大大都钻石的构成深度150–200 km。深约四倍。
内含物还标明,在这个很大的深度,钻石构成于被传送带式的爬升带到下地幔的洋壳中。与爬升海洋岩石圈的联系标明,负责IIb型钻石蓝色的硼或许是从地球外表带走的。
图3: 在0.21克拉蓝色钻石中包裹的硅酸钙,视界宽1.42毫米。这种内含物证明钻石在地幔的极深处生长。
当海水进入大洋底时,会引起硼的化学反应,将硼沉积到海洋岩石圈中。这项新研讨设想了一种模式,其间一些硼跟随着含水矿产爬升到下地幔。在这个极深的深度中,增加的温度和压力分解含水矿产质,然后释放富含硼的流体,触发钻石生长。在蓝色钻石中的许多固态内含物的外表发现有甲烷和氢气共存的薄层,这为钻石构成于富含硼和水的流体中供应了依据。