中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >国外研究 >

罕见的蓝色钻石诞生在地球的地幔深处

2018-12-14 15:30:42 • 来源：

蓝色钻石是地球上最稀有的宝石之一，深深地存在于地球的地幔内部。然而，它们的蓝色色调来自硼，硼是地壳中比地幔更丰富的元素。利用镶嵌在钻石内的微小缺陷，科学家们现在认为他们已经弄清楚硼是如何在钻石形成的深处结束的：俯冲海洋板块将硼带入地球内部深处。这些缺陷也表明蓝色钻石是地球上最深的钻石之一。

罕见的蓝色钻石诞生在地球的地幔深处

纽约市美国宝石学院的地质学家埃文·史密斯及其同事分析了46颗蓝色钻石中发现的矿物内含物，这些非金刚石材料被困在钻石的晶体结构中。史密斯的研究小组在8月1日的“ 自然”杂志上报告说，这些矿物质的化学结构和化学成分在钻石形成时被困在钻石中，指向深度超过660公里，位于上下地幔边界之下。虽然所有的钻石都在地幔内形成，但大部分形成于该边界层之上。

史密斯说，含硼蓝钻极为罕见 - 而且非常纯净。“它们通常完全无瑕疵。”这使得很难收集足够大的含有蓝色钻石的样品，以便能够说出它们的起源。

首先，研究人员研究了夹杂物，试图确定46颗钻石的出生深度。该团队使用拉曼光谱，这是一种非侵入性技术，用激光束照射钻石夹杂物，然后测量夹杂物散射的光的波长。这些波长用作样品中存在的元素的化学指纹。

某些矿物质，如布里奇曼石，只有在地球深处发现的高温和高压下才能保持稳定。虽然这些矿物质被困在钻石中，但随着它们在地球上升，其结构会发生变化。但是夹杂物也保留了深层高压形式的痕迹，研究人员用它来更好地了解钻石的起源。

史密斯说：“追踪你在钻石中看到的东西是一种侦探工作。” 例如，看到两个较低的地幔矿物布里奇曼石(在约660公里深处变得普遍)和铁萜石一起表明钻石是在深处形成的。他说，在较浅的深度，这种组合不会稳定。“这就像油和水。在某些情况下，他们混合，但在其他情况下，他们不会。“

由于硼往往是一种外壳偏好的元素，科学家们想知道它是如何将钻石结合到它们的晶体结构中的。史密斯及其同事说，最有可能的解释是，硼与俯冲的海洋板块搭便车。

硼溶解在海水中，海水通过海洋海底循环并与某些矿物质反应形成一种富含水的矿物，称为蛇纹岩。在构造碰撞期间，带有蛇纹岩的海洋板块可能会俯冲或沉入另一块板块下方。然后下沉的板块将蛇纹岩(包括硼)深深地带入地幔。

该假设还指出了水可能深入地幔的方式 ; 科学家们一直想知道地球的水循环有多深(SN Online：3/8/18)。这种深度循环水对于驱动板块构造和火山爆发非常重要。史密斯说：“这不是证据，而是一丝希望，我们已经将实际的水从海洋输送到下地幔。”

加拿大阿尔伯塔大学的地球化学家格雷厄姆皮尔森说，使用钻石来检查硼在地球中移动是一个聪明的见解，他与该研究没有关系。“几乎没有人知道地幔深部的硼循环，”皮尔森补充道。他和其他研究人员正在研究蓝色钻石的硼同位素 - 具有不同质量的元素的形态 - 以帮助确定晶体中的硼是否来自地壳或地幔。

因为研究中的蓝色钻石含有夹杂物，所以它们比无与伦比的蓝色钻石(如着名的希望钻石)更便宜。但史密斯建议，他们在科学研究中的作用可能会提升他们的价值。“我认为这让他们变得更加特别。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容