您当前的位置 :浙江经济网 > 收藏 > 专家解读 > 正文

蓝色钻石来自哪里?

2018-10-26 16:24:04  来源:浙江经济网  有评论

这是《自然》杂志中发表的文章“来自地球下地幔的含硼蓝色钻石”的延伸摘要。GIA 高级研究员 Evan Smith(埃文·史密斯)是这篇文章的主要作者,合著作者还包括卡内基科学研究所的 Steven B. Shirey(史蒂芬·B.·希格利)、开普敦大学的 Stephen H. Richardson(斯蒂芬·H.·理查森)、帕多瓦大学的 Fabrizio Nestola(法布里奇奥·内斯托勒)、卡内基科学研究所的 Emma S. Bullock(艾玛·S.·布洛克)、卡内基科学研究所的 Jianhua Wang(王建华),以及美国宝石研究院的Wuyi Wang(王五一)。

IIb 型钻石是一种非常稀有的钻石,其晶体结构中含有硼,赋予宝石迷人的蓝色。著名的Hope Diamond(霍普钻)就是这种蓝色钻石的完美例子。IIb 型钻石一直是一个地质谜团,但是《自然》杂志 2018 年 8 月 2 日刊中发表的新研究发现,它们是“超深层”钻石,意思是它们在地下结晶的地方要比其它钻石深得多。值得注意的是,这些蓝色宝石所含的硼原子可能起源于远古海洋层。

硼是一种富集在地球表面的元素。但是在钻石生长的地幔中,硼的浓度极低。因此,IIb 型钻石的硼含量出乎意料,也难以解释。数十年来,科学家们都深深着迷于蓝色钻石,但这些宝石的高价值和稀有性,以及它们几乎没有矿物内含物,使其成为研究的主要难题。

在这项研究之前,IIb 型钻石中还从未发现过矿物内含物。然而,经过两年对提交给 GIA 的钻石进行系统筛选后,有可能在 46 颗 IIb 型钻石中发现并检测到内含物。通过研究内含物(钻石结晶过程中渗入的矿物小块),研究团队可以推断出钻石生长的母岩和深度。这些内含物中的矿物只有在地球深处极高的压力下才会发现,从而得出结论,IIb 型钻石形成的深度至少在过渡带(深 410 至 660 公里)处,并延伸至下地幔(超过 660 公里)。相比形成于深度约为 150-200 公里古老而深厚的大陆基部的那些钻石,这种钻石的形成深度大约是它们的四倍。

从内含物中还可以看出,在这样的深度,钻石在海洋地壳中生成,通过俯冲像传送带一样传送至下地幔。与俯冲大洋岩石圈的连接表明,IIb 型钻石中的蓝色成因,硼,可能是从地表上沉积下来的。

当海水渗入海底时,会引起化学反应,让硼沉积在大洋岩石圈中。这项新研究提出了一个模型,据此说明一些硼被水合(含水)矿物俯冲至下地幔。在这个深度,升高的温度和压力会破坏水合矿物,然后释放出富含硼的液体,从而促使钻石生长。在 Smith(史密斯)和他的同事检测的蓝色钻石中,很多内含物同时存在有甲烷和氢气,薄薄的一层包围着固体矿物,为钻石在这种富含硼的液体中生长提供了证据。

这项新研究不仅揭示了 IIb 型钻石是迄今为止发现的最深的钻石之一,还表明了硼,甚至是水可以通过俯冲过程从海洋深处带入地幔。这是我们对地幔地球化学和板块构造过程的理解的关键观察结果。

来源:GIA(美国宝石研究院)

责任编辑:林骢


  • 浙江经济网微信公众号

  • 浙江经济网微博
【关闭】 【打印】 【纠错】【收藏】

转载免责声明:

  凡本站注明 “来自:XXX(非浙江经济网)”的新闻稿件和图片作品,系本站转载自其它媒体,转载目的在于非盈利公益性质的信息传递及网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传,对此类作品本站仅提供交流平台,不为其版权负责。如有新闻稿件和图片作品侵犯您的知识产权以及其它问题的,请联系本站,我们会及时修改或删除。



用微信扫一扫

浙江经济微信公众号