钻石真的很稀有吗?澳科学家首次验证大多数钻石的形成机制

钻石真的很稀有吗?研究人员现已证明,大多数钻石都浸没在地下的再生海底结壳处。

一颗小而美丽的宝石——来源pexels

地球母亲可不是恬静的处子。在大约30亿年里,我们的星球一直在大洋海底来回折腾,吞噬掉这里的海洋地壳,在那里制造出新的地壳。看起来,钻石是所有这些躁动的美丽副产品。

“有一种理论认为钻石内的盐分来自海水,但无法验证。”柏林工业大学的主要作者MichaelFörster说,“我们的研究表明它们来自海洋沉积物。”

“Diamond”这个词源自希腊语“adamas”,意思是“不可征服”。这个名字主要受材料硬度的启发,但它却是对钻石诞生地的绝佳描述。

除了太空陨石携带的钻石外,大多数钻石都来自地幔中非常古老的部分,这一部分占地球总体积的80%以上,但人类从来没有达到过那里。

相比之下,我们目前所能触及的——那薄薄的一层仅占地球体积的1%。尽管如此,也有35公里深,所以直接研究地幔是很棘手的工作。

就在本周,长达十年的科考钻探任务在“持续6个月的噩梦”后被终止,最近钻探的洞穴一直在坍塌。

由于无法获得地幔的第一手信息,多年来钻石的真正成因始终是悬而未决的问题。现在,澳大利亚麦考瑞大学所领导的国际地球科学家团队打算在地表解决掉争论——坐在相对舒适的办公室和实验室里。

通过重建地下200公里处的极端压力和温度的环境,该团队证明,海底沉积物中的海水绝对可以产生钻石中常见的盐溶液平衡。

今天,我们在商店或手指上看到的大多数钻石都显得晶莹剔透,且人们认为这种品质非常有价值。但是还存在’纤维状钻石’——它们形成得如此快速,意外地捕获了钠、钾和其他矿物质的痕迹。夹杂物使它们呈现混浊的外观,但杂质也使我们能够清楚地看到它们的过去。

团队将海洋沉积物样品放入密封容器内。并用普通类型的地幔岩石——橄榄岩来模拟地幔环境,验证杂盐钻石的形成过程。他们调高了压力和热量,测试了地幔部分的不同条件如何影响含盐的流体。

大多数类钻石环境的钠钾平衡发生在800°C和1100°C之间,压力在4到6千兆帕斯卡之间,深度在地球表面120到180公里之间。

作者总结说:“如果’大多数钻石都是在相同条件下诞生的’,那么地幔板块俯冲期间,沉积岩和橄榄岩之间的反应就是形成岩石圈钻石和地幔碳酸盐的主要机制。”

对于此类钻石,他们解释说,条件必须如此。一块大海床将不得不滑落200多公里——这种地质构造滑动,被称为俯冲。

在巨大的板块到达800°C的上部地函(上地幔)并开始融化前,它必须产生相当于40000倍以上大气压的压力。否则无法产生钻石。

在此过程中,来自古代海洋环境的盐溶液也会滑入下地幔并与橄榄岩相互作用,从而产生氯化物。后来,这些融化的混合物形成含金刚石的火山岩——被称为金伯利岩——最终喷发到地表,成为人类眼中的财宝。

“我们证明,导致钻石生长的过程是由俯冲带中海洋沉积物的再循环驱动的。”Förster说。

换句话说,你珠宝盒中的那颗钻石比我们人类所希望更有意义。从本质上讲,它是数亿年的地质历史,被压缩而成的一颗小而美丽的宝石。

该研究发表在Science Advances上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

钻石

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