埋藏最深的稀有蓝色钻石堪称“活化石” 地球深处原来还藏着这样的秘密

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(图片来源:Credit: Evan M. Smith/Copyright 2018 GIA)

如果你想知道世界上最著名的钻石在“婴儿时期”是什么样子,你必须将时历史回溯到大约十亿年前。

看看这颗令人惊叹的、也可能是被诅咒了的“希望之钻”吧——这颗壮观的、蔚蓝色的、45克拉的钻石自1958年以来一直在史密森国家自然历史博物馆(Smithsonian National Museum of Natural History)展出。如果时光可以倒流,你将会看到下列这一幕:这颗璀璨的蓝色钻石离开博物馆,迅速在不同的人之中转手,从商人到社会名流,再到小偷,再到国王路易十四。最终,你会看到一个法国宝石商人将它送回印度的一个矿山,在那里它将被困在坚硬的熔岩中长达几十万年之久。

你会看到那块岩石融化成熊熊燃烧的岩浆,被吸进一座喷发的火山,被推入地幔深处,在那里钻石会慢慢分解成它的组成元素。然后,随着数百万年如转瞬般向前推移,你会看到其中的一些元素上升了几百英里回到地球表面,最终停留在海底。

8月1日,《自然》杂志发表了一篇激动人心的新论文,故事就此展开。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,回答了一个简单的问题:珍贵的蓝钻埋藏在地球内部多深处?它们是怎么达到那里的?在调查这些问题的过程中,研究人员发现,蓝钻不仅是地球上最稀有、埋藏最深的钻石之一,而且它们还可能包含着有关地球内部的秘密。

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(图片来源:Credit: Courtesy Smithsonian National Museum of Natural History)

地球上最稀有的岩石

蓝色钻石——或者说是IIb型钻石——是非常罕见的。研究作者写道,在所有开采出来的钻石中,只有百分之一的钻石符合这一类。他们也非常昂贵。

美国宝石研究所的首席研究作者Evan Smith在一份声明中表示:“这些所谓的IIb型钻石非常有价值,这使得它们很难用于科学研究目的,”。

在目前的研究中,Smith和他的同事花了两年时间熟悉世界上最昂贵的蓝色钻石,包括被称为“Cullinan Dream”,一颗24.18克拉的钻石,在2016年以超过2300万美元的价格拍卖。

研究小组筛选了数十万颗钻石,挑选出一批闪闪发光的测试对象,最终从中选择了含有明显夹杂物的钻石——可见的残留矿物微粒,这些矿物来自于形成钻石的古老的地下岩石。通过仔细研究这些夹杂物,研究人员可以估算出钻石形成的岩石中有什么种类的矿物;夹杂物还可以表明钻石在地球外壳中形成的(大概)位置。

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(图片来源:Credit: Robison McMurtry/Copyright 2018 GIA)

使用拉曼光谱(一种通过一个目标来确定其独特分子构成的散射激光方法),团队确定蓝钻的夹杂物看起来像只能是来自地球的地幔层(低于地球表面大约250英里到410英里(410到660公里)——大约比先前认为的深四倍)。研究人员写道:相比之下,大多数其他的宝石级钻石都是在地下90英里到125英里(150到200公里)形成的。这使得蓝钻不仅是世界上最稀有的钻石之一,也是地球上形成深度最深的钻石。

该研究的联合作者、华盛顿卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science in Washington)的研究员Steven Shirey在声明中表示“我们现在知道,最优质的宝石级钻石来自地球上最深处的地方。”

对于我们当中许多永远不会拥有蓝色钻石的人来说,引发了无限的憧憬和想象。这些发现还表明,我们的星球将其表面矿物质再循环到地幔中的深度比我们之前认为的要深得多。

研究人员写道,蓝色钻石因为硼这种元素而拥有了璀璨夺目的色泽,硼是一种几乎只能在地球表面和水下矿藏中发现的元素。要到达现在被认为是形成蓝色钻石的令人诧异的深处,硼可能会在俯冲带(两个板块碰撞的地方,迫使密度更大的板块下沉到密度较低的板块之下)与大陆地壳碰撞时,被带入到地下密集的海洋地壳中。

因为蓝钻中的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携带硼进入地幔的同时也携带着微量的海水。研究人员写道,这种可能性突出了“地球上超深层水循环的一个可能的主要途径”。

为了进一步完善这一假设,研究人员只需研究更多世界上最闪亮、最蓝的钻石。不要再说科学没有魅力了。



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