上天容易入地难,最近,人们深入研究了现在和历史上的钻石,并解释了钻石是可以追踪隐藏在地球深处的信息。有点不可思议。
图1,钻石一、钻石的历史
几个世纪以来,钻石一直因其辉煌而受到赞赏,但直到年,从南非奥兰治河的鹅卵石中挑选出一颗钻石,才开始了现代钻石市场。三年后,在金伯利镇的火山通道中发现了钻石,这导致了钻石热潮,人们开始了解钻石形成的地质状况,以帮助进一步勘探的兴趣。
图2,天然钻石地质学家亨利-刘易斯在年提出,钻石是在火山通道中的岩浆在烘烤富含碳的页岩时产生的。然而,正如我们今天所理解的,钻石的形成过程表明,大多数钻石都是从地球深处的流体中结晶出来的。
图3,火山喷发二、钻石的形成
刘易斯的想法的问题在于,它假设钻石与火山管是同时形成的。这些含钻石的材料是由一种被称为金伯利岩的特殊火成岩制成的,它们高度富含镁、水和二氧化碳。
图4,天然钻石年龄测定显示,这些钻石的年龄在5.8亿到35亿年之间,比金伯利钻石要古老得多,后者通常小于5.42亿年。金伯利岩不是与钻石同时形成,而是在深度形成,而是收集已经存在的钻石,这些钻石可能记录35亿年前的深地幔信息,并将它们运到地表。
图5,矿坑金伯利岩是一种超基性的岩浆岩,它是钻石的母岩,以南非的金伯利城最为有名。
三、钻石对于我们了解地下的意义
事实上,钻石可能是我们唯一能从无法接近的地幔深度获得的直接样本,它的形成深度在40-公里之间。我们钻过的最深的洞是俄罗斯的科拉超深钻孔,深度只有12.6公里,不足以穿透地壳。
图6,科拉半岛年,地质学家汤姆·克利福德在年认识到钻石和古代大陆的核心“克拉通”之间存在联系,人们确定大多数钻石形成于它们的根部,在-公里深处。唯一的例外是在上、下地幔(-公里深)或下地幔(深于公里深)之间的过渡区形成的超深钻石。
图7,南非最近对这些超深钻石中捕获的矿物的研究对我们理解深部地球有着深远的影响。在巴西Juina地区发现的超过公里深度的超深钻石中发现的内含物,类似于海底玄武岩在高温下形成的产品。
图8,天然钻石四、钻石的来源
钻石中的碳同位素表明了一个有机的起源,表明了物质从地球表面到下地幔的俯冲和运输。钻石还记录了来自莱索托的两颗宝石质量钻石的铁和铬同位素分析的海底材料的运输,这些钻石可能在-公里的深度结晶。
图9,地幔蛇纹岩化是一种岩石改变的过程,它将水结合到海底矿物中。钻石深处的蛇纹石化特征表明,水也从地表输送到地幔深处。
图10,蛇纹石超深钻石还可以捕获和运输矿物到表面,这些矿物只能在地幔深处自然形成。另一枚来自朱伊纳的超深钻石中的林伍德石首次证实了它位于-公里深处的地幔过渡区。
图11,钻石以前,这只是基于高压、高温的实验室实验及其在陨石中的出现而得出的假设。林伍德岩内含物含有氢,表明地幔中有一个“湿”区域,也是不太为人所知的携带钻石的金伯利岩的潜在来源。
图12,陨石综上所述:钻石在穿越距离和恶劣条件时的阻力保护了它们的矿物包裹货物。这批货物证实了地球表面和地球内部深处之间的物质交换,实验室实验最初预测的深处矿物的存在,以及地幔深处的“水”的存在。钻石提供的对地球深处的洞察,使它们的科学宝石的价值远远超过了它们的闪耀。
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