隐藏在非洲钻石中有十亿多年的深层历史

钻石有时被形容为来自深渊的使者; 科学家们对它们进行了仔细研究，以了解它们原本无法进入的深度。但是消息通常很难阅读。现在，一个团队提出了解决两个长期难题的方法：单个含流体钻石的年龄及其母体材料的化学性质。这项研究使他们能够勾画出超过10亿年的地质事件，这不仅是钻石研究的潜在突破，而且是行星演化的潜在突破。

宝石级钻石几乎是纯碳晶格。这种元素的纯洁使他们有光泽。但这也意味着他们携带的有关其年龄和出身的信息很少。但是，一些低品位的标本以微小的液体囊形式存在缺陷，这些液体是晶体演化所产生的更复杂流体的残余。通过分析这些流体，这项新研究的科学家们得出了形成不同钻石的时间以及它们周围不断变化的化学条件的信息。

哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球实验室的副科学家Yaakov Weiss说：“它打开了一个有关深层地球和各大洲演化的真正重要问题的窗口，或者，甚至可以说是一扇门”。进行分析的天文台和耶路撒冷希伯来大学的高级讲师。“这是我们首次获得这些油的可靠使用年限。” 这项研究于本周发表在“自然通讯”杂志上。

据认为，大多数钻石在地表下形成了约150至200公里，位于下方相对较凉的岩石块中。这个过程可以追溯到35亿年前，并且可能一直持续到今天。有时，它们被称为金伯利岩的强大深层火山喷发带动向上。(别指望今天会爆发;最年轻的金伯利岩矿床有几千万年的历史。)

我们对钻石的了解大部分来自实验室实验，以及对钻石附带或有时包裹在钻石中的其他矿物和岩石的研究。团队研究的10颗钻石来自戴比尔斯公司在南非金伯利及其周边地区建立的矿山。魏斯说：“我们喜欢别人没有的东西，”纤维状，肮脏的标本中含有固体或液体杂质，这些杂质使它们不适合作为珠宝，但带有潜在的有价值的化学信息。到目前为止，大多数研究人员都集中在固体包裹体(例如一小部分的石榴石)上，以确定钻石的年龄。但是固体夹杂物表明的年龄是有争议的，因为这些夹杂物可能与钻石本身同时形成，也可能没有同时形成。另一方面，封装液

魏斯和他的同事所做的就是找到一种对流体进行约会的方法。他们通过测量放射性th和铀的痕迹以及它们与4氦的比率来做到这一点，4氦是由它们的衰变引起的一种罕见同位素。科学家们还计算出了敏捷的小氦分子从钻石中泄漏出来的最大速率，如果没有这些数据，那么根据同位素丰度得出的有关年龄的结论可能就不那么理想了。(事实证明，钻石非常擅长包含氦气。)

研究小组确定了钻石形成的三个不同时期。这些都发生在单独的岩体中，这些岩体最终合并为当今的非洲。最古老的发生在26亿到7亿年前。那时的流体包裹体表现出独特的成分，极富碳酸盐矿物。这一时期也恰好是由于岩石的碰撞和挤压在一起而在地表上形成的大山脉。研究人员说，这些碰撞可能与下面富含碳酸盐的流体的产生有关，尽管确切的含义是模糊的。

下一阶段的钻石形成阶段可能跨越了5.5亿至3亿年前的时间范围，因为原始非洲继续自我重新安排。此时，液体包裹体表明，流体中的二氧化硅矿物含量很高，表明地下条件发生了变化。该时期还恰逢另一个主要的山区建筑事件。

最近的已知阶段发生在1.3亿年前和8500万年前之间。同样，流体组合物切换：现在，它是在含有钠和钾的化合物盐水高。这表明形成这些钻石的碳并非直接来自深层地球，而是来自被俯冲作用拖到块下方的海床。曾经认为不可能将某些钻石的碳从地表回收的想法，但是魏斯(Weiss)等人最近的研究增加了人民币汇率。

一个有趣的发现：至少一种来自最古老和最年轻时代的钻石包裹的液体。显示可以将新层添加到旧晶体中，从而使单个钻石可以在很长一段时间内演化。

到了最近这一时期的末期，当时非洲基本上采用了目前的形状，金伯利岩喷发的大量爆发将研究小组研究的所有钻石都带到了地面。这些喷发的凝固遗骸在1870年代被发现，并成为著名的戴比尔斯矿。究竟是什么导致他们爆发仍是难题的一部分。

科学家们说，包裹着钻石的微小液滴提供了一种罕见的方式，可以将很久以前在表面上发生的事件与远在同一时间发生的事件系起来。Lamont-Doherty的地球化学家，论文的共同作者，Cornelia Class说：“令人着迷的是，您可以限制所有这些不同的现象。” “南部非洲是世界上研究最深入的地区之一，但我们很少能够看到过去发生的事的间接迹象。”

当被问及这些发现是否可以帮助地质学家发现新的钻石矿床时，魏斯只是笑了。他说：“可能不会。” 但是，他说，该方法可以应用于世界上其他钻石产区，包括澳大利亚，巴西以及加拿大北部和俄罗斯，以弄清这些地区的悠久历史，并对的演变方式有新的见解。

他说：“这些确实是个大问题，要花很多时间才能找到他们。” “我将去领退休金，但还没有完成那一步。但这至少为我们提供了一些有关如何弄清事情如何运作的新思路。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！