美國寶石學院揭開大型鉆石形成機制
2016-12-19 11:26:58   來源:環球網
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美國寶石學院等機構的研究人員通過研究一顆大型鉆石的邊角料發現,大型鉆石與小型鉆石的形成機制不同,大型鉆石在地球內部形成的深度要比小鉆石深得多。

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? ? 大型鉆石的形成原因一直是個謎,美國寶石學院等機構的研究人員近期破解了這個謎題。

? ? 研究人員在最新一期美國《科學》雜志上報告說,大型鉆石可能源自地表之下400公里至750公里的超深部,在液態金屬中形成。這項發現將能幫助推進認識地球的深部環境。

  參與研究的美國寶石學院研究開發部總監王五一表示:“半個世紀以來,人們一直在探索天然鉆石的形成機制,但由于涉及價值、保險等問題,科學家很難有機會研究大型鉆石,所以長期以來我們對大型鉆石的成因及其地學意義所知無幾。”

  據王五一介紹,作為一家非營利機構,美國寶石學院“幾乎是世界上唯一有機會可以對大量大型鉆石做研究的機構”,因為許多鉆石的銷售都需要美國寶石學院的鑒定證書。該學院每天收到來自世界各地的數萬顆要求分級鑒定的鉆石,所以方便接觸到大量研究樣本。

  最終,研究人員從數十萬顆鉆石里挑選出30多顆大鉆石,其中最大的約400克拉。征得鉆石擁有者同意后,他們檢測了鉆石加工切下來的邊角料,結果在其中發現了一些天然包裹物的雜質,其成分有鐵、鎳、硫、碳等元素。

  王五一說,鉆石的一個特點是,它在生長過程中會把一些周圍物質包裹在內。由于鉆石是純碳物質,非常穩定,包裹在其中的物質幾乎不太可能跟外界物質發生反應,因而保留了鉆石形成時周圍環境的特征。從包裹物主要成分為鐵來看,大型鉆石應該是在液態金屬環境中形成的,這與小型鉆石的形成環境完全不同。

  研究人員據此認為,大型鉆石在地球內部形成的深度要比絕大多數鉆石深得多,它們的形成深度可能是在地下400公里到750公里,而其他天然鉆石一般是在地下150公里至200公里深度形成的。后來這些鉆石伴隨著火山噴發等地質活動上升到地面。

  天然鉆石可分為一型鉆石與二型鉆石。王五一說,兩者主要區別是氮含量,二型鉆石的純度特別高,氮雜質極少,這種鉆石只占天然鉆石的2%。

  新發現可以解釋為什么大型鉆石基本是二型鉆石,這是因為大型鉆石在液態金屬環境中形成,而氮會被金屬吸收,所以大型鉆石純度也較高。而絕大多數鉆石可能在硅酸鹽環境中通過其他化學反應形成,所以地下150公里至200公里處形成的鉆石容易包裹更多的氮,純度相對較低。

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