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      罕見的藍色鉆石誕生在地球的地幔深處
      
			
      
				2018-12-14 15:30:42
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      藍色鉆石是地球上最稀有的寶石之一，深深地存在于地球的地幔內(nèi)部。然而，它們的藍色色調(diào)來自硼，硼是地殼中比地幔更豐富的元素。利用鑲嵌在鉆石內(nèi)的微小缺陷，科學(xué)家們現(xiàn)在認為他們已經(jīng)弄清楚硼是如何在鉆石形成的深處結(jié)束的：俯沖海洋板塊將硼帶入地球內(nèi)部深處。這些缺陷也表明藍色鉆石是地球上最深的鉆石之一。
      

      罕見的藍色鉆石誕生在地球的地幔深處
      

      紐約市美國寶石學(xué)院的地質(zhì)學(xué)家埃文·史密斯及其同事分析了46顆藍色鉆石中發(fā)現(xiàn)的礦物內(nèi)含物，這些非金剛石材料被困在鉆石的晶體結(jié)構(gòu)中。史密斯的研究小組在8月1日的“ 自然”雜志上報告說，這些礦物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分在鉆石形成時被困在鉆石中，指向深度超過660公里，位于上下地幔邊界之下。雖然所有的鉆石都在地幔內(nèi)形成，但大部分形成于該邊界層之上。
      

      史密斯說，含硼藍鉆極為罕見 - 而且非常純凈。“它們通常完全無瑕疵。”這使得很難收集足夠大的含有藍色鉆石的樣品，以便能夠說出它們的起源。
      

      首先，研究人員研究了夾雜物，試圖確定46顆鉆石的出生深度。該團隊使用拉曼光譜，這是一種非侵入性技術(shù)，用激光束照射鉆石夾雜物，然后測量夾雜物散射的光的波長。這些波長用作樣品中存在的元素的化學(xué)指紋。
      

      某些礦物質(zhì)，如布里奇曼石，只有在地球深處發(fā)現(xiàn)的高溫和高壓下才能保持穩(wěn)定。雖然這些礦物質(zhì)被困在鉆石中，但隨著它們在地球上升，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。但是夾雜物也保留了深層高壓形式的痕跡，研究人員用它來更好地了解鉆石的起源。
      

      史密斯說：“追蹤你在鉆石中看到的東西是一種偵探工作。” 例如，看到兩個較低的地幔礦物布里奇曼石(在約660公里深處變得普遍)和鐵萜石一起表明鉆石是在深處形成的。他說，在較淺的深度，這種組合不會穩(wěn)定。“這就像油和水。在某些情況下，他們混合，但在其他情況下，他們不會。“
      

      由于硼往往是一種外殼偏好的元素，科學(xué)家們想知道它是如何將鉆石結(jié)合到它們的晶體結(jié)構(gòu)中的。史密斯及其同事說，最有可能的解釋是，硼與俯沖的海洋板塊搭便車。
      

      硼溶解在海水中，海水通過海洋海底循環(huán)并與某些礦物質(zhì)反應(yīng)形成一種富含水的礦物，稱為蛇紋巖。在構(gòu)造碰撞期間，帶有蛇紋巖的海洋板塊可能會俯沖或沉入另一塊板塊下方。然后下沉的板塊將蛇紋巖(包括硼)深深地帶入地幔。
      

      該假設(shè)還指出了水可能深入地幔的方式 ; 科學(xué)家們一直想知道地球的水循環(huán)有多深(SN Online：3/8/18)。這種深度循環(huán)水對于驅(qū)動板塊構(gòu)造和火山爆發(fā)非常重要。史密斯說：“這不是證據(jù)，而是一絲希望，我們已經(jīng)將實際的水從海洋輸送到下地幔。”
      

      加拿大阿爾伯塔大學(xué)的地球化學(xué)家格雷厄姆皮爾森說，使用鉆石來檢查硼在地球中移動是一個聰明的見解，他與該研究沒有關(guān)系。“幾乎沒有人知道地幔深部的硼循環(huán)，”皮爾森補充道。他和其他研究人員正在研究藍色鉆石的硼同位素 - 具有不同質(zhì)量的元素的形態(tài) - 以幫助確定晶體中的硼是否來自地殼或地幔。
      

      因為研究中的藍色鉆石含有夾雜物，所以它們比無與倫比的藍色鉆石(如著名的希望鉆石)更便宜。但史密斯建議，他們在科學(xué)研究中的作用可能會提升他們的價值。“我認為這讓他們變得更加特別。”
      
			

			
        
      
			
      
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