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钻石与人造钻石有什么区别?科学家追问地下5

admin 人造钻石 2021年05月20日

  钻石出自金伯利岩,这是一种稀有的岩浆岩,所以天然钻石的价格非常昂贵。有些金伯利岩除了含有钻石以外,还伴生其它稀有的矿物晶体,如石榴石、锆石等,大部分稀有矿物晶体的大小约为几厘米。

  金伯利岩所处的地质环境十分独特,名叫“角砾岩筒”,这种岩筒是一种向地心纵向延伸的细长的圆锥或管状结构。有多细长呢?它的长度可以达到1000米以上。根据“角砾岩筒”这种独特的地质结构,科学家推断,形成金伯利岩的岩浆不仅含有独特的矿物成分,还含有大量的二氧化碳和水。地心有限空间里的气体急剧膨胀推动含有钻石的岩浆以一种猛烈爆发的方式喷射到地面。

  天然钻石十分珍稀,它们来自地幔极深处。有些钻石中夹杂着一些地球表面无法稳定存在的矿物成分,比如铁尖晶橄榄石和布氏岩。铁尖晶橄榄石只能稳定存在于上地幔和下地幔之间的过渡带(距离地表410-660公里),而布氏岩则是组成下地幔的主要矿物成分。还有些钻石夹杂着一些来自浅层地幔和地壳的矿物成分,这是岩浆向地面冲击的途中夹杂的岩石碎片。

  通常人们比较关心钻石的价值,而科学家更关心钻石为什么会出现在深层地幔。研究发现,金伯利岩可以分为两类,它们的地球化学和矿物学特征迥然不同。第一类金伯利岩称为原型金伯利岩,它的锶和钕同位素的含量,与地球形成早期的原始地幔十分相近。第二类金伯利岩称为桔河岩,它的锶和钕同位素的含量更为丰富,与地壳更为接近。所以,一部分科学家认为金伯利岩是一种相当原始的地球成分,自地球形成后不久就一直存在于地幔深处。另一部分科学家则认为,金伯利岩可能最早是位于地表或地表附近的某种物质,后来随着岩石圈的物质循环进入了深层地幔。

  2019年9月,Woodhead及其研究团队在国际顶级学术期刊《自然》发文称,所有金伯利岩都来自同一个地幔深处的储层,该储层十分古老,伴随着地球形成以来的大部分历史。这项研究全面地总结了产生于不同年代的原型金伯利岩的钕和铪的同位素数据,这些岩石的年龄分布在2亿年到20亿年之间。研究人员发现,这些岩石的组成与原始地幔更为接近。由于20亿年前地球还很年轻,所以这一结果相当有说服力。

  不过,Woodhead及其研究团队还表示,金伯利岩中的硫-33含量有些异常,似乎暗示着岩石当中含有25亿年前的地表物质,这个现象目前还没有完美的解释,有必要进一步核对硫-33的来源。


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