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大型鑽石在750公里深地底形成 氮被金屬吸收純度較高

鉅亨網 標誌 鉅亨網 2016/12/19 鉅亨網新聞中心

從 1905 年在南非發現的「卡利南」(Cullinan Diamond) 鑽石,到 2015 年在博茨瓦納出世的「萊賽迪.拉.羅納」(Lesedi la Rona) 鑽石,幾乎每一塊大型鑽石都聞名世界。

現在,科學家宣布破解了大型鑽石形成之謎。美國寶石學院等機構的研究人員在最新一期美國《科學》雜誌上報告,大型鑽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。這項發現將有助推進認識地球的深部環境。

《星島日報》報導,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鑽石的形成機制,但由於涉及價值、保險等問題,科學家很難有機會研究大型鑽石,所以長期以來我們對大型鑽石的成因及其地理學意義所知無幾。」

據王五一表示,作為一家非牟利機構,美國寶石學院「幾乎是世界上唯一有機會可以對大量大型鑽石做研究的機構」,因為許多鑽石的銷售都需要美國寶石學院的鑒定證書,所以接觸到大量研究樣本。最終,研究員從數十萬顆鑽石裏挑選出 30 多顆大鑽石,其中最大的約 400 克拉。徵得鑽石擁有者同意後,他們檢測了鑽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,鑽石的一個特點是,它在生長過程中會把周圍一些物質包裹在內。由於鑽石是純碳物質,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,因而保留了鑽石形成時周圍環境的特徵。從包裹物主要成分為鐵來看,大型鑽石應該是在液態金屬環境中形成的,這與小型鑽石的形成環境完全不同。

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

天然鑽石可分為一型鑽石與二型鑽石。王五一說,兩者主要區別是氮含量,二型鑽石純度特別高,氮雜質極少,這種鑽石只佔天然鑽石的 2%。新發現可以解釋為何大型鑽石基本是二型鑽石,這是因為大型鑽石在液態金屬環境中形成,而氮會被金屬吸收,所以純度也較高。

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