新闻稿

大型稀有钻石为我们深入了解地幔的内部活动打开了一扇窗

由 Gem Diamonds Ltd. 友情提供 摄影:Robert Weldon(罗伯特·韦尔登)(罗伯特·威尔登);© GIA

产自莱索托莱森矿的未切割 lla 型钻石样本。

GIA 博士后研究员领导的突破性研究已在 Science(《科学》)杂志发表。

纽约 —— 2016 年 12 月 15 日 ——由 GIA 博士后研究员 Evan Smith(埃文·史密斯)领导的突破性研究检查了钻石的惊人尺寸和出色质量,提供了关于地球地质情况的线索。 有些钻石的特征与 Cullinan(库里南)、Constellation(星座)和 Koh-i-Noor(光之山)等著名钻石类似,研究人员对这类钻石的独有特点进行了研究,从而提高了我们对藏在板块下且难以靠近进行科学观察的深层地幔的认知。 这项研究发表在最新一期的 Science (《科学》)杂志上。 

GIA 研究与发展部门主任,同时也是这篇研究报告的作者 Wuyi Wang (王武义)博士说道, “世界上一些最大最珍贵的钻石,比如 Cullinan(库里南)或 Lesotho Promise(莱索托诺言)钻石,都呈现出一系列独特的物理特点,因此,很多人将它们视为与众不同的钻石。 但是,这些钻石究竟是怎样形成的,以及通过它们可以了解关于地球的哪些秘密,这些问题迄今为止仍然是一个谜。”

Cullinan(库利南)之类的大钻石往往呈现出一系列有别于其他类型钻石的独特物理特征。 这项新研究显示,Cullinan(库里南)之类的钻石内部有时具有一些微小的金属内含物或内部特征。 金属包裹体与少量的液态甲烷和氢共存。 除了金属内含物以外,有些独特的钻石还含有一些矿物内含物,说明钻石是在极端深处形成的,可能在对流地幔内 360 至 750 千米(大约 224 至 466 英里)的深处。 这比在大陆构造板块的下部 150-200 公里(约 93-124 英里)深度形成的大多数其他宝石级钻石深得多。 

Smith(史密斯)说道,“对 lla 型大钻石的新认知解决了钻石形成研究中的一个大谜团,即世界最大最珍贵的钻石是怎样形成的。 内含物的构成给了我们答案。”

金属包裹体是铁、镍、碳和硫的固化混合物,在金属相和周围钻石之间的薄的微小空间中也含有微量的液态甲烷和氢。 纯碳在地幔深处的熔融金属液体中结晶,而后形成钻石。 这种金属液体的小液滴在钻石生长过程中不时被捕获在钻石中。 在切磨和抛光过程中,包含内含物的钻石部分经常被切掉或磨掉,从而制造出缺陷极小的精美宝石。 这种经过切磨的钻石通常不可用于研究,但由于 GIA 的独特地位,即独立的非营利机构,Smith(史密斯)博士和合著者才得以对内含物进行研究,最终完成此次调查。 

先前的实验和理论已经预测多年,深层地幔下约250公里深度的部分含有少量的金属铁并且具有有限的可用氧。 现在,钻石中的金属内含物、内含物周围的甲烷以及氢夹层都提供了一致的系统性物理证据来支持此次预测。Smith(史密斯)解释道。 

尽管金属的分布范围具有不确定性,但是,此次重要观察还是为我们理解地球深处的活动提供了很多线索,包括地表岩石循环进入对流地幔,以及地质时期地幔内部碳和氢的深层存储和循环。

Smith(史密斯)的团队包括 GIA 的 Wuyi Wang (王武义);卡内基科学研究所的 Steven Shirey(史蒂芬文·希尔瑞)、Emma Bullock(艾玛·布洛克)和 Jianhua Wang(王建华);帕多瓦大学地球科学学院的 Fabrizio Nestola(法布里奇奥·内斯托勒);开普敦大学地质科学学院的 Stephen Richardson(史蒂芬·理查森)。

Smith(史密斯)是一名钻石地质学专家,2015 年开始与 GIA 合作进行博士后研究。 他的工作重点是系统性地描述稀有钻石内含物的特征,以弥补我们在了解钻石形成认以及钻石对于地球演变的意义方面所欠缺的知识。 他拥有 英国哥伦比亚大学地质学博士学位,并拥有安大略省京斯顿女皇大学的应用科学学士学位和工程学硕士学位。
 

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