上天容易入地難，最近，人們深入研究了現(xiàn)在和歷史上的鉆石，并解釋了鉆石是可以追蹤隱藏在地球深處的信息。有點(diǎn)不可思議。

圖1，南非鉆石礦坑

一、鉆石的歷史

幾個世紀(jì)以來，鉆石一直因其輝煌而受到贊賞，但直到1867年，從南非奧蘭治河的鵝卵石中挑選出一顆鉆石，才開始了現(xiàn)代鉆石市場。三年后，在金伯利鎮(zhèn)的火山通道中發(fā)現(xiàn)了鉆石，這導(dǎo)致了鉆石熱潮，人們開始了解鉆石形成的地質(zhì)狀況，以幫助進(jìn)一步勘探的興趣。

圖2，鉆石

地質(zhì)學(xué)家亨利-劉易斯在1886年提出，鉆石是在火山通道中的巖漿在烘烤富含碳的頁巖時產(chǎn)生的。然而，正如我們今天所理解的，鉆石的形成過程表明，大多數(shù)鉆石都是從地球深處的流體中結(jié)晶出來的。

圖3，巖漿

二、鉆石的形成

劉易斯的想法的問題在于，它假設(shè)鉆石與火山管是同時形成的。這些含鉆石的材料是由一種被稱為金伯利巖的特殊火成巖制成的，它們高度富含鎂、水和二氧化碳。

圖4，南非民眾挖鉆石

年齡測定顯示，這些鉆石的年齡在5.8億到35億年之間，比金伯利鉆石要古老得多，后者通常小于5.42億年。金伯利巖不是與鉆石同時形成，而是在深度形成，而是收集已經(jīng)存在的鉆石，這些鉆石可能記錄35億年前的深地幔信息，并將它們運(yùn)到地表。

圖5，南非天然藍(lán)鉆

金伯利巖是一種超基性的巖漿巖，它是鉆石的母巖，以南非的金伯利城最為有名。

三、鉆石對于我們了解地下的意義

事實(shí)上，鉆石可能是我們能從無法接近的地幔深度獲得的直接樣本，它的形成深度在40-2900公里之間。我們鉆過的最深的洞是俄羅斯的科拉超深鉆孔，深度只有12.6公里，不足以穿透地殼。

圖6，金剛石

1966年，地質(zhì)學(xué)家湯姆·克利福德在1966年認(rèn)識到鉆石和古代大陸的核心“克拉通”之間存在聯(lián)系，人們確定大多數(shù)鉆石形成于它們的根部，在150-200公里深處。的例外是在上、下地幔（410-660公里深）或下地幔（深于610公里深）之間的過渡區(qū)形成的超深鉆石。

圖7，地幔

最近對這些超深鉆石中捕獲的礦物的研究對我們理解深部地球有著深遠(yuǎn)的影響。在巴西Juina地區(qū)發(fā)現(xiàn)的超過660公里深度的超深鉆石中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)含物，類似于海底玄武巖在高溫下形成的產(chǎn)品。

圖8，玄武巖

四、鉆石的來源

鉆石中的碳同位素表明了一個有機(jī)的起源，表明了物質(zhì)從地球表面到下地幔的俯沖和運(yùn)輸。鉆石還記錄了來自萊索托的兩顆寶石質(zhì)量鉆石的鐵和鉻同位素分析的海底材料的運(yùn)輸，這些鉆石可能在360-750公里的深度結(jié)晶。

圖9，金剛石礦

蛇紋巖化是一種巖石改變的過程，它將水結(jié)合到海底礦物中。鉆石深處的蛇紋石化特征表明，水也從地表輸送到地幔深處。

圖10，天然鉆石

超深鉆石還可以捕獲和運(yùn)輸?shù)V物到表面，這些礦物只能在地幔深處自然形成。另一枚來自朱伊納的超深鉆石中的林伍德石首次證實(shí)了它位于525-660公里深處的地幔過渡區(qū)。以前，這只是基于高壓、高溫的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)及其在隕石中的出現(xiàn)而得出的假設(shè)。林伍德巖內(nèi)含物含有氫，表明地幔中有一個“濕”區(qū)域，也是不太為人所知的攜帶鉆石的金伯利巖的潛在來源。

圖11，鑲嵌在金伯利巖的鉆石

綜上所述：鉆石在穿越距離和惡劣條件時的阻力保護(hù)了它們的礦物包裹貨物。這批貨物證實(shí)了地球表面和地球內(nèi)部深處之間的物質(zhì)交換，實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)最初預(yù)測的深處礦物的存在，以及地幔深處的“水”的存在。鉆石提供的對地球深處的洞察，使它們的科學(xué)寶石的價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它們的閃耀。