地質學家:鑽石內含物研究 瞭解地球新線索(圖)


鑽石內物質研究2(16:9)
地質學家:鑽石內含物研究 瞭解地球新線索(圖片來源: Adobe stock)

地質學家研究了被困在鑽石中的微小液體袋,以更好地瞭解人類最喜愛的岩石可能有多老。據外媒New Atlas報導說,在此過程中,他們確定了過去幾十億年來非洲鑽石形成的三個不同時期,研究認為,這項研究不僅可以提高我們對鑽石形成的認識,而且可以提高我們對地球本身不同歷史時期的認識。

珠寶業所珍視的寶石級鑽石必須儘可能地純淨,這意味著它們沒有任何其他元素的「內含物」被困在裡面。但這些「內含物」對地質學家來說具有很大的意義。分析這些雜質可以讓科學家瞭解鑽石的年齡,以及它的形成環境和條件,對我們星球的歷史產生了深遠的影響。固體內含物是最常見的分析類型,但它們可能不會產生完全準確的日期,這些礦物可能在鑽石被包裹之前很久就已經形成,或者是後來被捕獲。

因此,在新研究中,哥倫比亞大學的研究人員調查了液體內含物,它們應該能夠提供一個更可靠的時間框架。畢竟,這些小口袋含有鑽石本身最初形成的富含碳的液體。研究小組測量了10顆鑽石的液體包裹體中的釷和鈾的含量,並分析了這些放射性元素與氦-4的比率,氦-4是在它們衰變時產生的。他們還檢查了氦氣分子能夠以多快的速度從鑽石中泄漏出來,這將影響比率。幸運的是,似乎它們不能很容易地逃脫。

通過分析,研究人員確定了鑽石形成的三個獨立時期,其特點是化學成分截然不同。最早的時期可以追溯到26億到7億年前,內含物中富含碳酸鹽礦物。在這一時期,巨大的山脈顯然在表面形成,但研究人員不確定這是否是一個巧合或有某種聯繫。

第二個時期橫跨5.5億到3億年前,內含物中硅酸鹽礦物含量高。而第三個時期,即1.3億年到8500萬年前,再次顯示出不同的成分–這一次,它們富含鈉和鉀的鹽類化合物。研究小組表示,這表明碳源發生了變化,因為鑽石越來越多地從被拖入地球深處的海底部分形成。

最後,研究人員表示,正是在這個最新時期的末尾,金伯利岩的巨大噴發將所有這些鑽石帶到了地表。這個礦床最終成為南非的戴比爾斯鑽石礦。

奇怪的是,研究小組所研究的鑽石中,有一顆鑽石同時含有來自這些時期中最古老和最年輕的液體。這表明,古老的鑽石可以在巨大的時間段內繼續增加新的層次。研究人員說,這項研究不僅可以提高我們對鑽石形成的認識,而且可以提高我們對地球本身不同歷史時期的認識。

「令人著迷的是,你可以從流體中約束所有這些不同的情節,」該研究的共同作者Cornelia Class說。「非洲南部是世界上研究得最好的地方之一,但我們很少能夠看到過去在那裡發生的間接跡象之外的東西。」這項研究發表在《自然通訊》雜誌上。

責任編輯:任鳳鳴

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