地质学家发现钻石液体内含物 为了解古代地球提供新线索

2021年05月12日 15:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒New Atlas报道,地质学家研究了被困在钻石中的微小液体袋,以更好地了解人类最喜爱的岩石可能有多老。在此过程中,他们确定了过去几十亿年来非洲钻石形成的三个不同时期,对我们星球的历史产生了深远的影响。

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尽管你的戒指或项链上的钻石可能很漂亮,但从地质学的角度来看,它是非常无聊的。这是因为珠宝业所珍视的宝石级钻石必须尽可能地纯净,这意味着它们没有任何其他元素的“内含物”被困在里面。

但这些“内含物”对地质学家来说具有很大的意义。分析这些杂质可以让科学家了解钻石的年龄,以及它的形成环境和条件。固体内含物是最常见的分析类型,但它们可能不会产生完全准确的日期--这些矿物可能在钻石被包裹之前很久就已经形成,或者是后来被捕获。

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因此,在新研究中,哥伦比亚大学的研究人员调查了液体内含物,它们应该能够提供一个更可靠的时间框架。毕竟,这些小口袋含有钻石本身最初形成的富含碳的液体。研究小组测量了10颗钻石的液体包裹体中的钍和铀的含量,并分析了这些放射性元素与氦-4的比率,氦-4是在它们衰变时产生的。他们还检查了氦气分子能够以多快的速度从钻石中泄漏出来,这将影响比率。幸运的是,似乎它们不能很容易地逃脱。

通过分析,研究人员确定了钻石形成的三个独立时期,其特点是化学成分截然不同。最早的时期可以追溯到26亿到7亿年前,内含物中富含碳酸盐矿物。在这一时期,巨大的山脉显然在表面形成,但研究人员不确定这是否是一个巧合或有某种联系。

第二个时期横跨5.5亿到3亿年前,内含物中硅酸盐矿物含量高。而第三个时期,即1.3亿年到8500万年前,再次显示出不同的成分--这一次,它们富含钠和钾的盐类化合物。研究小组表示,这表明碳源发生了变化,因为钻石越来越多地从被拖入地球深处的海底部分形成。

最后,研究人员表示,正是在这个最新时期的末尾,金伯利岩的巨大喷发将所有这些钻石带到了地表。这个矿床最终成为南非的戴比尔斯钻石矿。

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奇怪的是,研究小组所研究的钻石中,有一颗钻石同时含有来自这些时期中最古老和最年轻的液体。这表明,古老的钻石可以在巨大的时间段内继续增加新的层次。研究人员说,这项研究不仅可以提高我们对钻石形成的认识,而且可以提高我们对地球本身不同历史时期的认识。

“令人着迷的是,你可以从流体中约束所有这些不同的情节,”该研究的共同作者Cornelia Class说。“非洲南部是世界上研究得最好的地方之一,但我们很少能够看到过去在那里发生的间接迹象之外的东西。”

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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