来自地球下地幔的海洋地壳残余物的硼

2019-06-15 15:46:25
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根据自然封面上发表的新着作,蓝色钻石 - 就像国家自然历史博物馆中举世闻名的希望钻石 - 在地球的地幔中形成的钻石比其他大多数钻石深四倍。

“这些所谓的IIb型钻石非常有价值,使得它们很难进入科学研究目的,”美国宝石学院的主要作者埃文·史密斯解释道,“并且很难找到含有这种钻石的钻石。”夹杂物,是钻在钻石内的微小矿物晶体。“

夹杂物是钻石中结晶的岩石矿物的残余物,可以告诉科学家它们形成的条件。

IIb型钻石的蓝色归因于硼元素,硼元素主要存在于地球表面。但对两年内检查的46颗蓝色钻石中被困矿物颗粒的分析表明,它们在岩石中结晶,这些岩石仅存在于地下地幔的极端压力和温度条件下。

该研究小组 - 其中包括卡内基的Steven Shirey,Emma Bullock和王建华 - 确定蓝色钻石的形成至少与上地幔和下地幔之间的过渡区一样深 - 或者在地表以下410到660公里之间。一些样本甚至显示出来自660公里以上的明显证据,这意味着它们起源于下地幔。相比之下,大多数其他宝石钻石的长度在150到200公里之间。

那么,如果硼是一种主要存在于浅层地壳中的已知元素,它是如何进入的?

根据研究小组提出的假设,它来自海底,当一个构造板块在另一个构造板块下滑动时,它被传递到地球的地幔 - 这个过程被称为俯冲。

这项新研究提出,来自地球表面的硼被掺入富含水的矿物中,如蛇纹石,在海水和海洋板块的岩石之间发生地球化学反应时会结晶。岩石和水之间的这种反应是一种称为蛇纹石化的过程,可以深入海底,甚至延伸到海洋板块的地幔部分。

该小组的发现表明,含水矿物比先前认为的更深入地幔,这表明了超深水文循环的可能性。

“之前大多数关于超深钻石的研究都是在低质量钻石上进行的,”Shirey说。“但是在我们2016年的发现中,世界上最大和最有价值的无色钻石是由地球地幔深处的金属液体形成的,而这一新发现蓝钻石也具有超深的起源,我们现在知道最好的宝石级钻石来自于我们星球上最远的地方。“

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