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与完美无瑕的宝石不同 纤维状钻石通常含有少量盐水夹杂物

发布时间:2019-06-20 09:22:54 来源:

与完美无瑕的宝石不同,纤维状钻石通常含有少量盐水夹杂物。这些给科学家们提供了关于钻石在地幔深处形成的条件的提示。一个研究小组现在通过模拟实验室中的极端高温和高压条件解决了这些夹杂物形成的难题。

钻石是碳晶体,在最古老的大陆 - 克拉通下面的地幔深处形成。它们通过爆炸性的火山爆发被运送到地球表面,这些岩浆被称为金伯利岩。以前的研究一直认为钻石含有含钠和钾的液体,但这些液体的来源尚不清楚。

“为了形成这些夹杂物,地球上的部分海洋地壳及其沉积层必须淹没在被称为俯冲带的克拉通大陆之下。这些地带位于超过110公里的深处,压力为超过4千兆帕斯卡,或大气压力的4万倍,“ 科学进展科学期刊上发表的研究的第一作者迈克尔福斯特解释说。地壳的淹没必须迅速发生,以便在沉积物开始在800摄氏度以上的温度下融化之前形成钻石,并与克拉通地幔发生反应。

对于实验室的高压实验,来自悉尼,美因茨和法兰克福的科学家将海洋沉积物和橄榄岩(来自地幔的岩石)堆积在4毫米的胶囊中,并将它们置于高压和极端温度下。在4至6千兆帕斯卡的压力下 - 相当于120至180千米的深度 - 由两层之间的反应形成小的盐晶体。它们的钾钠比率与钻石中的盐水夹杂物完全一致。在压力较小的实验中,对应于小于110千米的深度,这些盐不存在。相反,钾被云母从再循环的沉积物中吸收。

“与以前将盐源归因于海水的模型不同,沉积物代表了钾的合理来源,”来自歌德大学的矿物学家Horst Marschall教授说。“海水中的钾浓度太低,无法解释钻石中的盐水夹杂物。” 富含镁的碳酸盐,金伯利岩的重要组分,也是反应的副产物。

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