科学家破解 大型钻石形成之谜
□林小春
从1905年在南非发现的“卡利南”，到2015年在博茨瓦纳出世的“莱赛迪·拉·罗纳”(见上图)，几乎每一块大型钻石都闻名世界。现在，科学家们宣布，他们破解了这些稀有而宝贵石头的形成之谜。
美国宝石学院等机构的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说，大型钻石可能源自地表之下400至750公里的超深部，在液态金属中形成。这项发现将能帮助推进认识地球的深部环境。
包裹物成分多为铁
参与研究的美国宝石学院研究开发部总监王五一说：“半个世纪以来，人们一直在探索天然钻石的形成机制，但由于涉及价值、保险等问题，科学家很难有机会研究大型钻石，所以长期以来我们对大型钻石的成因及其地学意义所知无几。”作为一家非营利机构，美国宝石学院“几乎是世界上唯一有机会可以对大量大型钻石做研究的机构”，因为许多钻石的销售都需要美国宝石学院的鉴定证书。于是该学院每天都会收到来自世界各地的数万颗要求分级鉴定的钻石，因此他们更方便接触到大量研究样本。
这里的研究人员从数十万颗钻石里挑选出30多颗大钻石，其中最大的约400克拉。征得钻石拥有者同意后，他们检测了钻石加工切下来的边角料，结果在其中发现了一些天然包裹物的杂质，其成分有铁、镍、硫、碳等元素。
钻石的一个特点是，它在生长过程中会把一些周围物质包裹在内。由于钻石是纯碳物质，非常稳定，包裹在其中的物质几乎不太可能跟外界物质发生反应，因而它们通常都保留了钻石形成时周围环境的特征。从包裹物主要成分为铁来看，大型钻石应该是在液态金属环境中形成的，这与小型钻石的形成环境完全不同。
钻石越大，纯度越高
研究人员认为，大型钻石在地球内部形成的深度也要比绝大多数钻石深得多。
它们的形成深度可能是在地下400至750公里，而其他天然钻石一般是在地下150至200公里深度形成的。只不过，这些钻石后来可能伴随着火山喷发等地质活动上升到地面。
天然钻石可分为一型钻石与二型钻石。两者主要区别是氮含量，二型钻石的纯度特别高，氮杂质极少，这种钻石只占天然钻石的2%。新发现可以解释为什么大型钻石基本是二型钻石。因为大型钻石在液态金属环境中形成，氮会被金属吸收，所以大型钻石纯度都较高。而绝大多数钻石可能在硅酸盐环境中通过其他化学反应形成，所以地下150至200公里处形成的钻石，容易包裹更多的氮，纯度则相对较低。
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编辑： 彭志强
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