研究:澳洲稀有粉紅鑽石來自遠古超級大陸

【2023年10月17日訊】(記者林達編譯報導)一項新研究表明,澳洲粉紅鑽石可能是在大約13億年前,當一塊名為Nuna的超級大陸分裂時,從地幔中冒出的。當鑽石的晶體結構在巨大壓力下彎曲時,就會形成粉紅色鑽石。

西澳的Argyle鑽石礦是世界上最大的天然鑽石來源之一。它不僅出產標準鑽石,同時也出產了90%的天然粉紅鑽石,即一種具有微紅色或腮紅色調的超稀有寶石。

長期以來,地質學家一直對這個鑽石礦的神祕起源感到困惑。首先,它位於大陸邊緣附近——這是一個不尋常的鑽石產地,鑽石通常出現在大陸中部。Argyle出產的鑽石包裹在一種稱為鉀鎂礦(lamproite)的火山岩中,而大多數鑽石都在金伯利岩(kimberlite)中發現。

此外,顯而易見的是:鑽石呈不尋常的粉紅色。一般認為,鑽石是在地幔的高溫和高壓下形成的。通常無色,但如果擠壓得足夠強,就會變成粉紅色——擠壓如果更強,則會變成棕色。色調來自其晶體結構的彎曲度。

現在,科學家們表示,他們可能終於對粉紅鑽石的形成有了一些答案。使用小於人類頭髮寬度的激光束分析Argyle岩石和礦物後,研究小組對該地點發生的情況有了新的認知。9月19日發表在《自然·通訊》(Nature Communications)雜誌上的一篇新論文描述了這一新發現。

故事是這樣的:大約18億年前,兩部分大陸地殼碰撞形成了一個超級大陸,科學家們將其命名為Nuna。後來,Nuna大陸崩塌的地點就是今天Argyle鑽石礦床所在地附近,正是這一事件扭曲了寶石的晶體結構,使其變成了粉紅色。

大約5億年後——13億年前——超級大陸分裂了。科學家稱,Nuna並不是在Argyle的確切位置分裂的。但分裂的力量蔓延,擴大到了該地區,這就削弱了該區域的堅韌度,使得深層岩漿噴發,將粉紅色鑽石推至地表。

研究主要作者表示:「Argyle位於金伯利(Kimberley)地區和澳北地區多年前碰撞在一起的位置,這種碰撞在地表上造成了永遠無法完全癒合的『傷疤』。」澳洲科廷大學地球科學家雨果‧奧利魯克(Hugo Olierook)在一份聲明中表示。

Argyle鑽石礦於1983年開業,運營了37年,2020年關閉,當時剩餘的粉紅色鑽石變得難以開採。地球其它地方可能也存在粉紅色鑽石礦藏——只是尚未發現。奧利魯克告訴「Live Science」網站,如果它們也在大陸邊緣附近形成,可能也會埋在沉積物和岩石之下。

「只要有這三種成分——深層碳、大陸碰撞和拉伸——那麼就有可能找到『下一個Argyle』。」他在聲明中補充道。

研究人員測量了Argyle各種礦物的放射性衰變,以確定其年齡。新的發現推翻了對粉紅色鑽石首次出現的時間點的估計,將Argyle的年代追溯到比之前認為的早1億年。發現該礦藏後不久,科學家們研究這些鑽石,當時得出的結論是,鑽石在大約12億年前升到了地表。

但他們並不完全相信這一估計,部分原因是:所分析的岩石已被地球內部的流體改變了。此外,因為「那一時期澳洲並未發生什麼特殊的地質事件」,奧利魯克告訴《科學新聞》(Science News)。新的時間表似乎更合理,因為它在時間上與超級大陸Nuna的分裂相吻合。

儘管如此,新發現並未回答圍繞Argyle的所有問題。例如,科學家們仍想知道為什麼特定地層中一開始就含有如此多的碳,因為鑽石是由碳受到擠壓後形成的。「這將是故事的最終章。」沒有參與新研究、任職於卡內基科學研究所(Carnegie Institution for Science)的史蒂夫‧雪莉(Steve Shirley)這樣告訴《紐約時報》的記者。◇

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