奇异的巨型钻石为地球内部的组成提供线索

地球上开采的最大钻石不仅因为尺寸大、光泽亮丽而与众不同，还因为其独特的起源故事。它们由金属制成，生长于地球深处的液态铁和气体中。

这是美国宝石学院的埃文·史密斯于周四在《科学》杂志上发表的一项研究得出的结论。

“大多数钻石形成于地球深处 150 至 200 公里 [93 至 124 英里] 之间。它们形成于大陆最厚的部分，即刚性大陆板块的底部，”史密斯说。“我们开采的钻石中有 98% 都来自这个地方。”

但其中一些钻石太大且非常特别，不可能与其他璀璨的宝石在同一个地方形成，其中包括著名的库里南钻石（迄今为止发现的最大的宝石级钻石，重达 3,000 多克拉）。

“像 [库里南] 这样的钻石具有与其他种类钻石不太相同的特征。多年来，地质学家一直想知道它们是否以略微不同的方式形成，或者它们是否来自地幔的不同部分。这是一个挥之不去的问题，很难解决，”史密斯说。

研究这些价值连城的宝石几乎是不可能的。要求取样皇冠上的宝石进行科学实验？是的，这不会有什么好结果。

因此，史密斯试图系统地寻找在切割成无价传家宝之前类型和质量相同的钻石。他寻找有内含物的宝石，即钻石在生长过程中被困在内部的物质碎片。“这些为我们提供了有关钻石如何形成、来自何处以及在那种环境中还发生了什么事情的线索，”史密斯说。

通过观察一些较大钻石中的内含物，并对珠宝制作过程中丢弃的小残留物中的内含物进行化学测试，史密斯能够拼凑出这些特殊钻石的形成过程。

“这些大钻石，比如库利南钻石，确实有点让人惊讶。它们不是来自坚硬的板块，而是来自更深的地方，即对流地幔，”史密斯说。

这意味着它们来自地球内部约 360-750 公里（约 224-466 英里）。

史密斯不仅能够弄清楚这些大宝石的来源，还能弄清楚它们是如何形成的——在高温高压的环境中，散布着铁和镍的碎片。“这是根据理论和实验预测的。人们至少已经考虑了 20 年，但我们从未得到证实，”史密斯说。

史密斯说：“这些钻石很特别，因为它们告诉我们深层环境中确实可以含有金属。”

钻石与液态金属一起生长，液态金属非常善于溶解碳。当金属中碳含量过高时，一些碳就会开始沉淀并结晶，随着时间的推移，逐渐形成我们今天看到的大钻石。

溶解在液态金属中的碳的来源仍存在疑问。但史密斯说，一种可能性是，碳最初来自地壳，在一个板块与另一个板块碰撞的大陆边缘被吸入地幔深处，最终进入地幔，被液态金属溶解——并在高温高压下转化为世界上最珍贵的钻石。

大颗钻石和不起眼的“普通”钻石都通过相同的路线到达地表：地球深处的巨大火山喷发偶尔会产生富含钻石的矿床，称为金伯利岩，当今大多数钻石都产于此处。

史密斯计划继续寻找更多内含物，收集更多有关地球内部运作的线索。不幸的是，一些信息已经永远丢失了。当一些最著名的大钻石（如库里南）被切割成现在的光彩时，那些包含一些最有价值科学信息的金属碎片被当作瑕疵抛弃，再也见不到了。

史密斯希望将来这些插枝能够像珍贵的科学标本一样珍贵。