世界最珍貴的鑽石在哪裡，Science論文告訴你

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鑽石可謂愛情的代言人，也是人類追求美好生活的一種象徵。受人青睞的鑽石往往型號大、品質純，其價格也隨之水漲船高。然而最貴重的那些鑽石是如何形成的，出自地球的何處？來自美國寶石學院 (Gemological Institute of America) 的研究人員提出了最新結論：最大最值錢的鑽石形成於距地表數百公里深處的液態金屬池。相關論文已於12月16日發表在《Science》。

美國寶石學院的地質學家Evan Smith介紹：「在地球上所有的寶石中，最具價值的，最珍貴的那些也正好也是最具科學價值的。」

我們知道，鑽石來自地球深處，具有炎熱和密集岩石的地幔區域，這介於地核與地殼之間。當火山噴發時，它們會被帶到地表，我們才得以獲取。

不過，那些超凡的體積大品質純的鑽石，和其他普通鑽石有著本質的區別，故事並沒有那麼簡單。高級鑽石不僅是一般鑽石的升級版，它們在結構和化學層面都有著不同。

舉例來說，被譽為「非洲之星」的卡利南鑽石，在被切割之前，其重量高達621.35克 (合3106克拉)，長度達9.8厘米，同時還擁有著難以置信的純凈品質。

美國寶石學院研究開發部總監王五一說：「世界上那些最為貴重的鑽石，像卡利南或者賴索托諾言 (Lesotho Promise) ，都展現出一些獨特的物理屬性，以至可以和普通鑽石區分開來。但是，這些鑽石究竟是如何形成的，以及它們攜帶了關於地球的何種信息，至今一直是個謎。」

為了研究這些問題，研究團隊獲取了一些二型鑽石 (Type II) ——這是地球上最為珍貴稀少的鑽石。二型鑽石几乎完全由碳構成，純度極高，在晶格中幾乎沒有氮雜質——這正是那些廉價鑽石呈現黃色調的原因。

進一步細分，二型a鑽石 (Type IIa) 的數量約佔自然界中全部鑽石的1%-2%，而更為完美的二型b (Type IIb) 只有大約0.1%。

研究人員首先對九份二型鑽石的廢料研磨打碎，以便分析其晶體結構中的微小成分。結果發現一部分廢料中含有鎂鐵榴石 (majorite)，這是地球上地幔中的一種石榴石，只能在高壓環境中形成。

這當然不足為奇，我們都知道鑽石需要相當的壓力才能形成，但隨後研究人員發現，其中的其他成分是一種包含鐵、鎳、碳和硫的混合物，這種組合在其他普通鑽石中從來沒有看到過。同時，在這些混合物外圍，還有甲烷和氫的包裹物，這在以往的鑽石研究中也從未發現過。

研究人員進一步對另外53份拋光過的二型鑽石進行分析，結果發現，72%的樣品包含這些奇特的鐵鎳合金。整體而言，在53份樣品的15份中，發現了諸如石榴石的硅酸鹽礦物。

基於這些化學特徵，這些鑽石究竟形成於地幔的什麼位置已經基本可以鎖定，其獨特的形成條件也隨之能夠確認。

石榴石成分表明，這些鑽石大概在距地表750公里深處形成，如果再深的話，石榴石將變得不穩定。為了便於理解，我們可以與國際空間站進行對比。後者的高度為350公里。

最令人吃驚的是甲烷居然在鑽石的形成過程中被封存，這需要小型獨立的液態金屬池中完成結晶，和其他的普通鑽石不同。一般鑽石則在地幔中更為廣泛的富氧岩石混合物中形成。

史密斯表示：「在地幔深處，存在著一個液態金屬的海洋，並且被分隔成了一個個小口袋。我猜測它們大概有拳頭大小，散布在整個地幔中。」

目前，研究人員仍不清楚在地幔中究竟含有多少這種液態金屬，以及它們來自哪裡，對於鑽石樣本的更深入分析可能會帶來答案。

參考資料

http://www.sciencemag.org/news/2016/12/earth-s-rarest-diamonds-formed-pockets-liquid-metal