藍色鑽石的起源：與遠古海洋層有關

圖 1：含有一種稱作鐵方鎂石深色內含物的含硼藍色鑽石，作為此項研究的一部分進行了檢測。這顆寶石重 0.03 克拉。攝影：Evan M. Smith（埃文·M.·史密斯）。

這是《自然》雜誌中發表的文章「來自地球下地幔的含硼藍色鑽石」的延伸摘要。GIA 高級研究員 Evan Smith（埃文·史密斯）是這篇文章的主要作者，合著作者還包括卡內基科學研究所的 Steven B. Shirey（史蒂芬·B.·希格利）等人。

Hope Diamond

IIb 型鑽石是一種非常稀有的鑽石，其晶體結構中含有硼，賦予寶石迷人的藍色。著名的 Hope Diamond（霍普鑽）就是這種藍色鑽石的完美例子。IIb 型鑽石一直是一個地質謎團，但是《自然》雜誌 2018 年 8 月 2 日刊中發表的新研究發現，它們是「超深層」鑽石，意思是它們在地下結晶的地方要比其它鑽石深得多。值得注意的是，這些藍色寶石所含的硼原子可能起源於遠古海洋層。

圖 2：藍色鑽石原石，每顆重量在 0.7 至 3 克拉之間。檢驗這樣的原石樣品，也許是看到內含物的絕好機會，因為為了優化刻面寶石的外觀，內含物通常會被巧妙地切磨掉。攝影：Evan M. Smith（埃文·M.·史密斯）。

硼是一種富集在地球表面的元素。但是在鑽石生長的地幔中，硼的濃度極低。因此，IIb 型鑽石的硼含量出乎意料，也難以解釋。數十年來，科學家們都深深著迷於藍色鑽石，但這些寶石的高價值和稀有性，以及它們幾乎沒有礦物內含物，使其成為研究的主要難題。

在這項研究之前，IIb 型鑽石中還從未發現過礦物內含物。然而，經過兩年對提交給 GIA 的鑽石進行系統篩選後，有可能在 46 顆 IIb 型鑽石中發現並檢測到內含物。

圖 3：一顆 0.21 克拉藍色鑽石中的硅酸鈣內含物，視野寬度 1.42 毫米。這種內含物證明，鑽石生長在地幔極深處。攝影：Evan M. Smith（埃文·M.·史密斯）。

通過研究內含物（鑽石結晶過程中滲入的礦物小塊），研究團隊可以推斷出鑽石生長的母岩和深度。這些內含物中的礦物只有在地球深處極高的壓力下才會發現，從而得出結論，IIb 型鑽石形成的深度至少在過渡帶（深 410 至 660 公里）處，並延伸至下地幔（超過 660 公里）。相比形成於深度約為 150-200 公里古老而深厚的大陸基部的那些鑽石，這種鑽石的形成深度大約是它們的四倍。

從內含物中還可以看出，在這樣的深度，鑽石在海洋地殼中生成，通過俯衝像傳送帶一樣傳送至下地幔。與俯衝大洋岩石圈的連接表明，IIb 型鑽石中的藍色成因，硼，可能是從地表上沉積下來的。

2016 年研究時所用的樣本

當海水滲入海底時，會引起化學反應，讓硼沉積在大洋岩石圈中。這項新研究提出了一個模型，據此說明一些硼被水合（含水）礦物俯衝至下地幔。在這個深度，升高的溫度和壓力會破壞水合礦物，然後釋放出富含硼的液體，從而促使鑽石生長。在 Smith（史密斯）和他的同事檢測的藍色鑽石中，很多內含物同時存在有甲烷和氫氣，薄薄的一層包圍著固體礦物，為鑽石在這種富含硼的液體中生長提供了證據。

這項新研究不僅揭示了 IIb 型鑽石是迄今為止發現的最深的鑽石之一，還表明了硼，甚至是水可以通過俯衝過程從海洋深處帶入地幔。這是我們對地幔地球化學和板塊構造過程的理解的關鍵觀察結果。

《自然》雜誌 2018 年 8 月刊登的封面文章「深藍色」介紹了 Evan M. Smith（埃文·M.·史密斯）對 IIb 型藍色鑽石的研究，這類鑽石因硼通過海洋構造板塊運動被帶到地球下地幔而形成。圖片由《自然》雜誌友情提供。

直到最近，人們仍普遍認為超深層鑽石總是很小，而且不具備寶石品質。目前的發現推翻了這一觀點，藍色含硼鑽石屬於超深層鑽石，此外，2016 年的發現表明，相對更大、更純的 (CLIPPIR) 鑽石也屬於超深層鑽石。因此，世界上許多最為昂貴、最為閃耀的鑽石也都是超深層鑽石，使它們成為我們腳下幾百公里深處對流地幔中寶貴的實體樣本。

原標題：藍色鑽石來自哪裡？

——藍色鑽石起源於驚人的「超深層」，與遠古海洋層有關

來源：GIA

GIA、IGI及Gubelin認證寶石專家

小南

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