在来自地幔的钻石中发现新矿物达维茂石

　　国际品牌网11月11日消息，在博茨瓦纳发现的一颗古老的钻石含有一种前所未见的矿物，它来自地球深处。这种名为 davemaoite 的矿物为了解地球深部化学提供了一个独特的窗口。

　　这颗钻石最初是在博茨瓦纳奥拉帕的一个矿山中挖掘出来的，宽约 4 毫米，重 81 毫克。一位经销商于 1987 年将它卖给了加州理工学院一位正在研究钻石的科学家，但经销商和科学家都不知道它有多特别。

　　这颗钻石现在位于加利福尼亚州洛杉矶县的自然历史博物馆，最近由拉斯维加斯内华达大学的Oliver Tschauner进行了分析。他正在世界范围内寻找所谓的“超深钻石”，看看它们能告诉我们关于地球深处的什么信息。

　　大多数钻石在地下 120 至 250 公里处形成，但超深层钻石则诞生于地球的下地幔，从地表以下 660 公里处开始。

　　当 Tschauner 和他的同事使用 X 射线观察博茨瓦纳钻石时，他们发现了被困在里面的另一种矿物的微小晶体。他们使用激光切割钻石并提取这些晶体，然后使用一种称为质谱的技术来查看它们的构成。

　　事实证明，这些微小的晶体是硅酸钙的一种形式，理论上存在于下地幔中，但之前从未真正被观察到过。其中的分子呈特定的立方排列，称为钙钛矿结构。

　　这种特殊钙钛矿的原子组成——主要包含钙、硅和氧——表明它只能在下地幔经历的极端条件下形成，那里的压力是地球表面压力的 200,000 多倍。在地表条件下，硅酸钙通常被发现是一种称为硅灰石的白色矿物，具有针状晶体。

　　Tschauner 和他的同事将这种新的硅酸钙矿物命名为 Davemaoite，以纪念华盛顿特区卡内基科学研究所的深地科学家Ho-Kwang “Dave”Mao。

　　通常情况下，如果将达维茂石带到地球表面，由于压力的大幅下降，它的晶体结构会破裂。但是因为它被困在坚硬的钻石中，所以它在通往 Orapa 矿的长途旅行中得以保存下来，这可能需要 1 亿到 15 亿年的时间。

　　“当我们打开钻石时，davemaoite 保持完整约一秒钟，然后我们看到它在显微镜下膨胀和隆起，基本上变成了玻璃，”Tschauner 说。

　　Davemaoite 被认为占地球下地幔的 5% 左右，并且很重要，因为从理论上讲，这种矿物还含有放射性元素，如铀、钍和钾 40，这些元素在地球衰变时会加热地球。“如果没有这些放射性元素，地球现在应该已经冷却了，”澳大利亚墨尔本大学的大卫菲利普斯说。

　　菲利普斯说，在博茨瓦纳钻石中发现的达维莫石还含有一些钠和钾，这令人惊讶，因为这些元素被认为主要存在于地壳中，而不是地幔深处。“这表明表面材料正在被回收回地幔。”

　　Tschauner 和其他研究人员正在继续寻找超深钻石，希望能找到更多隐藏的矿物。这是一个艰巨的巨石的过程，因为没有简单的方法可以生产地浅或深的钻石，也不知道从哪里可以找到品种。“问题是，我们不知道去哪里寻找，” Tschauner说。

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