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钻石瑕疵揭示地幔掺水之谜

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钻石瑕疵揭示地幔掺水之谜

  光谱分析表明,在巴西发现的钻石中的瑕疵是尖晶橄榄石。图片来源:Richard Siemens

  对于珠宝商来说,瑕疵会减少钻石的价值;不过对于地质学家来说,它可能是无价的。例如图中所示的钻石上的微小斑点,肉眼难以观察到,但它却可以帮助地质学家解决一个长期存在的关于地幔含水量的争论。

  地幔位于地球表面以下400千米处,主要由一种被称为橄榄石的矿物组成,并不吸收水分。然而,在其之下,巨大的热量和压力使橄榄石产生了不同的化学结构,其中一种被称作尖晶橄榄石。

  实验室测试表面,尖晶橄榄石含有高达2.5%的水分。图中所示的钻石是从巴西捷纳地区地面上的岩浆中发现的,其化学结构显示,它是在地下400多千米处形成的。在显微镜下,研究人员观察到了钻石中存在40微米长的晶体内含物。光谱分析表明这就是尖晶橄榄石。近日在线发表于《自然》上的进一步分析显示,尖晶橄榄石含有氢氧键,表明晶格中至少含有1.4%的水。

  钻石产生的位置可能并不是典型的下地幔,不过如果真是如此的话,那就说明下地幔中含有大量水。这一发现非常重要,因为地幔中的温度变化会导致其排出高压蒸汽,这可能导致火山喷发

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