钻石的矿物学名称为金刚石，由碳元素组成，莫氏硬度为10，是自然界中最坚硬的天然矿物。钻石的形成需要非常极端地质的条件：地表以下150-200千米的地幔深处，承受5-7万个大气压的压强以及高达1100℃-1500℃的环境，才能形成如此坚硬的矿物。正是因为这样的地质环境，才让钻石变成一把解密钥匙来研究地球的地质环境。

金刚石的矿床成因分为原生成因和次生成因。在目前的研究下，只有金伯利岩和钾镁煌斑岩以及这两种类型岩石形成的次生砂岩中的金刚石才能达到宝石级钻石。哥伦比亚大学的Yaakov Weiss团队在Nature Communications ——自然科学期刊上发表文章，发现钻石中隐藏着地球深处几十亿年的历史信息。Yaakov Weiss团队通过测量液态包裹体杂质中放射性钍和铀的丰度，以及它们发生α衰变时产生氦的浓度，并考察了(U-Th)/He 比率和钻石中氮聚集体之间的密切关系。考虑到的氦可能发生扩散会影响4He/3He 比率随时间变化的关系，和当地Kaapvaal 克拉通（稳定地块）地热和构造史，给出了钻石中氦的最大扩散率D≈1.8 × 10-19 cm2 s-1，从而得到了三个钻石形成年代的上下限，与之对应的是Kaapvaal岩石圈西南部的三个变更事件，每个事件都由不同的流体介质引起。这些时期都发生在独立的岩体中，最终凝聚在今天的非洲大陆。

最古老的时期发生在距今26亿年至7亿年前的元古代。那时候液态包裹体显示出独特的碳酸盐矿物。这一时期也恰好是地表上巨大山脉的堆积期，这时候的钻石显然是由岩石碰撞和挤压而形成。研究人员说，这些碰撞可能与地层中富含碳酸盐液体的产生有关。而具体的产生方式则被上文Steven Shirey团队阐述清楚。

第二个钻石形成阶段则位于跨越了距今5.5亿至3亿年前的古生代，此时原非洲大陆继续重新排列。这类钻石的液体内含物显示有大量的硅矿物质，表明地下条件发生了变化。

而离我们最近的一个已知阶段发生在距今1.3亿年前和距今8500万年前，即白垩纪。这个阶段含有大量含钠和钾的高盐度流体。这表明，形成这些钻石的碳不是直接来自地球深处，而是来自被俯冲作用拖到大陆块下面的洋底。研究人员表示，正是在这个最新时期的末尾，金伯利岩的巨大喷发将所有这些钻石带到了地表，而这个矿床最终成为南非的戴比尔斯钻石矿。

钻石不只是财富，它承载着地球深处物质循环的信息，记载着板块运动的步伐，诉说着地球不为人知的洪荒往事。它将继续作为钥匙帮助我们打开地球地质历史的大门。

责任编辑：秦岚岚

THE END

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