Felfedték az óriási gyémántok rejtélyét

A Koh-i-Noor és Co folyékony fémbuborékokban képződtek

A Föld legnagyobb gyémántjai - itt a Cullinan Gyémánt részei - nemcsak ritkák, hanem másképp jöttek létre, mint kisebb rokonaik. Itt található a három legnagyobb vágott gyémánt másolata a 3000 karátos nyers gyémánt Cullinan-ből. © Chris 73 / CC-by-sa 3.0, Wikimedia
felolvasta

Drága ritkaságok: A nagy gyémántok, például a Koh-i-Noor vagy a Cullinan gyémánt nemcsak nagyon ritkák - ők is másképp fejlődtek, mint a többi gyémánt. Több száz mérföldnyire képezték le a Föld köpenyét és folyékony fémekkel töltött üregeket. Ez viszont új fényt derít a mély köpeny összetételére, ahogy a kutatók a Science tudományos folyóiratban közlik.

A gyémántok alapvetően nem más, mint nagynyomású és hővel sűrített szén. Legtöbbjük körülbelül 150-200 kilométer mélységben a föld dombján képződött, majd az ősi vulkánok a földkéregbe szállították őket. E kémények maradványait kimberlite kőzetekként őrzik meg, és ma elsősorban Dél-Afrikában, Indiában, Dél-Amerikában és még Antarktiszon is megtalálhatók.

Híres majmok

Noha a kis gyémántok meglehetősen gyakoriak, a több száz karátos nagy és tiszta gyémánt valódi ritkaság. Ide tartozik a világhírű Koh-i-Noor vagy Cullinan, amelyet Dél-Afrikában fedeztek fel 1905-ben. Ez több mint 600 gramm nyers gyémántként súlya volt - ez jó 3000 karát.

De méretük nem az egyetlen jellemző: "Az ilyen gyémántok általában nagyon gyenge zárványúak, viszonylag tisztaak, nagyon kevés nitrogént tartalmaznak és gyakran szabálytalan alakúak" - mondja Evan Smith, az Amerikai Gemológiai Intézet és munkatársai. Ezen tulajdonságok miatt a geológusok már régóta gyanították, hogy ezek a gyémántok egyedi típust képviselhetnek, és másképp származnak, mint a "normál" kisebb drágakövek.

Csapdába esett fémek

Eddig nem sikerült tisztázni, hogy ez a feltételezés igaz, és hogy ezek a gyémántok hogyan és hol képződtek. Most, Smith és kollégái először kaptak nagyobb betekintést a Föld legnagyobb és leghíresebb drágaköveinek titkaiba. Tanulmányukhoz megvizsgálták az 53 ilyen méretű nagy gyémánt őrléséből és vágásából megmaradt maradékokat és zárványaikat. kijelző

A kutatók elemezték a nagy gyémántok maradványait, amelyek megmaradtak a darabolás és őrlés során. Evan Smith / GIA

Meglepő eredmény: A gyémántok zárványai, amelyeket eddig leginkább a grafit zárványok számára tartottak fenn, valójában fémből készülnek. Sokan tartalmazták a Cohenit (Fe, Ni) 3 C ásványi anyagot, egy vas vagy nikkel és szén vegyületét, amely csak a meteoritokban vagy a Föld köpenyében fordul elő 120 kilométer alatti. Ezenkívül találtak egy nikkel-vas ötvözet, vas-szulfid, valamint folyékony metán és hidrogén nyomait.

Alacsonyabb, mint a normál gyémántok

Ezeknek a fém zárványoknak a különlegessége az alapvető, nem oxidált formája, ahogy a kutatók beszámolják. "Ezeket a zárványokat úgy értelmezzük, mint a vas, nikkel, szén és kén olvadékának maradékai, alacsony hidrogén-, foszfor-, króm- és oxigéntartalommal" - mondta Smith és munkatársai. "Ez a redukáló környezet mellett szól."

Ezek a körülmények azonban nem léteznek olyan mélységekben, ahol a "normál" gyémántok kialakulnak; túl sok oxigén van a kőzetben. A Cullinan-ot, a Koh-i-Noor-t és a többi szokatlanul nagy gyémántot tehát a köpeny mélyebb részén kellett létrehozni. "Eredményeink azt sugallják, hogy ezek a gyémántok a köpeny átmeneti övezetében 410-660 kilométer mélységben képződtek" - mondják a tudósok.

Közeli kép: az egyik gyémánt fémes bevonása - Evan Smith / GIA

Folyékony fémben nőtt fel

Különböző és szokatlan a ritkaságok kialakulása a gyémántok között. A geológusok már régóta gyanították, hogy a föld köpenye 250 km-nél kisebb mélységben tartalmaz folyékony fémek tárolóbuborékait. Ebben az olvadt fémben az elemi szén feloldódhat és így a gyémántok építőanyaga lehet. Az ilyen fém "zsebek" létezése azonban még nem igazolható

A gyémántok fém zárványai biztosítják az első bizonyítékot arra, hogy a folyékony fém ilyen buborékok valóban léteznek a föld köpenyében, és hogy a nagy drágakövek ilyen buborékokban alakulnak ki. "Egy ilyen folyékony tasak a nagy gyémánt számára lehetővé tette a akadálytalan növekedést a nagy nyomás ellenére" - magyarázza a kutatók. A szénből képződött gyöngyszemek, amelyek az olvadt fémből kikristályosodtak.

Kettős áttörés

Az eredmények tehát két dolgot bizonyítanak: Először is megerősítik azt a feltételezést, hogy vannak mély köpeny zónák erősen redukáló körülményekkel és folyékony fémötvözetekkel. Másrészt, megmutatják, hogy a ritka óriási gyémántok valójában más módon és helyen jöttek létre, mint a kisebb társaik.

"Ezeknek a nagy IIa. Típusú gyémántoknak az új megértése megoldja a gyémántképződés történetének egyik legnagyobb rejtélyét" - magyarázza Smith. "Ugyanakkor a fémolvadékok létezése a Föld köpenyében messzemenő hatással van a mély földi folyamatok megértésére." (Science, 2016; doi: 10.1126 / science.aal1303)

(Amerikai Gemológiai Intézet / Carnegie Tudományos Intézet, 2016.12.16. - NPO)