世界上最美的钻石，为什么都出现在这里？

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近40年来，西澳大利亚的阿盖尔（Argyle）钻石矿一直是大自然最杰出的宝藏之一。在巅峰时期，阿盖尔矿区出产的彩色钻石比地球上任何其他地方都要多，并且因其独特的、堪称钻石界“粉色奇迹”的粉钻而闻名于世。

数十年来，研究人员一直在尝试揭开阿盖尔矿床耀眼钻石的起源。阿盖尔地区的大部分钻石矿床和矿山都位于地球深处的火山岩，现在，通过测定这些矿物的年代，科学家认为他们可能终于拼凑出了大约13亿年前该矿床的形成过程。在这项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究中，研究团队推测，早期超大陆的裂解将阿盖尔地区的粉色岩石从极深处（压力巨大）带到了地球表面。

粉色钻石

阿盖尔矿床位于澳大利亚珀斯东北方向2200千米处，地处该国崎岖的金伯利地区，曾经占地面积有94个足球场那么大。从1983年开矿到2020年关闭——当时宝石开采已不再能带来经济效益，阿盖尔矿床生产了超过8.65亿克拉的毛坯钻石。这些钻石大多呈淡淡的黄色或棕色。但也有一小部分钻石为粉色、紫色或红色。事实上，世界上90%以上的粉钻都来自阿盖尔矿床。

阿盖尔地区最奢华的钻石之所以呈粉色，与它们在地球深处遭受的破坏有关。根据澳大利亚科廷大学的地质学家雨果·奥利鲁克（Hugo Olierook，这项研究的第一作者）的说法，这些钻石一开始是无色的，但是大陆碰撞后产生的巨大压力可以改变钻石的晶体结构，从而使这些钻石变成了粉色等丰富多彩的颜色。“钻石（的结构）会被弯曲和扭曲，”奥利鲁克说，“如果它们（的晶格）稍微扭曲一点，一些钻石就会变成粉色。”进一步扭曲会使它们变成棕色。

阿盖尔矿床的棕色钻石。图片来源：wikimedia commons/CC BY-SA 3.0

大陆板块相撞

阿盖尔地区的钻石大概是在1.8亿年前变成粉色和棕色的。当时，现在位于澳大利亚西部的一块板块撞上了澳大利亚板块的北部，使得这片区域的岩石发生了变形。但这只能解释阿盖尔矿床起源的一部分。当大陆板块相撞时，该地区的钻石被埋在地幔中，距离地球表面数百千米。如果这些晶体离地表再近点，就会被压缩成另一种结构，从闪闪发光的钻石变成深灰色的石墨块。

火山是将熔融的钻石从地幔中带到地表的必要条件。随着熔融物上升，二氧化碳和蒸汽膨胀，一场火山爆发就出现了。奥利鲁克将这一现象比作打开香槟软木塞。在阿盖尔地区，这种喷发很有可能发生在海滩，那里的沙子和海水会与名为钾镁煌斑岩（lamproite）的火山岩相互作用。

为了确定火山爆发的时间，研究团队取得了阿盖尔矿床的两块火山岩薄片，并将其打磨到极小的宽度。通过在显微镜下分析这些样本的矿物组成，研究人员确定其中含有阿盖尔地区古老海滩上的沙粒，并且利用它们所含的放射性元素测得了它们的年代。在测出“最年轻”沙粒的年代后，科学家就能估算出海滩是何时被熔岩掩埋的。他们还利用微小的激光束，确定了榍石（titanite）矿物的年龄，这种矿物是在岩浆与海滩沙子中的石英熔合时形成的。

通过比较最年轻的沙粒和最古老榍石晶体的年龄，研究人员推测阿盖尔地区的火山爆发发生在13亿到12.6亿年前。这个年代范围比之前估计的要早，让奥利鲁克和同事们感到非常惊讶。

实际上，那次喷发的时间与地球板块构造演化史上的一个动荡时期相吻合，当时名为“Nuna”的首个超级大陆正在裂解。研究团队推测，这可能重新打开了阿盖尔现在所在大陆边界的一条地缝。这反过来又引发了火山活动，将含钻石的熔体带到地表，形成了阿盖尔地区广阔的钻石矿藏。

美国宝石学院（Gemological Institute of America）主要研究钻石地质学的研究员埃文·史密斯（Evan Smith，未参与这项研究）说，新的时间估计为了解阿盖尔火山爆发增加了重要的背景信息。

奥利鲁克认为，类似的事件可能发生在世界上其他的大陆边界。但大多数含钻石矿床都位于岩石裸露的大陆板块中间。这使得阿盖尔矿床成为了一个例外。当阿盖尔矿床首次被发现时，大多数地质学家都认为沿着大陆板块边界寻找钻石是徒劳，因为这些边界通常会被古老的山脉带抬升，并且会被埋在土壤和沙土之下。

原文链接：https://www.scientificamerican.com/article/pink-diamonds-erupted-to-earths-surface-after-early-supercontinents-breakup/

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