大型钻石形成之谜 1905年在南非发现的"卡利南"咋来的？

（原标题：科学家破解大型钻石形成之谜）

【大型钻石形成之谜 1905年在南非发现的"卡利南"咋来的？】从1905年在南非发现的“卡利南”，到2015年在博茨瓦纳出世的“莱赛迪·拉·罗纳”，几乎每一块大型钻石都闻名世界。现在，科学家们宣布，他们破解了这些稀有而宝贵石头的形成之谜。

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美国宝石学院等机构的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说，大型钻石可能源自地表之下400公里至750公里的超深部，在液态金属中形成。这项发现将能帮助推进认识地球的深部环境。

参与研究的美国宝石学院研究开发部总监王五一对新华社记者说：“半个世纪以来，人们一直在探索天然钻石的形成机制，但由于涉及价值、保险等问题，科学家很难有机会研究大型钻石，所以长期以来我们对大型钻石的成因及其地学意义所知无几。”

据王五一介绍，作为一家非营利机构，美国宝石学院“几乎是世界上唯一有机会可以对大量大型钻石做研究的机构”，因为许多钻石的销售都需要美国宝石学院的鉴定证书。该学院每天收到来自世界各地的数万颗要求分级鉴定的钻石，所以方便接触到大量研究样本。

最终，研究人员从数十万颗钻石里挑选出30多颗大钻石，其中最大的约400克拉。征得钻石拥有者同意后，他们检测了钻石加工切下来的边角料，结果在其中发现了一些天然包裹物的杂质，其成分有铁、镍、硫、碳等元素。

王五一说，钻石的一个特点是，它在生长过程中会把一些周围物质包裹在内。由于钻石是纯碳物质，非常稳定，包裹在其中的物质几乎不太可能跟外界物质发生反应，因而保留了钻石形成时周围环境的特征。从包裹物主要成分为铁来看，大型钻石应该是在液态金属环境中形成的，这与小型钻石的形成环境完全不同。

研究人员据此认为，大型钻石在地球内部形成的深度要比绝大多数钻石深得多，它们的形成深度可能是在地下400公里到750公里，而其他天然钻石一般是在地下150公里至200公里深度形成的。后来这些钻石伴随着火山喷发等地质活动上升到地面。

天然钻石可分为一型钻石与二型钻石。王五一说，两者主要区别是氮含量，二型钻石的纯度特别高，氮杂质极少，这种钻石只占天然钻石的2%。

新发现可以解释为什么大型钻石基本是二型钻石，这是因为大型钻石在液态金属环境中形成，而氮会被金属吸收，所以大型钻石纯度也较高。而绝大多数钻石可能在硅酸盐环境中通过其他化学反应形成，所以地下150公里至200公里处形成的钻石容易包裹更多的氮，纯度相对较低。