科技日報北京9月22日電 （記者張佳欣）據《自然·地球科學》雜志22日報道，包括以色列希伯來大學、美國內華達大學和英國劍橋大學在內的國際科學家團隊，首次在南非Voorspoed礦的鉆石中，發現了天然存在的富鎳合金。這些鉆石形成于距地表280—470公里的深處，為科學界長期推測的地幔氧化還原模型提供了直接驗證。
南非鉆石切片，顯示了微分析取樣的各種內含物區域和激光燒蝕坑。圖片來源：美國科學促進會網站
幾十年來，理論與實驗都表明，在地幔250—300公里深度，應能穩定存在富鎳合金，但能直接證實這一預測的天然樣品卻極為罕見。
此次，研究團隊在Voorspoed礦的鉆石中發現了鐵鎳合金納米顆粒和富鎳碳酸鹽小晶體。它們二者的共存揭示了一種交代作用的氧化還原凍結反應：氧化性的碳酸鹽—硅酸鹽熔體滲入富含金屬的還原性橄欖巖。在這一過程中，鐵首先被氧化，而鎳則在殘余金屬合金中富集，與此同時，富鎳碳酸鹽和鉆石從熔體中結晶。換句話說，鉆石“凍結”了一個短暫的地球化學瞬間，即還原性的地幔巖石轉變為更具氧化性、富含揮發成分的區域，而碳酸鹽被還原形成鉆石。
團隊表示，這是地幔化學反應的“瞬間快照”。鉆石就像微小的時間膠囊，保存下了短暫的反應過程。這些鉆石的礦物成分還包含柯石英、富鉀鋁相以及分子固氮包裹體等。
這一發現不僅是首次在天然樣品中發現富鎳合金，也揭示了地幔深處局部氧化還原反應的作用。這些反應可能解釋為何一些超深鉆石顯示異常高的氧化狀態，也可能為金伯利巖、煌斑巖等富揮發分巖漿提供物質來源。
本文鏈接：天然鉆石中首現富鎳合金http://m.sq15.cn/show-11-26408-0.html
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