科学家破解了钻石喷发的原因

由南安普顿大学领导的一个国际科学家小组发现，构造板块的破裂是地球深处富含钻石的岩浆产生和喷发的主要驱动力。

他们的发现可能会塑造钻石勘探行业的未来，告诉人们最有可能在哪里发现钻石。

钻石是在深部巨大压力下形成的，已有数亿年甚至数十亿年的历史。它们通常存在于一种称为金伯利岩的火山岩中。金伯利岩发现于大陆最古老、最厚、最坚固的地区，尤其是在 19 世纪末钻石热的发源地南非。但迄今为止，它们如何以及为何到达地球表面仍然是个谜。

这项新研究考察了过去十亿年来全球构造力对这些火山喷发的影响。研究结果发表在《自然》杂志上。

南安普顿的研究人员与伯明翰大学、波茨坦大学、GFZ 德国地球科学研究中心、波特兰州立大学、麦考瑞大学、利兹大学、佛罗伦萨大学和安大略女王大学的同事合作。

南安普顿大学地球科学教授兼首席研究员、该研究的主要作者汤姆·格农 (Tom Gernon) 表示：“钻石喷发的​​模式是周期性的，模仿了超级大陆的节奏，这些超级大陆在重复的过程中聚集和分裂。随着时间的推移模式。但此前我们并不知道是什么过程导致钻石突然喷发，因为它们在地球表面以下 150 公里处隐藏了数百万甚至数十亿年。”

为了解决这个问题，该团队使用了包括机器学习在内的统计分析来法证地检查大陆破裂与金伯利岩火山活动之间的联系。结果显示，大多数金伯利岩火山的喷发发生在地球大陆构造破裂后 20 至 3000 万年。

南安普顿大学高级研究员 Thea Hincks 博士表示：“通过地理空间分析，我们发现金伯利岩喷发往往会随着时间的推移逐渐从大陆边缘迁移到内陆，其速度在各个大陆上都是一致的。”

地质过程

这一发现促使科学家们探索什么地质过程可以驱动这种模式。他们发现，地幔(地壳和地核之间的对流层)会因地壳裂谷(或拉伸)而受到破坏，甚至在数千公里之外也是如此。

伯明翰大学地球系统副教授、研究合著者斯蒂芬·琼斯博士说：“我们发现多米诺骨牌效应可以解释大陆破裂如何导致金伯利岩岩浆的形成。在裂谷过程中，一小块大陆根部被破坏并沉入下面的地幔中，在附近大陆下方引发一系列类似的流动模式。”

Sascha Brune 博士是波茨坦 GFZ 地球动力学建模部门的负责人，也是该研究的合著者，他通过模拟来研究这一过程是如何展开的。他说：“这些破坏性流沿着大陆根部席卷时，从大陆板块底部带走了大量数十公里厚的岩石。”

模型中估计的典型迁移率与科学家从金伯利岩记录中观察到的相符。

“值得注意的是，这个过程汇集了适量的必要成分，足以触发足够的融化来生成金伯利岩，”杰农博士补充道。

该团队的研究可用于确定与这一过程相关的过去火山喷发的可能地点和时间，从而提供有价值的见解，从而使未来能够发现钻石矿床。

杰农教授最近获得了WoodNext 基金会的一项重大慈善资助，用于研究随着时间的推移导致全球变冷的因素，他说这项研究还揭示了地球深处的过程如何控制地表的过程：“分裂不仅重组地幔，但也可能深刻影响地球表面环境和气候，因此钻石可能只是故事的一部分。”