一颗在地幔深处形成的钻石含有自然界中从未见过的矿物

一颗在地幔深处形成的钻石含有一种在自然界中从未见过的矿物。这一发现是对深层地幔的罕见一瞥，可能有助于揭示关于地球在660多公里深处结构的新信息。这反过来可以帮助地质学家更好地理解地幔如何控制地球的板块构造。

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这种矿物，硅酸钙过氧化物，只有在地球深处出现的令人难以置信的高压力下才会形成。新发现的样品可能在地球表面以下660至900公里处形成。尽管这种矿物以前曾在实验室中使用20千兆帕的压力（几乎是大气压力的20万倍）进行合成，但当它被从这种人工高压环境中移出时，它立即恢复到一种不同的形式。因此，研究人员曾认为不可能从地幔中找到自然存在的硅酸钙过氧化物。

现在，研究人员在分析一颗来自博茨瓦纳奥拉帕的钻石缺陷时，发现了三个微不足道的硅酸钙过氧化物的斑点，硅酸钙以其他形式存在，包括地壳中的硅灰石和地幔中下层地区的贝雷石。但是这个版本有一个明显的立方体晶体结构，标志着它与这些版本的矿物不同。

地球科学家可以根据地壳中存在的东西对地幔的组成有一个相当的概念，因为地幔和地壳中的岩石是相连的，在数百万年的时间里将岩石和矿物在各层之间上下移动。然而，这些矿物在离开下层地幔的高压和炙热的温度时，会发生变形和变化。钻石是进入这一区域的唯一直接窗口，因为它们不会变形。它们至少在地表下150公里处形成，有些起源于1000公里深处。钻石的晶体结构是由纯碳构成的，但它们在形成时往往会从周围环境中舀出微小的碎片。由于钻石具有难以置信的硬度，它们可以在非常高的压力下将这些微小的"内含物"密封起来。

这颗博茨瓦纳钻石中三个斑点中的每一个都只有大约5到10微米宽。研究人员用X射线来分析这些内含物，然后用激光钻进其中的两个内含物，将材料汽化并通过一个称为质谱仪的设备来确定哪些元素构成了这些样品，研究人员发现其中含有令人惊讶的高量的钾。高钾含量也暗示了一个全球性的"传送带"，它在地壳和深地幔之间循环使用各种元素。

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