science >> Wetenschap >  >> Natuur

Zowel de beroemde Hope-diamant als de Britse kroonjuweeldiamanten, kan superdiep zijn

Een analyse van de eerste grote diamanten waarvan is bevestigd dat ze van diep onder het aardoppervlak komen, ondersteunt de eerste voorspellingen die aantonen dat de Smithsonian's beroemde Hope-diamant "superdiep" kan zijn. afkomstig van meer dan drie keer dieper in de aarde dan de meeste diamanten. Het suggereert ook, in een nieuwe bevinding, dat de "Crown Jewels" Cullinan-diamant ook een superdiepe diamant kan zijn. Krediet:Smithsonian Institution

Een analyse van de eerste grote diamanten waarvan is bevestigd dat ze van diep onder het aardoppervlak komen, ondersteunt de eerste voorspellingen die aantonen dat de beroemde Hope-diamant van het Smithsonian "superdiep, " afkomstig van meer dan drie keer dieper in de aarde dan de meeste diamanten. Het suggereert ook, in een nieuwe bevinding, dat de "Crown Jewels" Cullinan-diamant ook een superdiepe diamant kan zijn.

Presentatie van het werk op de Goldschmidt-conferentie over geochemie, Dr. Evan Smith van het Gemological Institute of America (GIA) bevestigde, "We hebben de eerste grote edelsteendiamanten onderzocht waarvan is vastgesteld dat ze afkomstig zijn uit de lagere aardmantel, die meerdere malen dieper is dan de meeste andere diamanten. De resultaten ondersteunen eerdere voorspellingen op basis van kleinere edelstenen, wat suggereert dat diamanten met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met de bestudeerde, inclusief zowel de Cullinan- als de Hope-diamanten, zijn superdiepe diamanten."

Diamanten worden onder hoge druk gevormd in de aardmantel, de middelste laag tussen de oppervlaktekorst en de centrale kern. Terwijl de meeste diamanten zich vormen in de basis van de continentale tektonische platen, op diepten van 150-200 km, sommige zeldzame diamanten vormen dieper in de mantel. Deze "superdiepe" diamanten ontstaan ​​onder de stijve en stabiele continentale platen, naar beneden waar de mantel langzaam beweegt, of convectie. De Hope-diamant is geclassificeerd als een type IIb-diamant, die het element boor bevat, wat een blauwe tint kan veroorzaken. Tot nu toe was er onzekerheid over de vraag of diamanten van het type IIb zich in een ondiepe of diepe omgeving hebben gevormd. Vooral, de onzekerheid draait om de oorsprong van grote type IIb diamanten, groter dan 3 karaat (ongeveer de grootte van een erwt). Het is pas in de afgelopen paar jaar dat wetenschappers beginnen te begrijpen waar op aarde deze oogverblindende blauwe kristallen zich vormen.

Nu onderzoekers Drs Evan Smith en Wuyi Wang, werkzaam in het GIA-laboratorium in New York, hebben de overblijfselen van het mineraal bridgmanite ontdekt in een grote type IIb-diamant. Smit zei:

"Het vinden van deze overblijfselen van het ongrijpbare mineraal bridgmanite is belangrijk. Het is heel gebruikelijk in de diepe aarde, bij de extreme drukomstandigheden van de onderste mantel, onder een diepte van 660 km, zelfs dieper dan de meeste super diepe diamanten. Bridgmanite bestaat niet in de bovenmantel, of aan de oppervlakte. Wat we in de diamanten zien wanneer ze het oppervlak bereiken, is geen bridgmaniet, maar de mineralen vertrokken wanneer het afbreekt als de druk afneemt. Het vinden van deze mineralen die gevangen zitten in een diamant betekent dat de diamant zelf moet zijn uitgekristalliseerd op een diepte waar bridgmaniet bestaat, heel diep in de aarde."

Smith onderzocht een grote, 20 karaat type IIb blauwe diamant uit een mijn in Zuid-Afrika. Door een laser te richten op de kleine insluitsels die in deze diamant zijn gevangen, ontdekten ze dat de manier waarop het licht werd verstrooid (met behulp van een Raman-spectrometer) kenmerkend was voor afbraakproducten van bridgmanite.

Hij zei:"We hebben ook een grote diamant van 124 karaat uit de Letseng-mijn in Lesotho onderzocht. Deze diamant, die ongeveer zo groot is als een walnoot, is heel puur, zonder stikstof in zijn kristalstructuur, en staat bekend als een "CLIPPIR' diamant. Dit is van dezelfde klasse diamant als de beroemde Cullinan Diamond, die nu het middelpunt is van de Britse kroonjuwelen. Deze grote diamant vertoonde dezelfde karakteristieke afbraakproducten van bridgmaniet, wat betekent dat het ook was gevormd als een superdiepe diamant. Het bijzondere aan deze is dat het de eerste CLIPPIR-diamant is waarvoor we met zekerheid een lagere manteloorsprong kunnen toekennen, dat is, onder de 660 km. Eerder, we wisten dat CLIPPIR-diamanten superdiep zijn en speculeerden dat hun oorsprongsdiepte 360 ​​tot 750 km zou kunnen zijn, maar we hadden er eigenlijk geen gezien die zeker uit het diepere uiteinde van dit raam kwamen. Dit geeft ons een beter idee van waar CLIPPIR diamanten, zoals de kroonjuweeldiamanten, Komt van. Wat we hier hebben geleerd, is dat er enige overlap is in de geboorteplaats voor CLIPPIR-diamanten, zoals de Cullinan, en type IIb diamanten, zoals de Hoop. Dit is de eerste keer dat dit is gevonden."

Boriumrijke type IIb diamanten, zoals de Hope-diamant, zijn zeldzaam; minder dan 1 op de duizend diamanten wordt geclassificeerd als type IIb.

"Het ontdekken van de diepe manteloorsprong betekent dat het materiaal in deze diamanten een opmerkelijke reis ondergaat. Wij geloven dat het boor, die de Hope-diamant zijn karakteristieke blauwe kleur geven, afkomstig is van de bodem van de oceanen. Vanaf daar, platentektoniek sleept het honderden kilometers naar beneden in de mantel, waar het in diamant kan worden verwerkt. Het laat zien dat er een gigantische recyclingroute is die elementen van het aardoppervlak naar de aarde brengt, en keert dan af en toe prachtige diamanten terug naar de oppervlakte, als passagiers in vulkaanuitbarstingen."

commentaar, Dr. Jeff Post, Curator-in-Charge van edelstenen en mineralen in het Smithsonian's National Museum of Natural History, zei:"Dit fascinerende werk bevestigt dat de Hope Diamond buitengewoon en speciaal is, en echt een van de zeldzaamste objecten van de aarde ".

Dr. Christopher Beyer, van de Ruhr-universiteit, Bochum, Duitsland merkte op dat "De ontdekking van overblijfselen van bridgmaniet-afbraakproducten in grote diamanten van edelsteenkwaliteit, toont aan dat insluitsels in diamanten capsules zijn die naar ons komen vanuit anders ontoegankelijke diepe aarde. Bovendien, de unieke signatuur van boor in type IIb-diamanten ondersteunt de theorie van convectie van de hele mantel met subductieplaten die afdalen in de lagere mantel van de aarde. Diamanten kristalliseren uit een vloeistof, dus verdere studies zijn nu nodig om de vloeistofsamenstelling en de omstandigheden die de groei van deze zeldzame grote diamanten vergemakkelijken, op te sporen."

Noch Dr. Post, noch Dr. Beyer waren bij dit werk betrokken.