钻石，是自然世界中天然存在的最坚硬的物质，在一般人的印象中，这种物质不但硬，而且超级贵。但实际上，不是所有被开采出来的钻石都会被打上不菲的价格的，那些细小不起眼甚至含杂质的钻石，要么被应用于工业研磨中，要么被直接抛弃。
只有那些个儿大，而且透明不含杂质的钻石，才会被切割成好看的形状，并被卖到天价，成为“土豪”们的致爱。但是，在某些科学研究上，这一切似乎是反过来的，纯净无杂质的钻石“一文不值”，含有丰富杂质的钻石，会被科学家们当作珍宝。这又是为何？
钻石有时被描述为来自地球深处的使者，科学家们对它们进行了仔细的研究，以深入了解它们所潜藏的信息，但这些信息通常很难阅读。现在，一个团队想出了一种方法来解决两个长期存在的难题：单个含流体钻石的年龄，以及它们母体的化学成分。这项研究使他们能够勾勒出10多亿年前的地质事件，这不仅是钻石研究的潜在突破，也是行星演化研究的潜在突破。
纯净的宝石级钻石几乎是纯碳晶格结构。这种元素的纯净给了它们光泽，但这也意味着它们携带的关于年龄和起源的信息很少。然而，一些较低等级的样品含有一些缺陷，这些缺陷是由晶体演化而来的更复杂流体的微小液体残余。通过分析这些流体，科学家们能够计算出不同钻石形成的时间，以及它们周围不断变化的化学条件。
来自耶路撒冷希伯来大学科学家雅科夫·维斯（YaakovWeiss）说：“这打开了一扇窗户，可以说，甚至打开了一扇通往一些真正重大问题的大门。这是我们第一次得到这些流体的可靠年龄。”这项研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。
大多数钻石被认为是在地表以下到公里，相对较冷的岩石层中形成的。这一过程可以追溯到35亿年前，并可能持续到今天。偶尔，它们被称为金伯利岩（金刚石的母岩）的岩浆从地表以下公里处向上推进，并在这一过程中逐渐形成今天的钻石。
科学家们对钻石的了解大多来自于实验室，以及对其他矿物和岩石的研究，这些矿物和岩石产生了钻石，有时甚至包裹在钻石中。研究小组研究的10颗钻石来自戴比尔斯公司在南非金伯利及其周边地区建立的矿山。
“我们喜欢那些没有人真正想要的钻石，”维斯说，纤维状的，脏兮兮的，含有固体或液体杂质的矿石，都是不合格的珠宝，但却携带着潜在的有价值的化学信息。到目前为止，大多数研究都集中在固体包裹体，如石榴石的微小碎片，以确定钻石的年龄。但是，固体包裹体显示的年龄是有争议的，因为包裹体可能与钻石本身同时形成，也可能不是。但钻石包裹的液体却是真实的东西，它们是钻石本身形成的物质。
维斯和他的同事们所做的是找到一种方法来测定这些被金刚石包裹的液体的年代。他们的方法是通过测量微量的放射性钍和铀，以及它们与氦-4的比值，氦-4是一种稀有的同位素，是它们衰变的结果。科学家们还计算出了灵敏的小氦分子从钻石中泄漏出来的最大速率，如果没有这些数据，根据同位素丰度得出的年龄结论可能会大错特错。
研究小组确定了钻石形成的三个不同时期。最古老的发生在26亿到7亿年前，当时的流体包裹体显示出明显的成分，富含碳酸盐矿物。这一时期也与地表山脉的形成相吻合，显然是由于岩石的碰撞和挤压造成的。研究人员说，这些碰撞可能与下面富含碳酸盐的流体的产生有关，尽管确切的原因尚不清楚。
下一个钻石形成阶段可能跨越5.5亿至3亿年前的时间，因为原始非洲大陆继续自我重组。液体包裹体显示，流体中二氧化硅矿物含量较高，表明地下条件发生了变化。这一时期也恰逢非洲的另一个重要的造山事件。
最新的已知阶段发生在1.3亿年到万年前。在那个时期，流体成分发生了变化：它富含含钠和钾的盐水化合物。这表明，形成这些钻石的碳并非直接来自地球深处，而是来自被俯冲拉到大陆块下的海底。
科学家们说，这些微小液滴提供了一种罕见的方式，可以将很久以前在地表发生的事件与远在地下同时发生的事情联系起来。当被问及这些发现是否能帮助地质学家找到新的钻石矿时，维斯只是笑了，“可能不会，”他说。但是他说，这一方法可以应用于世界上其他钻石产区，包括澳大利亚、巴西、加拿大北部和俄罗斯，以理清这些地区的深厚历史，并对大陆如何演变形成新的见解。
联系电话：