超級大陸努納裂解時,澳洲粉鑽如何誕生?
一般認為,鑽石的形成需要地球深處有碳元素,而這些鑽石要變成粉色,就必須受到板塊碰撞所產生的力量作用。然而,科廷大學的研究人員發現,要在地表找到粉鑽,還需要第三個要素:大約在13億年前,大陸裂解時「被拉伸」的陸塊。
研究人員指出:「絕大多數具經濟價值的原生鑽石礦床,都蘊藏在太古宙克拉通(Archean cratons)的金伯利岩筒(kimberlite diatremes)中。一般認為,古老且厚重的大陸岩石圈,是鑽石持續生長的必要條件。」
「然而,迄今為止發現的最大天然鑽石產地,西澳大利亞金伯利地區的阿蓋爾礦(Argyle mine),是少數位於古元古代造山帶(Paleoproterozoic orogen)且鄰近太古宙基底克拉通地區的具經濟價值的礦床之一。」
他們還補充道:「此外,阿蓋爾礦藏於橄欖石煌斑岩(olivine lamproite)中,而非金伯利岩,且全球超過90% 的粉鑽都出自此地。」
「1979年阿蓋爾礦的發現,引發了一場典範轉移,促使鑽石勘探拓展到非太古宙地體。」
「儘管其重要性不言而喻,但造成如此特殊的含鑽石複合體就位的地球動力學驅動因素,仍舊不明。」
奧利魯克博士(Dr. Olierook)及其合著者,使用比人類頭髮還細的雷射光束照射阿蓋爾岩石,發現阿蓋爾礦的形成年代可追溯到13億年前,比先前認為的年代早了1億年。
奧利魯克博士表示:「阿蓋爾礦位於金伯利地區和澳大利亞北部其他地區多年前碰撞的位置。那種碰撞在陸地上造成了受損區域,也就是所謂的『傷痕』,而且這個傷痕永遠無法完全癒合。」
「雖然後來形成澳大利亞的大陸並未裂解,但阿蓋爾所在的區域,包括傷痕處,都被拉伸了。這使得地殼出現空隙,巖漿得以噴發至地表,同時也帶上了粉鑽。」
「只要具備這三個要素——深部碳元素、大陸碰撞以及拉伸,我們認為就有可能找到『下一個阿蓋爾』。阿蓋爾曾是全球最大的天然鑽石產地。」
他也提到:「即便知道了這三個要素,要找到另一個粉鑽寶庫也並非易事。」
「大多數鑽石礦床都在古老大陸的中部被發現,原因是它們所在的火山往往會暴露在地表,便於勘探人員發現。」
「阿蓋爾礦位於兩個古老大陸的縫合線處,而這些邊緣地區常被沙子和土壤覆蓋。因此,包括在澳大利亞境內,很可能仍有類似的含粉鑽火山尚未被發現。」
全球礦業集團力拓(Rio Tinto)的地質學家默裡·雷納(Murray Rayner)表示:「阿蓋爾火山產出了全球超過90% 的粉鑽,是這些稀有且備受追捧的寶石的無可比擬的來源。」
「瞭解到阿蓋爾火山有13億年的歷史,且位於地球早期一些大陸裂解的地方,讓我們對這些鑽石的形成有了更深入的認識。」
相關研究成果發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上。
研究出處:H.K.H. Olierook等人,2023年。《超級大陸裂解引發阿蓋爾鑽石礦床在古老裂谷帶的就位》,《自然通訊》14卷,5274頁;doi: 10.1038/s41467-023-40904-8