科学家在地幔钻石中发现前所未见的神秘矿物质

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北京时间 11 月 16 日消息，据国外媒体报道，科学家在一颗从地下深处挖掘的钻石中首次发现一种从未见过的矿物质，此前他们认为该矿物质不可能在地球上发现。

该矿物质以著名华人地球物理学家毛河光命名 ——“毛钙硅石（davemaoite）”，它是地球上发现的第一种高压硅酸钙钛矿（CaSiO3），CaSiO3 的另一种形式被称为硅灰石，遍布全球各地，但毛钙硅石的晶体结构只有地幔高压和高温条件下才会形成，地幔是地核和地壳之间的主要固体层。

毛钙硅石曾被认为是地幔中储量丰富且具有重要地球化学意义的矿物质，但多年以来科学家并未发现任何直接证据证明它的存在，因为当它朝地表方向移动时压力降低，会分解成其他矿物质。然而，目前科学家分析一颗来自博茨瓦纳的钻石时，分析显示它是在地下 660 公里处的地幔层形成的，该钻石含有完整的毛钙硅石样本，因此，国际矿物质协会现已确认它是一种新型矿物。

该研究报告第一作者、美国内华达大学矿物学家奥利弗・乔纳说：“毛钙硅石的发现令人惊讶！”据悉，乔纳和同事采用一种叫做同步 X 射线衍射的技术发现了该钻石中含有毛钙硅石结构，X 射线衍射可将高能 X 射线聚焦在钻石内部的某个点，具有显微精度。通过测量返回光线的角度和强度，研究人员可以破解该钻石的成分，乔纳说：“博茨瓦纳钻石中的毛钙硅石样本直径仅有 6 微米（百万分之一米），所以普通的矿物质取样技术可能不会获得新进展。”

毛钙硅石被认为在地幔中起到重要的地球化学作用，科学家们推断称，该矿物可能还含有其他微量元素，包括：铀和钍，它们通过放射性衰变释放热量，因此，乔纳指出，毛钙硅石可能有助于在地幔中产生大量热量。

2014 年发表在《科学》杂志上的一项研究指出，研究人员描述了另一种理论上来自地幔的高压矿物，称为“布里奇曼石（bridgmanite）”，然而该矿物质并非来自地幔，而是来自陨石内部。乔纳称，毛钙硅石的发现表明，钻石可以在地幔深处形成，比之前预计的更深，这意味着可以从地幔中寻找更多新矿物质的最佳采点。

美国卡内基科学研究所地球物理学家 Yingwei Fe 在发表于《科学》杂志的一篇文章中称，乔纳等人发现的毛钙硅石为自然界其他高压采点勘测带来了希望，这种难以接近的地幔深层采集样本，将填补我们对整个地幔化学成分的知识空缺。目前，这项最新研究报告发表在 11 月 11 日出版的《科学》杂志上。