研究：形成于地球深处的钻石或有助于解释地震之谜

来源：西贝网 2022-04-24 12:50:43

但据卡内基科学研究所的Steven Shirey指出，直到最近，基于样本的跟这些板块相关的水或其他流体的良好证据还非常少。

现在，对形成于过渡区的钻石的研究提供了俯冲板块所携带的流体的证据。Shirey在美国地震学会年会上称，随着新俯冲区模型的建立，这些钻石清楚地表明，在深层地震产生的故事中，不能忽视流体。

并非所有的深层地震都必须涉及水，但Shirey和他的同事们的建模表明，一些俯冲板块仍足够冷到可以坚持并将水一直输送到过渡区的底部。他们发现，发生在地球表面以下500到700公里处的深层地震似乎只发生在这些能运输水或者能携带碳酸盐到足够深的地方以引发熔化的板块中。

Shirey称，在这个深度，水或碳酸盐流体可能触发了地震，或地震可能触发了流体的释放--或者这两种情况都可能发生。“我认为在这一点上，应该由地震学界来尝试理解为什么流体会很重要。我们知道液体在下面，我们知道它们在移动，钻石的岩石学告诉你，因为这些钻石总是在液体移动的地幔区域形成。”

Shirey指出，这些超深的“岩石圈下”钻石的内部生长结构表明，它们是由流体在宿主岩石中移动形成的。“钻石告诉你跟宿主地幔存在着裂缝或脉络关系。你必须有流体在脉络或裂缝中穿过宿主岩石并与之平衡。”

他指出，这些钻石还具有独特的化学成分和内含物，这是它们来自俯冲大洋板块的明显迹象。比如许多岩石圈下的钻石是通过同位素轻碳--缺乏重碳同位素（¹³C）--来区分的，这跟有机物质有关，与周围的地幔相比，在大洋板块中要丰富得多。

一些岩石层下的钻石还含有富含铁的重同位素(⁵⁶Fe)的金属内含物，其他钻石富含轻元素硼。这两个特征都跟蛇纹岩化的地幔橄榄岩有关。蛇纹岩化发生在海底改变和变质过程中在俯冲带融入海水的岩石中。

钻石中的包裹体表明，含流体的岩石确实进入了地幔，而研究人员的建模则表明了它如何被寒冷的俯冲板块所携带。Shirey指出，随着地震学家完善他们对深层地震位置的估计，这些位置可以跟这些板块的位置更好地匹配从而进一步测试这些模型。