從1905年在南非發(fā)現(xiàn)的“卡利南”，到2015年在博茨瓦納出世的“萊賽迪·拉·羅納”，幾乎每一塊大型鉆石都聞名世界。現(xiàn)在，科學家們宣布，他們破解了這些稀有而寶貴石頭的形成之謎。

    美國寶石學院等機構的研究人員在最新一期美國《科學》雜志上報告說，大型鉆石可能源自地表之下400公里至750公里的超深部，在液態(tài)金屬中形成。這項發(fā)現(xiàn)將能幫助推進認識地球的深部環(huán)境。

    參與研究的美國寶石學院研究開發(fā)部總監(jiān)王五一對新華社記者說：“半個世紀以來，人們一直在探索天然鉆石的形成機制，但由于涉及價值、保險等問題，科學家很難有機會研究大型鉆石，所以長期以來我們對大型鉆石的成因及其地學意義所知無幾。”

    據(jù)王五一介紹，作為一家非營利機構，美國寶石學院“幾乎是世界上唯一有機會可以對大量大型鉆石做研究的機構”，因為許多鉆石的銷售都需要美國寶石學院的鑒定證書。該學院每天收到來自世界各地的數(shù)萬顆要求分級鑒定的鉆石，所以方便接觸到大量研究樣本。

    最終，研究人員從數(shù)十萬顆鉆石里挑選出30多顆大鉆石，其中最大的約400克拉。征得鉆石擁有者同意后，他們檢測了鉆石加工切下來的邊角料，結果在其中發(fā)現(xiàn)了一些天然包裹物的雜質(zhì)，其成分有鐵、鎳、硫、碳等元素。

    王五一說，鉆石的一個特點是，它在生長過程中會把一些周圍物質(zhì)包裹在內(nèi)。由于鉆石是純碳物質(zhì)，非常穩(wěn)定，包裹在其中的物質(zhì)幾乎不太可能跟外界物質(zhì)發(fā)生反應，因而保留了鉆石形成時周圍環(huán)境的特征。從包裹物主要成分為鐵來看，大型鉆石應該是在液態(tài)金屬環(huán)境中形成的，這與小型鉆石的形成環(huán)境完全不同。

    研究人員據(jù)此認為，大型鉆石在地球內(nèi)部形成的深度要比絕大多數(shù)鉆石深得多，它們的形成深度可能是在地下400公里到750公里，而其他天然鉆石一般是在地下150公里至200公里深度形成的。后來這些鉆石伴隨著火山噴發(fā)等地質(zhì)活動上升到地面。

    天然鉆石可分為一型鉆石與二型鉆石。王五一說，兩者主要區(qū)別是氮含量，二型鉆石的純度特別高，氮雜質(zhì)極少，這種鉆石只占天然鉆石的2%。

    新發(fā)現(xiàn)可以解釋為什么大型鉆石基本是二型鉆石，這是因為大型鉆石在液態(tài)金屬環(huán)境中形成，而氮會被金屬吸收，所以大型鉆石純度也較高。而絕大多數(shù)鉆石可能在硅酸鹽環(huán)境中通過其他化學反應形成，所以地下150公里至200公里處形成的鉆石容易包裹更多的氮，純度相對較低。

    延伸閱讀

    液態(tài)金屬到底是什么鬼？

    液體金屬合金材料擁有獨特的非結晶分子結構，與傳統(tǒng)金屬的結晶結構截然不同，這種結構更接近玻璃。 液態(tài)金屬的特點有低熔點、超強塑形能力、高屈服強度、高硬度、優(yōu)異的強度重量比、超高的彈性極限、抗腐蝕、高耐磨和獨特的聲學特性。而其最大的優(yōu)勢便在于高塑性、高強度和高硬度。總得來說，液態(tài)金屬一共有三種含義。

    第一種指的是如金屬汞一般在常溫下呈液態(tài)的金屬。這里的液態(tài)金屬中的液態(tài)是指液體形狀。例如，劉靜研究員研究中所用到的鎵銦硒合金，還有銦鉍銅合金（熔點為59℃）——可用于筆記本電腦上的一種比傳統(tǒng)硅脂散熱性能強十倍的液態(tài)金屬導熱墊，它們的工作狀態(tài)都是液態(tài)，應用時主要是考慮其電驅(qū)動性和高傳導性等。

    第二種就是我們常說的非晶合金，也叫液態(tài)金屬。之所以叫液態(tài)金屬，意思是合金是固體形狀，本應該是晶態(tài)的，卻保留了液體形態(tài)下的非晶態(tài)。目前的非晶合金具有高彈性、高強度、高硬度、耐腐蝕性等特性，但是韌性還是比不上一般的金屬，并且也沒有感應能力、形變記憶能力等。

    第三種就是終結者中出現(xiàn)的液態(tài)金屬機器人，由一種名為Mimeticpolyalloy（擬態(tài)合金）的液態(tài)金屬（非晶合金）打造。因此，我們也經(jīng)常看見兩種液態(tài)金屬在向公眾介紹時也往往拉上終結者中的機器人。但電影終歸是電影，對于液態(tài)金屬的性能的想象和應用上升到了一個目前我們還無法企及的高度。