在地球深处形成的钻石可以帮助解释地震之谜

　　深钻石能告诉我们关于深地震的什么信息？在地球深处形成的钻石可以帮助地震学家回答一个几十年前的问题：流体是否会在高压应该防止脆性破坏发生的深度产生地震？

　　在 300 到 700 公里（约 180 到 435 英里）深的俯冲板片中的流体辅助断层，在上地幔和下地幔之间的过渡带，是可能解释深地震的一个过程。但根据卡内基科学研究所的史蒂文·希里 (Steven Shirey) 的说法，直到最近，基于样本的与这些板块相关的水或其他流体的良好证据仍然很少。

　　现在，对在过渡带形成的钻石的研究提供了俯冲板块携带流体的证据。Shirey 在美国地震学会年会上说：“随着新的俯冲带建模，这些钻石清楚地表明，在深地震产生的故事中不能忽视流体。”

　　并非所有深部地震都必须涉及水，但 Shirey 和他的同事的模型表明，一些俯冲板块仍然足够冷，可以保持水并将水一直输送到过渡带的底部。他们发现，发生在地表以下 500 至 700 公里处的深地震似乎只发生在这些可以输送水或可以携带足够深的碳酸盐以引发融化的板块中。

　　Shirey 说：“在那个深度，水或碳酸盐流体可能会引发地震，或者地震可能会引发流体释放——或者这两种情况都可能发生。”

　　“我认为此时应由地震学界来尝试了解流体为何如此重要，”他说。“我们知道流体在下面，我们知道它们在移动，钻石的岩石学告诉你这一点，因为这些钻石总是在流体移动的地幔区域形成。”

　　Shirey 指出：“这些超深亚岩石圈钻石（在岩石圈下方数百公里的地幔中形成的钻石）的内部生长结构表明它们是由穿过主岩的流体形成的。”“钻石告诉你与宿主地幔存在裂缝或脉络关系。你必须让流体在静脉或裂缝中穿过主岩并与之平衡。”

　　他指出：“这些钻石还具有独特的化学成分和内含物，这是它们起源于俯冲海洋板块的明显迹象。例如，许多亚岩石圈钻石的特点是同位素轻碳——缺乏碳的重同位素碳 ( 13 C)——与有机物质有关，与周围的地幔相比，它在海洋板块中的含量要丰富得多。”

　　一些亚岩石圈钻石还含有富含铁的重同位素 ( 56 Fe) 的金属包裹体，而其他钻石则富含轻元素硼。这两个特征都与蛇纹石化的地幔橄榄岩有关。蛇纹石化发生在海底蚀变和变质过程中在俯冲带掺入海水的岩石中。

　　钻石中的内含物表明含流体岩石确实进入了地幔，研究人员的模型展示了它是如何被冷俯冲板携带的。Shirey 说，随着地震学家改进他们对深地震位置的估计，这些位置可以更好地与这些板块的位置相匹配，以进一步测试这些模型。