Diamanter är mer än bara en gnistrande pärla

Diamanter är mer än bara en gnistrande pärlaHope Diamond startade sin handlade historia i Indien i början av 1600. Smithsonian National Museum of National History

De är gjorda av kol - men det finns något nästan övernaturligt om diamanter.

Bara ordet diamant påstår lyx, önskvärdhet och seghet. Men när vi tänker på elementet kol är vi mer benägna att tänka på träkol; mjuk, svart, ogenomskinlig, jordnär, lätt.

Det är fascinerande att se hur det kristallina arrangemanget av kolatomer omvandlas när det utsätts för tryck som är större än ca 40-kilor (motsvarande 40,000 Earth atmospheres). Dessa förhållanden upplevs på djup i jorden från omkring 120km ner.

Och några diamanter kommer från väg, långt djupare - mer än 650km (om avståndet från Canberra till Melbourne) in i jorden. Små ofullkomligheter i sådana diamanter ger oss ledtrådar om vad som händer i jordens dolda geologiska lager.

I motsats till kol i sin lågtrycksform som kol eller grafit är kolatomer i diamant fastsatta i ett starkt tredimensionellt nätverk. Detta leder till unika fysikaliska egenskaper: Diamant är ett klart, extremt hårt, ofta färglöst mineral med mycket hög densitet.

Diamanter gnistrar och har intern brand på grund av deras mycket höga brytningsindex. Detta betyder att ljuset "fångas" inuti kristallen och reflekteras av de inre ytorna. Ansikter och fasetter gjorda av pärlklippare accentuerar denna egendom.

Brutit ut till ytan

Även om diamanter har blivit värdesatta som värdefulla pärlor under en lång tid, tills de tidiga 1700sna kom nästan alla handlade diamanter från flod gravels (känd som "alluviala avlagringar") i Indien.

Sedan var i början av artonhundratalet diamanter upptäckt i Brasilien, och från 1866 och framåt minskade i Sydafrika. Det var i detta land att diamantens stora, våldsamt utbrutna vulkaniska källarock som kallades "kimberlite" identifierades för första gången.

Detta erkännande förändrade fundamentet diamantutforsknings- och gruvindustrin och ledde snabbt till kraftigt ökad produktion och den stora efterfrågan från den moderna smyckenindustrin.

Tillförsel av diamanter till marknaden har länge varit tätt kontrollerat av ett fåtal stora producenter - exempel är De Beers (Sydafrika-Botswana), Al Rosa (Ryssland), Rio Tinto (Argyle Mine Australia och Kanadas gruvor) och Lucara Diamond Corporation (Karowe Mine, Botswana).

Diamanter är mer än bara en gnistrande pärla Diavik kimberlite-röret i norra Kanada. John Foden, författaren förutsatt

Värdet av diamanter

Till skillnad från andra råvaror som koppar, guld, olja eller kol har diamant ingen spotmarknad. Dess värde är variabelt och mycket subjektivt, bedömt med hjälp av "4C" -systemet: färg, klarhet, skära och karat (5 karat = 1 gram).

Per karat, vanliga diamantvärden varierar vanligtvis från omkring $ US10 till $ US3000. Mycket stora (ibland mycket historiska) pärlkvalitetsdiamanter kan dock beordra prisordningar av storleksordning utöver detta.

Den intensivt blå 45.5 karaten Hopp Diamond startade sin handlade historia i Indien i början av 1600s, och värderas till mer än US $ 200 miljoner. Andra nyligen prisvärd diamantförsäljning Inkludera Pink Star (59.6 karat, $ US71 miljoner) och Oppenheimer Blue (14.6 karat, $ US57.5 miljoner).

Den största diamanten som nyligen såldes är den okända Botswanan 1,109 karat diamanten, "Lesedi La Rona". Detta såldes för $ US53 miljoner.

Ledtrådar om diamant ursprung

Många diamanter innehåller inneslutningar av andra mineraler, vilka fångas prover från de djupa jordens stenar där diamanten växte. Dessa ger viktig information för geologer.

Inkluderingar av mineralerna olivin, pyroxen och granat berättar att deras värddiamanter växte på djup mellan ca 120 och 300km, i ett jordslag som är känt som subkontinentala litosfäriska manteln.

Detta lager är en del av jordens kontinentala tektoniska plattor och ligger under de äldsta regionerna i jordens kontinentalskorpa som kallas "cratons”. Kratoner är upp till fyra miljarder år gamla. Exempel är australiensiska pilbaraen, den sydafrikanska Kaapvaal, den kanadensiska slaven och den ryska sibiriska kratonen.

Blå diamanter djupt, djupt nedåt

Även om den subkontinentala litospheriska manteln är den vanligaste källan till diamanter, kommer vissa från mycket djupare lager i jorden.

Dessa kallas sub-litosfäriska diamanter, och identifieras med mineralinklusioner som överensstämmer med att utsättas för mycket högre tryck som finns vid djup av mer än 650km.

A färsk studie tittade på en typ av sällsynt blå diamant som Hope Diamond. Forskarna upptäckte konsekvent mycket högtrycksmineralinkluderingar som indikerar att deras diamantvärdar växte på djup av minst 660km. Dessa diamanter är blåa på grund av närvaron av spårmängder av elementet bor.

Frågan om hur boret hamnade på stora djup i jordens mantel är en fascinerande. Bor är ett element som på jorden är starkt koncentrerat i den övre kontinentalskorpen (mindre än 20km djup) och i havsvatten. Dess koncentration i djupare mantelstenar är typiskt extremt låg.

Bor måste sedan ha återinförts till de djupa lagren där diamanterna växte.

Detta skulle sannolikt ha hänt genom en process som kallas djup subduktion, där gränsen för en oceanisk tektonisk platta (omkring 100km tjock) misslyckas, och plattan faller sedan in i den djupa jordens mantel. Detta flyttar bor och andra material från de grunda jordlagren ner till djupet över 700 km.

Kimberliteutbrott tar sedan diamanterna upp mot ytan.

Diamanter är mer än bara en gnistrande pärla Subduktion av oceanisk litosfär med bor (B) fångad från oceanerna och levererad av den subducerande oceaniska plattan till lägre manteldjup över 660km. Här levereras boret till de växande ultra-högtrycks-sub-litosfäriska diamanterna. John Foden, författaren förutsatt

Ett fönster i djup jorden

Förutom ovanstående borexempel stöder också bevis från andra diamantmyntsplatser idén om att jordelementen flyttar från relativt grunt till djupare in i jorden genom subduktionsprocessen.

Detta har upptäckts genom att spåra olika former av kol i diamanter från Sydafrikanska Cullinan-gruvan, och i min egen forskning om mineralintag i Syd australiensiska diamanter.

Diamanter är mer än bara en gnistrande pärlaEn syd australiensisk diamant med synliga inslag. John Foden, författaren förutsatt

Djupa delar av jorden har fortfarande en fysisk anslutning med lager närmare ytan. Så diamanter är värdefulla på grund av att de är vackra, hårda och relativt sällsynta - men de ger också ett fantastiskt fönster in i strukturen och vår jordhistoria.

Om författaren

John Foden, professor, University of Adelaide

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

{AmazonWS: searchindex = Böcker, nyckelord = diamanter; maxresults = 3}

Avlyssningen

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}