俄羅斯1000萬億的鉆石怎么來的？

北國俄羅斯雖然往往給我們留下地大物博的印象，但想讓那些描寫“豐富礦產”的教科書式詞條刺激到我們感性的神經，嗯，還真難。不過今日，北極熊總算找到了一個機會，能夠用 “豐富的礦產”來給我們的視野帶來一場“通古斯大爆炸”了。

俄羅斯向來是鉆石出產國之一，圖為俄羅斯雅庫特共和國的Mir礦，世界最大的露天鉆石礦場之一。而這次公布的新礦藏，不論是范圍還是產量，都將將遠超Mir礦。(圖片：wiki commons)

本月17日，莫斯科終于承認了西伯利亞東部蘊藏著一個儲量足以達到數萬億克拉的鉆石礦。這個早在上世紀70年代便已發現的鉆石礦被當作“秘密寶藏”暗地塵封起來——因為當時蘇俄已經具有足夠的其他鉆石礦源來獲得利潤。30多年后的今天，它得以重見天日，直接帶來超過 $1,000,000,000,000,000 (一千萬億美元)的價值評估!可想而知，它將會給國際寶石市場的價格帶來何等規模的深度沖擊。在這樣的身價面前，就算做一做從此改寫世界經濟史的夢，恐怕也無可厚非吧?

在如此爆炸性的信息前誰能不心動!想給心愛的妹子送顆鉆石可無奈“鉆石恒久遠，一顆就破產”?把后一句話封入歷史的轉機可能就在眼前!畢竟，數萬億克拉的量級，平均分配，地球上每個人都會有幾百克拉的配額。當然，科學青年們要想玩得更嗨，單把鉆石遞過去是不行的，鉆石背后的那些科學原理也有必要先八卦好，比如我問你：這種東西為什么要多的時候可以在一個地方產出這么多——就像這個可以足夠開采3000多年的大礦區，而大部分地方，人們尋死覓活也都找不到一顆呢?

業火地幔的超深‘鉆’

在地球這顆“有機的”星球上，碳的豐富程度可謂濫大街了。且不說生物圈這個巨大的碳儲庫，就是在巖石圈中，以石灰巖和白云巖為代表的碳酸鹽巖體系，也算是一群有著重要話語權的巖石類別了。這些濫大街的有機物、碳酸鹽，要多復雜有多復雜，可輪到最簡單的單晶碳——鉆石，為什么卻偏偏鳳毛麟角難窺一斑呢?原來，鉆石的形成需要極為高壓的環境，材料雖然多但火候不到不行，于是，盡管地球上碳多，可高壓環境卻極其稀缺。這樣的結論，只讓人們捶胸嗟嘆了——原來，真正值錢的是壓力啊。

稀缺二字的潛臺詞不外乎“畢竟還存在”。但這樣高壓的環境又從何尋起?人們首先想到的是地下深處。這完全可以理解——在簡單的凈水壓力公式 Ps=ρgH 面前，想增加壓力只用簡單地增加深度值便可以了，何樂而不為呢?用實驗計算出石墨向金剛石發生相變的壓力，然后像打石油井那樣達到相應的高度不就行了?很遺憾，理想雖然非常豐滿，但現實的骨感也緊隨而進——在地球的常規地熱梯度下，石墨-金剛石相變線所對應的最淺深度尚為150km。150km是個什么概念?下面的數據可以直觀地說明這個問題：人類平時鉆探石油的勘探井，深度一般在5km之內;大陸超深鉆能夠達到的最深記錄，為12km;地殼的平均厚度呢，17km，過了這個就是地幔;于是好，現在給你擺個150km放在眼前，這是什么概念?在這個深度，你甚至已經直接越過上地幔巖石圈，直接進入巖漿之海——大地幔對流環了。

這樣的深度絕然得讓我們這些活在地球表層的生物望而卻步了，但好在地質學家可以找到一些靈活的方案。人類不下去，不代表它們不可以上來嘛——經過地質學家與地球物理學家對地球動力學的長時間研究，發現那些地處深部的幔源物質(甚至可以深至地核-地幔邊界 Core-Mantle Boundary)，會因地幔對流而上涌，并最終侵出地表。這些地球最深部的信使能夠將生成于業火煉獄中的寶藏給順道捎上來——當然也就包括了人們盼望已久的鉆石了。當年，初至非洲的勘探家們在南非就發現了這樣一個帶著大儲量鉆石而升上來的地幔侵入體，于是在利潤滾滾而來的喜悅之余，它們便用產出地Kimberly來為這種侵入巖命了名，以示永久的紀念，而這種侵入體呢，不瞞你說，便是我們熟知的鉆石母巖——金伯利巖(Kimberlite)了。

金伯利巖中的鉆石晶體。(圖片：open.ac.uk)

但是地球上可不是隨時隨地都能發生深地幔物質的上涌的。地幔熱柱發育的條件其實極端苛刻，而地球元素的圈層分異效應則更讓它鉆石的形成雪上加霜：碳的儲量在地球上雖然算得上豐富，但它們主要匯集在地球表層的生物?和表生沉積巖(即灰巖/白云巖)中