《自然-地球科学》

富镍钻石包裹体可记录深部上地幔氧化还原状态

以色列希伯来大学的Yaakov Weiss团队发现富镍钻石包裹体能够记录深部上地幔氧化还原状态。相关研究成果近日发表于《自然-地球科学》。

地幔的氧化还原状态受铁和碳的氧化状态控制，并影响地幔关键物理化学参数。地幔捕虏体及实验和热力学研究表明，氧逸度随深度逐渐降低。在250至300千米处，氧逸度的进一步轻微下降与预测的富镍金属合金稳定化相关。然而，250至500千米之间的石榴石记录表明存在更有助氧化的条件，并且在该深度中未发现作为预测天然证据的富镍合金。

研究人员分析了来自南非武尔克斯普德矿两颗钻石中的镍铁金属纳米包裹体与富镍碳酸盐微包裹体。多项压力指标证实它们起源于280至470千米处的上地幔深部或浅层过渡带。富镍金属与碳酸盐的共存表明，氧化的碳酸盐岩熔体与还原的含金属橄榄岩发生反应，导致镍富集并促成钻石生长。该反应捕捉了交代作用的动态过程。这些钻石为地幔预测深度存在富镍合金提供了直接证据，同时表明存在深部碳酸-硅酸熔体。这些熔体通过间歇性氧化小体积的地幔，在金伯利岩和碱玄武岩的形成中发挥作用。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41561-025-01791-4