IIb型鑽石是一種稀有品種的鑽石,其特徵在於晶體結構中含有硼,其可賦予吸引人的藍色。著名的希望鑽石是這種藍鑽的完美代表。IIb型鑽石長期以來一直是地質之謎,但2018年8月2日出版的《自然》雜誌上發表的新研究顯示它們是「超深」鑽石,這意味著它們比大多數其他鑽石的形成深度還要深。值得注意的是,這些藍色鑽石中含有的硼原子最初可能來自古代海洋。
硼是一種大量集中在地球表面的元素。但在鑽石生長的地幔中,硼的濃度極低。因此,IIb型鑽石的硼含量是出乎意料的並且難以解釋。幾十年來,藍鑽一直吸引著科學家們的興趣,但這些寶石的高價值和稀有性及其近乎缺乏礦物包裹體的特徵一直是研究的主要障礙。
在此研究之前,未有對IIb型鑽石中任何礦物內含物的認識。然而,對近兩年內向GIA提交的鑽石經過系統篩選我們找到並檢查了46種含有內含物的IIb型鑽石。通過研究內含物能夠推斷出鑽石生長的主巖和深度, IIb型鑽石形成至少與地幔轉換帶(410-660 km)一樣深,到達下地幔(> 660 km)。相比之下,這比其他大多數鑽石的形成深度150–200 km.深約四倍。
內含物還表明,在這個很大的深度,鑽石形成於被傳送帶式的俯衝帶到下地幔的洋殼中。與俯衝海洋巖石圈的聯繫表明,負責IIb型鑽石藍色的硼可能是從地球表面帶走的。
當海水滲入大洋底時,會引起硼的化學反應,將硼沉積到海洋巖石圈中。這項新研究設想了一種模式,其中一些硼跟隨著含水礦物俯衝到下地幔。在這個極深的深度中,增加的溫度和壓力分解含水礦物質,然後釋放富含硼的流體,觸發鑽石生長。在藍色鑽石中的許多固態內含物的表面發現有甲烷和氫氣共存的薄層,這為鑽石形成於富含硼和水的流體中提供了證據。