近年來，兩家著名的地質(zhì)研究機(jī)構(gòu)分別使用雷尼紹顯微拉曼光譜儀椰陋，對來自地球下地幔的“超深”金剛石中的包裹體進(jìn)行了無損分析嫌松。

金剛石包裹體是一種重要的化學(xué)惰性“容器”，能夠保留在高壓下形成的礦物碎片的原始結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分奕污。在諸多巖石學(xué)研究中萎羔，通過拉曼光譜技術(shù)提供了越來越多的證據(jù)，證實(shí)地球地幔中存在大量的水碳默。

發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明地球地幔中存在含水過渡帶

2013年贾陷，在來自巴西朱伊納 (Juina) 地區(qū)的一個金剛石包裹體中發(fā)現(xiàn)了地球原生的林伍德石。林伍德石是 (Mg,Fe)₂SiO₄的高壓多形腻窒，其具有尖晶石型結(jié)構(gòu)昵宇，這種結(jié)構(gòu)使其能夠在地球地幔中儲存大量的水。

在德國歌德大學(xué)地球科學(xué)研究所 (Geoscience Institute, Goethe University)儿子，科學(xué)家們首先使用雷尼紹顯微拉曼光譜儀對地球原生林伍德石進(jìn)行了拉曼光譜分析。該分析確定了該金剛石包裹體含有來自660公里邊界的林伍德石砸喻。接下來柔逼，傅里葉變換紅外 (FTIR) 光譜顯示其含水量大約為1.5%，接近于過渡帶的水飽和度割岛。當(dāng)時愉适，他們尚不確定該樣本的含水量能否代表過渡帶的普遍情況寓蔼。

圖1 | 博茨瓦納卡洛維 (Karowe) 礦開采的IaB型金剛石中包裹體的顯微圖片。包裹體嵌入在金剛石的表面以下韩艾，含有含水林伍德石 + 頑火輝石 + 鐵方鎂石筛六。Tingting Gu博士拍攝。

圖2 | 所研究的1.5克拉金剛石吭芯。Tingting Gu博士拍攝通溜。

最近，美國寶石研究院 (Gemmological Institute of America) 使用inVia?共焦顯微拉曼光譜儀對博茨瓦納卡洛維 (Karowe) 礦開采的一顆罕見的IaB型金剛石進(jìn)行了分析兰歼。根據(jù)分別在803 cm^-1和839 cm^-1處對SiO₄四面體進(jìn)行的不對稱 (T_2g) 拉伸和對稱 (A_1g) 拉伸溪毕，確定了這顆金剛石內(nèi)含有林伍德石。值得注意的是廊擦，這是首次觀察到林伍德石 [(Mg,Fe)₂SiO₄]穿汽、鐵方鎂石 [(Mg,Fe)O] 和含低量鎳的頑火輝石 [MgSiO₃] 的多相包裹體，如圖1所示觉浦。對該包裹體及其附近其他包裹體開展的巖石學(xué)分析顯示题束，該林伍德石來自660公里邊界附近的水飽和環(huán)境。這項最新的研究成果表明院仿，在地球深處有一個廣闊的含水過渡帶穿過660公里處的不連續(xù)帶進(jìn)入下地幔着逐。

總結(jié)

對來自660公里邊界的林伍德石碎片進(jìn)行的拉曼光譜分析證實(shí)，地球地幔的含水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往使用電導(dǎo)率和地震斷層掃描估算的含水量意蛀。

在廣闊而神秘的地球深處耸别，這里的含水量很可能是地表海洋總水量的一到兩倍。

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（雷尼紹Renishaw）

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