由南安普敦大學領導的一個國際科學家小組發現，構造板塊的斷裂是地球深處富含鑽石的岩漿產生和噴發的主要驅動力。這一洞察力可能會極大地影響鑽石勘探行業的發展軌跡，引導人們努力尋找最有可能發現鑽石的地點。

在加拿大北極地區發現的Macle 雙生鑽石。資料來源：南安普頓大學湯姆-格農教授

鑽石是在深層高壓下形成的，已有數億甚至數十億年的歷史。它們通常存在於一種被稱為金伯利岩的火山岩中。金伯利岩被發現於大陸最古老、最厚、最堅固的地方–其中最著名的是南非，那裡是19 世紀末鑽石熱的發源地。但直到現在，金伯利岩如何以及為什麼會出現在地球表面仍是一個謎。

新的研究考察了過去十億年間全球構造力對這些火山噴發的影響。研究結果發表在《自然》（Nature）雜誌上。

博茨瓦納賈瓦能鑽石礦。資料來源：南安普頓大學湯姆-格農教授

南安普頓大學的研究人員與來自伯明翰大學、波茨坦大學、GFZ 德國地球科學研究中心、波特蘭州立大學、麥考瑞大學、利茲大學、佛羅倫薩大學和安大略女王大學的同事們進行了合作。

南安普頓大學地球科學教授、首席研究員湯姆-格農（Tom Gernon）是這項研究的主要作者：”鑽石噴發的模式是周期性的，模仿了超大陸的節奏，超大陸隨著時間的推移以重複的模式組合和解體。但以前我們不知道是什麼過程導致鑽石在地球表面下150公里處藏匿了數百萬年（或數十億年）後突然噴發。”

為了解決這個問題，研究小組利用包括機器學習在內的統計分析方法，對大陸斷裂與金伯利岩火山活動之間的聯繫進行了取證研究。結果顯示，大多數金伯利岩火山的噴發發生在地球大陸構造斷裂後的2000萬到3000萬年。

主岩（金伯利岩）中的鑽石。資料來源：達勒姆大學理查德-布朗博士

南安普頓大學高級研究員Thea Hincks 博士說：”通過地理空間分析，我們發現隨著時間的推移，金伯利岩的噴發往往會從大陸邊緣逐漸向大陸內部遷移，其速度在各大洲之間是一致的。

地質過程

這一發現促使科學家們探索是什麼地質過程推動了這一模式。他們發現，地球的地幔–地殼和地核之間的對流層–會因地殼的斷裂（或拉伸）而受到破壞，甚至在數千公里之外。

伯明翰大學地球系統副教授斯蒂芬-瓊斯（Stephen Jones）博士是這項研究的合著者之一：”我們發現，多米諾骨牌效應可以解釋大陸斷裂是如何導致金伯利岩漿形成的。在斷裂過程中，一小塊大陸根部被破壞並沉入下面的地幔，引發了附近大陸下面一連串類似的流動模式”。

波茨坦地球動力研究所地球動力學建模科科長薩沙-布魯內（Sascha Brune）博士是這項研究的合著者之一，他進行了模擬，以研究這一過程是如何展開的。他說：”在沿著大陸根部席捲的同時，這些破壞性的流動從大陸板塊的底部帶走了大量的岩石，厚度達數十公里。”

南非威尼西亞鑽石礦。資料來源：南安普頓大學湯姆-格農教授

模型中估計的典型遷移率與科學家們從金伯利岩記錄中觀察到的相吻合。

格農博士補充說：”令人驚訝的是，這一過程匯集了適量的必要成分，引發了足夠的熔化，從而產生了金伯利岩。”

研究小組的研究可用於確定與這一過程相關的過去火山爆發的可能地點和時間，從而為今後發現鑽石礦藏提供有價值的見解。

格農教授最近獲得了伍德尼克斯基金會（WoodNext Foundation）的一筆重要慈善基金，用於研究導致全球隨時間變冷的因素，他說，這項研究還揭示了地球深處的過程是如何控制地表過程的：”斷裂不僅重組了地幔，還可能對地球表面環境和氣候產生深遠影響，因此鑽石可能只是故事的一部分。