北京
想象你从巴西一条古老河床中捡起一块黑色石头。它的表面像玻璃一样发亮，但内部布满小孔。
把它敲开，你会发现并非一颗晶体，而是一团紧密堆积的微型钻石。
这块奇特的石头从何而来？
这些多孔黑钻石被称为黑金刚石（carbonado），见于巴西和中非。尚未有人确认它们最初形成于哪种岩石中。
它们闪亮的表面曾让一些研究人员猜测，它们是否来自太空，或是在一次剧烈的宇宙撞击中形成。
它们不同于切割珠宝用的透明单晶。一颗黑金刚石颗粒可以包含许多孔洞和多种矿物拼凑而成的组合，每一部分都可能是其过去不同阶段留下的。
解读这些痕迹，颇像根据一只历经旅途的行李箱上的标记拼凑出一段旅程。
如今一项研究提出了另一种旅程。一次古老撞击可能帮助将富含碳的物质带入地球深处。
钻石可能在那里——地幔中——形成，随后又向地表上升。
在这一叙述中，碰撞开启了故事，但并未直接形成钻石。
为探究这一点，阿蒂拉·德梅尼（Attila Demény）、彼得·内梅特（Péter Németh）及其同事研究了巴西通巴多尔组（Tombador Formation）的黑金刚石。他们检测了其中的碳，用X射线扫描石头，并在电子显微镜下观察选定的颗粒。
玻璃质表面是他们的第一个谜题。它曾被比作陨石熔融的外壳。如果撞击产生了这种表面，它本应在钻石的微观结构中留下迹象。
相反，普通钻石晶体一直延伸穿过表面，在所检查的颗粒中没有与冲击相关的结构。一些石头还带有薄薄一层锐钛矿，这是一种由二氧化钛组成的矿物。在它下面，单个钻石晶体得以保存，而光滑表面同时延伸覆盖涂层和裸露的钻石。
“玻璃质表面的形成必定晚于这种矿物沉淀，”德梅尼告诉我们。
这一顺序表明，涂层先出现。后来，流体可能同时溶解了少量钻石和涂层，使它们的表面变得光滑。因此，这种光泽可能讲述的是石头历史中较晚的一幕，而不是钻石最初如何形成。
为了探究钻石中的碳来自何处，研究人员测量了不同形式碳的比例。在大多数石头中，这些比例类似于古代生物留下的碳。有一颗颗粒的结果介于典型黑金刚石和地球深处形成的钻石之间。它的碳可能来自多种来源的混合。
但始于地球表面的物质，如何到达形成钻石所需的深度？
“唯一途径是俯冲，而且俯冲必须非常迅速，否则钻石内部的孔洞应该早已被消除，”德梅尼说。俯冲是地表物质沉入地球内部的过程。在该团队的模型中，快速下沉有助于解释为什么这些钻石仍含有如此多的孔洞。
研究人员提出，年轻地球上一次大碰撞可能启动了这样的下沉过程。德梅尼说：“已知地球曾受到大小达到100–200公里的地外天体轰击，这可能诱发了快速俯冲。”
富含有机物的沉积物被向下扫入，可能到达地幔；在那里，巨大的压力将其中的部分碳转化为钻石。上升的岩浆后来可能使含钻石的岩石破碎，并把碎块带向上方。其他矿物进入孔洞；侵蚀作用将这些碎块沉积到沉积物中，后来流体使它们的表面变得光滑。
这一设想的旅程有助于把黑金刚石的若干奇特之处联系起来：它所含的碳、孔洞、破碎外观以及充满矿物的空间。
此前一项研究还描述了一个标本，其中黑金刚石上生长着一颗宝石级钻石；德梅尼说，这支持黑金刚石可能曾在地幔中停留过的观点。
有机碳最终进入地球深处钻石中已有先例。其他研究探讨了小行星撞击如何影响年轻的地球。这两项发现都未证实所提出的黑金刚石完整旅程，但都表明这些石头中保存的线索值得研究。
研究人员尚未确定与黑金刚石有关的特定撞击。
他们也未在样品内发现被捕获的矿物，能明确证明地壳物质在钻石形成之前进入了地幔。
德梅尼说，这样的包裹体将提供特别有用的检验。表面也可能在侵蚀之前就已被磨光；时间仍不确定，而有机来源和撞击驱动下沉仍是假说。
该研究更直接确定的是石头表面记录的顺序：锐钛矿涂层早于玻璃质表层，这与后来被流体溶解一致。
该研究已发表在《冈瓦纳研究》上。
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