地幔深處的"金屬密碼"破譯，科學(xué)家首次在天然鉆石中發(fā)現(xiàn)富鎳合金

2025年9月22日，《自然·地球科學(xué)》刊發(fā)國際團隊突破性研究成果：以色列希伯來大學(xué)、美國內(nèi)華達大學(xué)與英國劍橋大學(xué)學(xué)者組成的跨國科研組，在南非Voorspoed礦區(qū)開采的鉆石內(nèi)部，首次發(fā)現(xiàn)天然存在的鐵鎳合金納米顆粒與富鎳碳酸鹽晶體共存現(xiàn)象。

該研究聚焦的鉆石形成于地表之下280-470公里深處，其晶體結(jié)構(gòu)中封存了地幔演化的"時間膠囊"?？茖W(xué)家通過同步輻射顯微CT與拉曼光譜分析，發(fā)現(xiàn)鉆石內(nèi)部鐵元素優(yōu)先被氧化進入硅酸鹽熔體，而鎳元素則在殘余金屬相中富集，形成獨特的鐵鎳合金-碳酸鹽共存體系。

研究團隊還發(fā)現(xiàn)，此類鉆石常伴生柯石英、富鉀鋁相礦物等特殊包裹體，暗示其形成環(huán)境存在劇烈的物理化學(xué)突變。  此項突破性發(fā)現(xiàn)對礦產(chǎn)勘探具有重大指導(dǎo)意義。此前理論模型預(yù)測地幔250公里深度存在富鎳金屬相，但苦于缺乏天然樣本驗證。南非Voorspoed礦區(qū)作為全球重要金伯利巖型鉆石產(chǎn)區(qū)，其獨特地質(zhì)背景為深部資源勘探開辟了新維度。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）專家表示，該發(fā)現(xiàn)可能重塑鎳資源分布認(rèn)知，推動全球鎳礦勘探向超深部地幔柱活動帶轉(zhuǎn)移。

在工業(yè)應(yīng)用層面，天然富鎳合金的發(fā)現(xiàn)為高溫合金研發(fā)帶來啟示。研究顯示，鉆石中鎳元素在極端壓力下仍保持穩(wěn)定晶格結(jié)構(gòu)，這種超常穩(wěn)定性或可應(yīng)用于航空航天材料的開發(fā)。

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