Các nhà địa chất học phát hiện nhóm kim cương khổng lồ hiếm gặp như viên Cullinan 3.106 carat hình thành ở độ sâu lớn hơn nhiều kim cương thông thường.
Theo Independent, phó giáo sư Geoffrey Howarth, nhà địa chất tại Đại học Cape Town, và đồng nghiệp đang tìm hiểu loại đá nào chứa kim cương CLIPPIR và quá trình đưa chúng lên mặt đất. CLIPPIR thuộc nhóm kim cương siêu sâu, hình thành ở độ sâu hơn 400 km dưới mặt đất tại vùng chuyển tiếp lớp phủ (lớp đá nóng dày giữa lõi Trái Đất và lớp vỏ). So với chúng, kim cương thông thường bên dưới các lục địa cổ, sâu khoảng 200 km. Do đó, kim cương CLIPPIR rất hữu ích để tìm hiểu những khu vực bên trong Trái Đất không thể quan sát trực tiếp.
Các nhà nghiên cứu tập trung vào khoáng chất olivine tìm thấy trong đá kimberlite. Đây là loại đá magma hiếm dâng lên nhanh chóng từ sâu trong lòng Trái Đất, hoạt động như thang máy tự nhiên mang kim cương và khoáng chất khác từ lớp phủ lên mặt đất. Olivine là khoáng chất dồi dào nhất trong lớp phủ. Khi dâng lên, kimberlite mang theo olivine từ đá trong lớp phủ mà nó đi qua.
Dựa vào quá trình này, các nhà khoa học có thể xác định những khu vực có kim cương tích tụ trước khi đưa lên mặt đất. Nhóm của Howarth khoanh vùng nơi giàu sắt bất thường trong lớp phủ, gắn liền với đá kimberlite chứa kim cương CLIPPIR. Phát hiện của họ cung cấp công cụ thiết thực để thăm dò kim cương vì đá kimberlite mang khoáng chất olivin giàu sắt có nhiều tiềm năng chứa kim cương CLIPPIR hơn.
Cullinan là viên kim cương thô lớn nhất thế giới. Ảnh: Bảo tàng kim cương Cape Town
Một số nghiên cứu trước đây chỉ ra kim cương CLIPPIR có liên quan tới vỏ đại dương bị kéo sâu vào bên trong Trái Đất bởi quá trình kiến tạo mảng (sự tương tác và di chuyển chậm chạp của những mảng vỏ cứng). Khi gặp nhau, một mảng vỏ có thể bị đẩy xuống dưới mảng còn lại trong quá trình hút chìm, đẩy vỏ đại dương vào sâu trong lớp phủ, nơi nó thay đổi do nhiệt độ, áp suất và tương tác với đá xung quanh. Trong điều kiện cực hạn, carbon trong vật liệu có thể biến đổi thành kim cương.
Bằng chứng mới từ kết quả phân tích hóa học olivine của nhóm nghiên cứu cho thấy kimberlite chứa kim cương CLIPPIR gắn liền với vỏ đại dương cổ đại (vỏ Trái Đất nằm dưới các đại dương), bị biến đổi bởi chất lỏng nóng lưu thông qua đáy biển trước khi tiến sâu vào Trái Đất. Vỏ đại dương trải qua biến đổi thủy nhiệt đã hình thành lớp đá đặc giàu sắt sâu trong lớp phủ.
Thay vì nổi lên thụ động, đá giàu sắt cần lực nâng mạnh mẽ từ chùm manti, những cột đá siêu nóng nổi lên từ sâu trong lòng Trái Đất, có thể cuốn theo vật chất đặc và đẩy lên cao. Chúng mang vật chất chứa kim cương tới đáy thạch quyển dưới các lục địa cổ. Sau hàng trăm triệu năm, magma chảy qua khu vực đó, nhanh chóng phun lên mặt đất và cứng lại thành đá kimberlite, mang theo kim cương và khoáng chất khác.
Theo nhóm nghiên cứu, đá kimberlite chứa olivin giàu sắt và các khoáng chất khác có tiềm năng chứa kim cương CLIPPIR cao hơn, tập trung ở những khu vực như Sierra Leone và Angola.
Theo Conversation, một số viên kim cương đặc biệt nhất từng được tìm thấy thuộc lớp kim cương CLIPPIR hiếm gặp, chiếm chưa đến 1% tổng số kim cương trên Trái Đất. Tên gọi này là từ viết tắt tập hợp 6 đặc điểm nổi bật bao gồm đặc điểm bề ngoài tương đồng với viên kim cương Cullinan, kích thước lớn, ít tạp chất bên trong, độ tinh khiết cao, có hình dạng bất thường, bị ăn mòn hóa học tự nhiên. Nhóm CLIPPIR chứa ba trong số những viên kim cương lớn nhất từng được phát hiện: Cullinan nặng 3.106 carat ở mỏ Premier tại Nam Phi, Lesedi La Rona nặng 1.111 carat và Motswedi nặng 2.492 carat đều ở mỏ Karowe, Botswana.
Theo Discovery Alert, viên kim cương Cullinan vẫn là ví dụ điển hình về lớp CLIPPIR. Được phát hiện vào năm 1905 gần Pretoria, Nam Phi, khối lượng thô 3.106 carat của nó tương đương 621 g, gần bằng một chai nước tiêu chuẩn. Tuy nhiên, nó kết tinh dưới áp suất trên 11 gigapascal trong môi trường sâu hàng trăm km bên dưới lục địa châu Phi. Giới nghiên cứu ước tính Cullinan nổi lên mặt đất thông qua quá trình phun trào kimberlite khoảng 1,18 tỷ năm trước, biến nó thành một trong những viên kim cương hình thành sâu và lâu đời nhất.
An Khang tổng hợp
