从1905年在南非发现的“卡利南”，到2015年在博茨瓦纳出世的“莱赛迪·拉·罗纳”，几乎每一块大型钻石都闻名世界。现在，科学家们宣布，他们破解了这些稀有而宝贵石头的形成之谜。

  美国宝石学院等机构的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说，大型钻石可能源自地表之下400公里至750公里的超深部，在液态金属中形成。这项发现将能帮助推进认识地球的深部环境。

  参与研究的美国宝石学院研究开发部总监王五一对新华社记者说：“半个世纪以来，人们一直在探索天然钻石的形成机制，但由于涉及价值、保险等问题，科学家很难有机会研究大型钻石，所以长期以来我们对大型钻石的成因及其地学意义所知无几。”

  据王五一介绍，作为一家非营利机构，美国宝石学院“几乎是世界上唯一有机会可以对大量大型钻石做研究的机构”，因为许多钻石的销售都需要美国宝石学院的鉴定证书。该学院每天收到来自世界各地的数万颗要求分级鉴定的钻石，所以方便接触到大量研究样本。

  最终，研究人员从数十万颗钻石里挑选出30多颗大钻石，其中最大的约400克拉。征得钻石拥有者同意后，他们检测了钻石加工切下来的边角料，结果在其中发现了一些天然包裹物的杂质，其成分有铁、镍、硫、碳等元素。

  王五一说，钻石的一个特点是，它在生长过程中会把一些周围物质包裹在内。由于钻石是纯碳物质，非常稳定，包裹在其中的物质几乎不太可能跟外界物质发生反应，因而保留了钻石形成时周围环境的特征。从包裹物主要成分为铁来看，大型钻石应该是在液态金属环境中形成的，这与小型钻石的形成环境完全不同。

  研究人员据此认为，大型钻石在地球内部形成的深度要比绝大多数钻石深得多，它们的形成深度可能是在地下400公里到750公里，而其他天然钻石一般是在地下150公里至200公里深度形成的。后来这些钻石伴随着火山喷发等地质活动上升到地面。

  天然钻石可分为一型钻石与二型钻石。王五一说，两者主要区别是氮含量，二型钻石的纯度特别高，氮杂质极少，这种钻石只占天然钻石的2%。

  新发现可以解释为什么大型钻石基本是二型钻石，这是因为大型钻石在液态金属环境中形成，而氮会被金属吸收，所以大型钻石纯度也较高。而绝大多数钻石可能在硅酸盐环境中通过其他化学反应形成，所以地下150公里至200公里处形成的钻石容易包裹更多的氮，纯度相对较低。

  延伸阅读

  液态金属到底是什么鬼？

  液体金属合金材料拥有独特的非结晶分子结构，与传统金属的结晶结构截然不同，这种结构更接近玻璃。 液态金属的特点有低熔点、超强塑形能力、高屈服强度、高硬度、优异的强度重量比、超高的弹性极限、抗腐蚀、高耐磨和独特的声学特性。而其最大的优势便在于高塑性、高强度和高硬度。总得来说，液态金属一共有三种含义。

  第一种指的是如金属汞一般在常温下呈液态的金属。这里的液态金属中的液态是指液体形状。例如，刘静研究员研究中所用到的镓铟硒合金，还有铟铋铜合金（熔点为59℃）——可用于笔记本电脑上的一种比传统硅脂散热性能强十倍的液态金属导热垫，它们的工作状态都是液态，应用时主要是考虑其电驱动性和高传导性等。

  第二种就是我们常说的非晶合金，也叫液态金属。之所以叫液态金属，意思是合金是固体形状，本应该是晶态的，却保留了液体形态下的非晶态。目前的非晶合金具有高弹性、高强度、高硬度、耐腐蚀性等特性，但是韧性还是比不上一般的金属，并且也没有感应能力、形变记忆能力等。

  第三种就是终结者中出现的液态金属机器人，由一种名为Mimeticpolyalloy（拟态合金）的液态金属（非晶合金）打造。因此，我们也经常看见两种液态金属在向公众介绍时也往往拉上终结者中的机器人。但电影终归是电影，对于液态金属的性能的想象和应用上升到了一个目前我们还无法企及的高度。