การศึกษาเกี่ยวกับโอลิวีน "เพื่อนที่ดีที่สุด" ของ... เพชร

นักธรณีวิทยา ETH ได้ค้นพบวิธีการใหม่ในการประเมินการมีอยู่ของเพชรใน Kimberlite: ทั้งหมดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมี

เพชร: วิธีใหม่ในการค้นหาพวกมันด้วยโอลิวีน
ธรณีเคมีของโอลิวีนเพื่อดูว่ามีเพชรอยู่ในคิมเบอร์ไลต์หรือไม่: การศึกษา (ภาพ: Eduard Gübelin/ETH Zurich)

I เพชร พวกเขาเป็นเพื่อนที่ดีที่สุดของเด็กผู้หญิง ร้องเพลงให้กับนักร้องสาว Marylin ในภาพยนตร์เรื่อง "Gentlemen Prefer Blondes" ในปี 1953 แต่ก็หาได้ยากเช่นกัน

ประมาณว่าการจะได้เพชร 0,2 กะรัต เท่ากับ XNUMX กรัม จำเป็นต้องขุดอย่างน้อยที่สุด 3ตันครึ่ง ของหิน แต่นักธรณีวิทยาแห่งนั้น ซูริกโปลีเทคนิค และของมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น ได้ค้นพบเครื่องมือใหม่ในการกำหนดความน่าจะเป็นในการค้นหาเพชรโดยการศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของ Kimberlite, “หินแม่” แห่งอัญมณีล้ำค่า

ทีมวิจัยของ อันเดรีย จูเลียนีจากสถาบันธรณีเคมีและปิโตรวิทยาแห่ง ETH ค้นพบว่าเพชรก็มีเพื่อนที่ดีที่สุดเช่นกัน คือโอลิวีนซึ่งเป็นแร่ธาตุสีเขียวที่ประกอบเป็นคิมเบอร์ไลต์ประมาณครึ่งหนึ่ง

จากผลการศึกษาซึ่งกระตุ้นความสนใจอย่างมากจากมืออาชีพในทันที การมีอยู่ของเพชรในหินนั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับองค์ประกอบทางเคมีของโอลิวีน และ วิธีโอลิวีน มันง่ายกว่าและเร็วกว่าที่ใช้กันทั่วไปมาก

กล้ามเนื้อเทียมใหม่: หุ่นยนต์ที่เบากว่า ปลอดภัยกว่า และแข็งแกร่งยิ่งขึ้น
เซ็นเซอร์ปฏิวัติที่สามารถประหยัดแบตเตอรี่ได้นับล้าน

วิธีการใหม่ในการค้นหาเพชรในคิมเบอร์ไลท์
เพชรที่ฝังอยู่ในเศษคิมเบอร์ไลท์ ต้องขอบคุณหินแม็กมาติกนี้ที่ทำให้เรารู้จักอัญมณีล้ำค่า (ภาพ: Andrea Giuliani/ETH Zurich)

ไม่มีอะไรยากเท่ากับการค้นหาเพชร

"ไม่มีวิธีการใดที่รับประกันว่าจะได้เพชร"อธิบาย อันเดรีย จูเลียนีนักวิทยาศาสตร์อาวุโส สถาบันธรณีเคมีและปิโตรวิทยา แห่งมหาวิทยาลัยเทคนิคซูริก”ไม่มีอะไรซับซ้อนเท่ากับการค้นหาและขุดเพชร"

แร่ธาตุที่แข็งที่สุดที่รู้จักก็เป็นหนึ่งในแร่ธาตุที่หายากที่สุดเช่นกัน นั่นคือการใช้อัญมณีคาร์บอนที่บริสุทธิ์ที่สุด ล้านปี มีรูปร่างและหายากมาก นอกจากนี้ เพชรยังกำเนิดจากเนื้อโลกที่ระดับความลึกมากกว่านั้นโดยประมาณ 150 ชิโลเมตริ: ถ้าไม่ใช่เพราะคิมเบอร์ไลท์ หินแม็กมาติกที่รวมพวกมันเข้าด้วยกันและนำพวกมันขึ้นสู่ผิวน้ำผ่านทางท่อภูเขาไฟ บางที เราจะไม่รู้ด้วยซ้ำว่าพวกเขามีอยู่จริง.

ศาสตราจารย์จูเลียนีศึกษาเรื่อง การก่อตัวของเพชร ตั้งแต่ปี 2015 ตอนที่เขายังอยู่ที่มหาวิทยาลัยเมลเบิร์น และได้วิเคราะห์ตัวอย่างจำนวนมาก Kimberliteซึ่งเป็นหินสีน้ำเงินแกมดำที่แทบจะหายากพอๆ กับอัญมณีล้ำค่าที่หินนั้นมีอยู่

ในความเป็นจริง มันถูกพบเฉพาะบนแผ่นทวีปที่เก่าแก่มากเท่านั้น ซึ่งยังคงสภาพทางธรณีวิทยาไม่เปลี่ยนแปลงมาเป็นเวลาหลายพันล้านปี “การค้นหาคิมเบอร์ไลต์ก็เหมือนกับการมองหาเข็มในกองหญ้า“ อธิบายนักวิจัยในวันนี้บนฝั่งลิมมัต “เมื่อคุณพบมันแล้ว การค้นหาเพชรก็เริ่มต้นขึ้นอย่างยากลำบาก"

Fili Pari สินค้าแฟชั่นใหม่ "ยั่งยืน" เกิดจากหินอ่อน
ปัญญาประดิษฐ์และโฮโลแกรม: ขอบเขตใหม่ของการดูแลสุขภาพ

วิธีหาเพชรตามโอลิวีน
ภาพไมโครกราฟของเศษหินที่มีเมล็ดโอลิวีนเป็นหลักฐาน: การมีอยู่ของเพชรขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี (ภาพ: Chmee2/Wikipedia)

ที่ใดมีเหล็ก ที่นั่นไม่มีเพชร: การศึกษา

อันเดรีย จูเลียนี และเพื่อนร่วมงานของเขาจากETH เพิ่งพัฒนาวิธีการที่สามารถทำให้การค้นหาแหล่งสะสมเพชรง่ายขึ้นมาก: กระบวนการที่อธิบายไว้ในการศึกษา ตีพิมพ์ใน การสื่อสารธรรมชาติจะขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบทางเคมีของคิมเบอร์ไลต์. หินเหล่านี้จริงๆ แล้วประกอบด้วยประมาณครึ่งหนึ่งของหินเหล่านี้ โอลิวีนซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ประกอบด้วยเหล็กและแมกนีเซียมในสัดส่วนที่แปรผัน ซึ่งกลายเป็นพันธมิตรที่ยอดเยี่ยมในการค้นหาเพชร

นักวิจัยพบว่ามีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างองค์ประกอบของโอลิวีนกับ การปรากฏตัวของเพชร"ในตัวอย่างหินที่โอลีวีนอุดมไปด้วยธาตุเหล็กมาก ไม่มีเพชรหรือน้อยมาก“ จูเลียนีอธิบาย

นักวิจัยได้ข้อสรุปนี้โดยผ่านก แนวทางเสริม ไปสู่แบบดั้งเดิม: แทนที่จะประเมินศักยภาพเพชรของคิมเบอร์ไลต์โดยอิงจากการประเมินหินที่เหมาะสมที่สุดและสภาวะความดันและอุณหภูมิของแร่ธาตุ พวกเขาพบวิธีแก้ปัญหาโดยเริ่มจากการวิเคราะห์โดยเฉพาะ ปรากฏการณ์ที่ “ทำลาย” เพชร, การเปลี่ยนแปลงของเนื้อร้าย

มันเป็นกระบวนการ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของหิน ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากอันตรกิริยากับของเหลวที่มีต้นกำเนิดจากแม็กมาติกหรือการแปรสภาพ ในระหว่างที่แร่ธาตุบางชนิดถูกแทนที่ด้วยสารประกอบอื่นอย่างแท้จริง ทั้งหมดหรือบางส่วน

ความยั่งยืนของอุตสาหกรรมเหมืองแร่: ความท้าทายที่เร่งด่วนมากขึ้น
TeRABIT ทางหลวงข้อมูลสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของอิตาลี

เพชรและโอลิวีน มิตรภาพที่สามารถเปลี่ยนแปลงทุกสิ่งได้
อดีตเหมืองเพชร “The Big Hole” ในคิมเบอร์ลีย์ แอฟริกาใต้ ในรูปถ่ายปี 1927 ซ้าย และตามที่ปรากฏในวันนี้ ขวา (ภาพ: Arnold Heim และ Adobe Stock/ETH Zurich)

โอลิวีนและเพชร: เกิดอะไรขึ้นลึกลงไป?

นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบผลกระทบของ การแพร่กระจาย บนเพชร และพวกเขาค้นพบว่าโอลิวีนจะมีธาตุเหล็กมากขึ้น โดยที่การหลอมละลายจะแทรกซึมเข้าไปในเนื้อโลก และเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของหินอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นอย่างแม่นยำที่ระดับความลึกที่เพชรก่อตัวขึ้น

Le แทรกซึม ซึ่งทำให้โอลีวีนมีธาตุเหล็กมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์อธิบาย และยังทำลายเพชรด้วย ในทางตรงกันข้าม หากมีของเหลวเพียงเล็กน้อยแทรกซึมเข้าไปในเนื้อโลกของเปลือกโลก (ดังนั้นจึงไม่มีการแพร่กระจายของเนื้อร้าย) โอลิวีนมีแมกนีเซียมมากกว่า. และในกรณีนี้ก็มีเพชร

"การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าเพชรจะยังคงสภาพสมบูรณ์ก็ต่อเมื่อคิมเบอร์ไลต์ลากเศษแมนเทิลขึ้นมาซึ่งไม่ได้มีปฏิกิริยาอย่างกว้างขวางกับการหลอมครั้งก่อน“ จูเลียนีอธิบาย

ประเด็นก็คือคิมเบอร์ไลต์ไม่ค่อยจะไปถึงพื้นผิวในการเคลื่อนไหวเพียงครั้งเดียว โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นกระบวนการที่ยาวนานซึ่ง มันสามารถทำซ้ำได้หลายครั้ง: คิมเบอร์ไลต์เริ่มเพิ่มขึ้นเป็นมวลของเหลว สะสมเศษแมนเทิลตามทาง เย็นตัวลงและหยุด “มันเป็นกระบวนการหลอมรวม การขึ้น และการแข็งตัวอย่างแท้จริง" นักวิจัยชาวอิตาลีอธิบาย "และอันนี้มี ส่งผลเสียต่อเพชร"

เชื้อเพลิงใหม่จากการสังเคราะห์แสงเทียมบนฟองสบู่
Photogallery ผลงานต้นฉบับทั้งหมดของ "AI Hope Machine"

เพชรบนเศษคิมเบอร์ไลต์ในแอฟริกาใต้: องค์ประกอบทางเคมีของหินช่วยให้เราคาดเดาการมีอยู่ของเพชรได้ (ภาพ: Parent Géry/Wikipedia)

เดอ เบียร์สใช้วิธีโอลิวีนอยู่แล้ว

ดังการศึกษาระบุว่า “ความหนาแน่นของเพชรในคิมเบอร์ไลต์ที่สูงทั่วโลกมีความเกี่ยวข้องกันเป็นพิเศษโอลิวีนที่มีปริมาณแมกนีเซียมสูงซึ่งสอดคล้องกับชั้นเปลือกโลกที่ได้รับผลกระทบน้อยที่สุดจากการแพร่กระจายของสารที่เชื่อมโยงกับคิมเบอร์ไลต์". กล่าวโดยสรุป ธรณีเคมีโอลิวีนเป็นมากกว่าเครื่องมือที่ถูกต้องสำหรับการค้นหาเพชร

การวิเคราะห์โอลิวีนมีความน่าเชื่อถือพอๆ กับวิธีการสำรวจแร่ก่อนหน้านี้ ซึ่งอาศัยแร่ธาตุไคโนไพร็อกซีนและโกเมนเป็นหลัก แต่เป็นวิธีที่ง่ายกว่าและเร็วกว่า: การวิเคราะห์เพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้ว เพื่อให้เข้าใจถึงการมีหรือไม่มีเพชรในแหล่งสะสมคิมเบอร์ไลท์ที่กำหนด

"ความงดงามของวิธีการใหม่นี้ไม่เพียงแต่ง่ายกว่าเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เราเข้าใจว่าทำไมวิธีการก่อนหน้านี้ถึงได้ผลในที่สุด“ จูเลียนีพูดอีกครั้ง

"เบียร์ de กำลังใช้ระบบใหม่นี้อยู่แล้ว“ศาสตราจารย์กล่าวปิดท้าย ผู้ผลิตเพชรรายใหญ่รายดังกล่าว ซึ่งดำเนินธุรกิจใน 35 ประเทศ และมีเหมืองตั้งอยู่ในออสเตรเลีย แคนาดา แอฟริกาใต้ นามิเบีย และบอตสวานา ซึ่งได้จัดหาตัวอย่างคิมเบอร์ไลต์สำหรับการศึกษานี้ มีความสนใจเพียงพอในการค้นพบเพื่อร่วมสนับสนุนการวิจัยทางการเงินร่วมกับ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสวิส.

วิธีโอลิวีนซึ่งมีประสิทธิภาพมากในการค้นหาเพชรในแหล่งสะสมคิมเบอร์ไลต์ปฐมภูมิสามารถช่วยประหยัดเวลาได้ การสกัดหินจำนวนตัน: เป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่สำหรับผู้ผลิต แต่ยังช่วยบรรเทาโลกที่ทรุดโทรมใบนี้ด้วย

นี่คือวิธีที่ AI ปฏิวัติพฤติกรรมการซื้อ
อนาคตเป็นเรื่องของร่างกาย และแบรนด์แฟชั่นกำลังเป็นผู้นำ...

เดอ เบียร์สให้ทุนสนับสนุนการศึกษาทางเคมีของโอลิวีน
De Beers ผู้ผลิตเพชรชื่อดังได้ตัดสินใจร่วมให้ทุนสนับสนุนการศึกษา ETH และกำลังใช้วิธีการโอลิวีนอยู่แล้ว (ภาพ: Envato)