【自然資源】想找鑽石礦嗎?先找這棵樹!

■科學家發現一種喜歡生長在金伯利岩附近的植物。由於金伯利岩通常被認為是鑽石礦脈的指標,所以這種植物可能會成為開採鑽石的新指標。

Photo:STEPHEN HAGGERTY
Photo:STEPHEN HAGGERTY

撰文|陳勁豪

對採礦業者來說,如何正確而有效率的找尋到有經濟價值的礦脈是相當重要的事情,所以他們會盡量利用各種可用的指標來協助判斷,當然也包括生物指標在內。以銅礦來說,在北歐有種開著粉紅色小花的Lychnis alpina,跟一種產於非洲中部一種開著白色花朵的灌木Haumaniastrum katangense,都被認為是銅礦的指標植物,因為這兩種植物都可以適應當地土壤中相對較高的銅含量。

鑽石作為在人類世界中最貴重的礦物之一,是否也有類似的指標植物呢?一般而言,鑽石在地球內部幾百公里深的地方經由強大的壓力所形成,接著因為火山爆發等方式而使鑽石礦脈出現在地表附近。要尋找鑽石礦,會先尋找富含金伯利岩(kimberlite )的區域。金伯利岩是橄欖岩的一種,通常會有較高的比例蘊藏有鑽石。所以只要能夠有效找到金伯利岩,便認為可以大幅提高找到鑽石礦的機率。

以目前已知的礦脈來說,世界上約有六千個左右富含金伯利岩的區域,其中大約有六百個含有鑽石含量。而其中大約只有六十個地方的鑽石含量有經濟價值。

一位英國的地理學家發現在賴比瑞亞有種長的像棕櫚樹的植物Pandanus candelabrum,似乎總是長在金伯利岩的上方。這可能是鑽石礦脈的第一種指標植物。Florida International University的研究員Stephen Haggerty認為,Pandanus candelabrum似乎發展成能夠適應金伯利岩所在的環境。尤其是金伯利岩富含鎂、鉀、磷等元素,似乎是種相當好的天然肥料來源。

Haggerty在2013年的時候,在賴比瑞亞的一個叫做Camp Alpha的地方發現了一個500公尺長,50公尺寬的金伯利岩。他們在這邊找到了四個鑽石原石,其中兩個約有二十克拉左右。但是更重要的,是他首次注意到Pandanus candelabrum,而且似乎只生長在金伯利岩上方。透過英國的皇家植物園跟美國的Missouri Botanical Garden,他確認了這種新植物的名稱。植物學界對這種新植物的認識並不多,不過知道這種植物主要分佈於喀麥隆到塞內加爾之間。

找到這層關聯後,科學家有很多事要做。首先要確認Pandanus candelabrum所在地的鑽石含量,這只能依靠現場開挖來確定。接著要分析這種植物到底是跟當地的哪種成份相互作用,使它們得以在當地生長。另外,他們還要知道這種植物有沒有可能透過航空或衛星照片來辨別。

如果這個方法的確有效,將顯著改變礦業公司尋找鑽石礦脈的方法。

原始論文
DISCOVERY OF A KIMBERLITE PIPE AND RECOGNITION OF A DIAGNOSTIC BOTANICAL INDICATOR IN NW LIBERIA
Stephen E. Haggerty
Economic Geology,  v. 110 no. 4 p. 851-856

參考資料
Sciencemag.org 2015/05/04: Rare African plant signals diamonds beneath the soil

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作者:陳勁豪 科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位,研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯。

 

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