目前，关于金伯利岩的起源主要存在两种观点。一种观点认为，它源自古老的深部地幔区域；另一种观点则主张，它是由浅部对流地幔在热点或板块构造作用下部分熔融形成的。这两种观点各执一词，相关的研究证据也是纷繁复杂、莫衷一是。例如，从地球化学记录来看，一些长寿命放射性同位素系统显示金伯利岩可能源自深部地幔，但短寿命同位素系统的证据却并不完全支持这一结论。此前对金伯利岩中 He 和 Ne 同位素的分析，同样未能给出明确的答案，使得金伯利岩的起源问题愈发扑朔迷离。
为了揭开金伯利岩起源的神秘面纱，来自 ETH Zurich、Carnegie Institution of Science、Woods Hole Oceanographic Institution 等多个研究机构的研究人员组成科研团队，开展了一项深入的研究。他们将研究重点聚焦在全球范围内金伯利岩中橄榄石所捕获的岩浆流体的 He - Ne - Ar 同位素组成上。
研究结果显示，部分受深部俯冲或交代作用影响较小的金伯利岩，其 Ne 同位素的非核成因特征比上地幔更为明显，这强烈暗示了这些金伯利岩有着深部地幔的起源。同时，研究还发现，虽然一些金伯利岩具有类似地幔柱的 Ne 同位素组成，但却缺乏高 3He/4He 特征，这一现象表明，这些金伯利岩在演化过程中可能受到了地壳和岩石圈成分的影响。此外，研究人员还通过分析橄榄石的微量元素和 Sr - Nd 同位素组成，进一步探讨了金伯利岩岩浆上升和侵位过程中可能发生的各种地质过程。
这项研究具有重要的意义。它为金伯利岩的起源提供了新的有力证据，有助于科学家们更加深入地理解地球内部的物质循环和演化过程。同时，研究还发现 Ne 同位素在指示深部地幔物质贡献方面比 He 同位素更为可靠，这为研究大陆板块内岩浆的起源提供了新的视角和方法。该研究成果发表在《Nature Communications》上，为地球科学领域的研究开辟了新的方向。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先是样品处理技术，对金伯利岩样品进行破碎、筛选，分离出橄榄石，并通过多种化学试剂清洗以去除杂质；其次是同位素分析技术，在 Woods Hole Oceanographic Institution 和 Scottish Universities Environmental Research Centre 等地，利用真空破碎、气体纯化等方法，对橄榄石中的 He、Ne、Ar 同位素组成进行精确测定；最后是微量元素和同位素分析技术，对橄榄石残渣和金伯利岩全岩样品进行处理，测定其微量元素和 Sr - Nd - Hf 同位素组成。
金伯利岩中橄榄石的 He - Ne - Ar 同位素：研究人员精心挑选了来自全球 4 大洲 9 个克拉通、年龄跨度从 582Ma 到 14kyr 的 18 个金伯利岩样品中的橄榄石进行研究。结果显示，金伯利岩中橄榄石的 He 同位素比 MORB（mid - ocean ridge basalt，大洋中脊玄武岩）更具放射性，3He/4He 值大多低于 6Ra，且与 4He 含量呈负相关，与年龄也存在一定关系。Ne 同位素则呈现出较大的变化范围，部分金伯利岩如 Victor 和 Udachnaya - East 的 Ne 同位素组成比 MORB 的非核成因特征更明显，这有力地表明了下地幔物质对这些金伯利岩的贡献。此外，40Ar/36Ar 值也能明显区分于大气组成，说明 Ar 主要源自地幔，同时包含不同程度的放射性 40Ar 贡献。
橄榄石的微量元素和 Sr - Nd 同位素：对橄榄石进行微量元素和 Sr - Nd 同位素分析后发现，橄榄石中捕获的流体主要源自地幔，但部分样品存在地壳污染的迹象。例如，Boa、Igwisi Hills 等部分橄榄石样品中，Sr、U 等不相容微量元素含量较高，这与橄榄石颗粒受基质物质污染的光学观察结果相吻合。通过对比橄榄石和金伯利岩全岩样品的同位素组成，研究人员发现多数情况下两者相似，但 Victor 和 Udachnaya - East 等地的橄榄石样品显示出较高的 87Sr/86Sr，暗示存在地壳污染；而 Jericho 的橄榄石则显示出较低的 87Sr/86Sr，表明可能存在对全岩样品的地壳贡献。
研究结论和讨论部分进一步强调了该研究的重要意义。研究表明，至少部分金伯利岩，尤其是那些受深部俯冲物质添加和与交代岩石圈地幔相互作用影响较小的金伯利岩，如 Victor 和 Udachnaya - East，含有源自下地幔的原始 Ne，这一发现为金伯利岩与深部地幔柱的联系提供了关键证据。同时，研究还指出，Ne 同位素在研究深部地幔物质保存方面比 He 同位素更可靠，特别是在大陆环境中。这一结论为未来研究大陆板块内岩浆起源和深部地幔演化提供了新的思路和方法，有助于科学家们更深入地探索地球内部的奥秘，推动地球科学领域的进一步发展。
