钻石通常存在于超高压变质岩、撞击坑、次大陆地幔衍生金伯利岩和煌斑岩中。其中，只有金伯利岩和煌斑岩中的钻石具有较高的丰度和较大的尺寸，具有较高的商业价值。不同环境中的金刚石形成的环境是什么？一项研究表明，一些大型金伯利岩中的金刚石是从Fe-Ni-C-S熔体中结晶出来的，伴随着碳氢化合物（C-H）和氢（H2）流体（Smith et al.，2016）。而超高压微金刚石(∼10–100µm）可能是由石墨碳俯冲超过120 km形成的（Sobolev和Shatsky，1990），陨石和撞击坑中的钻石（Hough等人，1995）是由高冲击压力形成的。值得注意的是，蛇绿岩是由顶部玄武岩和辉长岩组成的较古老海洋岩石圈的一部分，偶尔位于塑性变形橄榄岩地幔段下方。蛇绿岩的钻石发现最初常常被人们忽略，因为蛇绿岩橄榄岩被认为代表了扩张中心下方的浅地幔，不具备金刚石形成的温压条件。根据来自豆荚状铬铁矿（Yamamoto et al.，2009；Satsukawa et al.，2015；Yang et al.，2015）和橄榄岩（Das et al.，2015）的其他超高压矿物，最近的研究表明，蛇绿岩地幔的某些部分起源于～410公里深。豆荚状铬铁矿中也发现了碳硅石、氮化物、原生元素和金属合金的超还原相（Dobrzhinetskaya等人，2009年；Xu等人，2015年；Yang等人，2015年）。因此，高压和低氧逸度（fO2）条件表明有利于金刚石形成的环境。然而，这种环境下的金刚石形成过程还不清楚。来自德州大学阿灵顿分校和喜马拉雅地质学的瓦迪亚研究所通过研究围岩和伴生矿物，科学家们有了一个独特的机会来探索深部地幔的性质。他们通过激光拉曼光谱研究发现了微型金刚石中存在原生的碳氢化合物和氢流体包裹体。这一发现还表明，金刚石形成的深部地幔过渡带深处的环境是缺氧的。同时，该研究表明，氢气、氧气、水和二氧化碳主要在地球表面下数百公里处的地球地幔中产生。“这一发现很重要，因为它表明了地球作为一个行星，他的演化过程是如何开始的，”UTA地球与环境科学教授Asish Basu说，他是8月份《地质学》杂志封面论文的作者之一。研究人员以喜马拉雅山脉为研究对象，在海拔12000至16000英尺处发现的7公里厚的地球上地幔部分。在大约5500万年前，印度板块向北推进亚洲将该部分地幔推上山顶。Asish Basu解释说：“这很重要，因为这意味着我们可以在钻探无法到达的深度分析地壳下地幔的性质”。“一个关键的初步发现是发现了微金刚石，其主岩起源于地幔过渡带，深度在地球表面以下410到660公里之间。”研究人员认为，在平流运移过程或者在地幔向上涌进较浅地幔带的过程中，碳氢化合物流体被氧化并导致钻石的结晶沉淀，这一机制也可能导致形成更大的钻石，如世界上最有价值的Koh-i-Noor或轻钻石山，现在是英格兰女王的王冠。UTA博士后研究学者苏维克·达斯（Souvik Das）说：“我们还发现，深部地幔上升可以氧化贫氧流体，产生众所周知的水和二氧化碳，从而产生深部地幔熔融。”。“这意味着许多影响演化的关键化合物，如二氧化碳和水，都是在地幔中生成的，”他补充道。喜马拉雅山脉东南部印度河缝合带1NU27橄榄岩主岩中石墨碳晶体和原生流体包裹体的平面偏光显微照片。B:橄榄石(Ol)的拉曼光谱。C:石墨碳包体(1355.9和1601.8 cm-1)的拉曼光谱。D:橄榄石颗粒中烃类(C-H)流体包裹体由2913.8和2913.8的拉曼峰确定3023.7 cm - 1。
从本研究超高压橄榄岩中的流体和矿物包裹体推断，地幔过渡带-410 km处上涌示意图。
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