早在18世紀后期，科學上就證實了貴重的鉆石與普通的石墨都是由碳原子組成。

當碳原子呈六方環狀的層狀排列時，形成的是低硬度的高溫耐火材料———石墨;當碳原子呈立方最緊密堆積，彼此以共價鍵相連時，就形成了自然界最硬的寶石———鉆石。現已得知，地球中大多數的碳是以碳酸鹽(如石灰巖)和碳氫化合物(如石油)的形式存在，盡管從地幔深處噴發出來的火山中含CO2氣體，證明在地幔中有碳的存在，但地幔中碳含量是相當少的。

鉆石中碳的同位素成分測定表明，它們來源于地幔。那么，地幔中少量的碳在什么樣的物理化學條件下才能形成具有特殊結構的鉆石成了人們研究鉆石成因的重要課題。

到目前為止，世界上大多數的鉆石主要賦存在金伯利巖中。金伯利巖是一種偏堿性的超基性巖，主要分布于穩定地區的深斷裂帶中，產狀為爆破巖筒、火山頸，或為巖墻、巖脈，時代以白堊紀為主。金伯利巖多為深色，以灰綠色者居多。礦物成分十分復雜，有金伯利巖原生礦物，有來自上地幔、地殼捕虜的礦物和后期蝕變的礦物。

根據含鉆石的金伯利巖中捕虜體成分特征，分出橄欖巖型鉆石和榴輝巖型鉆石。橄欖巖型鉆石的包裹體表明，它們的形成溫度為900～1300℃(平均1050℃)，壓力為(45～60)×108Pa，相當于地球120～180km的深度，從榴輝巖型鉆石的包裹體中獲得的結果表明，其形成溫度大約1250℃，同時壓力數據也顯示出它們可能來自180km以下更大的深度(約200km)。鉆石形成的溫壓條件反映了鉆石形成于陸殼穩定的、且在漫長的地質時代里(古生代以來)很少受到變形的克拉通下的地幔環境。因為洋殼下相當深度所對應的溫度(可達1500～1700℃)要比克拉通下地幔高。現在地球上穩定的克拉通地區有加拿大、南部非洲、巴西、澳大利亞、西伯利亞和中國的華北地臺、揚子地臺等。而鉆石的產出恰與這些地區具有厚巖石圈有關。

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