金刚石的成因研究
金刚石的成因,原岩及寄主岩石
金刚石的成因，原岩及寄主岩石姓名：孟宝航学号：200901010426学院：地球科学学院地质学日期：2012-6-9金刚石的成因，原岩及寄主岩石孟宝航200901010426（成都理工大学，地球科学学院）摘要主要介绍下金刚石的主要寄主岩石金伯利岩与钾镁煌斑岩，金刚石的两种源岩橄榄岩型源岩与榴辉岩型源岩，以及金刚石成因中的的幔源成因学说。
关键词金刚石金伯利岩钾镁煌斑岩橄榄岩榴辉岩包体地幔捕虏晶成因幔源岩浆结晶成因（一）金刚石的寄主岩石：金伯利岩与钾镁煌斑岩就目前的资料,金刚石赋存于下列岩石中:金伯利岩,钾镁煌斑岩及它们中的捕掳体(橄榄岩及榴辉岩) ,碱性超基性杂岩(如俄罗斯西伯利亚北部的土库依) ,超基性煌斑岩及碱性煌斑岩(西澳) ,碳酸盐化碧玄岩(叙利亚西北部) ,造山带超镁铁质岩侵入体,超高压榴辉岩和高压片麻岩等。
此外在陨石和陨石坑中也报道有金刚石。
这些都是金刚石的母岩，其中以金伯利岩和钾镁煌斑岩为最重要。
本文主要讨论的就是产出与金伯利岩和钾镁煌斑岩中的金刚石。
70 年代多数人认为金刚石是金伯利岩岩浆结晶的产物,由于金伯利岩岩浆在深部聚集了大量的挥发份,并因此造成了高压状态,当岩浆上升至地壳时,挥发份由于围压降低产生膨胀、爆发,从而造成超高压状态,为金刚石结晶造成有利的环境。
但是后来的研究表明金刚石并不是此种成因，金伯利岩也只是金刚石的一种载体岩石。
有关证据主要有以下几点：（1）时间差异：1977 年Kramers 作了南非Finsch 和Premier 矿山金刚石中的硫化物包裹体的年龄测定,获得了> 2 000 Ma 的模式年龄,而金伯利岩侵位于90 Ma 。
1984 Richardson 测定了Kimberley 和Finsch 金刚石中石榴石包裹体的Rb-Sr 和Sm-Nd 模式年龄, 均为太古代(3 200～3 300 Ma) 结晶产物，而它们的寄主岩侵位于中生代。
这些成果为金刚石属古老地幔结晶成因而岩浆只起了运载工具作用的观点提供了有利的证据,并得到了广泛的认可。
cvd金刚石生长原理
cvd金刚石生长原理嘿，各位，今天咱们就来聊聊这个cvd金刚石生长原理。
说起金刚石，那可是贵重玩意儿，它硬、它闪，几乎成了高贵的代名词。
我呢，今天就从一个小白的角度，给你说说这金刚石是怎么从无到有、从小变大、从黑到亮的。
首先，你得知道，金刚石它不是从石头里蹦出来的，也不是从天上掉下来的。
它得靠人工，就是那个cvd技术。
cvd全称化学气相沉积，简单来说，就是往一个玻璃容器里灌点气，再弄个激光或者等离子体一照，让那些气分子在玻璃表面慢慢变成金刚石。
这过程有点像种花儿，你得先准备好土壤，然后把种子埋进去，浇浇水，晒晒太阳，种子就能慢慢长大。
cvd金刚石生长原理也差不多，只不过种的是金刚石“种子”，浇的是气体“雨水”，晒的是激光“阳光”。
咱们先说说这个种子。
金刚石种子就是碳原子，它得是纯碳，这样才能保证生长出来的金刚石是干净的。
这碳原子可不是随便就能找到的，得从石油、煤炭或者天然气里提炼出来。
提炼出来后，还得经过纯化，保证里面的杂质少，这样才能种出好种子。
接下来，就是气体。
cvd技术里常用的气体有甲烷、乙炔、丙炔等。
这些气体都是碳氢化合物，跟碳原子一样，都是金刚石生长的重要原料。
这些气体在容器里，通过激光或者等离子体的激发，会发生化学反应，把碳原子一个个地往玻璃表面粘附，逐渐形成金刚石。
这个过程挺慢的，得十天半个月的。
你想想，种花儿还得一段时间呢，种金刚石当然更慢了。
不过，这金刚石长得可不一样，它不像花儿那样，只是长得快。
金刚石长得是又硬又闪，那可是一项技术活儿。
好了，说到这儿，你可能还有点懵。
我再给你举个简单的例子。
想象一下，你把一罐二氧化碳放那儿，然后给它加个激光，那二氧化碳里的碳原子就会慢慢往玻璃表面跑，最后形成一层薄薄的金刚石。
这就是cvd金刚石生长原理的一个简单版。
当然，这只是一个粗略的描述，cvd技术还有很多细节和难点。
比如说，怎么控制生长速度、怎么保证金刚石的质量、怎么提高产量等等。
不过，这些都是我一个小白能理解的范围，咱们就先说到这儿吧。
高温高压法合成金刚石的原理
高温高压法合成金刚石的原理高温高压法合成金刚石的原理引言金刚石是目前已知最坚硬的物质之一，具有极高的热导率、优异的化学稳定性和光学性能。
其在工业领域有着广泛的应用，如切割、磨削、钻石冶炼等。
早在20世纪50年代，科学家们就通过高温高压法成功地合成了金刚石，并对金刚石的合成原理进行了深入研究。
本文将详细介绍高温高压法合成金刚石的原理及其过程。
一、高温高压法合成金刚石的基本原理高温高压法合成金刚石是通过将高纯度的石墨置于高温高压环境中，在一定压力和温度条件下，使其发生相变转化为金刚石结构体。
其基本原理可以归纳为以下两个方面：1. 高压作用原理在高压下，石墨的层状结构发生变化，碳原子排列发生重组，形成更加紧密的结构，其中碳原子两两成对。
同时，高压还有利于碳原子间的共价键形成，促使石墨向金刚石的结构转变。
高压作用使得原有的石墨层结构中的芳香六元环断裂，重新构建出新的碳原子构型，形成金刚石的晶粒。
2. 高温作用原理高温下，由于碳与金属元素（如钴、铁等）有较好的相容性，这些金属元素在纯碳体系中具有催化作用，可以促进石墨向金刚石的相变。
此外，高温还可以提高反应速率，并减小金刚石晶核形成的能垒。
因此，高温作用在金刚石的合成过程中起到了至关重要的作用。
二、高温高压法合成金刚石的过程高温高压法合成金刚石的过程可以分为以下几个步骤：1. 制备金刚石晶体的种子层首先，需要在高温高压容器内的金刚石粉末层上制备金刚石晶体的种子层。
金刚石粉末的颗粒与金刚石晶种产生化学反应，形成金刚石表面晶体的结构。
种子层是金刚石晶体生长的起始核心，为后续金刚石的形成提供了必要的条件。
2. 加入高纯度石墨粉在高温高压容器中加入高纯度石墨粉末，使其与种子层接触。
石墨粉末需要达到足够高纯度，以保证金刚石晶体的纯度。
3. 施加高温高压施加高温高压条件，使得石墨发生相变，转化为金刚石晶体。
一般来说，需要施加高压数GPa（1 GPa=1亿帕）和高温约1500-2000摄氏度的条件。
高温高压法制备金刚石的原理
高温高压法制备金刚石的原理高温高压法制备金刚石的原理引言金刚石是一种极硬的材料，具有极高的热传导率和耐腐蚀性，因此在各种应用领域广泛使用。
高温高压法是一种常用的制备金刚石的方法，该方法通过模拟地球上下地壳深部的高温高压环境，实现金刚石的合成。
本文将详细介绍高温高压法制备金刚石的原理。
一、高温高压环境的模拟地球地壳深部的高温高压环境是金刚石形成的重要条件。
通过高温高压法制备金刚石，首先需要模拟地壳深部的高温高压环境。
在实验室中，通常采用高压研磨材料机、高温高压压力机等设备模拟这种高温高压环境。
高温环境的实现通常通过电阻加热或雷诺拉瓦耳加热法。
在高温高压压力机中，先将金属碳混合料放置在石墨舟中，然后通过电流加热或者激光加热，使得样品的温度升高到高温区域。
高压环境的实现通过高压器和胀压器，在加热后，加入聚四氟乙烯、石墨等脂类物质或BbO3作为体积不可压缩性的坚实胀压剂。
二、金刚石的形成机制高温高压法制备金刚石的核心是模拟地下深部的高温高压环境，通过热力学和动力学的驱动，使碳源在高温高压条件下转变为金刚石。
而这个转变的过程主要包括以下几个步骤：1. 溶质溶解：金刚石的制备通常使用金属碳混合料，该混合料由金属催化剂和碳源组成。
首先，在高温高压环境下，碳源被金属催化剂溶解，形成溶液。
2. 稳定获得：当碳源与金属催化剂溶解后，在高温高压环境下，碳原子会在液体中重新排列，形成石墨结构。
3. 石墨向金刚石转变：在高温高压环境下，石墨结构中的碳原子会受到高温高压的作用，断键并重新形成碳原子间的共价键，形成金刚石结构。
4. 金刚石的析出：随着金刚石晶核的形成，大量的金刚石会从溶液中析出，形成金刚石晶体。
由于高温高压环境的作用，金刚石的晶体会逐渐长大。
三、金刚石的性质经过高温高压法制备的金刚石具有极高的硬度、热传导率和耐腐蚀性。
金刚石的硬度是由其晶体结构和键长决定的。
金刚石晶体结构中，每个碳原子都有四个共价键，键长极短，碳原子之间的键能非常高，因此具有极高的硬度。
金刚石的成因及其矿床形成背景综述
金刚石的成因及其矿床形成背景综述摘要:金刚石既是一种昂贵的、永恒的宝石资源,又是现代工业和国防建设中不可缺少的矿物原料,它是在特定的温、压条件下,由独特的地质作用形成的特种矿产。
尽管他可能存在着多种成因和原生矿床,但捕虏晶成因迄今仍占主导地位,而具有工业价值的原生金刚石矿床则主要是金伯利岩型和钾镁煌斑岩型,其主要产出的地理分布基本遵循克利福德定律。
关键词:金刚石成因矿床1 前言金刚石是一种昂贵的、永恒的宝石资源,又是现代工业和国防建设不可缺少的矿物原料p2 成因对于金刚石的成因,历史上曾有多种不同的看法,总体可概括为如下两种[3]:上个世纪八十年代以前居于主导地位的岩浆成因,其认为金刚石是在金伯利岩或钾镁煌斑岩中结晶形成的;上个世纪八十年代初期以来居于主导地位的捕虏晶成因,其相关理论依据主要有:(1)金刚石与寄主岩石间的时间差,即:金刚石包体的铷、锶同位素测年确定金刚石的结晶年龄为32~34亿年,而金刚石寄主岩的侵入年龄往往低于16亿年[4]。
两者形成时间的巨大差异表明,后期形成的金刚石寄主岩只是将早期已结晶形成的金刚石运移至地表。
(2)在原生矿床中发现了含金刚石的榴辉岩和方辉橄榄岩捕虏体,这说明金刚石在地幔中形成和被两种地幔岩捕获,携带金刚石包裹体的地幔岩被金伯利岩带到了地表,其直接证明了寄主岩中的金刚石属于捕虏晶成因。
(3)全世界不同地区的产出的金刚石,其内部包裹体矿物基本相似。
(4)金刚石表面往往具熔蚀、再生、变形纹等,这说明金刚石在上地幔中已经形成并在后期被运到地表的过程中经历了变质变形作用及再生加大作用。
金刚石的“捕虏晶”成因说虽然占据主导地位,但它并不排除金刚石还可能存在其它的成因。
基于球粒陨石中普遍存在有金刚石,有人提出了金刚石源于“宇宙成因”。
此外,也有人提出了金刚石源于“变质成因”、金刚石的“二次形成说”以及火山口炸裂的过程中聚结形成等观点。
3 成矿背景金伯利岩中的金刚石矿床的开采已有着悠久的历史,而金伯利岩岩浆活动则主要限于大陆克拉通地区,多数金伯利岩型金刚石矿床分布于太古宙克拉通上[3]。
天然大块金刚石的形成原理
天然大块金刚石的形成原理天然大块金刚石的形成原理是一项复杂而漫长的过程，涉及高温高压条件下的岩浆和地壳岩石的地质作用。
金刚石是由碳元素组成的结晶形态，具有极高的硬度和耐磨性。
它在地球深部发生的矿物学过程中生成。
下面将详细介绍天然大块金刚石形成的原理。
首先，金刚石的形成需要极高的温度和压力条件。
地球深部温度非常高，可达到1500以上。
同时，金刚石需要承受巨大的压力，大约需要50至60千巴（1千巴约等于1000个大气压）。
这些高温高压条件通常存在于地球深处的金刚石稳定区，位于地幔下方的地球壳。
这些条件是金刚石生成的基本要素。
其次，金刚石的形成需要碳元素的存在。
地幔是由富含碳的矿物组成的，其中包括金红石和橄榄石等。
当这些碳酸盐岩石位于地幔下面的高温高压环境中时，碳元素会逐渐释放出来，形成碳酸气体（CO2）。
这些CO2在地幔深处可以达到饱和状态，由于过饱和而结晶成金刚石。
金刚石的形成还需要适当的时间，通常需要几十万甚至数百万年。
在这段时间里，由于地壳运动和构造变动，地幔岩石可以在不断上升和下沉的地壳运动下受到不同的压力和温度环境影响。
这些岩石通过地壳上升，经过构造破裂后，经由火山喷发作用将金刚石岩浆从地幔深部喷发到地表，进而形成金刚石矿床。
最后，金刚石的形成还与地球的地质历史和构造演化密切相关。
有些金刚石矿床是在古老的大陆板块碰撞和分裂过程中形成的。
这些岩石在构造破裂和岩浆运动下受到压力和温度的变化，最终形成金刚石矿床。
例如，南非的金矿和圣彼得堡地区的金刚石矿床就与大陆板块碰撞和分裂过程中的火山喷发和岩浆活动有关。
总结起来，天然大块金刚石的形成需要高温高压条件、碳元素的存在、适当的时间和特定的地质历史和构造演化背景。
这一过程需要数十万年甚至数百万年的时间才能形成，是地球深部地质作用的产物。
通过了解金刚石形成的机理和条件，可以更好地寻找金刚石矿藏和利用金刚石资源。
金刚石调研报告
引言：金刚石（Diamond）是一种自然界中最坚硬的物质，因其在工业和科学领域的广泛应用而备受关注。
本文将通过对金刚石的深入调研，介绍其产地、特性、制备方法以及应用领域，并探讨其未来发展的前景。
概述：金刚石是由碳元素组成的晶体，其具有非常高的硬度、热导性和化学稳定性。
它通常以六方晶系存在，晶体结构稳定且不易受外界作用而改变。
由于其独特的性质，金刚石被广泛应用于工业和科学领域。
正文内容：1.金刚石的产地1.1.自然金刚石的产地1.2.合成金刚石的产地1.3.其他形式的金刚石的产地2.金刚石的特性2.1.坚硬性2.2.热导性2.3.化学稳定性2.4.光学特性2.5.电子特性3.金刚石的制备方法3.1.自然金刚石的提取和加工3.2.合成金刚石的制备方法3.3.其他形式的金刚石的制备方法4.金刚石的应用领域4.1.工业领域4.1.1.切割和磨削工具4.1.2.金刚石膜4.1.3.其他工业用途4.2.科学研究领域4.2.1.实验室仪器4.2.2.高压高温实验4.2.3.光学器件4.3.珠宝领域4.3.1.黄金刚钻石4.3.2.彩钻4.3.3.人造钻石4.4.医疗领域4.4.1.金刚石刀片4.4.2.医用注射器4.4.3.其他医疗设备4.5.能源领域4.5.1.太阳能电池4.5.2.电池隔膜4.5.3.能源传输总结：金刚石作为一种重要的工业材料，具有独特的特性和广泛的应用领域。
它的产地包括自然产地和合成产地，制备方法多种多样。
金刚石被广泛应用于工业、科学、珠宝、医疗和能源等领域，并在新能源技术、医疗设备和材料科学等领域展示了巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和创新，金刚石的应用前景将进一步扩大。
金刚石的合成机理
两合成片中间的石墨 a 合成温度稍低，大的片状 b 合成温度适中，适中片状 c 合成温度稍高，细小片状
3.催化剂合金中碳的浓度梯度
石墨电阻 0.1Ω•cm，合金电阻 10-6 Ω•cm 石墨是发热体，石墨局部温度高于合金片 温度，局部的温度梯度 在石墨和合金的界面有温度陡降，这导致 在合金中碳的浓度梯度。 M C
3.靠近金属膜的石墨形貌
高温高压下石墨相变成金刚石的过程中， 实验现象之一是：金刚石晶体外面有一层 厚度为几微米的金属膜，石墨通过金属膜 长到金刚石晶体上。 将金刚石去掉，金属膜用HNO3腐蚀掉，露 出靠近金属膜石墨形貌，如图。
靠近金属膜的石墨的形貌 a 靠近金属膜的石墨 b、 c、 d 是该石墨的逐渐放大像
区分：
高温高压下石墨在熔化的合金中再结晶的 形态
石墨在熔化合金中呈原子分散态，或很小 的碳原子集团的分布态，在合金冷却后， 由于碳过饱和结晶而析出的石墨形态。过 饱和析出的石墨呈单个球形。
合金中渗碳后的碳化物形貌 a 类奥氏体 b 类莱氏体
高温高压卸压后导致合金冷凝,石墨析出并结晶成球形, 生长位置在合金中靠近碳化物处,属温度较低位置
第五节 液晶态逐层转化说
自学
第六节 石墨再结晶与金刚石生 长
1. 2. 3. 4.
高温高压条件下石墨的再结晶 温度、压力对结晶石墨的影响 石墨-合金界面 金刚石的石墨再结晶生长模式
一、 高温高压条件下石墨的再结晶
1. 2. 3. 4.
多晶石墨的微结构 石墨未进入催化剂中的再结晶 催化剂合金中碳的浓度梯度 多晶石墨在催化剂合金内的再结晶
μ3
化 学 位
μ2
造成过饱和的原因是石 墨与金刚石在热力学上 的势差。解释如下：
金刚石的成因
金刚石的成因地球形成以来巳有46亿年的历史。
地球历史的地质时代划分为：太古宙（25亿年以前），元古宙（25亿年-5.7亿年），显生宙（5.7亿年-现今）。
显生宙又划分为：古生代（5.7亿年-2.5亿年），中生代（2.5亿年-0.65亿年），新生代（0.65亿年-现今）。
下图显示了地球的内部结构，三个同心的层─地核、地幔和地壳，地核主要是铁─镍合金，巨大的地幔夹在地核和地壳之间，且聚集着大量的镁铁硅酸盐物质，地壳是一个很薄的岩石圈外壳。
地球的岩石圈厚度为60-150km。
岩石圈的上部是地壳，大陆地壳的厚度为30-80km，由沉积岩、花岗岩、玄武岩和各种变质岩组成。
岩石圈的下部是上地幔，由橄榄岩组成。
各国金刚石地质学家对金刚石的成因巳进行了广泛深入的研究。
目前认为金刚石是在大陆岩石圈的某些块段特定的地质构造环境中才能形成。
虽然含有金刚石的寄主岩石有多种，例如在一些橄榄岩体和榴辉岩体中含有金刚石，在西伯利亚的碱性-超基性杂岩、西澳的超基性和碱性煌斑岩、叙利亚的碧玄岩爆发岩筒、摩洛哥的石榴石辉石岩、哈萨克斯坦的片麻岩、中国西藏的方辉橄榄岩等岩石中都发现过金刚石，但具有经济价值的含金刚石的寄主母岩只有金伯利岩和钾镁煌斑岩。
因此，金刚石的原生矿床也只有金伯利岩型和钾镁煌斑岩型两种，且以金伯利岩型为主。
大陆岩石圈上有一些刚性的地块，在地质构造上具有双层结构，即由基底岩系和盖层岩系组成地壳。
基底岩系通常是太古宙或元古宙形成的极其古老的褶皱变质岩系，盖层是显生宙各个地质时代形成的相对年轻的产状平缓的沉积岩系。
这种地块在大地构造单元中称为“地台”。
具有经济价值的含金刚石的金伯利岩体都是在古老的稳定的地台上发现的，如南非地台、安哥拉-开赛地台、印度地台、西伯利亚地台、西澳大利亚地台、北美地台、南美地台、中国的华北地台等。
这些古老地台的基底岩系都是太古宙或早元古代(17亿年以前)形成的。
其中南非、安哥拉-开赛、西伯利亚和西澳大利亚4个地台区是目前世界上最主要的金刚石产区，共发现近1200个金伯利岩体，其中具有经济意义的含金刚石的金伯利岩筒约80个。
金刚石的原材料和鉴别
金刚石的原材料和鉴别金刚石的原材料金刚石的原材料是远古时代的浮游生物！？碳是一种常见的元素。
动植物的体内，甚至空气中，都含有大量的碳。
我们的身体也不例外，其中也有大量的碳原子。
人体内含有大约18%的碳。
然而，碳虽然是地面上常见的元素，在地球内部，数量却十分稀少。
通过对太阳光谱和坠落到地球上的陨石所进行的分析，据推测，组成地球的化学元素，最多的是氧，接下来依次是硅、铝和铁。
这4种元素占到了地球总质量的87%；若再加上钙、钠和钾3种元素，则总共占到了96%。
剩下的4%，才是包括碳在内的其他所有的元素。
此外，组成地球的元素，质量越大的元素越倾向于聚集在地球的中心。
碳是比较轻的元素，集中在地表附近，因而在地球深处基本上不会有碳。
日本东京大学物性研究所专门研究地球深部结构的八木健彦教授说：“地球自46亿年前诞生以来，内部存在的碳都是极其稀少的，因此，地球内部不会有很多形成金刚石的原材料。
”另一方面，科学家通过同位素分析还知道，在构成金刚石的材料中，至少有一部分是属于有机物遗留下来的碳。
这意味着，在几亿到几十亿年前沉积到海底的浮游生物(动物和植物)的遗骸，随着构造板块的运动，它们从沉积层被带到地球的内部，那里就有可能形成金刚石。
八木教授说：“总之，碳在地球内部属于微量元素，数量如此少，金刚石极其稀少也就不足为奇了。
”鉴别在社会对珠宝钻石需求增加的情况下，人造钻石和其它冒充钻石不断充扩市场，甚至有些珠宝经营者也分不清楚。
下面介绍几种简单鉴别钻石真伪的方法。
1. 钻石的单折光性钻石的单折光性，是由于钻石的本质特性决定的。
而其它天然宝石或人造宝石大都是双折光性的。
冒充的钻石在10倍放大镜观察下，从正面稍斜的角度看，很容易看出棱角线出现重叠影像，并同时呈现出两个底光。
双折射率差别小的如锆石等，也可看出底光重叠的影像。
2. 钻石的吸附性钻石对油脂及污垢有一定的亲和力，即油污很容易被钻石吸附。
因此，用手指抚摸钻石会感到胶粘性，手指似乎有粘糊的感觉。
合成金刚石的主要机理汇总.
（二）低压下金刚石生长机理
1、非平衡热力学耦合模型 化学泵模型如下图.5
动力学模型是把金刚石作为 亚稳态，用以控制生长条件 得到亚稳态的金刚石。 热力学模型却是通过特殊的 超平衡氢原子缺陷的存在， 使金刚石转化为稳态。
图.5
2、氢原子对生长金刚石的作用 图.6至图.9示出衬底上出现单、双悬键吸附一些 典型的甲烷及其中间态分子和集团，并发生 脱氢和键合反应(包括金刚石成核、生长)
三、金刚石生长机理
（一）金刚石生长理论模型
（二）高压、低压下金刚石生长机理
（一）金刚石生长理论模型 1、原子氢择优腐蚀模型 Spitsyn等人认为碳氢化合物热分解石墨和金刚石 的生长速率处 于同一数量级。生长速率对金刚石是正的对石墨是负的，原子 氢对石墨以及其他非金刚石具有择优腐蚀的作用，提出超平衡 原子氢的择优腐蚀作用的观点，但是没有热力学的解释，因此 很难开展定量计算。
温度T、压力0时反应熵的变化 S0 T
V = V金刚石 V石墨 当 G =∫ T
P P 0
石墨、金刚石转变反应中二者的体积差
VdP + H0 T S 0 T = 0 表示在温度T、压力P的条件 T
下金刚石和石墨处于平衡状态。
从图中可以看到在常温298K时，
压力(×103) 100 90 80 ΔG<0 70 金刚石热力学 60 稳定区 50 ΔG=0 40 30 ΔG>0 石墨的热力 20 稳定区 10 0 1 000 2000 3000
石墨转化成金刚石所需压力为 13000大气压以上； 在1200K时，石墨转化成金刚石 所需压力为40,000大气压。
温度(K)
图中告诉我们：随着温度升高，石墨 金刚石，所需压力增大。
金刚石的形成
人造金刚石原理
人造金刚石原理人造金刚石是一种人工合成的宝石，其原理是通过模仿自然界中金刚石的形成过程来制造出具有类似性质的人造晶体。
金刚石是一种由碳元素构成的石墨同质异形体，具有非常高的硬度和热导率，被广泛应用于工业领域。
人造金刚石的制造过程主要有两种方法，即高温高压法和化学气相沉积法。
高温高压法是最早被发现和应用的制造方法，它模拟了地球深处高温高压环境，通过将碳源和金属触媒暴露在高温高压条件下，使碳原子重新排列结晶形成金刚石。
这种方法需要非常高的温度和压力，一般在1500至2000摄氏度和50至70千巴的条件下进行。
化学气相沉积法则是利用气相反应在基底上沉积出金刚石晶体，该方法需要将气体中的碳源和金属触媒通过化学反应转化成金刚石晶体。
无论采用哪种制造方法，制造人造金刚石的关键是提供足够的碳源以及合适的温度和压力条件。
在高温高压法中，通常使用金属镁作为碳源，金属触媒则可以是铁、钴、镍等。
而化学气相沉积法中，一般使用甲烷等碳氢化合物作为碳源，金属触媒则可以是钛、铬等。
制造人造金刚石的过程中还需要考虑晶体的生长速度和晶体质量。
晶体生长速度越快，制造成本就越低，但晶体质量也会相应降低。
因此，制造者需要在速度和质量之间进行权衡，以满足不同领域的需求。
此外，晶体的形状和大小也会影响人造金刚石的应用。
晶体形状可以通过选择合适的基底和控制生长条件来调控，而晶体大小则受限于反应时间和碳源浓度等因素。
人造金刚石具有许多优点，使其在多个领域得到广泛应用。
首先，人造金刚石具有极高的硬度，仅次于天然金刚石。
这使得它可以用于制造高硬度的刀具、磨料和研磨材料，广泛应用于机械加工和矿石开采等领域。
其次，人造金刚石的热导率非常高，使其具备了优良的散热性能，因此被应用于制造高功率电子器件和激光器件。
此外，人造金刚石还具有优异的光学性能，可用于制造高质量的光学窗口和透镜。
随着制造技术的不断进步，人造金刚石的质量和产量也在不断提高。
目前，人造金刚石已经成为一种重要的工业原材料，在各个领域都发挥着重要作用。
金刚石的成因研究(报告)
金刚石的成因研究一、金刚石的基本特征1．化学成分除碳外，还经常含硅、铝、钙、镁、锰、铬、铁、氮和硼等杂质元素。
除氮和硼外，其它杂质元素多以包裹体的形式存在，如磁铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、绿泥石、黑云母、橄榄石以及石墨等。
宝石级金刚石含杂质很少，研究证明主要杂质元素是氮和硼，并因此可划分出不同的类型，含氮者称Ⅰ型，其中若氮聚集成片晶，为Ⅰa型，若氮少且成分散状，则为Ⅰb型；不含氮者为Ⅱ型，其中含硼者为Ⅱb型，不含硼者为Ⅱa型。
2．物理性质[1]金刚石纯净的为无色透明，常见的有含石墨包体的呈黑色，含铬的呈天蓝色，含铝或氮的呈黄色，此外还有较常见的褐色、烟灰色及少到罕见的乳白色、浅绿色、玫瑰色、红色、紫色、蓝色等金刚石。
金刚石的硬度是物质中最坚硬的，它的硬度是矿物硬度中最高的，为10（莫斯硬度）。
严格的测量矿物硬度的大小是用绝对硬度—显微硬度计，金刚石的显微硬度为8000-10000kg/mm2，是刚玉的3-4倍，是石英的8倍。
金刚石的比重为3.47~3.56，抗磨性好，熔点高，约为4000℃，化学性质稳定，绝缘性好，耐酸、耐碱。
具发光性，日光曝晒后或强光照射后，夜间在暗室中发出淡青蓝色磷光，在紫外线照射下发绿色、天蓝色或紫色萤光或不发光，不同地区的金刚石所发光色不同。
并且钻石的热导率是所有矿物中最高的。
3．晶体特征金刚石的晶体结构具立方面心晶胞。
碳原子除位于立方体晶胞的角顶及面中心外，把此立方体晶胞划分成八个小立方体，则在相间排列的小立方体中心还存在着碳原子。
图表 1 金刚石的晶体结构每一碳原子周围有四个碳原子围绕，形成四面体配位，整个构造可视为以角顶连接的四面体组合图一。
碳原子间以共价键连结，致使金刚石具有高硬度、高熔点、不导电、化学性质稳定以及很强的抗酸性和抗碱性等特征。
金刚石晶体为立方晶系其结晶习性最常见是八面体，此外，还有立方体、菱形十二面体以及变立方体等。
也有呈磨圆的或呈扁平的，双晶常见。
化学九年级上知识点金刚石
化学九年级上知识点金刚石金刚石是一种由纯碳元素组成的石墨晶体，在自然界中以及人工合成中都能够找到。
它是一种非常硬的材料，具有许多独特的物理和化学特性。
本文将介绍金刚石的结构、形成以及其在实际应用中的重要性。
一、金刚石的结构金刚石的结构非常有序，由碳原子经过共价键连接而成。
每个碳原子与其周围四个碳原子共用四个电子，形成了稳定的结构。
这种共价键的连接使得金刚石具有出色的硬度和热导性能力。
二、金刚石的形成金刚石通常在地下深部形成，需要极高的温度和压力条件。
自然界中的金刚石形成于地幔深部，通过火山喷发或者地壳上升过程中的岩浆活动，将金刚石带至地表。
此外，人工合成金刚石也是可能的，通过特殊的高温高压实验条件可以制造出人造金刚石。
三、金刚石的性质1.硬度：金刚石是自然界中最硬的材料之一，它在莫氏硬度尺度上的评分为10，代表着无可比拟的硬度。
这使得金刚石在切割、打磨等领域中有着广泛的应用。
2.热导性：金刚石不仅硬度高，还具有优异的热导性能力。
由于金刚石导热迅速而均匀，能够快速地将热量传递到其它物体中。
因此，金刚石在热管理和散热领域有重要应用。
3.化学稳定性：金刚石在大部分化学环境下都非常稳定，不易被化学腐蚀。
这使得金刚石在化学实验、石油开采等领域有着重要作用。
四、金刚石的应用1.工具和切割：由于金刚石的硬度和锐利度，它被广泛用于工具制造和切割。
钻石刀片、锯片和钻头等工具都可以使用金刚石进行涂层或制造。
2.电子和光学：金刚石在电子和光学领域也有广泛的应用。
由于其优良的热导性和绝缘性能，金刚石被用作散热片、光学窗口等。
3.珠宝和饰品：人们通常将优质的金刚石加工成各种珠宝和饰品，如戒指、项链等。
金刚石的价值和美观性使其成为世界上最受欢迎的珠宝石之一。
五、金刚石的独特之处金刚石具有其他材料所不具备的一些独特特性。
例如，金刚石在常温下不会自燃，也不容易受到化学腐蚀。
此外，金刚石的热传导性能极佳，使得它在高温高压条件下不易变形。
金刚石是由什么构成的金刚石介绍
金刚石是由什么构成的金刚石介绍
金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。
金刚石是由什么构成的
金刚石是有原子构成的。
金刚石，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体。
也就是我们常说的砖石，它是一种由纯坛组成的矿物。
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
金刚石是立体网状结构，最小的碳环是六元环。
最小的闭合碳环是十元环，这个闭合的十元碳环非常重要，它是构成晶胞的主要碳环，它的6个碳原子位于晶胞的6个面心，其余4个位于晶胞的内部，它们的另一个碳原子就是晶胞的4个顶点。
金刚石介绍
金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。
石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。
金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
许多金刚石带些黄色，这主要是由于金刚石中含有杂质。
金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石的由来：金刚石工具
忙碌的人们，我应该先说感谢，再说对不起。有一
一般都选用优质的金刚石。人造单晶的基本性能
与天然单晶相似，目前产品质量不稳定，以及同
体质材料成本比天然金刚石高，而限制了它在刀 具方面的应用。人造金刚石聚晶是由许多金刚石
忙碌的人们，我应该先说感谢，再说对不起。有一
从而在工业上获得更为普遍广泛的应用。金刚石
分天然金刚石和人造金刚石，晶体内部无缺陷和
杂质的透明晶体称为宝石级金刚石（钻石），它 主要用于装饰品，占天然金刚石的 10%-15%，一
般比黄金贵几百倍。晶体内部有缺陷（如包裹体、
斑点、裂纹等），或因含少量其他元素而使晶体
细粒构成，并以金刚石以主要成份，通称为聚晶
或聚晶体。复合片是将金刚石聚晶复合到硬质合
金体的一种超硬材料，它集金刚石的高硬度与硬 质合金体的高强度于一体，同时具有易焊接及聚
忙碌的人们，我应该先说感谢，再说对不起。有一
晶金刚石的特点。金刚石刀具（包括薄膜涂层刀
具），主要用于各种非金属材料及有色金属材料
的车、铣、镗、钻等工序。如木材、玻璃、硬塑 料、建筑材料、碳纤维、陶瓷、耐火材料、铜、
铝基复合材料及镁锌合金等。
2dp0f6c7a 金刚石工具金刚石锯片
金刚石最早发现与印度，是目前世界上最硬
的物质，莫氏硬度为 10.由于它具有许多优异的
力学性能，除了用作装饰品外，在工业技术领域 也得到了广泛的应用，位于地下深处的金素结晶而形成金刚石。科学家们根据
此原理，利用碳元素（石墨）作原料，人为地给 石墨造成高温高压的条件，以获得人造金刚石，
金刚石调研报告[28页].doc
![金刚石调研报告[28页].doc](https://img.taocdn.com/s3/m/50763023783e0912a2162aa3.png)
金刚石调研报告金刚石俗称“金刚钻”。
也就是我们常说的钻石，它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，有天然和人造两类。
碳可以在高温、高压下形成金刚石。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。
金刚石一般为粒状。
如果将金刚石加热到1000℃时，它会缓慢地变成石墨。
在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。
每个碳原子都以SP3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。
由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。
一、金刚石物理、化学性质1.化学成分：C。
常含有Cr、Mn、Ti、Mg、Al、Ca、Si、N、B等。
2.颜色：常见的为浅黄色、浅黄褐色、浅黄绿色、褐色，无色(浅黄白、白、优白)占有一定数量，玫瑰色、粉红色、浅蓝色、绿色、黑色、茶色十分稀少。
3.透明度：无色及浅色金刚石均成透明状，在无色中的白、优白金刚石测定透过率达95%以上，深色金刚石及具毛玻璃蚀象的透明度减弱呈现半透明状，当金刚石中包体含量增加亦影响透明度。
4.硬度：摩氏硬度10，新摩氏硬度15，显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。
金刚石硬度具有方向性，八面体晶面硬度大于菱形十二面体晶面硬度，菱形十二面体晶面硬度大于六面体晶面硬度。
5.密度：金刚石密度与金刚石晶体中的包含物密切相关，无色透明质纯的金刚石密度为3.52g/cm3，当具有包含物时密度为3.44~3.53g/cm3。
金刚石晶格结构
金刚石晶格结构
（实用版）
目录
一、金刚石晶格结构的基本特点
二、金刚石晶格结构的成因
三、金刚石晶格结构的应用
正文
一、金刚石晶格结构的基本特点
金刚石晶格结构是一种由碳原子组成的立体网状结构，也称为金刚石立方晶体结构。
在这种结构中，碳原子具有四价状态，即 sp3 杂化状态。
金刚石结构的基本特点是每个碳原子与 4 个邻近的碳原子相连，它们处在四面体顶角方向，每个碳原子与 4 个邻近的碳原子共用四对价电子，形成 4 个共价键与其周围的原子连接，形成一个四面体。
金刚石晶体是由许多四面体叠加而成。
二、金刚石晶格结构的成因
金刚石晶格结构的形成是由于碳原子之间的共价键非常强大，使得碳原子以 sp3 杂化轨道与另外 4 个碳原子形成共价键，构成正四面体。
这种结构具有很高的稳定性和硬度，因为所有的价电子都被限制在共价键区域，没有自由电子，所以金刚石不导电。
在金刚石晶体中，每个碳原子都以 SP3 杂化轨道与另外 4 个碳原子形成共价键，构成正四面体。
由于金刚石中的 C-C 键很强，所以金刚石硬度大，熔点极高。
三、金刚石晶格结构的应用
金刚石晶格结构在许多材料中得到应用，如金刚石、硅、锗、锡等晶体。
这些材料具有很高的硬度和熔点，广泛应用于工业、航空航天等领域。
第1页共1页。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金刚石的成因研究一、金刚石的基本特征1．化学成分除碳外，还经常含硅、铝、钙、镁、锰、铬、铁、氮和硼等杂质元素。
除氮和硼外，其它杂质元素多以包裹体的形式存在，如磁铁矿、镁铝榴石、铬透辉石、绿泥石、黑云母、橄榄石以及石墨等。
宝石级金刚石含杂质很少，研究证明主要杂质元素是氮和硼，并因此可划分出不同的类型，含氮者称Ⅰ型，其中若氮聚集成片晶，为Ⅰa型，若氮少且成分散状，则为Ⅰb型；不含氮者为Ⅱ型，其中含硼者为Ⅱb型，不含硼者为Ⅱa型。
2．物理性质[1]金刚石纯净的为无色透明，常见的有含石墨包体的呈黑色，含铬的呈天蓝色，含铝或氮的呈黄色，此外还有较常见的褐色、烟灰色及少到罕见的乳白色、浅绿色、玫瑰色、红色、紫色、蓝色等金刚石。
金刚石的硬度是物质中最坚硬的，它的硬度是矿物硬度中最高的，为10（莫斯硬度）。
严格的测量矿物硬度的大小是用绝对硬度—显微硬度计，金刚石的显微硬度为8000-10000kg/mm2，是刚玉的3-4倍，是石英的8倍。
金刚石的比重为3.47~3.56，抗磨性好，熔点高，约为4000℃，化学性质稳定，绝缘性好，耐酸、耐碱。
具发光性，日光曝晒后或强光照射后，夜间在暗室中发出淡青蓝色磷光，在紫外线照射下发绿色、天蓝色或紫色萤光或不发光，不同地区的金刚石所发光色不同。
并且钻石的热导率是所有矿物中最高的。
3．晶体特征金刚石的晶体结构具立方面心晶胞。
碳原子除位于立方体晶胞的角顶及面中心外，把此立方体晶胞划分成八个小立方体，则在相间排列的小立方体中心还存在着碳原子。
图表 1 金刚石的晶体结构每一碳原子周围有四个碳原子围绕，形成四面体配位，整个构造可视为以角顶连接的四面体组合图一。
碳原子间以共价键连结，致使金刚石具有高硬度、高熔点、不导电、化学性质稳定以及很强的抗酸性和抗碱性等特征。
金刚石晶体为立方晶系其结晶习性最常见是八面体，此外，还有立方体、菱形十二面体以及变立方体等。
也有呈磨圆的或呈扁平的，双晶常见。
二、金刚石形成的物质来源金刚石的物质来源，是研究金刚石的重要问题，金刚石的主要成分为碳，此外，还有少量的氮、硼、磷和惰性气体，微量元素有：Si 、Al 、Ti 、Cr 、Mg 、K、Ca 、Mn 、Fe 、Co 、Ni 、Zr 、Sr 、Pb 、Zn 、Ag 、Ba 等50 多种杂质组分。
有人认为，形成金刚石的碳来源于地幔无机碳，是地幔的一种组分；也有人认为，碳来源于壳源，是地表有机碳的一种特殊循环产物[2]。
英国和俄罗斯的科学家都对金刚石的C同位素做过研究，研究表明：具有特定碳同位素组成范围的橄榄岩型金刚石，其碳来源于地幔原始碳；而榴辉岩型金刚石的碳来源是多源的，部分来源于地幔原始碳，部分来源于地壳俯冲有机碳。
还有人做过研究，认为作为金刚石主要成分的碳分布很广，在地壳中的平均丰度为0.02%，地慢中为0.007%，而且还可以通过核聚变形式产生, 因而在任何条件下形成金刚石都有丰富的碳的物质来源。
三、金刚石形成的物化条件高温高压试验表明：金刚石既可从气相碳化合物CO 、CO2、CH4等中结晶出，也可从液相和固相碳结晶而形成。
在金刚石的形成条件中，最重要的因素是温度、压力、氧逸度和结晶时间。
图表 2 金刚石的相变图现代的合成金刚石实验为金刚石的研究做出了重大的贡献，试验证明，在一个大气压下，金刚石石墨化温度下限为1200 ℃；而在2700 ℃时，金刚石石墨化的压力上限为30Kb。
由此可了解形成金刚石的热动力条件。
另外还可根据金刚石的产状及其包体矿物所提供的信息进行估算金刚石形成时的温压条件。
对世界各地的含金刚石俘虏体进行研究后（同时用地质温压计公式进行计算），含金刚石的橄榄岩捕虏体的平衡条件均落在金刚石稳定区内，并且也在橄榄岩型金刚石包体矿物反映的温度、压力条件范围内，推测橄榄岩型金刚石形成于150～250km 的上地幔深处。
含金刚石榴辉岩的平衡温度要比榴辉岩型金刚石包体矿物形成温度低，而榴辉岩型金刚石包体矿物形成温度比橄榄岩型金刚石包体矿物形成温度高，推测榴辉岩型金刚石形成于地幔更深的部位。
有的资料说，部分榴辉岩型金刚石形成于200～300km 的上地幔深处。
金刚石的形成不仅需要高温高压，还需要一定的氧化—还原环境，资料显示：在高的氧化条件下，金刚石将被氧化生产CO2；在还原性过强的地方则与氢气生成甲烷。
美国金刚石地质、高温超高压实验研究专家Haggert y研究总结了地幔氧化—还原条件及其对金刚石形成的影响，他认为金刚石是在氧化—还原条件位于方铁矿—磁铁矿和自然铁—方铁矿之间的还原岩石圈形成的。
推测在距地表约180km 深处的岩石圈与软流圈分界线的地方有可能出现狭窄的低氧逸度区间，可结晶出金刚石；在岩石圈底部金刚石稳定区扩大，CO2、CH4 等碳氢(氧) 化合物稳定区缩小。
四、金刚石形成的地质条件金刚石的形成环境很苛刻，需要在特定的地质构造背景下才能够形成和稳定的保存。
资料表明，金刚石都产于具有稳定结晶基底的古老克拉通地区这些地区是在地史上曾发育过岩石圈厚度大于150Km的地域，只有这样的地区才能达到形成金刚石所需要的深度条件。
从图3可以看出与活动的造山带相比，稳定古老克拉通下的地慢相对要冷一些，等温点的连线等温线是向下凹的；另一方面，金刚石一石墨平衡线是上凸的，这种地区是挥发组分包括形成金刚石的碳大量聚集的有利部位，有利于金刚石形成这种地区也易于达到形成金刚石的深度条件，即比造山带要求的深度要小得多克拉通是形成金刚石最有利的部位，因而世界上绝大多数金刚石都产在这样的地质构造环境中。
图表 3 金刚石的形成地质条件有人对出露金伯利岩的克拉通地区进行了总结，得出了一些规律性的特征。
⑴发育有岩石圈根或加厚的岩石圈, 一般可深达200 km 左右；⑵这些克拉通稳定固结的时间早，多数在太古代时期。
⑶岩石圈的地温低，一般< 40 mW /m2，符合正常的地盾地温和低的地表热流值；⑷岩石圈地幔的氧逸度偏低。
五、金刚石的成因学说1．地幔捕虏晶成因学说[3]70年带以前，人们普遍的认为金刚石是由于金伯利岩结晶而来的，但是这其中却有很多不可解释的现象：金刚石大部分出现于俘虏体内。
80年代后，经过科学家的研究得出金伯利岩中的金刚石是属于俘虏体成因的。
理由有：第一，金刚石中的硫化物包裹体的年龄测定，获得了> 2 000 Ma 的模式年龄，而金伯利岩侵位于90 Ma。
金刚石中石榴石包裹体的Rb-Sr 和Sm-Nd模式年龄，均为太古代(3200～3300 Ma) 结晶产物，而它们的寄主岩侵位于中生代。
这些成果为金刚石属古老地幔结晶成因而岩浆只起了运载工具作用的观点提供了有利的证据，并得到了广泛的认可。
但是对于金刚石的成因机制却有不同的观点。
有人认为金刚石结晶于岩石圈的底部，形成于固态的环境，控制金刚石形成的主要因素是温度和压力。
还有人提出除了温度和压力外，氧逸度也是重要的因素。
上地幔在萃取基性岩浆的同时，H2O 与CO2也随之逸出，岩石圈相对于软流圈不仅成分上亏损而且还处于低的氧化状态，因此二者的交界处是形成金刚石的最有利的地带。
2．幔源岩浆结晶学说[4]金刚石不仅形成于俘虏体中，在金伯利岩中也有发现，只是颗粒细小，晶形完整。
这类岩体是指与蛇绿岩有关的阿尔卑斯型的超镁铁质岩，如我国西藏罗布莎及东巧的方辉橄榄岩，俄罗斯乌拉尔纯橄榄岩,摩洛哥北部方辉橄榄岩中都发现过金刚石。
然而如果详细研究就会发现与金刚石直接相关的岩石，几乎都与熔融作用有联系。
在熔融作用的过程中铬进入熔体，造成铬的初始富集，随即发生地幔上隆对流事件。
继续发生的熔融作用使更多的铬集中成富铬的岩浆囊，最后富铬的矿浆与硅酸盐岩浆分离并贯入到固态的地幔岩中形成矿床。
这种观点也被高温、高压实验工作所证实因此，有理由推测，从铬铁矿矿石中分离出来的金刚石也形成于相同的环境，即经历了熔体的阶段。
原作者认为，岩浆中结晶出金刚石，必须具备三个基本条件：第一，碳源充足，这是形成金刚石的物质基础。
根据有关岩石化学分析资料，金伯利岩等偏碱性超基性岩中的原生碳的含量高于其它岩浆岩，说明金伯利岩等偏碱性超基性岩类形成金刚石的可能性最大。
第二，形成金刚石相应的热动力条件要具备，即高温、超高压条件。
原始岩浆中的CO、CO2、H2O、F 等挥发组分是产生超高压的动力。
从岩石化学分析资料可以看出，金伯利岩和橄榄金云火山岩中的上述挥发组分的含量，明显高于其它岩浆岩，因此，金刚石主要出现在上述岩类中。
第三，金刚石的结晶是在幔源岩浆的残余熔融体中进行的，这种熔融体呈高度流体状态，有利于碳原子自由进出金刚石晶体格架。
残余熔融体中富含碳的挥发组分和岩浆成因的金属硫化物，对金刚石的形成起了重要的关键作用。
3．变质作用成因学说[5]变质岩中的金刚石是由俯冲板块在地幔深处经过变质作用形成。
哈萨克斯坦北部Kokchetav地区的Kumdy2Kol金刚石矿床是世界上惟一的变质金刚石矿床。
在该金刚石矿床中找到的岩相学证据证明，该金刚石矿床的主要含矿岩石大理岩曾经在俯冲带中循环到> 240 km的深部。
笔者认为Kokchetav 金刚石矿床中金刚石的形成与深俯冲大理岩中的白云石分解作用密切相关。
白云石分解反应形成文石和菱镁矿组合，菱镁矿继续分解形成金刚石(MgCO3 = 金刚石+MgO + O2) 。
基于这个认识，Kokchetav 金刚石矿床中碳(金刚石和石墨) 的来源应该是碳酸盐岩。
4．陨石轰击成因说[6]金刚石的形成与来自天外的陨石的猛烈轰击有关，发现一些陨石中常含有因撞击而形成的微粒金刚石，此外，在已发现的一些陨石撞击坑周围的岩石中，也常常有金刚石微晶的发现。
这表明金刚石可因陨石撞击时瞬间产生的巨大压力和高温而形成。
人们还注意到，这种大规模的陨石轰击作用在太阳系形成的早期最为活跃，大约延续到30亿年前左右才逐渐减弱。
如月球表面千疮百孔的环形坑就主要是在30亿年前形成的。
在地球历史的早期显然也曾遭受过相似的大规模陨石轰击，只不过由于地球表面活跃的地质作用，使早期因轰击产生的陨石坑大多已被磨灭，难以辨识。
可作为这一论点的重要证据是，人们发现，地球上的许多金刚石都具有30多亿年的年龄值，表明它们是在陨石轰击地球最猛烈的年代里形成的。
如南非的含金刚石的金伯利岩筒，已测定的同位素年龄值是0.9亿年，而岩筒中所含的金刚石却具有32～33亿年的年龄值。
又如美国阿肯色州的金伯利岩的年龄是1亿年左右，但包含在该金伯利岩的金刚石则是31 亿年的年龄值。
我国山东的金伯利岩形成于4.65亿年前，但该地与金刚石密切共生的一种镁铝榴石矿物则具有32.65亿年的年龄值。
这应当不是偶然的，很可能它们都是当年陨石猛烈轰击的产物。
后来被保存在地下深处，在晚近地质时期才又伴随金伯利岩浆的活动，重新被带到地壳浅部。