含有高密度流体微细包裹体的纤维状金刚石，是研究岩石圈地幔交代作用与深部流体演化的重要载体。传统观点认为，盐水流体与硅质流体之间由于不混溶导致中间组分缺失，但天然地幔体系中是否真正存在二者之间的过渡流体，以及其形成机制和对金刚石结晶的影响，仍缺乏直接证据。这限制了我们对俯冲过程中金刚石的成核结晶以及地幔挥发分循环过程的理解。

针对上述科学问题，我校珠宝学院博士生孙成阳在导师何明跃教授和陆太进研究员的指导下，联合国内外合作者，对刚果（金）姆布吉—马伊地区包壳金刚石中的高密度流体包裹体、矿物包裹体、杂质特征及其形成温压条件进行了系统研究，取得了以下创新性认识：

（1）在刚果（金）包壳金刚石核–壳界限处存在大量富SiO₂和Cl的高密度流体包裹体，其组成不同于典型富KCl盐水流体，而表现出同时富Cl和富SiO₂的特征。这些流体的组成沿“盐水–硅质”系列连续变化，说明天然地幔体系中可能存在连接盐水与硅质流体的过渡组成。该发现为地幔中流体不混溶行为提供了新的天然证据（图1）。

（2）从金刚石核–壳界限到外部纤维层，HDF组成呈现出从界限处富Cl的盐水–硅质流体，到内侧纤维层富硅质流体，再到外侧纤维层富碳酸盐质流体的连续变化。研究认为，该演化是单个地幔交代过程中源区H₂O/CO₂比值不断降低的结果：高H₂O/CO₂条件有利于形成富Cl硅质流体，而随着这一比例不断降低，流体逐渐向硅质及碳酸盐质方向演化（图1，2）。

（3）氮聚集热年代学、金刚石–包裹体isomeke及斜方辉石温压计结果表明，刚果（金）包壳金刚石的核部和壳体的结晶温压条件分别对应该地区八面体金刚石结晶温压范围的高温和低温段。在核–壳界限处，由于体系H₂O/CO₂比值过高，虽然显著降低了固相线并形成了富Cl硅质流体，但反而抑制了金刚石结晶；只有当H₂O/CO₂比值降低到适宜范围后，纤维状金刚石才开始快速生长，且其生长速率随H₂O/CO₂比值的降低而降低（图3）。

本研究报道了在天然纤维状金刚石中系统识别出的富氯硅质地幔流体，揭示了盐质—硅质—碳酸盐质高密度流体之间存在的连续演化关系，并提出地幔交代体系中H₂O/CO₂比值是控制流体组成和金刚石结晶的重要因素。该成果不仅深化了对俯冲流体—地幔相互作用和深部碳循环的认识，也为理解天然金刚石结晶机制及地幔挥发分演化提供了新的依据。

图1 刚果（金）包壳金刚石中的高密度流体成分演化

图2 刚果（金）包壳金刚石中高密度流体的元素组成

图3 刚果（金）包壳金刚石的结晶温压条件

上述成果受国家岩矿化石标本资源共享平台项目（K1603901）、国家自然科学基金项目（42073008）、国家珠宝玉石首饰检验集团科研项目（NGTC20220400）和国家留学基金委公派联合培养博士生项目（202306400061）的共同资助，发表于国际权威期刊《Journal of Petrology》上：Sun C-Y.（孙成阳）, Lu T-J.*（陆太进）, He M-Y.*（何明跃）, Weiss Y., Muraishi S., Deng X-Q.（邓小芹）, Qiu Z-L.（丘志力）, Deng Y.（邓怡）, Gong T-N.（龚庭楠）, Ke J.（柯捷）, Sun Y.（孙媛）, Ma Y.（马瑛）Chlorine-rich Silicic Fluids during the Onset of Fibrous Diamond Growth in the Democratic Republic of the Congo. 2026, Journal of Petrology, 67(5): egag034.

全文链接：https://doi.org/10.1093/petrology/egag034