金刚石为典型的高压标志矿物，而其天然金刚石的出现，揭示着高压环境的存在。在西藏罗布莎橄榄岩中和中国大陆科学钻探主孔(以下称CCSD-MH) 榴辉岩中先后发现金刚石(白文吉等，2001; 张仲明等，2007)。前者来自深部地幔，后者形成于大别苏鲁超高压变质带大陆俯冲的超高压变质过程。针对着两种形成背景和机制不同的金刚石，本文旨在利用傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)，对上述两地区的代表性样品进行红外定性分析及初步对比，为其后精细分析和成因分析奠定基础。

1 金刚石红外光谱特征以及分类

金刚石的理想晶体，其对称性决定拒绝红外振动吸收，但由于杂质元素N、H、B及相关晶体结构缺陷，使得金刚石晶格对称性被破坏，产生了红外活性。金刚石红外光谱特征及分类概述如下(Davies，1981；Collins and Woods, 1982; Woods and Collins, 1983; Davies et al., 1984; Taylor and Jaques, 1990; 杨志军等，2002；何雪梅，2000；陈美华和狄敬如，1999)。

1.1 金刚石红外光谱特征

金刚石固有C-C健热振动本征吸收峰在1973~2500cm^-1区域，主要有1973cm^-1、2030cm^-1、2160cm^-1、2350cm^-1等；杂质氮附加峰，在1430~1000cm^-1区域，主要有孤氮C心即C缺陷中心，特征峰为1130cm^-1。偶氮A心，以N₂形式存在，特征峰为1282cm^-1。多氮B心(也称B₁心)，为平行于金刚石{111}面上的错位环，特征峰为1175cm^-1、1100cm^-1、1010cm^-1。片晶氮D心(也称B₂心)，为金刚石{100}面上片状偏析氮。特征峰为1370cm^-1、1430cm^-1；其他杂质附加峰(元素H，B)，包括C=CH₂峰，为C=CH₂中C-H伸缩振动，特征峰为3107cm^-1、1405cm^-1。-CH₃峰，为-CH₃中C-H反对称伸缩振动和对称伸缩振动，特征峰为2920cm^-1、2850cm^-1。H₂O峰，为H₂O的吸收及弯曲伸缩振动，特征峰为1678cm^-1、3599cm^-1。硼(B) 峰，为微量硼，特征峰为2800cm^-1。

1.2 金刚石的分类

最新的分类方法是根据金刚石内部杂质的种类和含量以及主要杂质氮的存在方式进行分类。主要手段是光谱分析，尤其是红外光谱分析。分类如表 1。

2 金刚石样品和地质背景 2.1 样品的地质背景和来源

本文所研究的金刚石样品分别来自西藏雅鲁藏布江缝合带的罗布莎蛇绿岩和中国东部大别苏鲁超高压变质带。

西藏罗布莎蛇绿岩体位于雅鲁藏布江缝合带东段。雅鲁藏布江蛇绿岩带是喜马拉雅特提斯洋壳和地幔的残余，呈近EW向断续延伸约2000km。带中发育较为完整的蛇绿岩层序，代表中白垩世喜马拉雅特提斯海的最后闭合带(王希斌等，1987；肖序常，1984)。罗布莎蛇绿岩块主要由地幔橄榄岩和堆晶岩组成，以及少量被肢解的火山岩和硅质岩作为混杂岩出露在堆晶岩的北侧。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和纯橄岩，少量二辉橄榄岩；堆晶岩主要有异剥橄榄岩、辉石岩、纯橄岩和辉长岩组成(王希斌等，1987)。该蛇绿岩块产有我国目前最大的铬铁矿床(矿石储量约500万吨)(王恒升等，1983；张浩勇等，1996)。本研究的金刚石选自罗布莎矿区的L4070坑道和香卡山矿区的铬铁矿体(图 1)，与金刚石伴生的有碳硅石等超高压矿物(杨经绥等，2008)。

大别苏鲁超高压变质带中的金刚石取自中国大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)，是通过钻孔中榴辉岩的岩屑中人工重砂分离选出来的样品。CCSD-MH位于江苏省东海县毛北村附近，地理座标东经118°40′27″，北纬34°24′01″，地质构造上属于苏-鲁地块的超高压变质带。该超高压带的地层主要由长英质片麻岩、角闪岩、蓝晶石石英片岩、大理岩、榴辉岩以及橄榄岩等组成。大别苏鲁超高压变质带的榴辉岩中多处发现金刚石(Xu，1987；Wang et al., 1989；Okay et al., 1989；Xu et al., 1992；杨经绥等，1999；徐树桐等，2003)。中国大陆科学钻探工程项目(CCSD) 选择在苏鲁超高压变质带上钻进5158m。岩心编录表明岩心主要由1300m榴辉岩，近100m石榴石橄榄岩石和各种类型片麻岩组成。钻孔中的金刚石产自榴辉岩的岩屑(图 2)(张仲明等，2007)。

2.2 金刚石样品

本次测试的金刚石样品，是经过多级多次的研磨-筛分-摇床-磁选-电选-浮选，最后得到的上浮物，经样品提供者在双目镜下遴选得出(白文吉等，2001; 张仲明等，2007)。

由于上两地区即西藏罗布莎橄榄岩和CCSD-MH榴辉岩中所含天然金刚石非常稀少，目前通过大样选矿在两地区也仅各获取数粒样品，同时，其金刚石粒度非常小(200~300μm)，且有些为不完整晶体的碎片，以目前掌握的样品制备手段，很难做到将其定向切割研磨，制成确定厚度且双面平行的微小剖面薄片。另，由于当前红外光谱仪的红外束斑较大(一般为几十个微米)，也限制其在如此小的金刚石微小剖面从中心向边部进行不同层期的氮含量的定量测试，因此，本文将仅以所获取的金刚石整体颗粒为分析对象，进行FT-IR的定性分析。

鉴于主要进行红外光谱的定性分析以及不同区域之间的初步对比分析，所以，遴选出西藏罗布莎橄榄岩中金刚石3粒，CCSD-MH榴辉岩中金刚石4粒。样品实体显微镜照片及描述见图 3、图 4和表 2。

3 样品的傅立叶变换红外光谱(FT-IR) 分析

CCSD-MH的金刚石样品分析是在北京大学拉曼和红外实验室完成。仪器型号：Magma-IR750，束斑100μm，扫描范围：650~4000cm^-1，分辨率4cm^-1。

西藏罗布莎金刚石样品分析是在美国加利福尼亚大学河畔分校化学系(Chemical Sciences Bgd, University of California, Riverside, UCR)，由Prof. Larissa Dobrzhinetskaya和Prof. Stoyanov Evgenii指导下完成。仪器型号Bruker-EQUINDX55，束斑80μm，扫描区间400~4000cm^-1，分辨率4cm^-1。

样品均为未进行定向切片与磨制，用丙酮浸泡清洗烘干以尽量清洗携带样品时所使用的粘结胶，分析中进行了空气背景的背底扣除。

分析图谱见图 5、图 6，金刚石红外谱峰判读见表 3。

两地区金刚石样品在1440~1000cm^-1区域内，均出现强烈的氮附加峰，因此，两者均不属于Ⅱ型金刚石。从谱图和数据上看，同地区不同颗粒金刚石的具有相同的金刚石C-C键本征吸收峰和氮的附加峰。不同地区之间比较，CCSD-MH样品不具有1173cm^-1峰，而西藏罗布莎样品具有较强的1173cm^-1峰.既后者存在多氮B心的氮聚集形式。

4 讨论与结论

(1) 同一地区的不通颗粒的金刚石具备相同的本征吸收峰、金刚石类别，金刚石中的氮的聚集演化形式。

(2) 从两地金刚石的类别上看，西藏罗布莎金刚石样品中杂质氮的赋存状态为A心偶氮并具片状偏析氮，未见多氮B心(也称B₁心)，且无硼峰，故确定其为ⅠaA型；而CCSD-MH金刚石样品中，除具备A心偶氮并具片状偏析氮之外，还具备多氮B心，且无硼峰，故确定其为ⅠaAB型。

现代研究证实，金刚石自形成初始，在温、压条件不变的情况下，杂质氮的聚集状态随着时间的推移，由孤氮向偶氮A心再向多氮B心进而向片状偏析氮进行转化(杨明星，2000)。因而仅对西藏罗布莎金刚石的ⅠaA型和CCSD-MH金刚石的ⅠaAB型来讲，似乎预示着后者的形成时间可能更久远一些。

(3) 从两地金刚石中杂质氮的聚集演化路径来看，CCSD-MH金刚石为ⅠaA型+ⅠaB型+片状偏析氮，而西藏罗布莎金刚石为ⅠaA型+片状偏析氮，后者无论是转化中的ⅠaB全部转化为偏析氮还是部分ⅠaA直接转化为偏析氮，至少说明两地金刚石在生成环境方面是有所不同的。

因此，虽然仅进行初步定性分析，却也显示出其两种不同地区不同成因的金刚石(CCSD-MH中的大陆俯冲带高压变质金刚石和西藏罗布莎地幔金刚石) 的差异，既金刚石类型的差异和氮的聚集演化路径的差异。所以有必要今后进行更精细的分析, 包括对微小颗粒的金刚石进行定向平行双面的精细磨制抛光，利用高分辨阴极发光仪以及高强度微米级束斑FT-IR，进行杂质氮环带的定量分析，同时结合微痕量成份分析以及包裹体分析，寻找出与生成环境密切相关的指示因素。

致谢 非常感谢与中国地质大学(武汉) 郑建平老师的讨论; 感谢北京大学拉曼和红外实验室翁世甫老师、美国加利福尼亚河畔大学地球科学系Prof. Larissa Dobrzhinetskaya和化学系Prof. Stoyanov Evgenii对本文提供的帮助。