超深金刚石是指形成于250 km以下深部地幔的金刚石，其包裹体和同位素信号指示其形成过程与俯冲带密切相关。俯冲带将大量含碳、含氢的物质如碳酸盐、含水矿物、有机质等带入地幔深处，而深部地幔会因硅酸盐中二价铁的歧化反应或俯冲带的蛇纹石化过程产生还原性的金属铁相，并与含碳、氢物质发生相互作用。本研究以Fe-C-H三元体系及Fe-含水碳酸盐体系为研究对象，采用高温高压实验手段结合同步辐射及常规测试手段，对两种体系的反应过程及Fe-C-H熔体的熔融曲线进行了研究。实验表明，在Fe与过量的碳氢化合物反应时，在高压较低温度下，体系将生成Fe-C合金与氢气，而在较高温度下，则生成FeH_x和金刚石。这一结果表明，随着温度提高，H可替换出铁碳合金中的C，从而促进金刚石在更低C含量的Fe合金或熔体中生成。而在Fe与含水碳酸盐的反应实验中，碳酸盐将被金属铁还原，从而生成金刚石。因而，金属Fe在与还原和氧化的含碳、氢物质反应中均可促进金刚石的生成，对超深金刚石的成因有重要作用。熔融实验表明，H可以降低Fe-C合金的共晶熔点，使得Fe-C-H合金在地幔温度下生成更多熔体，从而促进金刚石的生长。因而，金属Fe对超深金刚石的形成过程及深部C的赋存与循环过程均起到重要作用。
 

高温高压,超深金刚石,深部碳,深部氢,还原性地幔