天然金刚石形成于地球深部，反映丰富的地幔信息及演变历史[1-2]。金刚石中特征的氮原子缺陷是追溯其地幔存留时间和保存温度的重要依据[3-4]，氮缺陷近年来也被认为是实现量子计算的优良载体，成为炙手可热的研究热点[5-6]。本世纪初新发现的储量巨大的津巴布韦砂矿型天然金刚石，引起了国内外学者的极大关注[7-10]。我们对已获得的津巴布韦金刚石样品进行预研究，注意到该产地金刚石具有特殊的立方体-八面体同时发育的镶嵌结构(下文简称mixed-habit)，其氮和氢含量丰富，且氮和氢分别沿八面体生长区{111}和立方体生长区{100}具有择优取向特点。这种mixed-habit结构，不同于传统天然金刚石以八面体生长为主的结构[11]，而与高温高压(HPHT)合成金刚石的结构较为相似[12]，因而具有特殊的地质学背景和研究意义。我们将在下一阶段对这类金刚石在不同生长方向氮和氢缺陷存在形式及分布规律进行深入定量研究。重点通过电子顺磁共振光谱(EPR)对于不同氮缺陷如孤氮、双氮等的浓度比、占位形式和晶格畸变程度、自旋状态等进行表征，弥补传统红外光谱对于氮缺陷表征的不足。利用密度泛函理论(DFT)模拟不同氮缺陷的形成能解释实验观测的氮缺陷择优取向分布规律。根据对氮缺陷的聚集状态推算对应地幔存留时间和保存温度，追溯其形成过程和演变历史。