Nghiên cứu cho thấy nhóm kim cương này được hình thành ở độ sâu hơn nhiều so với các loại kim cương thông thường và gắn với các mảng vỏ đại dương cổ bị hút chìm vào trong lòng Trái Đất.
Các viên đá quý đặc biệt này thuộc một nhóm nhỏ mang tên CLIPPIR (viết tắt tiếng Anh của “tương tự Cullinan, kích thước lớn, ít tạp chất, tinh khiết, hình dạng bất quy tắc, bị ăn mòn”), chiếm dưới 1% tổng số kim cương nhưng bao gồm 3 trong số những viên kim cương lớn nhất từng được phát hiện.
Trong nhóm CLIPPIR, Cullinan - nặng 3.106 carat, được tìm thấy tại mỏ Premier (nay là mỏ Cullinan) ở Nam Phi vào năm 1905, hiện vẫn giữ kỷ lục là viên kim cương chất lượng đá quý lớn nhất từng được phát hiện, trong khi Lesedi La Rona (1.111 carat) và Motswedi (khoảng 2.488 - 2.492 carat) đều được tìm thấy tại mỏ Karowe ở Botswana. Một số viên CLIPPIR kích thước rất lớn khác được ghi nhận trong phù sa sông tại Sierra Leone, Angola và các khu vực khác ở châu Phi, cho thấy chúng từng được giải phóng khỏi đá mẹ và vận chuyển theo dòng chảy trước khi được con người phát hiện.
Khác với phần lớn kim cương, đá quý hình thành ở độ sâu tới khoảng 200km dưới nền các lục địa cổ, các viên kim cương CLIPPIR được xếp vào nhóm “siêu sâu” (superdeep), hình thành ở độ sâu hơn 400km trong khu vực gọi là “vùng chuyển tiếp” của lớp phủ Trái Đất. Các nghiên cứu địa hóa học gần đây sử dụng khoáng vật olivin kèm theo các viên kim cương này, theo đó chúng mang dấu hiệu của vật liệu basalt đại dương cổ từng nằm ở đáy biển, sau đó bị hút chìm vào trong lòng Trái Đất theo các mảng kiến tạo và biến đổi thành các tảng đá giàu sắt, mật độ cao ở sâu trong lớp phủ Trái Đất.
Nghiên cứu do các nhà khoa học thực hiện cho thấy các mảng vỏ đại dương giàu sắt này tạo ra vùng điều kiện đặc biệt thuận lợi cho việc kết tinh kim cương siêu sâu giàu nitơ, có độ tinh khiết cao và kích thước lớn thuộc nhóm CLIPPIR. Về sau, các dòng magma hiếm được sinh ra từ rất sâu trong lớp phủ Trái Đất đi qua các vùng chứa kim cương này, cuốn theo kim cương và khoáng vật đi kèm, dâng lên mặt đất rồi đông đặc thành đá kimberlit - loại đá “ống” kinh điển chứa nhiều mỏ kim cương lớn ở Nam Phi, Botswana, Lesotho và các khu vực khác.
Theo các chuyên gia, việc giải mã nguồn gốc của CLIPPIR không chỉ giúp lý giải vì sao những viên kim cương khổng lồ lại tập trung nhiều tại một số mỏ nhất định ở khu vực phía Nam châu Phi và Nam Phi, mà còn mở ra cách nhìn mới về quá trình tuần hoàn vật chất giữa bề mặt và ở sâu trong lòng Trái Đất. Bằng cách coi các viên kim cương siêu sâu như “hộp đen” chứa thông tin về lớp phủ, giới địa chất hy vọng sẽ hiểu rõ hơn cách các mảng vỏ đại dương bị hút chìm, tái chế và tương tác với các dòng magma, từ đó không chỉ giúp định vị các vùng có tiềm năng lớn về kim cương mà còn góp phần vào nghiên cứu về chu trình carbon toàn cầu và tiến hóa của hành tinh.
