一、原句的写法不规范。规范的写法是在pounds 后面加 ' 。

They had got away with thousands of pounds' worth of diamonds.

又如：
I went and bought about six dollars' worth of potato chips.
我去买了价值约六美元的土豆片。
《柯林斯英汉双解大词典》

如果是 $ 10000 格式，则不加 's。例如
Thieves doped a guard dog and stole $10000 worth of goods.
盗贼将看门狗麻醉后偷走了价值1万元的东西。
《牛津词典》

二、关于修饰关系：thousands of pounds' worth of   （1）diamonds（2）

显而易见的是，划线（1）修饰划线（2）。也就是说，（1）是定语，（2）是中心词。

为了讲解，我们换一个简单的句子：

I bought six dollars' worth of potato chips.
bought 的宾语自然是 potato chips（薯片），不可能是worth（价值）。所以，划线部分是定语，potato chips 是中心词。

三、英语中，类似结构并不少见。例如：

I drank a cup of  tea.

She told us a piece of  news.

I met a number of  students.

划线部分作定语，因为喝的是茶，不是杯子；告诉的消息，不是一条；见到的是学生，不是数字。这就是，语义决定结构。

四、此结构的由来：

英语中的一些名词（尤其是不可数名词），在表达时，有时候需要量化。具体做法是：

a + 名词（表示容量、计量概念） +  of  +  名词（不可数名词或可数名词复数）

a bag of corn

a box of sweets

a bottle of wine

a pile of bricks

a number of students

在此结构中，如果形容词是修饰 of 后的那个中心名词，英美人在习惯上放在第一个表示容量、计量概念的名词之前（也可放在中心词之前）。例如：

an important piece of news：一条重要的消息

a huge pair of eyes：一双大眼睛

如果是修饰容量计量的名词，则必须放在前面。例如：

a big bag of corn （不能说：a bag of big corn）

a small box of sweets

a big bottle of wine

a small pile of bricks

a large number of students

现在，修饰语含有  worth of （多少价值的）。我们把 worth （价值）具体化，之前加上具体的金额 six dollars ，让它作定语修饰 worth，便有了six dollars' worth of。让它作定语修饰某物品，因此，便有了：

six dollars' worth of potato chips