在地球的深部大约150-200公里，纯碳物质在压力为（45-6）×109Pa，温度为1100-1600摄示度条件下结晶，形成天然钻石。在地球的深部只有很少的地方具有钻石形成的物理、化学条件。从理论上讲任何时期都可以形成钻石，只要达到钻石形成物理、化学条件。从目前开采的钻石矿中，大部分钻石形成于33亿年和12-17亿年这二个时期。从钻石产出于地球古老稳定大陆地区可以证实。
另外，外星对地球的撞击，产生的高温、高压也可形成钻石。但这种方式形成的钻石颗粒小，质量差，不能作为首饰用的宝石。
当地球的外壳产生拉力，固体的岩块开始移动及破裂，这时发生地震，火山喷发。当火山熔岩从地球深部往地表上升时，将深部形成的钻石带到地球浅层及表面。经过熔岩冷却我们可以在冷却的岩石中找到钻石。当钻石富集并达到一定规模时，我们称为钻石原生矿。含有钻石的岩石在自然条件下风化，钻石残留在山坡、河流、海岸中并富集形成矿床，称为钻石次生矿。
根据不同的矿类型，采用不同的开采方法。
露天矿：含钻石的矿体风化后经河水、雨水的搬运富集形成次生矿。开采时要除去表层浮土，对含矿砂层以及岩缝都要认真清理，平均200吨砂石中可以选出1克拉钻石。
原生矿：沿矿脉旁打竖井，然后由竖井横向挖往矿脉，将矿石运到地表，破碎、分选将钻石选出。目前南非金伯利矿开采深度达900米。
砂矿：当钻石顺河流带到海岸边，在海滩富集，形成矿砂。开采方法是将所有含钻石的砂进行分选，将钻石选出。
海底采矿：采用先进的海上采矿技术，对海底含矿石的矿砂进行分选。戴比尔斯海上矿产公司，在纳米比亚离海岸35000米，水深110米的海底采矿钻石达400万克拉。
1905年在南非普列米尔矿，发现重3106克拉巨型大钻，定名为"库利南"，1919年在该矿区又找到一块重1500克拉钻石，按它的形状，颜色、反复对比研究后确定它应该与"库利南"为同一晶体，所以没有命名，如果没有裂开成为二块的话，"库利南"重量到少在4606克拉以上。1980年在该矿区又发现第三颗大钻重599克拉。南非普列米尔矿为世界公认的巨形钻石的产地。帕蒂珠宝告诉您：石的矿物学名叫金刚石。金刚石是自然界中最硬的物质。宝石级金刚石经琢磨后即为钻石。钻石是碳元素的晶体，由于碳原子在晶体中联结得十分牢固，所以才坚硬无比，没有任何物质能划伤它。钻石价格昂贵的原因是由于钻石的折光率在天然晶体中最高，色散强烈。转动钻石时，会反射出五彩斑斓的光彩，异常美丽。
在世界上近200种宝石中，钻石非但其坚硬和美丽无与伦比，独占鳌头；而且在自然界也最为稀少，因为它的形成条件十分苛刻。物以稀为贵，被誉为“宝石之王”。
在亿万年前，地壳深处（约150-200公里)炽热的岩浆，沿着古老的火山口向上喷发,由于火山口经常被堵死，上升的岩浆在巨大的压力(大约相当于4万至6万个大气压)下，在火山筒中慢慢冷却，当温度降到1000-1250。C时，其中含有的少量纯碳便会结晶为金刚石。这种含有金刚石的岩浆岩第一次是在金伯利地方发现，因此就被人们称做金伯利岩。
金伯利岩在漫长的地质年代中，经地壳变动被带至地表，再受到风化破坏成为一种蓝色的砂砾。金刚石由于化学性质稳定又耐磨损，毫无变化地藏在这些蓝色的砂砾中，即形成金刚石砂矿。
金刚石矿藏十分罕见，金伯利岩尤其难以开采。每选出1克拉(等于02克)钻石原料，平均须处理4-5吨的金伯利岩或砂矿。此外，在钻石毛坯切割琢磨过程中至少还要损耗20%以上。钻石价格昂贵程度由此可见一斑。
南非钻和莫桑钻的外观是极为相似的，肉眼难以看出。
南非钻和莫桑钻的区别大致有以下三点：
一、化学成分：莫桑钻是一种碳化硅，南非钻是一种碳元素
二、硬度：莫桑钻硬度为925，南非钻硬度为10。
三、重量：莫桑钻比重为322，南非钻比重为352。
四、折光率：莫桑钻折射为269，南非钻折射为2417。
五、火彩：南非钻色散指数（火彩）0044，莫桑钻的魅力在于它高于南非钻的色彩指数（火彩）高达0104，在不同的环境中呈现的火彩闪烁高于钻石且呈七彩色。
六、价格：莫桑钻价格在市场虽参差不齐，但以只做最优质莫桑钻的唯钻会里的D色魔星钻为例，魔星钻价格仅是南非钻价格的十分之一。（魔星钻摩氏硬度925，是世界上第二坚硬的宝石。达到D色，比利时钻石切工，FL/IF净度等级，与钻石比重1:092的合成碳化硅宝石，才能称为魔星钻）
8311 南非金刚石/钻石的区域地质及构造概况
南非位于非洲大陆最南部，北邻纳米比亚、博茨瓦纳、津巴布韦、莫桑比克和斯威士兰，东、南、西三面濒印度洋和大西洋。南非所在的非洲大陆是地球上最先浮出水面的两块古大陆之一，地质构造十分独特，其复杂而又漫长的地质演化历史可以追溯到38亿年至36亿年前，其中最具里程碑意义的是南非北部地区卡普瓦尔克拉通（Kaapvaal craton）陆壳的形成。卡普瓦尔克拉通是早期太古宙（Archean）的地壳形成物，主要含有片麻岩、类花岗岩和火山沉积岩层（绿岩带）。南非在大地构造上属于南非地台，由南非古隆起、卡拉哈里台向斜、卡鲁台向斜、开普褶皱带四个二级构造单元组成。南非古隆起内广泛出露片麻岩和古老花岗岩，褶皱和断裂发育；卡拉哈里台向斜被第三纪后的地层覆盖；卡鲁台向斜由晚古生代的陆相地层组成，在与相邻构造单元的连接带及台向斜的中心均有金伯利岩岩体产出。南非地台的岩浆岩活动十分强烈，在古老结晶基底中，有太古宙的酸性和基性火山岩和侵入岩，沉积盖层中有著名的布什威尔德杂岩体、卡鲁玄武岩，以及其他碱性岩浆和偏碱性超基性岩浆（金伯利岩）活动（Janes，1995，1996；Boyd ＆ Gurney，1986；黄凤鸣，陈钟惠，2000）。
8312 南非金伯利岩岩体及主要金刚石矿床分布
金伯利（Kimberly）是南非的小镇，1867年世人首次在那里发现蕴藏金刚石的母岩，1870年首次发现了含金刚石的金伯利岩岩筒“亚赫斯丰坦”岩筒和“杜托依茨潘”岩筒。1871年在金伯利城附近又发现了世界著名的“金伯利”、“德比尔斯”和“伯特丰坦”3个岩筒，并由此产生了“金伯利岩”的命名（Janes，1995，1996；Harlow，2001）。南非金刚石/钻石矿产始于1867年，曾经在很长一段时间内是世界最重要的金刚石/钻石产地。1995年前世界上所开采的金刚石总量约为267×108ct，其中产出南非的约493×108ct，占18%。当前，南非是世界第5大金刚石/钻石产出国，排在澳大利亚、博茨瓦纳、俄罗斯、刚果后面，其年产量已经下降到9×106ct，约占全球总产量的9%～10%（黄凤鸣，陈钟惠，2000；Janes，2007）。主要矿区有戴比尔斯公司拥有的Venetia、Finsch、Namaqualand、Kimberley和Koffiefontein矿区，其分布见图816。
图816 南非金伯利岩金刚石矿床分布
（据wwwoverabillioncom）
Figure 816 Distribution of kimberlite diamond mine in South Africa
规模较大的金伯利岩金刚石矿区主要有Venetia、Premier、Finsch、Kimberley和Koffiefontein，小的矿区众多。图817为Finsch 金刚石露天矿坑，深达430m。
Namaqualand矿区为次生矿床。它位于南非大西洋海岸157km长的矿带。金刚石矿物主要产于河流沉积岩和堆积岩层中，为金伯利岩风化产物。矿床位于地表至地下深100m地层中。1925年发现以来已开采数十年，目前已开采到地下40m处。上世纪共开采了约31×107ct（Janes，1995，1996，2007；Harlow，1998；Harte，2001；wwwmbendicom）。
8313 南非金伯利岩岩石学特征
人们自1867年在南非发现了金刚石的母岩金伯利岩（kimberlite，图818）后对其岩石学特征进行了大量的研究（Clarke et al，1983；Gurney，1995；Bell et al，2005；Bishop et al，1978；Boyd ＆ Gurney，1986；Bulanova，1995；Burgess et al，2004；Stachel et al，2004）。
图817 Finsch 金刚石露天矿坑，深达430m
（据wwwmining-technologycom）
Figure 817 Open pit of Finsch diamond mine in a depth of 430 meters
图818 南非金伯利岩石样品
（据wwwjohnbetts-fineminerals）
Figure 818 Kimberlite sample of South Africa
南非金伯利岩是一种碱性或偏碱性的超基性岩，具斑状结构和（或）角砾状构造的云母橄榄岩。主要矿物组成为橄榄石，其次是金云母和透辉石，副矿物有铬铁矿、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石等。常含有上地幔超镁铁和镁铁质岩石包裹体及其破碎后的矿物捕虏体以及各种巨晶，如镁铝榴石，含硬玉分子的单斜辉石，某些大颗粒、半自形的橄榄石、斜方辉石、单斜辉石以及页理化、扭曲和具膝折的金云母大晶体等。岩浆末期蚀变矿物主要是蛇纹石和方解石或白云石。基质呈显微斑状结构，由橄榄石、金云母、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石等组成。角砾状构造，角砾成分复杂，有来自上地幔的碎块，也有来自浅部围岩的碎块。大量角砾的存在反映了金伯利岩岩浆具有爆发作用的特征。
化学成分有以下特点：① SiO2偏低 （35%），K2O>Na2O，Al2O3>（K2O+Na2O）。②MgO/SiO2近于1。③岩浆富含H2O及CO2，导致岩石强烈蚀变。④在微量元素方面，含一般超基性岩所共有的以Cr、Ni、Co为主的相容元素和含Rb、Cs、Ba、Sr、Zr、Nb、Th、REE、P等为主的不相容元素，REE主要含在钙钛矿和磷灰石中。金伯利岩以LREE很富集的简单线形、REE配分型式和La/Yb比值80～200为特征，该比值比大多数其他幔源镁铁质、超镁铁质岩浆岩高，这一特征反映了金伯利岩母岩浆的特征。
前人对南非金伯利岩与金刚石矿床之间的关联做了大量工作，并总结出以下经验性或统计性的规律：①具火山碎屑结构的金伯利岩，若富含镁铝榴石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和纯橄岩等上地幔包裹体或其矿物包裹体，则金刚石富且质量好，含地壳围岩碎屑多的，则较贫。②具斑状结构的金伯利岩，含金刚石较富，呈显微斑状结构的较贫。③富含橄榄石且颗粒粗大的金伯利岩，含金刚石富，而富含金云母的金伯利岩，含金刚石贫。④橄榄石含Mg和Cr越高，含金刚石也越富，铬铁矿含量高和铬铁矿中Cr/（Cr+Al）>90%，金刚石含量高；富Cr贫Al的透辉石（Cr2O3>12%）含量较多以及镁铝榴石含Cr高（Cr2O3>25%），金刚石含量也高。
纳米比亚的金刚石/钻石全部产自砂矿，最早于1908年（那时为德属西南非）在Lüderitz市南部的海岸沿线发现。虽然在纳米比亚的西南部、中部、东部-中部以及东北部至少有六个地区发现了大量金伯利岩，但它们全都在太古宙克拉通以外，不产金刚石/钻石（Janse ＆ Sheahan，1995）。真正的纳米比亚金刚石/钻石源区位于南非金伯利地区高地，那些富含金刚石/钻石的金伯利岩岩筒是地幔岩浆的火山通道，多数年龄在晚白垩纪，约100Ma前冈瓦那超大陆解体时（Terry E Huizing et al，2008）。
含金刚石/钻石的金伯利岩火山沉积物流入早期的Orange河，在过去的6500万年里，河流挟带着金刚石/钻石向西奔腾一直到南大西洋入海口，在其河道沿线就留下不同时代的金刚石/钻石砂矿。由于过去的几百万年里，海平面不断波动，Orange河也不断地侵蚀自身的河床；一些砂矿重新沉积，沉积物被带到更新的矿床。较新较低的阶地沉积由相对较新的还未胶结的砂砾组成；较老较高的阶地沉积则完全胶结形成砾岩，其中还包含有化石，指示它们的形成年代至少在中始新世。长期的沉积、侵蚀、再沉积历史导致了Orange河沿岸复杂的金刚石/钻石分布模式。
Orange河含金刚石/钻石的沉积物大多数沿纳米比亚海岸分布，强劲的波浪和洋流又沿海岸将沉积物向北带了300km越过Lüderitz市。金刚石/钻石沿着海岸线型沉积，部分集中于海湾，称为“袋状滩”。在其他一些地方，120km/h的海风侵蚀着海滩沉积物，与风向平行将含金刚石/钻石的沙砾带到山谷里，风蚀形成了薄层的石英脉和硅质碎屑和金刚石/钻石。最富金刚石/钻石的风蚀谷Idatal Valley在最初的开采阶段能直接在月光下由人工手选金刚石/钻石。
图843 纳米比亚金刚石/钻石的源区是南非金伯利地区高地的多个金伯利岩岩筒
Figure 843 Namdeb's diamonds originated at the many kimberlite pipes in the highlands around Kimberly，South Africa
据 William W Besse （ 据 Namdeb，2007）；Map by William W Besse （after Namdeb 2007） 修改
目前，纳米比亚有六个重要的金刚石/钻石矿区（图843）。其中，南自Orange 河入海口，北至Lüderitz市分布着Mining Area No1、Bogenfels和Elizabeth Bay三个矿区，范围从离岸55km延伸至内陆20～35km处。从Lüderitz市往北到26°S为Doμglas Bay矿区，范围从大西洋低水位标志到内陆约15km处，目前已停止开采。Orange River矿区沿Orange河分布，从Mining Area No 1矿区的边界到内陆50km处。Atlantic 1矿区包含了大陆架中部的一部分区域，从Mining Area No 1矿区的边界到离岸65km处。除Atlantic 1矿区外，其他几个矿区都位于方圆26000 km2的Sperrgebiet禁区（Kampf，2007；Huizing et al，2008）。
Mining Area No1矿区是世界上著名的海相沉积金刚石/钻石砂矿，其上新世-更新世海洋砾石矿床沿海岸线分布，长约120km。其中的第四纪海洋砂矿主要沉积了新元古代（650～500Ma） Gariep构造带的硅质碎屑岩，在不同的第四纪高海平面时期（+30m，+8m，+4m，+2m）被斜切成一系列的海蚀阶地（J Jacob et al，2006）。在很多地方，这些基岩被冲刷出大量沟壑和凹坑，形成的凹槽促使金刚石/钻石在晚新生代沿海沉积物里富集。自1935年开始对沿海陆地进行开采，如今多数砂砾矿床都已被采完。潮间带和近岸潮下带平台的砂砾也富集了丰富的金刚石/钻石，但传统的方法无法开采。目前，正在试验一个在潮间带走廊进行湿法采样的“Jet Rig”系统，希望能成为最终开采的标准模型。
Mining Area No 1矿区北边与Bogenfels矿区相邻的Chameis海湾上有几个“袋状滩”，这里的砂砾 （年代约为6500～3500a） 分布在滨岸海湾里，周围是岩石海角。金刚石/钻石出现于潜水面以下狭长带状的砂砾中，被沙丘和海沙深埋。这样的地质环境，加上地处偏僻，缺乏基建，都为金刚石/钻石开采带来了挑战。14个探明的“袋状滩”里，11号滩和12号滩被认为有开发前景，当其他几个陆上的矿区产量下降时，开采这些“袋状滩”能带来额外的效益。
Elizabeth Bay矿区在Lüderitz南部约25km处，金刚石/钻石发现于古代风蚀沙里，这些沙粒比沙漠的沙粒粗很多。
Orange河的下游长期被认为是不产金刚石/钻石的。直到20世纪60年代早期，才在那里发现金刚石/钻石，而直到1990年，才开始运营第一个金刚石/钻石矿Auchas。Orange河两侧主要有两种类型的金刚石/钻石矿：大部分金刚石/钻石产于河流之上40多米的年代为17～19Ma的“原Orange河”阶地沉积，而年代为2～5Ma的“中Orange河”阶地沉积物仅在局部地区有经济价值。两种类型的矿床都位于受侵蚀的基岩之上，金刚石/钻石被困在坑槽或相似的凹陷中。Orange River矿区的开采寿命相对较短。Auchas矿在开采了10年后，于2000年停业。Daberas矿于1999年开始运营，对最大的“原Orange河”阶地沉积进行开采，估计有11年的开采寿命。Sendelingsdrif矿是Namdeb拥有的第二大冲积砂矿，目前在试采阶段（Kampf，2007）。
在对海洋环境进行了20年的地质研究勘探后，Atlantic 1矿区于1993年顺利开始运营，包括离岸约65km，深度从90m至140m的区域。如今，将近一半的纳米比亚金刚石/钻石都产自海洋地带，并且这个比例在未来还会上升。
纳米比亚金刚石/钻石产量的85%都是由Namdeb金刚石/钻石公司贡献的，该公司由纳米比亚共和国政府和De Beers Centenary AG公司各占一半股份。目前，沿海陆地的产量已逐渐减少，Namdeb公司未来的发展主要集中在沿岸近海地带。近几年，纳米比亚金刚石/钻石产量达到了史无前例的高峰，就归功于De Beers Marine Namibia公司在沿岸近海地带的开采，这是Namdeb公司的一个独立合作伙伴（Kampf，2007）。纳米比亚近10年开采的商业性矿床见表811（Gems & Gemology Data Depository，2011）。
南非钻开采出来的钻石颗粒比较大，非常纯粹，天然钻硬度大，能够闪光;南非钻都开采于南非的金伯利市附近，天然钻在世界各地都有钻矿，除了非洲外还有澳洲、俄罗斯、扎伊尔;南非钻由金伯利火山形成，天然钻形成的原因更加复杂。
1、特色不同
天然钻
南非拥有世界上产量最大的维尼蒂亚钻石矿，开采出来的钻石颗粒大，品质非常纯粹，其中含有的50%的金刚石都是可以切割的;天然钻石的硬度非常大，而且放在太阳下会闪光，可以将阳光色散，分成彩虹的颜色，反光性能很好。
2、产地不同
天然钻
南非钻石都出产于非洲最南端，当时有一个农夫住在北开普省的金伯利市附近，当他发现自己的孩子们正在玩钻石，便掀起了南北钻石开采的开端;天然钻都是来自世界各地的钻石，其中产量大的国家有：澳洲、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯等。
3、形成方式不同
南非钻
南非的钻石都是从一种，名为“金伯利岩”中开采出来的，其主要形成原因就是金伯利火山的喷发，导致熔岩喷洒在土地表面被掩盖，成为结晶;天然钻石的形成经过很多年，处于地球的地底的压力作用下，藏在岩浆等高温环境中。
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