加拿大金刚石钻石的宝石矿物学特征

8441 加拿大金刚石/钻石的晶体形态和表面微形貌

加拿大金刚石矿区虽然数量庞大，但某些矿区金伯利岩岩管产的金刚石具有显著的区域及岩管特征。以Alberta岩管北部的Buffalo Head Hills矿区的第K11、K91及K252金伯利岩岩管为例。Banas等（2007）对这3个岩管产的700多颗金刚石样品进行了系统的矿物学和宝石学研究，样品大小为04～33mm（图826，图版Ⅶ2）。内部矿物包裹体普遍较少，透明度高。表86列出了所研究样品的形态、颜色、金刚石类型、N含量、B含量、主要包裹体及碳同位素13C特征。

表86 加拿大 Buffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体样品的主要特征（据 Banas et al，2007）　Table 86 The features of gem-quality diamonds produced in Buffalo Head Hills， Canada （Banas et al， 2007）

thh = tetrahexahedroida，frag = fragment，octa = octahedra，irr = irregular，agg = aggregate，part res = partially resorbed； Col = color： c = colorless，b = brown，lb = light brown，y = yellow，ly = light yellow，lg = light grey；PD = plastic deformation，H = hydrogen，Para = paragenesis： p = peridotitic，e=eclogitic，wh =wehrlitic； Assem=mineralassemblage： grt =garnet，cpx =clinopyroxene，ol =olivine，serp =serpentine，calc =calcite，biot =biotite，dol =dolomite，calc = calcite； ns = no suitable samples

（据 Banas et al，2007）

图826 加拿大不同矿区的金刚石晶体

aEkati 矿区 Panda 岩管金刚石 ； bEkati 矿区 Misery 岩管金刚石 ； cBuffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体（Banas et al，2007）

（ 据 Gurney et al，2010）

Figure 826 Diamonds crystals produced in different mining area in Canada

a Diamonds produced in Panda pipe of Ekati mine; b Diamonds produced in Misery pipe of Ekati mine;c Gem-quality diamond in Buffalo Head Hills （Banas et al，2007）

（Gurney et al，2010）

颜色从无色到**、褐色，其中无色透明的占60%，褐色范围从浅褐色到深褐色且通常与塑性变形有关。各个岩管间并无明显的颜色分布差异。金刚石/钻石的形态包括八面体、四六面体、立方体以及双晶，其中约45%为四六面体。这些四六面体为八面体演变而来。各岩管间的金刚石/钻石没有明显的形态学差异。但K252岩管金刚石/钻石中双晶较为常见。立方体只见于K252岩管中。在八面体金刚石中约30%的晶面上见倒三角腐蚀坑，2%见到六边形腐蚀坑，约10%的八面体晶面上能见到条带状结构。在八面体面及四六面体晶面上可见生长丘，其形态多为不规则。双晶多为接触双晶，穿插双晶也可见到。约35%的金刚石/钻石能见到塑性变形所形成的滑移线和滑移面，有时可见数组平行{111}晶面的滑移线（图827）。

8442 加拿大金刚石/钻石的包裹体及其他内部特征

近20年来，前人对加拿大不同产地的金刚石的内部包裹体及生长特征进行了工作（Banas et al，2007；Stachel et al，2004，2008，2009；Promprated et al，2004）。研究发现，金刚石内的矿物包裹体通常为15～60μm，偶尔也可见到05～1mm左右的黑色矿物包裹体（图828），有橄榄岩型的、榴辉岩型的，还有次生包裹体。原生矿物包裹体主要有石榴子石、橄榄石、单斜辉石、金红石，次生矿物包裹体主要有蛇纹石、方解石、白云母和黑云母。根据对5个石榴子石的化学成分分析，其中有3个的化学成分落在榴辉岩成因的范围内，Cr2O3含量小于2%，CaO含量较高（748%～793%），镁铝榴石含62% Cr2O3，在Cr2O3与CaO关系图上位于二辉橄榄岩区域。二辉橄榄岩质石榴子石含适度的镁铁榴石组成和较高的Si含量，说明该金伯利岩可能形成于约400km深度。K252岩管中有一颗石榴子石包裹体显示其剥异橄榄岩成因，CaO含量为72%，Cr2O3含量为58%，在Cr2O3与CaO关系图上位于二辉橄榄岩区域上方（图828）。

图827 加拿大Buffalo Head Hills宝石级金刚石晶体样品上观察到的生长和熔蚀特征，以及塑性变形特征

（据 Banas et al，2007）

Figure 827 Growth features，etched figures and plastic deformation observed in gem-quality diamond crystals from Buffalo Head Hills，Canada

（Banas et al，2007）

橄榄石包裹体中镁橄榄石（Fo）含量为907～9180mol%，CaO含量为小于004%～014%。单斜辉石中Cr2O3含量低（<003%），Mg值（100×Mg/（Mg+Fe））位于62～72，Ca值（100×Ca/（Ca+Mg+Fe））为39～47，显示了榴辉岩型单斜辉石的特征。金红石微量元素主要为FeO和Al2O3具榴辉岩成因。

Banas et al，（2007）对77个不同碳含量的金刚石的碳同位素进行了分析。结果显示，碳同位素的组成范围较大，从-228‰到-25‰，但主要峰值分布与-5‰和-17‰两处（图829）。

碳同位素值与晶体的形态和颜色无关。世界范围内金伯利岩金刚石碳同位素分布范围广，从-30‰到+3‰，-5‰为正常分布峰值。橄榄岩型金刚石的碳同位素范围多为-10‰到-2‰。榴辉岩型金刚石碳同位素组成结果显示金伯利岩具橄榄岩型和榴辉岩型的双重特征，不能判定为哪一型。

微量元素分布特征。氮是金刚石中最主要的微量元素，其含量从小于10μg/g（不可测试）到5500μg/g不等。Buffal head Hills 金伯利岩产金刚石中的氮含量范围从不可测试到3300μg/g不等。在同一颗金刚石/钻石中氮含量的变化范围为数百μg/g。约77%的样品的红外光谱上可见3107cm-1的氢元素有关的吸收峰，IIa型金刚石的比例达到20%，其大小覆盖了该矿金刚石的整个变化范围。相对于世界范围内II型金刚石/钻石仅占2%而言，该矿区可谓是II型金刚石/钻石的富集矿床。I型金刚石/钻石中约80%为Ia型，氮含量约为（8～2500）×10-6。IaAB型金刚石/钻石中约67%在红外光谱中显示1370cm-1吸收峰（即氮片晶）。Woods于1986年曾建立了氮片晶密度与氮集合体线性关系图，认为大多数样品中氮片晶曾经经过分解作用，75%的IaAB型金刚石/钻石具有氮片晶分解特征。

图828 加拿大 Buffalo Head Hills 宝石级金刚石晶体内部的黑色矿物包裹体，尺寸约为05mm

（据Banas等，2007）

Figure 828 Black mineral inclusion in gem-quality diamond crystal from Buffalo Head Hills，Canada，about 05mm in size

（Banas et al，2007）

图829 K11，K91和K252 岩管的金刚石/钻石中的碳同位素分布

（据Banas等，2007）

Figure 829 Carbon isotope distribution of diamonds from K11 pipe，K91 pipe and K252 pipe

（Banas et al，2007）

金刚钻和金钢钻，金刚钻正确。

因为金刚钻是指一种可以用来钻孔的金属工具，是像金刚一样坚硬锋利的钻石工具。但他不是是金属制品。所以，如果写成“金钢钻”就错了。金刚钻有三个意思是一种是指一种可以用来钻孔的金属工具，正因为是金属的，所以很多人会误以为金钢钻是对的。它还可以指一种昆虫，这种昆虫对农业有害。

它还有一个意思就是指金刚石。很多时候我们都会遇到这样的问题，根据自己的常识主观臆断去认定一些字，比如这个金刚钻，我们常用金钢，就会自然而然地认为金钢钻是对的。所以在生活中我们应该多留心一下这样的字词，避免问题的出现。

金刚钻的特点

1、钻探本钱比较低，因此得到越来越广泛的应用；

2、施工劳动强度比较轻；

3、钻孔质量好；

4、钻头效率高；

5、主要用于钻进硬岩和坚硬岩石，也可钻进软—中硬岩石。

“金刚石的形成原理: 科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现,钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度),温度为1100-1500℃。 目前所开采的矿山中,大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。 金刚石”

8621 巴西金刚石/钻石的晶体形貌和颜色特征

巴西各矿区的金刚石/钻石具有相似的晶体形态、表面形貌和颜色特征。金刚石/钻石的晶体形态以十二面体为主，其次为不规则形状、聚形和八面体晶形，还有少量的三角薄片双晶（图838、图839），大多数金刚石/钻石表面显示溶蚀特征、塑性变形纹理及与搬运相关的表面磨损；金刚石/钻石的颜色以无色为主，其次为灰色、棕色、**、粉色、乳白色及不均一的颜色（Kaminsky et al，2001b；Hayman et al，2003，2005；Tappert et al，2006；Bulanova et al，2008a；Hunt et al，2009）。

虽然巴西各矿区的钻石都以菱形十二面体为主，具有相似的晶体形态，但不同来源钻石的形态组合则有差异。例如Arenapolis、Boa Vista和Canastra三个砂矿的钻石具有相似的与生长和溶蚀过程相关的晶体形态。三个矿区钻石的晶体形态均以菱形十二面体为主，其次为比例相当的八面体和菱形十二面体聚形、八面体、不规则形状晶形（Tappert et al，2006）。Juina地区Rio Soriso砂矿钻石晶形也以菱形十二面体为主（42%），其次为菱形十二面体与八面体的聚形（13%），八面体（4%）（图838），但出现一些不常见的立方体和立方-八面体钻石（Hayman et al，2005）。而Carolina金伯利岩筒钻石的形貌以滚圆（32%）和不规则（26%）的菱形十二面体为主，其次为不规则、不可辨别的晶形（26%），其余的为八面体（12%）和三角薄片双晶（4%）。

图838 Rio Soriso矿区原石（A）十二面体（B）八面体 - 十二面体组合（C）聚形（D）八面体双晶

（据 Hayman et al，2003）

Figure 838 Rough diamonds from Rio Soriso mine A） dodecahedron B） combination form of octahedron and dodecahedron C） combination form D） macle

（Hayman et al，2003）

图839 Collier 4岩管金刚石的形貌

Figure 839 Diamond morphology of No4 pipe，Collier

J1：碎片，熔蚀与蚀刻白色八面体；J2：白色八面体/双晶/共生一边破碎；J9：淡棕色熔蚀破碎的八面体；J10：白色熔蚀八面体、十二面体

（据 Bulanova et al，2010）

J1: fragment，resorped and etched white octahedral crystal; J2: white octahedral crystal intergrows with macle，one side broken; J9: light brown，resorped and broken octahedral crystal; J10: white resorped octahedral crystal and dodecahedral crystal

（Bulanova et al，2010）

图840 Rio Soriso 矿区原石具有不同的荧光颜色：（A） 蓝色，（B）绿松石色，（C）绿色，（D） 棕色

（据 Hayman et al，2003）

Figure 840 Rough diamonds with different fluorescence colors from Rio Soriso mine: A）blue，B）turquoise，C）gREE，D）brown

（Hayman et al，2003）

图841 Rio Soriso矿区原石CL图像 （A）多阶段的八面体生长和溶蚀；（B）复杂的生长模式

（据 Hayman et al，2003）

Figure 841 CL images of rough diamonds from Rio Soriso mine，（A） multi-stage octahedron growth and resorption; （B） complicated growth pattern

（Hayman et al，2003）

Juina地区金刚石（包括起源地Sao Luiz河）表面具有大量塑性变形滑移线和蚀刻通道，常缺少机械相关的磨损痕迹（（Kaminsky et al，2001b；Hayman et al，2003）。而其他地区金刚石表面具有丰富的晶面蚀像，如盾形的薄层、三角坑（座）、阶梯状生长结构、生长丘、塑性变形滑移线及不同比例与搬运相关的表面磨损（Hunt et al，2009；Bulanova et al，2008a；Tappert et al，2006）。

大部分矿区金刚石/钻石表面存在色斑，如Boa Vista砂矿矿区约75%的金刚石/钻石具有绿色和褐色色斑，以绿色色斑为主。Arenapolis和Canastra砂矿近40%或更少的金刚石/钻石拥有比例相当的绿色、褐色色斑（Tappert et al，2006）。Machado River砂矿的金刚石/钻石表面也常见绿色和棕色色斑 （Bulanova et al，2008a）。只有Juina地区Rio Soriso矿区等少量矿区金刚石/钻石表面不存在色斑（Hayman et al，2003）。

8622 巴西金刚石/钻石的内部结构特征

Arenapolis、Boa Vista和Canastra砂矿金刚石阴极发光（CL）生长结构多样，简单环带、振荡环带、扇形和复杂分区环带结构均可见。Boa Vista矿区未溶蚀的八面体金刚石/钻石一般具有低氮的外层（Tappert et al，2006）。Rondônia州Machado河砂矿橄榄岩型的金刚石/钻石具有明亮的蓝色光致发光及八面体分带的阴极发光图像，但其超深榴辉岩型金刚石/钻石则不具有或呈非常弱的光致发光和阴极发光图像（Bulanova et al，2008a）。

Juina地区金刚石/钻石的内部结构与岩石圈来源的金刚石/钻石有极大不同，以复杂的内部生长结构、塑性变形、内应力、破碎和溶蚀为特征（Hayman et al，2005；Hutchison，1997；Kaminsky et al，2001b；Bulanova et al，2010）。Juina地区Rio Soriso砂矿大部分金刚石/钻石表现为同中心、复杂形状、扇形分带的内部结构，许多金刚石出现阶段性的溶蚀、生长及塑性变形（Hayman et al，2005）。Juina地区Collier 4岩筒只有少数金刚石/钻石呈现规则的八面体环带结构，大部分具有充填破碎和溶蚀的后代金刚石/钻石的裂缝，或者表现为非常复杂的生长模式（图839），表明金刚石/钻石具有复杂的生长历史，起源于交替生长和强烈溶蚀的环境，受到类似剪切地幔捕虏体的脆性和塑性变形（Bulanova等 et al，2010）。

8623 巴西金刚石/钻石的包裹体特征

巴西大部分矿区的金刚石/钻石具有与世界其他地区相似的矿物包裹体组合，以橄榄岩型（P型）为主，包括橄榄石、镁铬铁矿、石榴子石、斜方辉石、顽火辉石等（Meyer ＆ Svisero，1975；Tappert et al，2006）。其中橄榄石和斜方辉石包裹体具有高Mg和低Ca特征，指示金刚石/钻石强到中等亏损橄榄岩型的地幔来源；榴辉岩型（E型）包裹体丰度低，表明在巴西主要部分的岩石圈地幔，缺少玄武岩组成的金刚石/钻石源岩（Tappert et al，2006）。只有Juina地区砂矿金刚石/钻石具有独特的以超高压相为主的包裹体组合，包括铁方镁石、钙钛矿、四面体的铁铝-镁铝榴石混合物相（TAPP）、超硅石榴石、含锰钛铁矿、Cr-Ti尖晶石、自然Fe、自然Ni、榍石等，其中铁方镁石的质量分数最丰富（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Kaminsky et al，2008；Hutchison et al，1999; Harte et al，1994）。铁方镁石+MgSi-钙钛矿+CaSi-钙钛矿+SiO2±TAPP矿物的共生组合，与实验研究中高压下橄榄岩型组成预测一致（Kesson et al，1991）。这些罕见包裹体系列揭示了金刚石/钻石的过渡地带和下地幔来源，起源深度可能超过1700 km（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Harte et al，1994）。金刚石也存在E型包裹体，包括水铝硅酸盐（“Egg相”）（Wirth et al，2007）、碳酸盐（方解石和白云石）（Brenker et al，2007；Wirth et al，2009）、硅酸盐（硅灰石-Ⅱ、枪晶石、钙镁橄榄石、金云母）、卤化物（NaCl、KCl、CaCl2和PbCl2）、氧化物（钛铁矿和尖晶石）以及硫化物（Wirth et al，2009）等，表明金刚石可能是地壳物质俯冲到了一个深度较低的过渡地带和下地幔形成的（Wirth et al，2007；Brenker et al，2007；Wirth et al，2009），见表89。

世界范围内，仅巴西西部的Juina地区（Kaminsky et al，2001b；Harte ＆ Harris，1994）、加拿大的A154 South岩管（Donnelly et al，2007）、Panda（Tappert et al，2005a，2005b）以及几内亚的Kankan（Stachel et al，2000b）地区的金刚石/钻石含有铁方镁石包裹体。仅Jagersfontein、Juina、Kankan三个产地金刚石/钻石中含有相当比例的超硅石榴子石包裹体（Stachel et al，2004a，2004b）。四面体的铁铝-镁铝榴石混合物（TAPP）包裹体极其低Ca、Cr、高Ti成分，属于异常的地幔石榴子石，只在Juina地区Sao Luiz、Rio Soriso、Collier 4矿区金刚石/钻石中发现（Harris et al，1997；Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2001b；Bulanova et al，2010）。磁铁矿是金刚石/钻石中的稀有包裹体，仅在Juina地区（Hutchison，1997）、委内瑞拉的Guaniamo地区（Sobolev et al，1998），美国的Sloan地区（Meyer ＆ McCallum，1986）和西伯利亚一些矿区（Sobolev et al，1981，1984）的金刚石/钻石中发现。自然铁也是金刚石的稀有包裹体，仅在Juina地区砂矿金刚石/钻石（Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2008），西伯利亚及澳大利亚Wellington地区的橄榄岩型金刚石/钻石（Sobolev et al，1981；Bulanova et al，1998；Davies et al，1999），及美国Colorado-Wyoming（Meyer ＆ McCallum，1986）金刚石/钻石中报道过。显然，金刚石中含有磁铁矿、自然铁这些稀有包裹体是有重要的产地来源指示意义。

表89 巴西金刚石/钻石的包裹体特征　Table 89 Diamond inclusion features of Brazil

据：Meryer and Svisero，1975；Tappert et al，2006；Shiryaev et al，2003；Bulanova et al，2008a；Harte et al，1999；Kaminsky et al，2001b；Araújoet al，2003；Hayman et al，2005；Kaminsky et al，2008；Brenker et al，2007 ；Wirth et al，2007，2009；Bulanova et al，2010；Kesson ＆ Fitz Gerald，1991 文献整理

闪光的石头

100多年前，一个南非的小姑娘在金伯利城外一条叫桔河的河滩沙地上玩耍，突然，一团眩目的光团引起了她的注意，她跑过去一看，原来是一块“石头”，她把这块石头拿给大人们看，人们顿时惊呆了！原来这块“石头”不是一般的石头，而是金刚石，俗称钻石。

金伯利有钻石呀！成千上万的人一窝蜂似地涌向金伯利。当时金伯利城的一家报纸作了这样的描述：“水手们离开了停泊在港口的船，士兵们离开了军队，警察扔掉了步枪，放走了犯人，商人放弃了他们兴旺的营业，职员们离开了他们的办公室……”这些人全都向桔河岸涌来，他们沿河追索淘沙，一直淘到了金伯利城附近的漏斗状凹地——火山口里。

1905年，人们在这里发现了一块叫库利南的金刚石，重达3106克拉，相当于成人拳头大小，是至今世界上所发现的最大金刚石。

我国山东沂蒙山区也出产金刚石，过去当地农民雨后穿草鞋趟河而过，金刚石棱角尖锐，常嵌入鞋中，村民们挖地种田也曾捡到过金刚石。1937年秋，有位叫罗佃邦的老农，在金鸡岭下翻菜地时发现了一颗特大钻石，当时用中药铺的戥子称量，“一两八钱高高的”（合28125克拉）。它大如核桃，呈淡**，石体透明，在阳光下光彩夺目，因形状如出壳小鸡，又在“金鸡岭”发现，故取名“金鸡钻石”。可惜在战争年代，被日本侵略者掠走。1977年，山东临沭县岌山镇常林村女青年魏振芳在田间深翻土地时又发现了一颗重达158786克拉的大钻石，立即捐献给国家，后取名为“常林钻石”，现存在中国人民银行总行里。

为什么在南非以及我国沂蒙山区等地盛产金刚石，而世界许多地区却找不到金刚石呢？首先，我们要弄清金刚石的形成原因：科学家们认为，金刚石是在1200～1800℃的高温和4～7万个大气压的高压条件下生成的。并且大多是在地下150～200千米的深处超基性岩浆中直接结晶生成，岩浆沿断裂带上升时把它带到浅处，也有的是在岩浆上升过程中，当岩浆内部压力超过周围岩石压力时瞬间膨胀发生爆炸时形成的。这样生成的金刚石叫原生矿，因为金刚石性质很稳定，当原生矿石受到风化破坏，被水流冲刷后，仍然保持原状，并与其它坚硬矿物一起被挟带到河流中，又被带到各地沉积，形成了金刚石矿砂。所以找金刚石，就必须要找到这种特殊的超基性岩浆岩，这种岩石最初在南非的金伯利被发现，故称“金刚岩”。我国的山东沂蒙山区8000万年以前，就有这种特殊的岩浆活动，所以也盛产金刚石。

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。