钻石形成的过程

钻石一般是通过火山爆发形成的，被岩浆带到地球的表面。岩浆在上升过程中同时也会把一些相关的矿物掳获到地球表面。这些将是用来寻找钻石的的矿物，在同一土壤范围内，指示性矿物越多，找到钻石的机会就越大。

欣赏一颗钻石时，你看到的是久远的历史。钻石形成于很久很久以前地层的深处。如南非的一些钻石年龄为45亿左右，表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶，钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石。

经研究表明：地表以下100多分里处富含碳元素的矿层，在巨大的压力和大约1200摄氏度的环境下形成的钻石。绝大多数钻石的形成年代都在20亿到30亿年前，这种“炼狱”般的过程使分子的排列结构发生了巨大的变化，从乌黑的碳块变成令人惊异的透明钻石晶体，在钻石形成的过程中，有时会有其它的元素混进来，这就使天然钻石有多种颜色：从粉红到鲜红，从淡黄到天蓝。

火山爆发时形成的“上冲管道”是钻石聚集地。一般情况下，钻石开采矿是环绕这些管道修建的。管道的中间是钻石最密集的地方，离得越远钻石就越少。往往这些管状是成束出现的。但是，一些管状中基本上没有钻石，地质学家们到目前为止也还没有解开这个谜。

稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩，目前为止发现有两种类型：金伯利岩（kimberlite)（名字源于南非得一地名——金伯利）和钾镁煌斑岩（lamproite),这两中岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。

大自然的腐蚀有时会风蚀这些管道。溪流、江河等会顺势把钻石带到河床或岸边。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻是被带到河床，甚至海岸地带乘积下来，形成冲积砂矿床（或次生矿床）。 这是钻石存在的第二种形式，也是相当有价值的。可是对采矿者来说，它的吸引力远远没有第一种大。

钻石是大自然赐予人类最美丽的也是最昂贵的 物质和财富。人类文明虽有几千年的历史，但人们发现和初步认识钻石却只有几百年，而真正揭开钻石内部奥秘的时间则更短。在此之前，伴随它的只是神话般的传说，具有宗教色 彩的崇拜和畏惧，同时又把它视为勇敢、权力、地位和尊贵的象征。如今，钻石再也不是那么神秘莫测，更不是只有皇室贵族才能享用的珍品。它已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石。钻石的文化源远流长，今天人们更多地把它看成是爱情和忠贞的象征。

藏于如此大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日，得有助于火山喷发，熔岩流将含有钻石的岩浆带入至地球近地表处，或长途迁徒淀于河流沙土之中。前者形成的是原生管状矿，后者形成的则为冲积矿。这些矿体历经艰辛开采后，还需经过多道处理遴选，才可从中获怪毛坯金刚石。毛坯金刚石中仅有20%左右可作首饰用途的钻坯，而大部分只能用于切割、研磨及抛光等工业用途上。有人曾粗略地估算过，要得到1ct重的钻石，起码要开采处理250吨矿石，采获率是相当低的。

2351 山东蒙阴金伯利岩重砂石榴子石

对山东蒙阴胜利1号岩管尾矿和岩管原岩进行了重砂矿物的挑选，有关方法和技术与辽宁金伯利岩相同，结果见表224。

山东金伯利岩的石榴子石呈淡紫红色为主，粒度大小3～4mm较为常见，晶体大多不完整并具有溶蚀表面。金伯利岩中石榴子石碎裂现象明显，交代蚀变边发育（图225，左）。对山东部分石榴子石重砂矿物电子探针成分分析显示，和辽宁瓦房店金伯利岩的石榴子石相比，山东石榴子石铬含量中等，但石榴子石分子端员中镁铝石榴子石的含量明显增高；石榴子石稀土配分图也可以分为2组，其中一组和辽宁石榴子石相似，为轻稀土亏重稀土元素富集的较缓左倾曲线，另外一组与辽宁LREE亏损显著左端较陡右端较缓的左倾曲线虽然相似，但其中稀土的含量明显增大（表225），呈现中突右平的现象（图225，右）。利用石榴子石的Ca组分和Cr组分作压力效应图（见辽宁部分，图29），山东蒙阴石榴子石的形成压力集中在30×105～40×105kPa之间，石榴子石的形成压力略低于金刚石稳定区（>40×105kPa），表明其来源深度较部分辽宁石榴子石浅。

表224 山东蒙阴1号岩管金伯利岩重砂矿物统计表　Table 224 Heavy minerals in the No1 kimberlite pipe from Mengyin, Shandong

表225 山东岩管金伯利岩中重砂石榴子石的化学成分及端元组分　Table 225 Chemical composition and end-member components of heavy mineral garnets in kimberlite pipes of Shandong

图2-25 山东金伯利岩中具有碎裂及交代蚀变边的石榴子石（左）及石榴子石稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（右）

Figure225 Garnets in kimberlites of Shandong with fracture and metasomatic edges (left);The chondrite-normalized REE pattern of garnets (right)

2352 山东蒙阴金伯利岩重砂锆石

山东蒙阴锆石颗粒呈无色至深浅不同的黄褐色，和辽宁瓦房店的形态较为浑圆相比，山东蒙阴的锆石则相对较自形，长柱状晶形常见，柱面及锥面都比较发育，锆石大部分具有或宽或窄的岩浆振荡环带，部分可以看到继承锆石的残留核，表现出无分带或弱分带的特征（图226）。

图226 山东金伯利岩中的锆石

（左：晶体形态；右：阴极发光图像）

Figure226 Zircons in kimberlites of Shandong

（left: crystal forms; right: Cathodoluminescence images）

锆石激光ICPMS原位分析显示，其稀土元素具有典型锆石稀土元素的特征，呈现轻稀土亏损和重稀土富集的限制，球粒陨石标准化配分曲线是左倾斜的曲线，和辽宁的锆石相比，山东锆石的Ce正异常更为明显，而Eu负异常则在两个不同来源的样品中有所差异，尾砂锆石基本没有异常，而原岩的锆石则有轻微的负异常。另外原岩锆石中还出现两个样品具有热液锆石的稀土配分模式，即其轻稀土是相对富集的，呈现前端为近水平的配分曲线（表226，SD2-08，SD2-12），显示出山东蒙阴锆石的成因来源明显具有复杂性（图227）。

山东金伯利岩中的锆石U–Pb年龄数据见表227，228。锆石的Th/U比值介于033～119之间，具有岩浆锆石的特点。除部分因Pb的丢失或加入导致年龄异常外，大部分都在谐和线附近（图228）。其中山东胜利1号岩管尾矿锆石207Pb/206Pb年龄变化在2531～2620Ma（平均值为2583Ma）（不一致线与谐和曲线上交点年龄2592Ma），数据非常集中，和华北克拉通新太古宙古大陆拼合（24～26Ga）事件（翟明国，卞爱国，2000）年龄非常一致，可以认为金伯利岩保存了华北克拉通早期大陆拼合过程岩浆作用的重要信息；而胜利1号岩管金伯利岩原岩年轻锆石206Pb/238U年龄平均值199Ma（图229），和南北大陆三叠纪拼合时间以及华北克拉通中生代岩石圈减薄最早开始的时间接近（XU，2001；吴福元等，2003），可能是上述强烈的地质作用过程热事件产生的影响。

表226 山东金伯利岩中锆石稀土元素含量和有关地球化学参数　Table 226 REE content of zircons in kimberlite of Shandong and relevant geochemical parameters

测试单位：中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室

图227 山东胜利1号岩管锆石稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

Figure 227 The chondrite-normalized REE and minor elements patterns of zircons in the Victory No 1 kimberlite pipe from Shandong

表227 山东胜利1号岩管金伯利岩尾砂中锆石U-Pb年龄数据　Table 227 Zircon U–Pb dating data from tailings of the Victory No1 kimberlite pipe from Shandong

表228 山东胜利1号岩管金伯利岩原岩中锆石U-Pb年龄数据　Table 228 Zircon U–Pb dating data from protolith from the Victory No1 kimberlite pipe from Shandong

测试单位：中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室

图228 山东胜利1号岩管金伯利岩尾矿SD1锆石U-Pb年龄分析谐和线及年龄分布图

Figure 228 Concordia diagram with zircon U–Pb data and U-Pb age distribution for SD1 zircon from the tailing of Victory 1 kimberlite pipe，Shandong

图229 山东胜利1号岩管金伯利岩原岩SD2锆石U–Pb年龄分析谐和线及年龄分布图

Figure 229 Concordia diagram of U–Pb data and U–Pb age distribution for SD2 zircon from Victory 1 kimberlite pipe，Shandong

根据赋矿寄主岩的不同，矿石原生矿分为：金伯利岩型 和 钾镁煌斑岩型；

金伯利岩，偏碱性超基性火山岩，斑状或角砾状，镁、铁、钙元素含量更高，呈圆锥形，分布比较广，典型矿场1866年发现的南非金伯利；

钾镁煌斑岩，过碱性镁质火山岩，粗粒结构，硅、铝元素含量更高，呈香槟酒杯形，岩筒体积大，典型矿场1979发现的澳大利亚阿盖尔；

目前世界上共有27个国家发现钻石矿床，大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。 ①非洲： 南部非洲是世界主要钻石产区（南非、纳米比亚、博茨瓦纳、扎伊尔、安哥拉等）。 世界上最大的钻石砂矿在西南非纳米比亚，平均售价高于300美元/克拉，而且95%以上为宝石级。 世界上最大的金伯利岩筒（Mwadui）以盛产宝石级大钻石闻名于世，它位于坦桑尼亚。 而世界上首次发现的原生钻石矿床在南非（Premier）,出产了许多世界著名大钻石，如库利南（3106克拉）、高贵无比（9992克拉）、琼格尔（726克拉）。 博茨瓦纳是另一个重要钻石产地，其钻石收入占国家出口收入的70%以上，1999年其 产值保持全球第一。 扎伊尔、博茨瓦纳、南非、纳米比亚、安哥拉、坦桑尼亚、塞拉利昂（宝石级占60%以上，平均售价173美元/克拉）、加纳等非洲国家拥有的钻石储 量为全世界钻石总储量的56%，宝石级平均为31%。 ②澳大利亚： 1979年在澳大利亚钾镁煌斑岩中首次发现钻石，这是钻石矿床学方面一个突破性进展， 随后在西澳北部发现了150多个钾镁煌斑岩体，其中含有一定数量的色泽鲜艳的玫瑰色、 粉红色、少量蓝色钻石，属稀世珍宝，平均售价高达3000美元/克拉，有一颗高净度玫瑰 色的钻石重35克拉售价达350万美元。 阿尔盖是当今世界含钻石最丰富、储量最大的岩体。 澳大利亚是目前钻石产量最多的国家，其储量占全球的26%，其中宝石级约5%。 ③俄罗斯： 主要分布于西伯利亚雅库特地区的金伯利岩中，虽然粒度小，但优质透明者多。 ④加拿大： 1990年在加拿大西北靠近北极圈的湖泊地带所发现的金伯利岩型原生矿，世界钻石史上 又一大突破，也对De Beer 的垄断经营构成了威胁。 ⑤亚洲及中国： 印度是世界上最早发现钻石的地方，且出产了古老而有名的大钻“莫卧儿大帝”、“摄政 王”、“荷兰女皇”等，但目前产量很低。 中国1950年首次在湖南沅江流域发现具有经济价值的钻石砂矿，品质好，宝石级占40%±，但品位低，分布零散。60年代在山东蒙阴找到的原生钻石矿品位高、储量大，但质量差，宝石级占12%左右，且色泽偏黄，多用于工业上。70年代初在辽宁瓦房店发现了钻石原生矿床，储量大、质量好，宝石级约占50%以 上，成为中国也是亚洲最大的原生钻石矿山（每年开采10万克拉以上）。目前最大的一颗 重65克拉，每克拉钻石平均售价120美元，而澳大利亚的钻石售价大多数仅数美元。 据最新资料世界上产量最高的排名依次为： 澳大利亚（4000万克拉）、扎伊尔(2000万克拉)、 博茨瓦纳(1600万克拉)、俄罗斯(1200万克拉)、南非(900万克拉)，这五个国家占世界总产量的95%。另外，纳米比亚、安哥拉也是重要钻石产出国。 但按产值的排名则为（2000年9月统计资料）: 钻石生产国 单位:亿美元 博茨瓦纳 1782 俄罗斯 1625 南非 776 安哥拉 618 纳米比亚 430 加拿大 405 刚果(金) 396 澳大利亚 367 委内瑞拉 120 塞拉里昂 0

（一）概述

金伯利岩（kimberlite）是一种蛇纹石化的斑状金云母橄榄岩。金伯利岩在自然界分布很少，一般呈小的侵入体产出，出露面积占地表出露的所有火成岩总面积的01％以下，是一种不常见的岩石类型，属于浅成－超浅成岩。但是，金伯利岩在岩石学特别是深部地质研究和国民经济中都占有重要的地位。在学术价值上，金伯利岩是自然界起源最深的火成岩之一，来自150～200km的地幔岩石圈下部，最初的流体可能来自地幔过渡带，往往还携带有地幔橄榄岩和下地壳岩石捕虏体，保存了大量的深部物质组成和地质过程的记录（郑建平和路凤香，1999），能够提供深达200km范围内的岩石类型、矿物组成、地球化学特征、温度及应力状态等有关的信息，是研究地球内部的重要窗口。在经济价值上，金伯利岩与金刚石（钻石）这一昂贵的宝石资源有着极为密切的联系，是金刚石的主要母岩。世界上具宝石价值的金刚石绝大多数产于金伯利岩中。例如，世界上最大的宝石级金刚石 “库利南”（Cullinan）（重3106克拉）就产于南非 “普列米尔”（Premier）金伯利岩岩管中。然而，金刚石主体并非是金伯利岩岩浆结晶的，金刚石的年龄一般都老于携带它的金伯利岩的形成年龄（郑建平等，1991）。

1870年在南非首次发现了含原生金刚石的杜突依斯潘（Dutoispan）金伯利岩岩筒，之后又相继发现了金伯利（Kimberley）、德比尔斯（DeBeers）、巴尔弗坦（Bultfontein）等著名的富含金刚石的岩筒，自此揭开了人类研究金伯利岩及原生金刚石矿床的篇章。至2001年，全球共发现5000多个金伯利岩筒，其中具有重要经济价值的有100多个，占全部的2％。我国先后在1965年和1970年发现了山东蒙阴和辽宁复县两个含金刚石的金伯利岩岩区，其中复县50号岩管产出的金刚石品质上乘，在国际市场上广受欢迎。

大多数金伯利岩蚀变非常强烈，其原生矿物和岩石结构保存很差。不过，大量研究表明，金伯利岩的矿物成分非常复杂，不仅含有由岩浆直接结晶的矿物，如橄榄石、金云母、钛铁矿、尖晶石（铬铁矿）、钙钛矿、磷灰石、锆石等；而且还有岩浆自源区及上升途中携带的地幔和地壳物质解体后的捕虏晶（外来的矿物），如粗晶橄榄石、镁铝榴石、铬铁矿、金刚石、锆石等；此外，由于岩浆富含挥发分，还出现碳酸盐及含水的硅酸盐矿物。

（二）岩相学特征

1矿物组成

组成金伯利岩的矿物种类很多，仅就我国复县及蒙阴两个岩区的统计，已经发现矿物可达到86种。这里仅介绍最主要的矿物类型及特征。

◎橄榄石：为金伯利岩中含量最高的矿物，可分为三个世代，最早者为橄榄石粗晶（macrocrystal），为浑圆状或卵圆形，多数为2～4mm，最大可达1cm，成分为镁橄榄石；第二世代为橄榄石斑晶，自形好，具完好的六边形，一般小于2mm，成分也是镁橄榄石（图11－1）。基质橄榄石为第三世代，颗粒小，成分为镁橄榄石或钙镁橄榄石。我国金伯利岩中几乎所有的橄榄石都遭受了强烈的自交代作用，形成蛇纹石及碳酸盐的假象。多数人认为，粗晶橄榄石不是岩浆直接结晶的产物，而是地幔的捕虏晶。Arndt et al（2010）提出了结合晶体形态、内部变形和成分来区分捕虏晶和斑晶的标准。

◎石榴子石：是金伯利岩中的重要矿物，其中高铬低钙的镁铝榴石与金刚石有共生关系，因此在找矿方面意义重大。石榴子石常呈粗晶及巨晶（megacrystal）产出，粗晶为地幔的捕虏晶，巨晶为金伯利岩岩浆早期结晶的产物。粗晶石榴子石常呈浑圆状，经常出现次变边，次变边为褐色、暗绿色至黑色，由单斜辉石、斜方辉石、尖晶石、金云母、蛇纹石及隐晶质组成，被称为次变石榴子石（kelyphite），这是由于来源于地幔的石榴子石一旦从其稳定区迁移出来后发生了分解和反应所致。石榴子石成分主要为镁铝榴石－铁铝榴石－钙铝榴石系列，表现出成分有一定的变化范围。含Cr2O3高CaO低者为紫青色，含MgO高者为粉红色，含FeO高者为橙色或深红色。粗晶多为紫青色－粉红色系列，巨晶为橙色系列。与金刚石密切伴生的是CaO＜3％，Cr2O3 ＞4％的紫青色镁铝榴石。

图11－1 第二世代自形橄榄石形成的显微斑状结构（辽宁复县，单偏光，10×4）（引自郑建平博士论文，1997）

◎金云母：金伯利岩中有三个世代的金云母，巨晶、斑晶和基质。它们多是岩浆结晶形成的，但结晶的时间不同，巨晶结晶于高压的条件，晶体大，可达数厘米，有熔蚀和暗化边，也可发现波状消光的现象；斑晶结晶于岩浆上升的途中；基质结晶于岩体侵位之后。金伯利岩中的金云母有时出现反吸收，即Ng＜Nm ＜Np。反吸收出现的原因是云母中Si或Si＋Al的含量不足所致，可能伴随四面体位置上Fe、Ti的增加。

◎尖晶石：在金伯利岩中呈粗晶和基质产出，虽然数量不多但十分普遍。粗晶尖晶石源于地幔，与上升的岩浆不平衡，也常有反应边发育，其反应边的主要成分为磁铁矿。粗晶尖晶石一般为01～05mm，形状呈浑圆状，而基质尖晶石则小于008mm，自形好。尖晶石的颜色随Cr2O3含量升高由透明的暗褐红色变为不透明。含Cr2O3高的尖晶石（铬铁矿）是寻找金伯利岩的指示矿物。

◎富钛矿物：包括钛铁矿、钙钛矿、金红石、镁钛铁矿、沂蒙矿（K（Cr，Ti，Fe，Mg）12O19）等。前三种为岩浆结晶成因，普遍出现于金伯利岩的基质中；镁钛铁矿多为地幔来源的粗晶，沂蒙矿是我国学者在山东蒙阴金伯利岩岩区红旗27号岩脉中首次发现的，大小05～2mm；黑色，不透明，金属光泽，片状及薄板状，为地幔交代作用的产物，它与镁钛铁矿都是寻找金刚石的指示矿物。

◎蚀变矿物：指受到流体交代形成的矿物。金伯利岩中的蚀变矿物最常见的是蛇纹石、碳酸盐、绿泥石等，它们一般呈集合体交代假象出现，有时可以在显微镜下见到蛇纹石与碳酸盐呈环带状交代橄榄石，暗示交代流体的成分具H2O和CO2交互作用的特征。

除上述矿物外，还有磷灰石、锆石、硫化物、自然元素（如自然铁、自然银、自然铜、自然锡、自然硅等）、元素互化物（碳化硅、碳化钨、硅铁矿等）。后三类矿物的出现反映了极端还原的结晶环境，这与金刚石形成于还原环境的特征相吻合。

另外，在金伯利岩人工重砂中可以发现直径多数小于1mm、非晶质或晶质的 “熔离小球”，按成分可分为三种类型，即高铁钛小球、硫铁镍小球和浅色硅铝质小球。熔离小球是在岩浆结晶的晚期阶段，相对富含CO2、SO2、FeO、MnO、TiO2，并处于快速上升快、降温和降压的情况下，岩浆中出现了多种局部有序区的条件下发生的（路凤香等，2007）。

表11－1 金伯利岩的成因结构分类

（据路凤香，1996，简化）

2结构构造

（1）常见结构

金伯利岩是由地幔物质、岩浆及挥发分三种组分固结形成的岩石，这一特征不仅表现在矿物的类型方面，也表现在结构方面。金伯利岩的成因结构分类见表11－1。现将常见的结构介绍如下：

◎粗晶斑状结构：是金伯利岩最常见的结构类型。岩浆在源区捕虏地幔橄榄岩解体的橄榄石形成了这种结构。特点是粗粒浑圆状的橄榄石分散在基质中，手标本尺度观察十分清楚。山东蒙阴胜利1号小管粗晶含量高达40％，金刚石的品位也很高，二者具有明显的正相关关系。橄榄石容易蛇纹石化。巨晶有时难与粗晶相区别，但巨晶个体更大，一般大于1cm，最大可达数十厘米，巨晶在岩石中分布不均匀，且数量很少，因此显示出不等粒结构。

◎显微斑状结构：在显微镜尺度下观察，自形的斑晶均匀分散于基质之中，斑晶为橄榄石及少量金云母，橄榄石多蛇纹石化（图11－1）。

◎自交代结构：自交代结构是指与金伯利岩岩浆活动相关的流体参与下（并非来自围岩或大气循环水），橄榄石或石榴子石受到自交代作用后，随着交代作用的增强依次形成网环结构（沿裂隙交代）、交代残余（交代作用不完全，矿物内部仍保留的新鲜部分）、交代环带（交代产物不止一种并形成环带）及交代假象（完全交代未见残留）结构等。

（2）常见构造

包括块状构造，角砾状构造及岩球构造等。角砾状构造的角砾成分有围岩的，也有地幔来源的，它们不均匀地分布于金伯利岩中，便形成了这种构造。岩球构造是指在岩石中有金伯利岩成分的球体，球体大小变化于2mm～10cm，球体的核心为矿物碎屑，外围为细粒金伯利岩，这些球体又被粗晶金伯利岩所胶结。

（三）岩石化学

金伯利岩的化学成分见表11－2，从表中可以看出，金伯利岩MgO含量高，富含挥发分，SiO2和Al2O3含量低。

金伯利岩属SiO2不饱和岩类，与一般的橄榄岩类的相同之处是：它的SiO2含量低，一般小于40％，少部分高于40％；微量元素中的相容元素Cr、Ni、Co含量高。与橄榄岩不同之处为：K2O、Na2O及不相容元素Rb、Ba、Nb、LREE等含量高，且K2O＞Na2O。此外，金伯利岩富含挥发分H2O和CO2。

表11－2 一些代表性的金伯利岩及钾镁煌斑岩化学成分（wB/％）

续表

1中国蒙阴地区古生代金伯利岩（Lu et al，1998）；2南非Kimberley地区中生代金伯利岩（Le Roex et al，2003）；3俄罗斯Kola Peninsula地区古生代高Ti和Fe金伯利岩（Beard et al ，1996）；4俄罗斯Kola Peninsula地区古生代金伯利岩（Beard et al，1996）；5印度Cuddapah盆地和Dharwar克拉通元古宙金伯利岩（Chalapathi Rao et al，2004）；6印度Cuddapah盆地和Dharwar克拉通元古宙钾镁煌斑岩（Chalapathi Rao et al ，2004）；7南极Gaussberg钾镁煌斑岩（Gill，2010）；8西澳的钾镁煌斑岩（罗会文和杨光树，1989）；9贵州镇远白坟钾镁煌斑岩（罗会文和杨光树，1989）。

（四）产状和类型

世界上的金伯利岩几乎都分布在稳定的地台（克拉通）内部，如南非、西伯利亚、南美洲、加拿大、澳大利亚、印度和中国的华北克拉通等。金伯利岩的形成时代主要为元古宙（以澳大利亚、印度为代表）、古生代（以欧洲、西伯利亚和中国为代表）和中生代（以南非和加拿大为代表），少量的形成在古近－新近纪，比如加拿大Lac de Gras地区（Janse ＆Sheahan，1995）。

金伯利岩岩体常以岩脉、岩筒或岩管产出，但规模都很小，岩管直径仅数百米，形成浅成或超浅成相；也可以溢出地表形成火山口相。

图11－2 金伯利岩岩浆侵位的理想模式（据Mitchell，1986）

根据在南非开采金刚石的过程中对金伯利岩的揭露，Mitchell（1986）提出了金伯利岩岩浆侵位的理想模式（图11－2），即自下而上划分出了根部相（包括浅成的岩墙、岩床）、火山通道相（火山颈）和火山口相，不同的相出现的岩石类型不同，常见的有粗晶斑状金伯利岩（浅成相）、细粒金伯利岩（浅成相）、金伯利凝灰岩（火山通道相）、岩球金伯利岩及金伯利角砾岩（火山通道相）。在此基础上，Field ＆ Smith（1999）和Skinner ＆Marsh（2004）结合对南非和加拿大金伯利岩筒的研究将金伯利岩岩筒分为三种类型：第一种类型的金伯利岩岩筒由火山颈相、过渡相、浅成相和火山口相组成，其火山口相以球状岩浆碎屑（pelletal magmaclasts）和大量的微晶质透辉石为特征；第二种和第三种类型的金伯利岩岩筒均由浅成相和火山口相组成，但是其火山口相不同。其中，第二种类型的金伯利岩筒的火山口相主要为火成碎屑金伯利岩（pyroclastic kimberlite）和类似变形虫的角砾，第三种类型的金伯利岩岩筒主要为再沉积的火山碎屑金伯利岩（resedimented volcaniclastic kimberlite）和棱角状的岩浆碎屑（angularmagmaclasts）。

（五）岩石成因与含矿性

岩石学和地球化学研究表明，金伯利岩并不是单一岩浆结晶的产物，而是一种包含固态物质（如地幔与地壳物质解体的捕虏晶）和富挥发分的粥状熔浆结晶形成的。因此，它由熔体、地幔与地壳固态物质及挥发分这三种组分组成。

一般认为，与金伯利岩有关的岩浆是在150～200km以上的地幔深处由石榴子石橄榄岩在含H2O和CO2的条件下经低程度部分熔融形成的（Eggler ＆ Wendlandt，1979；Wyllie，1980；Canil ＆Scarfe，1990；Dalton ＆Presnall，1998）。Ringwood et al（1992）认为，金伯利岩是交代的方辉橄榄岩发生低度部分熔融的产物；池际尚等（1996）认为，金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩都处于地幔－岩浆－流体三组分体系中，在一定的岩石圈动力学环境里，由地幔物质、低程度熔融的富钾超镁铁－镁铁质岩浆以及以C、H、O、N、S为主要成分的流体这三种端元进行相互反应、混合而固结形成混染岩（hybrid rock）。据Kamenetsky et al（2008）研究，最初形成的熔体（原金伯利岩浆）是一种富氯化物和碳酸盐的流体，其SiO2含量很低。当岩浆在向地表上升途中，由于与地幔岩石的相互作用，才逐渐变成所看到的金伯利岩岩浆的成分。流体与地幔的相互作用包括：流体同化橄榄石和其他地幔矿物而使其MgO含量升高，最后形成了低硅高镁的成分特点。Kamenetsky et al（2004，2008）利用Udachnaya金伯利岩中橄榄石内的辉石和石榴子石包裹体的成分，推断了这些捕虏晶是在岩石圈地幔的下部结晶的，压力相当于5GPa，温度为900～1000℃。据研究，原金伯利岩（proto－kimberlite）流体来源很深，可能来自地幔过渡带，这些流体是由于橄榄石发生压实作用而向上迁移的（Grégoire et al，2006）。在这些认识基础上，Arndt et al（2010）提出了金伯利岩形成的两阶段模式：第一阶段，在地幔深处（地幔过渡带？）产生的富CO2的流体在岩石圈底部聚集，形成富流体囊，流体与周围的岩石反应，消耗掉辉石和石榴子石，只留下橄榄石。因此，由于交代作用，在流体囊周围就形成纯橄榄岩，远离流体囊形成二辉橄榄岩。第二阶段，由于流体囊中压力的作用，周围的橄榄岩发生破裂，先前被辉石和石榴子石混染的流体进入到裂隙中，并向地表快速流动。在上升过程中，会先后捕虏纯橄榄岩和其他的变形橄榄岩。

近年来的研究表明，有经济价值的金刚石不是岩浆结晶形成的，而是地幔的捕虏晶。所以，金伯利岩中地幔物质，例如粗晶橄榄石的含量愈高，含金刚石性就愈好。

什么是钻石？

钻石其实是很纯的碳元素，在极大的压力和高温下形成结晶体。在自然界中，这样的环境只存在于150到200公里的地表深处。火山爆发将被含有钻石“金伯利岩”和“钾镁煌斑岩”带到地球表面，这样钻石才能被采集。

哪里是主要的钻石来源？

纵贯历史，人们一直惊叹于钻石的美丽和神秘。18世纪以前，印度是世界上唯一的钻石来源国。19世纪下半叶，非洲发现了第一颗钻石，不久大量的钻石在这块土地上被发现。第一批钻石挖掘者们是分别用手工挖掘，但是随着矿井越来越深，大型的采矿公司应运而生。现在最重要的钻石供应国是：工业钻石主要来自澳大利亚和刚果，而宝石级的钻石则主要来自南非、澳大利亚、刚果、俄罗斯、纳米比亚和博茨瓦纳。

钻石是如何被开采的？

钻石的开采方式是不同的，主要是由钻石存在于地表之上的形式决定的。金伯利岩的开采包括露天开采和地下开采。通过侵蚀从金伯利岩脉石中脱离出来后，钻石晶体被河流带走。挖掘河床，然后对河里的淤泥进行过滤，这种技术被称为“冲积矿床开采”。“海里开采”指的是通过挖泥，对沙质的沿海底层进行开采。开采钻石既可以是大型的工业开采，也可以小范围的开采甚至是手工开采。钻石是很稀有的，通常处理250吨岩石、沙子和砂砾只能获得1克拉的钻石。世界每年的钻石产量大约为1亿克拉，但是其中只有20％具有宝石的品质。

钻石是如何从原石转变成美丽的宝石的？

钻石的原石经过一系列的加工程序：劈、锯、以钻石彼此摩擦和抛光后，才可以获得最后的形状和光泽。

如何鉴定钻石的品质？

钻石的品质是从四个方面（4C）评定的：克拉、颜色、净度和切工。

什么是克拉？

钻石的重量以克拉来表示。1克拉等于五分之一克。“克拉”这个词来源于carob树的种子。这种种子名叫“carubis”，每粒的重量大约为02克。

为什么在钻石处理过程中技术是很重要的？

钻石在放大镜下可能是清澈和极白的，但是如果钻石的切面排列不协调，那么钻石将失去光泽和华彩。“安特卫普切工”这一标签是品质的标志，代表着世界上最好的切工。

世界上最著名的钻石是哪一个？

库里南一号：这个梨形的钻石重53020克拉，也被称为“非洲之星”，被镶嵌在英国国王的权杖上，现在被收藏在伦敦塔内。

柯伊诺尔：又被称为“光明之山”，是世界最古老的名钻，该钻石为椭圆形，重10893克拉。在印度被发现，现在是伦敦塔内王冠珠宝的一部分。

希望：这是一颗4450克拉，有着璀璨光芒的蓝色钻石。现在，这颗钻石陈列在华盛顿的史密斯绍里安学院里。这颗钻石因带来噩运而闻名。

做为世界钻石中心，安特卫普有着什么样的重要经济地位？

安特卫普位于欧洲的心脏，交通便利。而钻石中心位于中心火车站旁边的2平方英里的区域里。世界上超过50％的钻石，包括原石或抛光过的、工业钻石或宝石品质钻石经过安特卫普交易。

安特卫普钻石区有什么特别之处？

安特卫普的钻石贸易聚集在很小的一个区域里，在该区域里交易所和办公室比比皆是。天气晴朗的时候，钻石商人们来到街道上休息片刻和聊天，行人们可能会诧异于他们不同的人种、肤色和穿着。16世纪以来，犹太人就一直在安特卫普从事钻石贸易。传统的犹太人可以很容易被认出，因为他们都穿着同一式样的黑衣服和帽子，留着一样的胡须和发型。当然也有其他的犹太人，不过只有专业人士才能认出他们。安特卫普钻石世界里的另一大族群是印度人。开始，印度人专门从事便宜钻石的贸易，并获得了更多的较大钻石贸易的经验。但是便宜的小钻石和单一切割的钻石仍占据着印度人交易中的多数。除了犹太人和印度人外，还有来自欧洲国家和各大洲的人们，在安特卫普以钻石贸易为生。在安特卫普，人们讲着不同的语言和语调，但是只有一件事情是共通的，那就是钻石。安特卫普享誉世界的好客和容忍使得不同的种族文化、生活方式和宗教信仰融合在一起。

什么是钻石高层议会？

钻石高层议会(HRD）是为了促进钻石的贸易、产业和消费者的利益而成立的一个中心组织。

明亮式和钻石的区别？

这事实上是一个错误的问题，因为这两者是不可以比较的。明亮式只是一种“切工”，这意味着任何原石，例如玻璃或钻石，都可以切割成明亮式的形状（57个切面）。

矿石中孕育而成火山爆发作用形成的所有的钻石均是在地壳深处经高温高压条件形成的，经火山喷发带至地表。钻石在地下160—480千米处形成。大部分钻石被发现位于一种称作“金伯利岩”的火山岩中，这种岩石埋藏于火山活动依然活跃的地带。其他任何被直接发现的钻石，都是经其他作用而直接从原始的金伯利岩中分离出来的。世界上产钻石的国家有20个。南非是第五大钻石生产国，前四位依次是：澳大利亚、刚果民主共和国、博茨瓦纳共和国和俄罗斯。钻石由纯碳组成，石墨也是。铅笔中的铅芯就是由石墨制成的，然而，钻石和石墨的原子内部排列并不相同。钻石是地球上天然存在的最硬的物质之一，摩氏硬度值为10。石墨则恰恰相反，是地球上天然存在的最软的物质之一，摩氏硬度值为15，仅比滑石粉硬一些。