一.金刚石的成因
地球形成以来巳有46亿年的历史。地球历史的地质时代划分为：太古宙(25亿年以前)，元古宙(25亿
年-5.7亿年)，显生宙(5.7亿年-现今)。显生宙又划分为：古生代(5.7亿年-2.5亿年)，中生代(2.5亿年-
0.65亿年)，新生代(0.65亿年-现今)。
左图显示了地球的内部结构，三个同心的层─地核、
地幔和地壳，地核主要是铁─镍合金，巨大的地幔夹在
地核和地壳之间，且聚集着大量的镁铁硅酸盐物质，地
壳是一个很薄的岩石圈外壳。地球的岩石圈厚度为60-
150km。岩石圈的上部是地壳，大陆地壳的厚度为30-80
km，由沉积岩、花岗岩、玄武岩和各种变质岩组成。岩
石圈的下部是上地幔，由橄榄岩组成。
各国金刚石地质学家对金刚石的成因巳进行了广泛深入的研究。目前认为金刚石是在大陆岩石圈的
某些块段特定的地质构造环境中才能形成。虽然含有金刚石的寄主岩石有多种，例如在一些橄榄岩体和
榴辉岩体中含有金刚石， 在西伯利亚的碱性-超基性杂岩、西澳的超基性和碱性煌斑岩、叙利亚的碧玄
岩爆发岩筒、摩洛哥的石榴石辉石岩、哈萨克斯坦的片麻岩、中国西藏的方辉橄榄岩等岩石中都发现过
金刚石，但具有经济价值的含金刚石的寄主母岩只有金伯利岩和钾镁煌斑岩。因此，金刚石的原生矿床
也只有金伯利岩型和钾镁煌斑岩型两种，且以金伯利岩型为主。
大陆岩石圈上有一些刚性的地块，在地质构造上具有双层结构，即由基底岩系和盖层岩系组成地壳。
基底岩系通常是太古宙或元古宙形成的极其古老的褶皱变质岩系，盖层是显生宙各个地质时代形成的相
对年轻的产状平缓的沉积岩系。这种地块在大地构造单元中称为“地台”。
具有经济价值的含金刚石的金伯利岩体都是在古老的稳定的地台上发现的，如南非地台、安哥拉-开
赛地台、印度地台、西伯利亚地台、西澳大利亚地台、北美地台、南美地台、中国的华北地台等。 这些
古老地台的基底岩系都是太古宙或早元古代(17亿年以前)形成的。其中南非、安哥拉-开赛、西伯利亚和
西澳大利亚4个地台区是目前世界上最主要的金刚石产区，共发现近1200个金伯利岩体，其中具有经济意
义的含金刚石的金伯利岩筒约80个。
科学家们认为，金刚石是在地质构造上处于长期稳定状态的地台区岩石圈底部形成的。 这种地区岩
石圈加厚而且相对较冷，具备金刚石结晶所需要的特定的温、压条件(见下图)。同时岩石圈底部的上地幔
深部的正常热结构必须有一个“小的扰乱”(即偏离正常地温程度不大的温度升高)，才能使地幔橄榄岩层
发生低程度的局部熔融产生金伯利岩岩浆。这种“小的扰乱”不会破坏较冷岩石圈的热结构，不会将结晶
出的金刚石相转变成石墨，可使金刚石在金伯利岩浆中保存下来并被岩浆带到地壳上部或近地表形成金伯
利岩型金刚石矿床。
科学家们推测， 金刚石形成可能有3种途径：(1)太古宙的粗大钻石是长期地质作用的产物，(2)太古
宙下沉的大洋地壳转变成榴辉岩在伴随的升温中形成与硫化物矿物共生的粗粒金刚石， (3)金伯利岩岩浆
喷发前在岩石圈底部上升的C、H、O 等流体的作用下形成微粒金刚石。多数具有经济价值的金刚石都是在
上地幔形成的，所以这些金刚石是寄主金伯利岩岩浆上升过程中的捕虏晶。
二.金刚石的矿床类型
金刚石矿床有两个大类型，即原生矿床和砂矿床。砂矿是原生矿经过风化、剥蚀、搬运、再沉积形成
的，所以也可称作次生矿床。
金刚石原生矿床主要是金伯利岩型，其次是钾镁煌斑岩型
1.金伯利岩型原生矿床
(1)金伯利岩通常是起源于上地幔150km以下深度的超基性钾质岩浆岩。金伯利岩化学成分特征是SiO2
含量很低(<40%)，MgO含量高(>20%)，富含CO2、H2O等挥发组分。造岩矿物组成有橄榄石、斜方辉石、单
斜辉石和金云母，常含镁铝榴石、铬透辉石、镁钛铁矿、铬尖晶石等特征指示矿物，可含或不含金刚石。
金伯利岩浆在上地幔深处源区形成以后，可能沿着深断裂上升至地壳浅部侵位，形成岩墙、岩床、岩
脉等产状，结晶成粗细不等的斑状结构的金伯利岩。岩浆也可以中心式火山形式喷发至地表，由于金伯利
岩浆富含挥发组分，通常为爆发式喷发，形成金伯利角砾岩甚至凝灰岩。金伯利角砾岩常含有许多慢源橄
榄岩的碎块及其解体的橄榄石、辉石、金云母、尖晶石等矿物的捕虏晶， 隐晶-细斑状结构的金伯利岩岩
球(中国地质学家俗称这种岩球“凤凰蛋”)以及地壳岩石的角砾，所以金伯利岩的早期名称就叫角砾云母
橄榄岩。充填在火山管道中的金伯利角砾岩或结晶的斑状金伯利岩就形成大小不等的岩筒(亦称岩管)的产
状。含金刚石的金伯利岩以岩筒产状为主，岩墙、岩床、岩脉等产状的金伯利岩含金刚石很少或不含金刚
石。
从1870年南非发现第一个金伯利岩筒以来， 世界上巳找到5000多个金伯利岩岩体，其中1000多个(约
占总数的1/5)为岩筒产状， 其余为岩墙、岩床、岩脉等产状。在一个地区金伯利岩体常成群出现。在这
5000多个金伯利岩体中， 含金刚石的约占50%，而具经济意义有开采价值的则更少，约占5%-10%。例如，
非洲南部地区巳发现直径>100m的金伯利岩筒450个，其中只有3-4%含有工业品位的金刚石而具有开采价值。
中国在山东蒙阴、辽宁复县和铁岭、山西阳高、河北涉县、河南鹤壁、 湖北京山、贵州马坪、新疆
巴楚等地区都找到了金伯利岩岩体，其中大部分也不含金刚石，只有蒙阴和复县的少数岩筒金刚石含量较
多，具有开采价值。
(2)金伯利岩形成的地质时代：
在地质历史中，金伯利岩形成比较集中的时代是晚元古代、古生代的泥盆纪-石炭纪、中生代的三叠
纪-侏罗纪和白垩纪。
晚元古代(5.7亿年以前)的金伯利岩虽然发现不很多，但却有重要经济意义。南非的普列米尔岩筒群、
印度的马加旺岩简和巴西的迪亚曼提纳地区的金伯利岩等著名的金刚石原生矿床的形成时代都是晚元古代。
此外，前古生代含金刚石砾岩几乎在所有古老地台上都巳发现，这些古老砾岩的时代介于5.5亿年-27亿年
之间，砾岩中的金刚石来源于更古老的金伯利岩，因此推测应有尚未发现的元古宙-太古庙时期形成的金
伯利岩。
泥盆纪-石炭纪(4亿年-2.9亿年)形成的金伯利岩，比较著名的有西伯利亚地台上一些具经济意义的金
刚石原生矿床，如“和平”岩筒、“成功”岩筒、“艾哈尔”岩筒等。美国怀俄明州和科罗拉多州的金伯
利岩也是泥盆纪形成的。三叠纪-侏罗纪(2.5亿年-1.4亿年)形成的金伯利岩，有西伯利亚地台上许多含金
刚石较少或不含金刚石的金伯利岩、南非地台上富含金刚石的“多科尔瓦约”岩筒、安哥拉和西澳大利亚
地台上的许多金伯利岩。
白垩纪(1.4亿年-0.65亿年)是地球上最重要的金伯利岩浆活动期。这一地质时期形成的金伯利岩几乎
遍布世界上各个古老地台， 例如南非地台、东非地台、安哥拉-开赛地台上的绝大部分金伯利岩以及南美
地台和北美地台上的金伯利岩都是白垩纪形成的。
(3)中国金伯利岩形成的地质时代：
山西阳高的金伯利岩地质年龄为16亿年-18亿年，是中元古代形成的；辽宁铁岭的金伯利岩地质年龄
为7亿年-11亿年，是晚元古代形成的；山东蒙阴和辽宁复县的含矿金伯利岩的地质年龄为4.57亿年-4.62
亿年，形成于早古生代的奥陶纪。
2.钾镁煌斑岩型原生矿床
钾镁煌斑岩是一种超钾质岩浆岩系列的火山相或浅成相的富钾富镁的煌斑岩类。化学成分特征为SiO2
含量范围宽(35%-55%)， 富含K2O(5%-10%)和MgO， 也富含H2O和CO2等挥发组分。造岩矿物组成有橄榄石、
透辉石、富钛金云母、碱性角闪石、白榴石等，可能含有特征指示矿物钾碱镁闪石、柱红石、钙钛矿、镁
铁钛矿、钾钡石等。钾镁煌斑岩系的基本岩石种类有三个：橄榄石钾镁煌斑岩和橄榄石-透辉石-碱镁闪石
钾镁煌斑岩；白榴石钾镁煌斑岩；白榴石-钾长石钾镁煌斑岩。
1976年在西澳大利亚的钾镁煌斑岩中发现了金刚石， 尤其是阿盖尔1号钾镁煌斑岩岩筒，其地表面积
0.46平方公里， 金刚石平均含量5克拉/吨，估计总储量约4亿克拉，成为当今世界上最大的原生金刚石矿
床。这样，钾镁煌斑岩作为原生金刚石的第二种母岩，近20年来引起各国金刚石地质学家的极大注意，成
为他们刻意寻找的对象，并陆续在美国、格棱兰、巴西、印度和俄罗斯的西伯利亚等地发现了一批钾镁煌
斑岩产地。
中国在贵州的镇远和麻江、山西的阳高、湖北的京山和钟祥、湖南的宁乡等地区也找到了一些钾镁煌
斑岩体。其中湖南宁乡的钾镁煌斑岩中含有金刚石。
钾镁煌斑岩也是起源于上地幔深部的岩浆岩。形成钾镁煌斑岩的地质构造环境和金伯利岩相近，巳在
一些地区发现钾镁煌斑岩和金伯利岩伴生在同一个岩区，二者的时空分布往往有密切关系。例如，湖北大
洪山地区(京山和钟祥境内)在长约70km、宽约12km范围内分布有近百分大小不等的偏碱性超基性岩体，这
些岩体成群出现在一个较小范围内集中分布， 其中巳查明10个是金伯利岩体，7个是钾镁煌斑岩体，分别
成两群出现，二者空间相距约15km，形成的地质时代也相近。
钾镁煌斑岩型金刚石原生矿床的确定，开阔了金刚石地质学家的视野。近年来还发现有的金刚石原生
矿的母岩并不是典型的金伯利岩。例如著名的印度“马加旺”岩筒，以往认为是金伯利岩，俄罗斯的科学
家作了深入的岩石学和矿物学研究后认为，“马加旺”岩筒既不是典型的金伯利岩，也不是典型的钾镁煌
斑岩，而是介于二者之间的过渡类型的岩石类型。这些新的科学成果表明，未来有可能大大拓展钻石原生
矿的找矿范围。
3.金刚石砂矿床
据统计，世界各国砂矿中金刚石的储量近9亿克拉，约占世界金刚石总储量的30%左右。砂矿中金刚石
的产量在世界金刚石市场上约占60%。
具有经济意义的金刚石砂矿主要分布在古老地台上，大体和原生矿分布地区一致。例如，在非洲-阿
拉伯地台上分布有不同地质时代各种成因类型的金刚石砂矿，巳查明砂矿中金刚石储量约7亿克拉，主要
分布在非洲大陆上，其中坡积砂矿金刚石储量近5亿克拉。西伯利亚地台上砂矿中金刚石储量为5000万克
拉。南美地台上砂矿金刚石储量约4000万克拉。西澳大利亚地台上砂矿金刚石储量约100万克拉。
金刚石砂矿的成矿期主要是前古生代、晚古生代、中生代和新生代，以前古生代(5.7亿年以前)和新
生代第四纪(250万年以来)时期形成的砂矿最重要。
前古生代形成的含金刚石砾岩层具有较大的经济意义，从中开采的金刚石约占世界金刚石产量的12%。
这些砾岩层既是直接的开采对象，又是显生宙形成金刚石富砂矿的重要来源层。这些古老砾岩层中的金刚
石质量较好，宝石级金刚石占相当比例。例如，巴西的含金刚石砾岩层形成于晚元古代，金刚石质量很好，
宝石级约占90%，约40%的金刚石无色，其次是浅蓝色和浅绿色，金刚石的平均重量0.25-0.5克拉。象牙海
岸古老砾岩中产出以细小的宝石级金刚石为主，约占总产量的60%-70%。印度的含金刚石砾岩层的地质年龄
为5.5-7亿年，金刚石平均重量0.59克拉，宝石级占65%-70%，以盛产无色透明和清澈如水的浅色的大宝石
级金刚石著称于世。
第四纪形成的金刚石砂矿分布很广，世界上各大陆几乎都有发现。经济价值较大的有残积砂矿、坡积
砂矿、河流冲积砂矿和滨海砂矿4种类型。
原生金刚石矿床岩筒中的金伯利岩在漫长的地质历史中遭受到风化破坏，逐渐变成蓝色或黄色的泥
土，金刚石因其硬度极大和化学性质非常稳定而毫无变化地藏在这些原地风化的土壤中，于是形成残积砂
矿。流水会把风化岩石变成的砂石泥土搬运到山坡、河流直至滨海，自然也会带走一些金刚石。这些沉积
在山坡、河床或河漫滩和滨海的含金刚石的砂石层，就分别形成残积砂矿、坡积砂矿、河流冲积砂矿和滨
海砂矿。
(1)残积砂矿
产出部位在金伯利岩岩筒的上部或在古老含金刚石砾岩层的上部。非洲和印度等地的大部分含矿金伯
利岩筒上部都有残积砂矿，砂矿厚度一般为30-50m，其中金刚石的含量往往比原生金伯利岩更高。例如：
南非“普列米尔”岩筒上部的残积砂矿由含金刚石的“黄土”和“蓝土”组成， 厚达56m，金刚石平均含
量2克拉/立方米，比原生矿平均含量高4倍，金刚石储量约为420万克拉。博茨瓦纳“欧拉帕”岩筒上部的
残积砂矿，厚度85m，金刚石平均含量2.2-2.5克拉/立方米，计算到垂直深度37m处的金刚石储量为9100万
克拉。扎伊尔中生代含金刚石砾岩层上的残积砂矿，厚度一般为20-35m，金刚石平均含量0.5-1克拉/立方
米，不少单个矿床金刚石的储量可达200-300万克拉。
有的金伯利岩筒原生矿金刚石含量低，不具开采价值，但风化后形成的残积砂矿中金刚石再次富集而
使其含量增高，从而变成有开采价值的矿床。
(2)坡积砂矿
原生矿风化后的砂土在适当的气候和地形条件下经过短距离搬运后停积在山坡上，可形成坡积砂矿。
绝大多数坡积砂矿位于坡度为3-10度的平缓山坡或山坡低崖处。
金刚石来自金伯利岩的坡积砂矿，规模一般不大，长度0.5-2km，宽度250-300m，平均厚度3-5m。具
经济意义的坡积砂矿，平均金刚石含量0.3-9克拉/立方米。据统计，世界各地这类砂矿近120个，其中金
刚石储量<20万克拉的占91%，储量20-50万克拉的占8%，储量>50万克拉的仅占1%。例如：坦桑尼亚“马布
基”岩筒附近的坡积砂矿，长度1km，宽度250m，厚度10.7m，平均金刚石含量0.2克拉/立方米，金刚石储
量20万克拉。扎伊尔姆布吉玛伊金刚石原生矿区附近的坡积砂矿，分布范围达60平方公里，平均金刚石含
量10-30克拉/立方米，总储量近4亿克拉，是世界上最大的坡积砂矿区。
金刚石来自古砾岩(砂矿)层的坡积砂矿， 规模也较小。据统计，世界各地这类砂矿总数近130个，其
中金刚石储量<10万克拉的占67%，10万-20万克拉的占32%，储量>100万克拉的仅占1%。
(3)河流冲积砂矿
分布广泛，且规模较大。非洲、亚洲、南美洲、澳洲等大陆上都有这类砂矿。例如：南非奥兰治河中
的冲积砂矿，分布范围长达250km，宽100-300m，厚度0.3-4m，金刚石含量0.01-0.3克拉/立方米，总储量
约5000万克拉。 南非瓦尔河中的冲积砂矿，分布范围长度80km，宽度20-100m，厚度0.2-2.1m，金刚石含
量0.5-1.7克拉/立方米，储量约8000万克拉。巴西的提巴日河中的冲积砂矿，分布长度50km，宽度60-100m，
厚度1-2m，金刚石含量0.3-0.4克拉/立方米，总储量约600万克拉。委内瑞拉的卡罗尼河中的冲积砂矿，
长度35km，宽度30-100m，厚度0.2-4.5m，金刚石含量0.2-2.3克拉/立方米，总储量1200万克拉。
(4)滨海砂矿
主要分布在非洲西南部的奥兰治河河口两侧的大西洋沿岸，砂矿带分布范围沿海岸延伸达1600km，宽
度约10km，为海岸阶地和近大陆架沉积砂矿，其中的金刚石颗粒大，质量高，这是因为在海浪的长期反复
冲积下，自然分选的结果，使小颗粒和劣质金刚石被淘汰，保留下来的都是大颗粒的宝石级金刚石。
