대부분의 천연 다이아몬드는 탄소 함유 유체나 용융물이 적절한 압력, 온도, 산소가 부족한 화학 조건을 만나는 지구 맨틀에서 결정화됩니다. 고대 대륙의 차갑고 두꺼운 뿌리에서 탄소는 다이아몬드 안정 영역에 들어가 다이아몬드의 정체성을 부여하는 단단한 입방 격자로 배열됩니다.

대부분의 보석용 다이아몬드는 크라톤 맨틀 뿌리에서 지표면 아래 약 150~250km 깊이에서 형성된 리소스페릭 다이아몬드입니다. 과학적으로 중요한 소규모 그룹인 초심부 다이아몬드는 전이대와 하부 맨틀 내 훨씬 더 깊은 곳에서 형성됩니다. 이 돌들은 인간이 직접 샘플링할 수 없는 지역에서 온 희귀한 메신저입니다.

다이아몬드 성장은 페리도타이트 또는 에클로자이트 환경에서 일어날 수 있습니다. 섭입에 의해 도입된 탄소가 풍부한 유체나 맨틀 암석을 통과하는 탄산염 함유 용융물이 포화되어 다이아몬드를 침전시킬 수 있습니다. 따라서 이 광물은 단순한 보석이 아니라 지구 내부를 통한 탄소 이동의 기록입니다.

다이아몬드는 주로 킴벌라이트라 불리는 드문 휘발성 풍부 화산암과 일부 환경에서는 램프로라이트에서 지표에 도달합니다. 이 마그마는 고대 대륙 지역 아래 맨틀 원천을 뚫고 수직 또는 당근 모양의 관정을 통해 빠르게 상승합니다. 빠른 상승이 필수적입니다: 운반이 너무 느리면 다이아몬드는 더 쉽게 용해, 변질되거나 지질학적 완전성을 잃을 수 있습니다.

기록된 역사에서 킴벌라이트 분출이 직접 목격된 적이 없으므로 과학자들은 관정, 브레시아, 화산 조직, 실험 및 모델링을 통해 그 행동을 재구성합니다. 분명한 것은 다이아몬드를 포함한 분출은 드물고 격렬하며 지질학적으로 빠르다는 점입니다.

많은 다이아몬드는 매우 오래되어 보통 10억~35억 년 범위에 속합니다. 그 나이는 보통 Rb–Sr, Sm–Nd 또는 Re–Os 같은 시스템을 사용해 광물 포함물을 간접적으로 연대 측정하여 결정됩니다. 이 포함물들은 맨틀 변질작용, 크라톤 진화 및 섭입 관련 탄소 순환과 연관된 다이아몬드 성장 시기를 보여줍니다.

포함물은 다이아몬드 내부에 보호되지 않으면 표면에서 불안정한 광물도 보존할 수 있습니다. 이러한 보호 덕분에 다이아몬드는 단단하고 투명한 껍질 안에 깊은 지구의 조각을 봉인하는 과학적 캡슐이 됩니다.

다이아몬드 종류는 미량 원소, 구조적 결함, 변형, 방사선 노출, 성장 환경 및 결정 집합에 의해 형성됨. 보석학자들은 질소와 붕소 함량을 설명하기 위해 다이아몬드 유형 시스템을 사용하며, 색상 등급은 일반 범위의 무색에서 연한 색 다이아몬드와 팬시 컬러 돌을 구분함.

가장 시각적으로 극적인 다이아몬드는 단순한 불순물 때문이 아니라 격자의 정밀한 결함 때문인 경우가 많음. 파란 다이아몬드는 붕소와, 많은 노란 다이아몬드는 질소와, 분홍 및 빨간 다이아몬드는 플라스틱 변형과, 녹색 다이아몬드는 방사선 관련 공석 중심과 연관됨.

실험실에서 성장한 다이아몬드는 천연 다이아몬드와 동일한 기본 화학 및 결정 구조를 가집니다: 다이아몬드 격자에 배열된 탄소. 차이점은 출처입니다. 천연 다이아몬드는 지구 맨틀에서 성장하고, 실험실 다이아몬드는 제어된 기술 환경에서 결정화됩니다.

두 가지 주요 성장 방법이 지배적입니다. HPHT 성장은 맨틀 안정성의 일부 측면을 모방한 조건에서 탄소를 결정화하기 위해 고압과 고온을 사용합니다. CVD 성장은 일반적으로 메탄과 수소 플라즈마를 사용하여 탄소를 원자 단위로 다이아몬드 씨앗 판에 침착합니다.