初论金刚石原生矿床成矿系列

目前所知产金刚石的岩石类型包括金伯利岩、钾镁煌斑岩、榴辉岩、蛇绿岩套、碱性超基性杂岩、碱性超基性煌斑岩和橄榄岩类(方辉橄榄岩、纯橄榄岩等) 等偏碱性超镁铁质岩石, 而有经济价值的金刚石原生矿床仅见于金伯利岩和钾镁煌斑岩中, 除此之外的其他岩石类型中仅见有少量微粒金刚石.金伯利岩和钾镁煌斑岩都起源于地幔深部, 就此意义上讲, 二者是同源的, 但其岩石化学成分、主要矿物组成、产出大地构造背景以及同位素资料等, 却存在着比较明显的差异.由此构成了金刚石原生矿床的两个成矿系列: 金伯利岩成矿系列和钾镁煌斑岩成矿系列.金伯利岩成矿系列又可以根据其化学成分划分为3个亚系列, 即: 高Cr, Ti, Mg成矿亚系列, 低Cr, Ti, Mg成矿亚系列和介于二者之间的一种具有复杂化学成分的成矿亚系列.钾镁煌斑岩成矿系列则可以根据其主要矿物组成, 划分出橄榄石钾镁煌斑岩成矿亚系列、白榴石钾镁煌斑岩成矿亚系列以及介于两者之间的白榴石-橄榄石钾镁煌斑岩成矿亚系列共3种次级成矿系列.与此同时, 无论是金伯利岩成矿系列, 还是钾镁煌斑岩成矿系列, 又都可以根据其野外地质产状, 划分为以下3个成矿亚系列(形成时间从早到晚) : (1) 火山沉积凝灰岩成矿亚系列; (2) 火山凝灰角砾岩成矿亚系列; (3) 火山-次火山侵入相成矿亚系列.      

藏东南超镁铁质岩墙及其地质意义

青藏高原东南部出露有大量近东西向展布的(超)镁铁质岩墙,锆石U?Pb年龄聚集在145～130 Ma之间。矿物学及岩石学结果显示：哲古错地区的亚碱性超镁铁苦橄质岩石源于150～180 km深处, 5～6 GPa下石榴石二辉橄榄岩地幔高比率的部分熔融; 碱性超镁铁质岩石源于石榴石-尖晶石二辉橄榄岩转换带,是低比率部分熔融的产物; 镁铁质岩石的岩浆在演化过程中遭受了低压下结晶分离作用的改造,不能代表原始岩浆的成份。藏东南(超)镁铁质岩石是不同深度地幔物质不同比率部分熔融的产物,亚碱性超镁铁苦橄质岩墙的出现指示了晚侏罗-早白垩印度板块北缘存在的高比率部分熔融的岩浆活动事件,暗示了地幔柱的存在和影响。     

甘肃宕昌好梯碱性超基性火山岩:一种含上地幔包体和巨晶的钾质超镁铁煌斑岩

甘肃宕昌好梯含上地幔包体和巨晶的碱性超基性火山岩为新生代火山作用的产物。该火山岩的岩相学、矿物学、岩石化学和地球化学特征显示了从碱性基性岩(霞石碱玄岩-碧玄岩)-超基性岩(苦橄岩-玻基辉橄岩)-钾镁煌斑岩之过渡类型岩石的特征。表明好榜火山岩是一种煌斑岩。根据火山岩的岩相学、矿物学、岩石化学和地球化学特征,火山岩的镁铁指数>90,特别是岩石中含一定数量的金云母以及含白榴石、原生方解石、碱性角闪石和碱性辉石的球状分异物等特征,将该火山岩命名为钾质超镁铁煌斑岩。本文还提出该钾质超镁铁煌斑岩代表一种原生煌斑岩浆的标志。     

含金刚石的煌斑岩含金吗

最近的研究表明,金刚石来自金伯利岩、钾镁煌斑岩类、碱性煌斑岩和超镁铁质煌斑岩。本文指出,像钙-碱性煌斑岩一样,这些岩石也富含金。煌斑岩中全的平均丰度似乎比一般的火成岩至少高一个数量级,而许多单个的分析值则要高100—1000倍。这种高金含量可能反映了两个因素:(1)煌斑岩来自地球的极深部位,在那里不仅金刚石是稳定的,而且金也比其它火成岩源区要富;(2)由于煌斑岩岩浆中有高含量的CO_2、H_2O、F、K、Rb和Ba     

湖北大洪山南段的金伯利岩和钾镁煌斑岩

本文研究了湖北大洪山偏碱性超基性岩带南段两个岩体群的特征,其岩石学、矿物学、岩石化学和地球化学实际资料证明,彭家塝岩体群是铁质金伯利岩,王关—徐家冲岩体群是钾镁煌斑岩,提供了金伯利岩和钾镁煌斑岩在同一地质构造环境伴生的实例。     

金伯利岩分类命名及岩石特征

前言金伯利岩是金刚石的主要含矿母岩。榴辉岩、镁铝榴石橄榄岩、角闪苦橄岩等也可含少量细小颗粒金刚石,但均不具工业价值。金伯利岩是一种少见的,在特殊地质条件下形成的一种偏碱性铁质超基性岩。目前国内对金伯利岩分类不统一,岩石种属划分较乱。为了利于普查找矿,本文在综合国内有关文献资料及笔者工作中的经验和体会,对金伯利岩的分类命名及岩石特征进行综合性论述。     

镁铁质岩、超镁铁质岩陨落成因概论

地学界对镁铁质岩、超镁钦质岩成因的认识,是逐步深化的。“水成说”认为镁铁质岩、超镁铁质岩为沉积成因。然而,“火成说”以地质现象为依据,挣脱了“水成说”的禁锢之后,镁铁质岩、超镁铁质岩“岩浆成因说”脱颖而出。由于地质思维的角度不同,将镁铁质岩、超镁铁质岩又冠以不同的名称。对其成因虽然众说纷纭,但总的可概括为“地下成因说”。笔者认为,在地球表层,除有水成岩和火成岩等岩石以外,还应有陨落成因的岩石,这类岩石是在不同的地质时期,以不同陨落规模降落于地球表层的陨石,经长期地质演化而形成。     

浙江龙游县虎头山是否存在"金伯利岩"

据1998年两报刊报道，浙江龙游虎头山发现一粒1／5米粒大小的金刚石，并确认含该金刚石的岩石为金伯利岩。笔者根据该岩体岩石性质、岩全产状、岩石化学成分、特征矿物组合等待征，初步推断该岩石为角砾状超基性岩，原岩恢复为橄辉云煌岩，而不是金伯利岩，也不是钾镁煌斑岩。     

有关金刚石形成条件的讨论

在总结了近十几年来有关金刚石成因资料的基础上,结合笔者的实际研究,将原生金刚石划分为三种成因类型：金伯利岩和钾镁煌斑岩型、超镁铁质岩侵入体型及超高压榴辉岩和高压变质岩型。金伯利岩和钾镁煌斑岩型的金刚石结晶时代老,时间跨度长,在地台克拉通化至寄主岩浆侵位的漫长地质历史阶段中都可以形成和生长,金刚石中的复杂环带是这些事件的记录。金刚石的形成和生长过程可以在纯固相的环境,依赖于Ｃ微粒的固体扩散完成,但最佳的情况是有熔体和／或流体的参与。克拉通演化过程中夭折的金伯利岩岩浆、钾镁煌斑岩岩浆及碳酸岩岩浆活动,以及深部流体脉动式的作用都是金刚石生长的有利时期。超镁铁质岩侵入体型金刚石的形成可能与岩体在固态侵位前地幔深部熔融橄榄玄武岩或苦橄质玄武岩岩浆的作用有关,同时也伴随深部流体的活动。中国西藏罗布莎岩体中与金刚石共生的矿物组合有些和金伯利岩型金刚石共生的矿物相似,可作为其依据。超高压榴辉岩型及其它与板块俯冲相关的金刚石的形成则与体系中存在强的应力有关。上述认识与金刚石结晶于高温、高压的基本条件并不相悖,但熔体和／或流体及强应力的存在都可以降低金刚石结晶时所需的温压条件。     

青海同仁县隆务峡地区首次发现镁铁质——超镁铁质岩带

在青海省同仁县隆务峡南段的二叠纪地层中首次发现了北西—南东向分布的镁铁质—超镁铁质岩带,命名为隆务峡镁铁质—超镁铁质岩带。该岩带的岩石组合包括纯橄岩、辉石橄榄岩、辉长岩、辉绿岩、枕状玄武岩等。从超镁铁岩—下部堆晶岩—辉绿岩—上部堆晶岩,其稀土元素总量逐渐增加,稀土元素配分型式总体一致,从超镁铁岩的Eu正异常到上部辉长岩的Eu负异常,显示了各岩石间的同源性。根据对其两侧沉积岩中化石的研究,推测该镁铁质—超镁铁质岩带的形成时代为二叠纪。该岩带位于西秦岭造山带与祁连造山带的接舍部,对于揭示秦岭和祁连接合部的大地构造演化有重要意义。     

湖北大洪山区找金刚石新源岩——钾镁煌斑岩的浅见

长期以来,人们把金伯利岩当作金刚石主要原岩.在七十年代中期在澳大利亚西部的金伯利地区相继发现了一种含金刚石的钾镁煌斑岩(金云火山岩),其中阿盖尔矿区AKI号岩筒有很大经济价值,估计储量约五亿克拉(约占世界总储量1/3).钾镁煌斑岩类的发现,扩大了寻找原生金刚石的领域.目前世界各国都在寻找钾镁煌斑岩,我国山东、四川也相继发现钾镁煌斑岩.     

与镁铁－超镁铁质岩石有关的矿床类型

本文综述了近年来的研究成果,介绍了与镁铁质-超镁铁质岩有关的矿床类型和成矿作用。重点讨论的矿种有钒钛磁铁矿、铜-镍、铬铁矿、磁铁矿、铂族、钴、金、镁、磷灰石、金刚石、石棉、蛭石、宝玉石等,涉及的矿床成因类型主要有:岩浆型(包括岩浆熔离、贯入、分异和爆发型)、热液型、矽卡岩型、变质型、火山喷溢型、风化型(包括风化壳和砂矿)以及复合型等。从勘查找矿考虑,可从含矿镁铁-超镁铁质岩石类型入手,结合矿床成因类型和产出构造环境因素,将矿床分为与深成岩、浅成岩和喷出岩有关的三大类和若干亚类矿床,并详细介绍了各类的主要矿床类型、成矿地质特征、成因特点和矿床实例。在此基础上,对与镁铁-超镁铁质岩有关的成矿作用进行了4个层次讨论,包括单一矿床的复合成矿作用、杂岩体本身的不同矿床类型和矿种的组合、不同镁铁-超镁铁质岩套之间的伴生,以及与非超镁铁质岩套的共生与组合。     

风城碱性杂岩与有关含金刚石岩类对比的意义

迄今为止,对金刚石矿床的研究已取得了新的进展,国内外学音认为:“金伯利岩不是金刚石矿床的唯一母岩”,并且在碱性杂岩体中发现了许多具有工业价值的金刚石矿床。 通过对比辽宁凤城碱性杂岩与有关含金刚石矿床母岩(主要是钾镁煌斑岩)及其共生岩类的构造背景、岩石类型组合、矿物成分组合及岩石的主元素、微量元素和稀土元素特征,发现本区碱性杂岩体岩石与西澳钾镁煌斑岩很相似,尤其是与西澳白榴石钾镁煌斑岩最为接近,而在岩石类型和矿物组合特点上,又与美国阿肯色碱性岩区金刚石矿床母岩及其共生岩类组合颇为相似,这为我们进一步找寻金刚石矿床提供某些有益的信息。     

贵州镇远地区含金刚石母岩再认识

贵州镇远马坪"东方一号"岩体为中国最早发现的原生金刚石矿,受当时只有金伯利岩才含金刚石矿及后来西澳阿盖尔钾镁煌斑岩型金刚石原生矿等的影响,先后定名为金伯利岩、钾镁煌斑岩、金云火山岩等。最近专题调查分析研究表明,镇远马坪地区含金刚石母岩,其岩石学矿物学和地球化学特征均更接近澳大利亚典型金伯利岩,白坟地区岩体则类似于澳大利亚典型钾镁煌斑岩,建议将镇远马坪地区"东方一号"等岩类定名为角砾凝灰质金伯利岩,白坟地区岩类定名为钾碱镁闪石-透辉石-金云母钾镁煌斑岩,镇远地区兼有金伯利岩和钾镁煌斑岩的特征,与西澳大利亚极其类似,镇远地区乃至黔东地区具有较大的金刚石原生矿找矿勘查潜力和研究意义。     

煌斑岩,钾镁煌斑岩,金伯利岩及钾霞石质岩,黄长石质岩和白榴石质…

煌斑岩、钾镁煌斑岩、金伯利岩及钾霞石质岩、黄长石质岩和白榴石质岩的命名原则与分类尚未完全确定。国际地科联下属火成岩体系分委会为解决上述问题而建立的３个工作组所提出的建议，在此列出来以供讨论。上述岩类新的定义也各以矿物学和地球化学术语给出，并提供了一个其系统分类的改进程序，它可与ＩＵＧＳ已建立的分类体系相结合。     

煌斑岩的分类、特征及成因

作为最早被识别出的碱性岩石之一,煌斑岩因富含金和金刚石等矿产资源以及对理解深部地球动力学过程的重要作用而受到广泛重视,但是目前对于煌斑岩的成因还存在不同的认识。本文基于近年来对煌斑岩的研究成果,对它们的分类、特征以及岩石成因进行综述。根据国际地科联(IUGS)的分类标准,煌斑岩可以分为超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩和碱性煌斑岩。研究发现,超镁铁质煌斑岩往往是伸展环境下岩浆作用的产物,与金伯利岩和碳酸岩有密切的成因关系;钙碱性煌斑岩通常发育在汇聚或被动大陆边缘环境,其岩石成因可能有多种机制(如基性岩浆的分异、岩浆混合以及交代富集地幔的部分熔融);碱性煌斑岩出露在离散型大陆边缘和板内构造环境,通常和碱性玄武质岩浆作用密切相关。不管岩石的形成环境和过程如何,超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩和碱性煌斑岩被普遍认为是来自于经历了交代富集作用的地幔源区。最后,文章指出了煌斑岩研究过程中存在的一些科学问题,如富集的地幔源区存在的矿物相(金云母和角闪石)对产生钠质还是钾质岩浆的影响,控制岩浆在结晶过程中影响含水矿物斑晶形成的因素以及部分煌斑岩中碳酸岩球粒和钠长石的形成原因等。     

新疆北山地区漩涡岭镁铁质—超镁铁质层状岩体岩石学与矿物学研究

位于新疆北山地区的漩涡岭岩体是一堆晶层理发育的镁铁质-超镁铁质层状岩体。岩石类型主要有纯橄岩、橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩等。主要的造岩矿物有橄榄石、辉石、斜长石、铬尖晶石,岩相学特征表明岩浆在演化过程中经历了橄榄石、尖晶石、斜长石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶,结晶次序依次为橄榄石+尖晶石→斜长石→辉石,表明结晶时压力较低。漩涡岭岩体的纯橄岩中橄榄石的Fo高达90.1,这不同于新疆北部黄山岩带、喀拉通克岩体群以及甘肃金川岩体的橄榄石Fo组成,利用橄榄石最高Fo值估算得到漩涡岭岩体的母岩浆的Mg#为0.73~0.75,岩浆的液相线温度高达1330~1350℃,其岩浆为高温高Mg的苦橄质岩浆,这为塔里木东北部二叠纪地幔柱活动提供了新的证据。     

钾镁煌斑岩:优质金刚石主要载体与幔源流体活动标志

钾镁煌斑岩是一类较为特殊的火山成因或浅成的超基性岩,是一种重要的深源岩石,是深源岩浆活动的标志性产物,可作为了解地幔信息的窗口,也作为继金伯利岩之后的另一种金刚石寄主岩被持续关注.全球最优质的金刚石产于钾镁煌斑岩中,主要分布于西澳阿盖尔等地.中国钾镁煌斑岩主要分布于黔湘一带、山西饮牛沟、山东大井头、湖北大洪山和西昆仑克里阳地区,综合分析认为,钾镁煌斑岩主要分布于深大断裂附近,中国钾镁煌斑岩受江南台隆西缘的都匀—贵阳—铜仁—怀化深断裂、常德—安仁深断裂以及郯庐断裂带等深大断裂带控制;贵州镇远马坪、湖南宁乡云影窝、山东平邑大井头等钾镁煌斑岩有原生金刚石产出,钾镁煌斑岩的金刚石成矿潜力仍然有待深入研究,尤以湘黔钾镁煌斑岩带、郯庐断裂带大井头等地可望突破.钾镁煌斑岩的标志性矿物有富钛贫铝金云母、钾碱镁闪石、镁橄榄石、镁铝榴石、铬尖晶石、铬铁矿等.其中S1、S2组贫铝富镁铬铁矿对钾镁煌斑岩中金刚石的形成有指示意义.中国钾镁煌斑岩活动具多期性,其中晚侏罗世—早白垩世(147—100 Ma)时期属于中国含金刚石钾镁煌斑岩和相关的金-稀土等金属矿产的重要成矿时期.     

塔里木板块东北部坡一镁铁质-超镁铁质层状侵入体岩石成因

坡一侵入体位于塔里木板块东北部坡北岩体内,是该岩体第三阶段岩浆活动形成的十几个小侵入体中的一个,锆石U-Pb年龄为278±2Ma。该侵入体属于以超镁铁质岩石为主的层状岩系,堆晶结构与韵律性堆晶层理非常发育。岩浆分异充分,形成了从纯橄岩到石英闪长岩的多种岩石类型。在超镁铁质岩石中,所有的橄榄石和大部分斜方辉石是堆晶相,少量斜方辉石是填隙相,大部分单斜辉石、褐色普通角闪石和黑云母是填隙相。在镁铁质岩石中,橄榄石和斜方辉石全部是堆晶相,单斜辉石与斜长石既可以是堆晶相,也可以是填隙相;褐色普通角闪石、黑云母和石英均为填隙相。超镁铁质岩石属拉斑玄武岩系列,镁铁质岩石属钙碱性系列。侵入体中大量存在的捕掳体、微量元素地球化学、Nd-Sr同位素组成的EMⅡ型演化趋势,充分证明了同化混染作用伴随岩浆演化过程而逐渐增强,并不断促进了岩浆的分异,而且导致了岩石化学系列的转化。PGE和亲硫元素地球化学以及硫同位素组成证明,硫主要来自于岩浆,硫化物形成于岩浆阶段,岩浆未经历过早期硫化物熔离作用,硫化物熔离起始于橄榄岩相结晶的晚期阶段,并伴随着此后的岩浆演化过程而继续熔离。硫化物熔离是岩浆自身演化和同化混染共同作用的结果。橄榄石Fo分子含量和全岩FeO含量显示,原生岩浆是苦橄质岩浆;源区物质应该是石榴石辉石岩;岩浆生成于地幔柱轴部。在塔里木板块东北部还存在分别来自于软流圈和亏损型大陆岩石圈地幔的二叠纪岩浆岩,它们都应该是塔里木大火成岩省的组成部分。     

北大巴山笔架山—铜洞湾碱性镁铁质熔岩的岩石学研究

笔—铜碱性镁铁质火山岩体由碎屑岩和熔岩组成。熔岩的主要岩石类型有苦橄岩(富橄辉玄岩)和碱性玄武岩。所有样品都富集不相容元素,REE显示出高度分离的分配型式,其(La/Yb)_(CN)比值多数在15和20之间,而相容元素(Co、Cr和Ni)则明显亏损,计算表明,碱性镁铁质熔岩不可能由球粒陨石型地幔分离出的橄榄岩部分熔融产生,而可能是由交代地幔适度部分熔融产物。