黑金刚石可能是早期陨石冲击地壳岩石形成的金刚石集合体

黑金刚石(Carbcnado)是不规则的金刚石多晶集合体,产于砂矿和低级变质岩中.其特征为细粒.碳同位素比值低,含多种地壳物质的包裹体(硅酸盐、磷酸盐、氧化物),缺乏与上地幔金刚石伴生的特征性矿物.我们认为:所有这些特征以及黑金刚石中六方金刚石的存在,均可能是含有机碳或含石墨派生物的地壳岩石(包括太古代和元古代的岩石)经冲击变质作用的结果.     

哈萨克斯坦北部Kumdy-Kol金刚石矿床地质与变质金刚石成因

哈萨克斯坦北部Kokchetav地区的Kumdy Kol金刚石矿床是世界上惟一的变质金刚石矿床。对该金刚石矿床成因以及相关岩石的诸多研究成果不仅深化了对超高压变质岩的研究 ,而且推动了大陆动力学研究的进展。在该金刚石矿床中找到的岩相学证据证明 ,该金刚石矿床的主要含矿岩石大理岩曾经在俯冲带中循环到 >2 4 0km的深部。文章在介绍Kokchetav变质金刚石矿床的地质特征和大地构造背景的基础上 ,讨论了该变质金刚石矿床的形成过程以及变质金刚石的成因。Kokchetav变质金刚石主要表现出蜂窝状或草莓状的特征外形。这种蜂窝状或草莓状金刚石是快速生长条件下结晶的结果。结合最近的研究成果 ,笔者认为Kokchetav金刚石矿床中金刚石的形成与深俯冲大理岩中的白云石分解作用密切相关。白云石分解反应形成文石和菱镁矿组合 ,菱镁矿继续分解形成金刚石 (MgCO3 =金刚石 +MgO +O2 )。基于这个认识 ,Kokchetav金刚石矿床中碳 (金刚石和石墨 )的来源应该是碳酸盐岩     

金刚石矿物学、包裹体及碳稳定同位素研究综述

金刚石是地球上最坚硬、对形成环境要求最苛刻的矿物之一。金刚石的矿物学特征、包裹体特征及碳稳定同位素组成记录了金刚石生长、熔蚀、搬运等地质过程中的温度、压力及物质成分等信息,是探索金刚石物质来源、形成过程和地球深部物理化学环境的重要研究对象。总结了国内外金刚石矿物学特征、包裹体特征和碳稳定同位素组成的相关研究成果,发现金刚石晶形和组合及其颜色可大致区分金刚石来源; 金刚石表面特征是区分原生金刚石与砂矿金刚石的重要鉴别特征; 金刚石包裹体类型及组合、包裹体年代学及金刚石碳稳定同位素研究,可分析金刚石物质来源和地球深部物理化学环境,确定金刚石形成时代,为研究金刚石成因、地幔岩石圈深部作用过程以及壳幔相互作用提供重要依据。     

金刚石矿物学、包裹体及碳稳定同位素研究综述

金刚石是地球上最坚硬、对形成环境要求最苛刻的矿物之一。金刚石的矿物学特征、包裹体特征及碳稳定同位素组成记录了金刚石生长、熔蚀、搬运等地质过程中的温度、压力及物质成分等信息,是探索金刚石物质来源、形成过程和地球深部物理化学环境的重要研究对象。总结了国内外金刚石矿物学特征、包裹体特征和碳稳定同位素组成的相关研究成果,发现金刚石晶形和组合及其颜色可大致区分金刚石来源;金刚石表面特征是区分原生金刚石与砂矿金刚石的重要鉴别特征;金刚石包裹体类型及组合、包裹体年代学及金刚石碳稳定同位素研究,可分析金刚石物质来源和地球深部物理化学环境,确定金刚石形成时代,为研究金刚石成因、地幔岩石圈深部作用过程以及壳幔相互作用提供重要依据。     

金刚石矿物学、包裹体及碳稳定同位素研究综述

金刚石是地球上最坚硬、对形成环境要求最苛刻的矿物之一。金刚石的矿物学特征、包裹体特征及碳稳定同位素组成记录了金刚石生长、熔蚀、搬运等地质过程中的温度、压力及物质成分等信息,是探索金刚石物质来源、形成过程和地球深部物理化学环境的重要研究对象。总结了国内外金刚石矿物学特征、包裹体特征和碳稳定同位素组成的相关研究成果,发现金刚石晶形和组合及其颜色可大致区分金刚石来源; 金刚石表面特征是区分原生金刚石与砂矿金刚石的重要鉴别特征; 金刚石包裹体类型及组合、包裹体年代学及金刚石碳稳定同位素研究,可分析金刚石物质来源和地球深部物理化学环境,确定金刚石形成时代,为研究金刚石成因、地幔岩石圈深部作用过程以及壳幔相互作用提供重要依据。     

用硫酸硝酸代替高氯酸净化人造金刚石

过去,我们和其他一些单位,都是用高氯酸氧化方法净化人造金刚石中的非金刚石碳.存在的问题是:在高氯酸氧化碳的过程中,温度高,反应烈,易燃易爆;而且产生大量有害气体;成本也高.在国外资料的启发下,我们研究试用硫酸、硝酸代替高氯酸净化人造金刚石中的非金刚石碳的新工艺,获得较好的效果.这种方法基于非金刚石碳在280℃时与硫酸和硝酸作用,生成二氧化碳气体和可溶于水的苯六甲酸而与人造金刚石分离.此法已在1978年有关专业会议上作过介绍.工艺流程如下:取摇床精料(约含非金刚石碳20～50%)置入锥形瓶(或烧杯,下同)中,然后加入硫酸、硝酸混合液(硫酸:硝酸=9∶1或10∶1).     

广西桂北垒洞煌斑岩中金刚石的发现及其矿物组合特征

桂北罗城垒洞煌斑岩(云煌岩)中发现了与安徽栏杆地区相似的金刚石。垒洞云煌岩呈岩筒状产出并有明显分带性,从岩筒中心→边缘可分为3个相带:中心相为具气孔状-杏仁状构造云煌岩和角砾状云煌岩;过渡相为云煌岩;边缘相为强碳酸岩化-褐铁矿化云煌岩。本次发现的金刚石产于中心相气孔状-杏仁状构造云煌岩中,岩石主要由富镁黑云母、透长石、辉石、角闪石(或闪辉矿物假象)组成。发现的金刚石其拉曼光谱具有1331cm-1处的金刚石特征峰,红外吸收光谱显示既含有1282cm-1吸收峰,又含有1175cm-1吸收峰的ⅠaAB型金刚石特征。电子探针分析表明,垒洞煌斑岩中金刚石伴生矿物组合为镁-铁铝榴石、铬尖晶石亚族的含镁铬铁矿和镁铬铁矿,以及贫铬透辉石、碳硅石和橄榄石。与其他地区含矿煌斑岩相比,矿物组合既有相同也有不同之处,为广西金刚石找矿提供依据。     

超大型金刚石矿床、磷矿床、油气田、油页岩矿床与碳质球粒陨石星子的成因联系

通过对太阳系起源的研究,笔者指出,超大型金刚石矿床、磷矿床、油气田和油页岩矿床,都与碳质球粒陨石星子有成因联系。碳质球粒陨石星子被吸积于原始地球上地幔表层,形成原始富碳区。当地壳形成后,富碳区的岩石圈没有被软流层的对流作用均匀化,并在155—250km深度范围内,碳质聚合成金刚石。随着金伯利岩和钾镁煌斑岩岩浆侵位,金刚石被带入地壳上部形成金刚石矿床。在富碳区,除金刚石矿床外,还形成了超基性岩-碱性岩-碳酸岩富磷杂岩体及超大型,大型磷灰石矿床。富磷杂岩体为超人型磷块岩矿床的形成提供了成矿物质,也为成油生物群的繁殖提供了矿物养料,从而为形成超大型油气、油页岩矿床创造了物质条件。碳质球粒陨石中的有机质在高温条件下合成油气,被封存于大陆岩石圈上地幔部分,在构造条件有利时进入储油构造,促进了超大型油气田的形成。超大型矿床的存在,是岩石圈成矿物质横向不均匀性的反映。     

蛇绿岩型金刚石的特征

蛇绿岩型金刚石产在蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中,不同于产在大陆克拉通的金伯利岩型金刚石,也不同于产在板块俯冲带中的超高压变质型金刚石和陨石撞击成因的金刚石。蛇绿岩型金刚石的主要特征是粒度普遍较小,多数在200~500μm之间,C同位素显示极低的δ13CVPDB值(-28‰~-18‰),金刚石中包裹体以含富Mn的矿物为特征,金刚石产在蛇绿岩大洋地幔橄榄岩中,其构造背景为板块缝合带。金伯利岩型金刚石粒度可达厘米级,是大颗粒宝石级金刚石的主要来源,其C同位素显示轻微低的δ13CVPDB值(-10‰~-5‰),包裹体矿物多为富Mg的矿物组合,金刚石产在克拉通和大陆岩石圈构造背景。超高压变质带中的金刚石颗粒十分细小,由数微米至100μm,C同位素为中等低的δ13CVPDB值(-15‰~-7‰),金刚石通常与碳酸岩和地壳成因矿物伴生,含有金刚石的超高压变质岩石形成的构造背景为板块深俯冲边界。形成于陨石撞击的金刚石产出和研究均较少,金刚石通常也是微米级,产出在陨石撞击形成的变质岩中,伴生矿物的成分与与撞击变质的原岩有关。以上四类金刚石无论野外和室内区分显著,由此,可以将蛇绿岩型金刚石归为地球上一种新的金刚石产出类型。     

金刚石与深部碳循环

深部碳循环是全球碳循环研究中不可或缺的部分。较之表层碳,人类对地球深部碳储库的储量、碳的迁移方式和交换量都缺乏清晰认识。作为来自地球深部的碳单质矿物,金刚石是研究深部碳循环的绝佳样品。近年来原位微区分析技术的突飞猛进为研究金刚石及深部碳循环提供了良好条件。文中对表层与深部碳交换、深部碳储库及金刚石矿物学性质进行了介绍,并通过金刚石及其包裹体的稳定同位素组成,探讨了金刚石的形成机制及含碳流体/熔体的性质与来源问题。     

地球深部流体中的有机质与金刚石生长北大核心CSCD

金刚石代表了地球深部微量的碳存在,其成因对于理解行星演化的动力学机制、挥发分循环以及氧化还原状态演变等具有重要意义。在俯冲带环境,金刚石的形成和挥发分的循环密切相关。地球内部的碳通量主要受变质脱碳作用和碳酸盐溶解作用形成的相对氧化的水质流体的调节和控制。在深部C-H-O流体中,碳由随流体迁移到最终饱和形成金刚石的过程主要受碳在流体中溶解度的控制,而后者则受高温高压条件、pH值、氧化还原环境、溶质结构和岩石中缓冲矿物组合等多种因素的影响。     

山东金刚石碳同位素组成的二次离子质谱显微分析

华北克拉通山东金刚石晶体生长的多阶段性及碳同位素组成已被人们关注,但很少有人对不同阶段金刚石及其内部的碳同位素组成变化进行分析。本文利用二次离子质谱(SIMS)微区分析技术对山东金刚石晶体内部不同阶段生长的δ13C进行了原位测试分析,得出山东金刚石δ13C的变化范围在-5.6‰～-2.01‰,平均值为-3.63‰,与前人对华北克拉通金刚石碳同位素组成测试值(δ13C在-14.71‰～-0.46‰,主要集中在-9‰～-4‰之间)大致相同,位于全球橄榄岩型金刚石及幔源碳同位素组成主要范围(-8‰～-2‰)内。结合金刚石生长环带阴极发光图像,认为金刚石自核心部位至边缘,在同一期生长环带内,其δ13C值呈变重趋势;在多期复杂生长环带之间,δ13C值因结晶时的地质环境不同而存在差异。δ13C值的这种变化揭示了该地区金刚石复杂的生长环境,为解析华北克拉通地幔碳循环提供了定量数据。     

蛇绿岩型金刚石和铬铁矿深部成因

地球上的原生金刚石主要有3种产出类型,分别来自大陆克拉通下的深部地幔金伯利岩型金刚石、板块边界深俯冲变质岩中超高压变质型金刚石,和陨石坑中的陨石撞击型金刚石。在全球5个造山带的10处蛇绿岩的地幔橄榄岩或铬铁矿中均发现金刚石和其他超高压矿物的基础上,我们提出地球上一种新的天然金刚石产出类型,命名为蛇绿岩型金刚石。认为蛇绿岩型金刚石普遍存在于大洋岩石圈的地幔橄榄岩中,并提出蛇绿岩型金刚石和铬铁矿的深部成因模式。认为早期俯冲的地壳物质到达地幔过渡带(410~660 km深度)后被肢解,加入到周围的强还原流体和熔体中,当熔融物质向上运移到地幔过渡带顶部,铬铁矿和周围的地幔岩石以及流体中的金刚石等深部矿物一并结晶,之后,携带金刚石的铬铁矿和地幔岩石被上涌的地幔柱带至浅部,经历了洋盆的拉张和俯冲阶段,最终在板块边缘就位。     

金刚石中的高钾高氯包体和地幔交代作用

在山东产出的两颗八面体金刚石中发现高钾高氯包体(K 48～58wt％,Cl 37～48wt％)。与之伴生的有碳质物和硅酸盐矿物包体。高钾高氯包体及其共生组合代表了金刚石生长初期阶段陷获的上地幔液相物质。这些液相物质富H_2O、K、Cl和碳质,并联系着地幔交代作用,其中碳质物可能是金刚石生长的碳源。     

碳的相图和金刚石的合成

根据合成金刚石的实验数据以及对石墨和金刚石熔化温度的测定，目前已作出了碳的完整相图如下：     

湖南砂矿金刚石包裹体原位测试:对金刚石成因来源的启示

包裹体是探究矿物结晶生长过程及其地球化学环境的重要探针,是反演寄主矿物形成机制及形成环境的有效工具。本文采用显微激光拉曼光谱、电子探针和LA-ICP-MS技术对来自湖南沅水流域的24颗宝石级金刚石的包裹体进行了原位分析。结果显示,湖南砂矿金刚石中橄榄岩型和榴辉岩型包裹体比例接近,橄榄岩型和榴辉岩型包裹体可在同一颗金刚石中"共存";湖南金刚石形成时地幔的温度和压力分别为1109~1237℃和4.05~5.83 GPa,相应的形成深度大致为133~192 km;包裹体成分及组合特征显示,扬子克拉通金刚石的形成环境与华北克拉通金刚石有显著差异,前者的形成与榴辉岩的关系更为密切,暗示有古老的地壳物质参与了金刚石的形成过程。     

贵州金刚石特征

天然金刚石以其中氮、硼含量、赋存形式分为Ⅱb,Ⅱa、Ⅰb、Ⅰa型;金刚石的成分是碳,含杂质元素50余种;其晶体特征:Ⅰ型比Ⅱ型透明度好,颜色浅,晶体完整,Ⅰ型多八面体,Ⅱ型菱形十二面体多,Ⅰ型包体少色斑多,Ⅱ型包体多色斑少.砂矿金刚石特点亦类似.     

津巴布韦金刚石中石墨包裹体及金刚石异常双折射特征分析

津巴布韦马朗(Marange)金刚石矿以产出混合习性(八面体与近立方体)金刚石为特征,其石墨包裹体仅存在于近立方体区.石墨包裹体的形态、分布及金刚石的异常双折射与应变特征,能反映其从开始结晶到被搬运至地表过程中经历的地质作用.因此,对津巴布韦混合习性金刚石及石墨包裹体的研究不仅能提供与其他产地金刚石有对比意义的数据,且...     

金刚石的成因─—油储隐爆说

实验告诉我们，有机碳在高温高压下能制成金刚石。通过分析金刚石的产出特征，根据实验原理，提出了油储隐爆形成金刚石的新观点。     

含碳粉末触媒的制备及其金刚石合成研究

采用快速急冷工艺制备含碳粉末触媒,并以此触媒为原料,在国产DS6×800A型铰链式六面顶压机上进行金刚石合成实验;实验结果表明:在高速冷却条件下(冷速为104℃/s～106℃/s),大量石墨碳被固溶在触媒材料内部,固溶在触媒材料内部的石墨碳形态有球形、长条形及其它不规则形状;固溶石墨碳的存在有利于石墨碳源在高温高压金刚石合成过程中的溶解与传输,从而,缩短了触媒溶剂中溶解碳达到过饱和的时间,提高了金刚石的形核率和合成单产。