沅江辰溪地区河流碎屑石榴子石地球化学特征及其对湖南原生金刚石找矿的启示

湖南沅江是我国砂矿金刚石的重要产地,石榴子石和金刚石是砂矿中常见的重矿物,与金刚石相关的石榴子石特征研究,对揭示湖南砂矿金刚石的来源与形成条件有重要意义。本文随机选取湖南沅江辰溪地区金刚石砂矿中160粒碎屑石榴子石和5粒金刚石包裹体中的石榴子石,采用矿物学、地球化学并借鉴统计学方法对它们进行了分析比较。结果显示,碎屑石榴子石主要为铁铝-锰铝榴石系列,其中个别石榴子石含有金刚石包裹体。聚类分析、线性判别、逻辑回归分析计算显示,部分G3榴辉岩型石榴子石与金刚石可能具有成生联系。同时,两个采集地点的石榴子石类型、主微量元素具有一定的差异,其中一个地点的石榴子石样品DJZ-7-1具有与金刚石更强的亲缘性。基于本文碎屑石榴子石Si值大于3.02以及前人对湖南金刚石限定的温压条件进行分析,认为湖南金刚石可能形成于深度小于220 km的橄榄岩-榴辉岩混杂区,该区域系钾镁煌斑岩型金刚石来源的优势区域。据此,建议可在辰溪赤岩村河段上游区域进一步寻找幔源G3型石榴子石以及钾镁煌斑岩,以期发现原生金刚石矿床。     

湖南金刚石和宝石金刚石

一、概况湖南金刚石遍及湘、资、沅、澧四水,而主要分布在沅江流域。大地构造位置属杨子准地台的江南叠台隆和上杨子台褶带范围内,地台基底为冷家溪群,是一套浅变质岩系,时代9—14亿年。益层自震旦系—新生界均有出露。金刚石主要赋存于第四系沉积物中,此外,在震旦系江口组、上三迭—下侏罗统、白垩系及第三系地层中均含有金刚     

Ⅰa型褐色金刚石结构缺陷的同步辐射白光形貌特征

同步辐射白光形貌术具有射线强度大、准直性好、摄谱时间短、分辨率高等特点,是无损研究晶体缺陷的有效工具．采用该方法对产自山东蒙阴、辽宁瓦房店和湖南沅江3个矿区的31颗典型金刚石样品进行了研究．白光形貌像揭示,金刚石中普遍存在晶体结构畸变的特征,并且变形程度不等,部分严重变形晶体具有异常劳埃衍射式样;其衍射斑点的形态、衬度及条纹变化反映了金刚石晶体结构变形的程度和复杂性．晶格的完整性与金刚石的褐色强度无明显相关性．该类结构缺陷与金刚石的复杂形成过程和深部保存条件有关．     

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。     

华北克拉通南缘碱性基性岩金刚石成因探讨——来自红外光谱的证据

我国最主要的金刚石产地均位于华北克拉通。目前在华北克拉通苏皖北部的碱性基性岩中发现大量的微粒金刚石,经确认这是一种不同于母岩为金伯利岩和钾镁煌斑岩的新类型金刚石。本文利用傅里叶可变红外光谱对这些金刚石进行测试和分析。研究结果表明,大多数金刚石中包含单原子氮（C心）,少部分包含双原子氮（A心）和聚集氮（B心）,其中Y心（1145~1150cm-1）与C心伴生,指示了这些金刚石大多为天然的Ib型、Ib/IaA型和IaAB型,其中以Ib型为主。N元素是金刚石中最常见的与晶格缺陷有关的杂质。该地区出土的金刚石N的含量普遍不高,通过对其中IaAB型金刚石的计算,认为该区IaAB型金刚石在地幔中赋存时间为550Ma左右,温度在1225℃左右,相当于地下150km深度。而大量Ib型金刚石的出现,说明在金刚石的初生阶段就被带出稳定区域。导致了N元素没有发生向A心的转化。     

湖南金刚石的显微塑性变形特征

湖南金刚石主要产自沅江流域.金刚石表面普遍遭受了强烈的熔蚀, 与位错相关的熔蚀特征主要为熔蚀线和熔蚀孔道.熔蚀线常见的为一组和二组, 有时为三组, 组内相互平行, 组间相互交切.熔蚀孔道则沿主滑移面成排分布, 孔道圆而直, 其形成的原因与主滑移面和另一强滑移面交切形成的应力虚脱区有关.将金刚石沿生长中心磨成薄片, 在阴极发光(CL)、正交偏光和显微放大观察发现, 金刚石的主滑移面方向常表现为平行消光条带, 一组条带相互平行, 二组相互交切, 三组形成六方环, 四组构成应力幻影.消光条带与褐色色带的形成密切相关, 有褐色色带必有消光条带与之对应, 但有消光条带则不一定有褐色色带与之对应.透射电镜(TEM) 资料显示: 金刚石中刃型位错与螺旋位错均有发育, 位错缠结十分明显, 位错密度分布不均, 在位错缠结的带内位错密度明显高于带间.从生长与变形特征的关系来看, 金刚石的塑性变形发生于生长完成之后.      

博茨瓦纳奥拉帕金刚石矿床成矿地质特征

博茨瓦纳是世界上金刚石资源最为丰富的国家之一。奥拉帕金刚石矿床是该国最大的金刚石矿,矿床的金伯利岩为Ⅰ型,其中的包体可以分为2种:橄榄岩型和榴辉岩型;金刚石可以分为3类:橄榄岩型、榴辉岩型及两者的过渡类型-二辉岩型。其中,橄榄岩型和部分榴辉岩型金刚石来自于地幔结晶堆晶体,而榴辉岩型则与板块俯冲的构造-热事件有关。金伯利岩的形成时代主要为白垩纪,而金刚石则主要形成于元古宙和太古宙,金伯利岩和金刚石为不同时期的产物,金刚石为金伯利岩侵位期间捕获的上地幔物理破碎产物。其中年龄为900~1000Ma的金刚石为板块构造-热事件的产物,并对早期金刚石进行了改造破坏。     

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。     

金刚石紫外影像分选仪在成都地质学院研制成功

金刚石由于晶格杂质和构造缺陷不同,被分为Ⅰ型和Ⅱ型。天然金刚石中Ⅱ型比例很少。但Ⅱ型金刚石具有特殊的光学性质、热传导性质和半导体特性,其使用价值大大高于Ⅰ型。对Ⅱ型金刚石的鉴定十分重要,在生产中对大量金刚石进行分型鉴定已成为迫切的问题。金刚石紫外影像分选仪的研制成功填补了国内在这方面的空白,而且提供了一种快速、准确和简便的金刚石分型鉴定手段。     

金刚石的优化处理

金刚石宝石名:钻石,化学式:C,空间群:Oh~7Fd3m,属立方面心格子,C-C以共价键相连,化学成分以碳为主,此外还含Si、Al、Ca、Mg、Mn、Fe、Ti、B、N、Ni等杂质。金刚石常因含各种带色离子而呈各种颜色。金刚石的颜色一般有:黄、蓝、绿、灰白、天蓝、金黄、红、粉红、紫、褐色、无色等。我国金刚石以无色、淡黄、浅棕色为主,偶尔也有绿、灰、桔黄色。产地主要有山东、辽宁、贵州、湖南等。湖南沅江流域金刚石的颜色有黄色、黄褐色等。金刚石常含有包裹体,这不仅影响其透明度,而且还会降低其宝石品级。包裹体一般