山东金伯利岩同位素地球化学特征的初步研究

本文对山东省蒙阴地区金伯利岩及金刚石,分别就sm-Nd、Rb-sr、C、O等同位素特征进行了初步研究。提出山东金伯利岩与世界其它地区一些金伯利岩中产出的金刚石,其δ~(13)C值完全一致,并认为金刚石的碳来源于上地幔,金刚石的的生长是不连续的。通过对金伯利岩Sm、Nd、Rb、Sr等的研究认为,山东金伯利岩来源于富集型上地幔,且有向亏损型上地幔转换的趋势;山东金伯利岩的岩石类型复杂多样,除金伯利岩自身原因外,另一原因是金伯利岩在上侵过程中与壳层岩石发生了同位素的强烈交代混染作用。     

金伯利岩:地球深部探测的重要探针

金伯利岩是一种偏碱性的超基性岩,来源于地幔深部,富含挥发份和钾质,属于火成岩类,金伯利岩中主要含有镁铝榴石、金刚石、橄榄石、铬铁矿、铬透辉石、镁钛铁矿,锆石、碳硅石等造岩矿物.同时金伯利岩也被认为是含金刚石最主要的岩石.本文通过文献调研方法,野外现场表明金伯利岩中含有深源包裹体;全球金伯利岩主要分布在俄罗斯、博茨瓦纳、加拿大、安哥拉、南非、刚果民主和纳米比亚;中国金伯利岩主要分布在华北地台,在山东、辽宁、吉林、山西、河南和新疆等地.这些金伯利岩常常与深大断裂甚至地幔深部地质作用关系密切,常出现标志性矿物橄榄石、石榴石、高铬磁铁矿,伴有烃类或氢气.但含金刚石金伯利岩主要沿郯庐断裂带分布,如辽宁瓦房店、山东蒙阴等地.从时代上看,以往认为的早古生代的金伯利岩,更可能都是在早期形成于华北地台之岩石圈底部,而在中生代白垩纪时期才在大规模岩石圈拆沉的地质背景下的以快速上升的,尤其是那些含金刚石的金伯利岩岩管更是快速上升的典型代表,其标型矿物是镁铝榴石、高铬磁铁矿、钙钛矿等.国内辽宁瓦房店含金刚石金伯利岩产于郯庐断裂带东侧,有着与同期金伯利岩相同的岩石矿物学特征,其中的以50号岩管为代表的金刚石矿床是我国重要的战略矿产.金伯利岩及其中的金刚石带来众多直接的深部地幔信息,中国瓦房店、蒙阴一带的金刚石来自上地幔,而一些含硼蓝色金刚石则来自下地幔,不同层圈的金刚石携带不同的标志矿物,以橄榄石为例:来自上地幔金刚石携带的橄榄石为橄榄石;过渡带金刚石携带的主要为瓦兹利石和林伍德石;下地幔的金刚石则为布里奇曼石,它们是深部探测的重要探针.     

华北克拉通金伯利岩型金刚石矿床含矿性判别

金伯利岩型金刚石原生矿床含矿性评价是了解金刚石成矿规律和指导区域性找矿的重要依据。华北克拉通是我国重要的金刚石成矿远景区，目前已发现了两个重要的含金刚石金伯利岩岩区（山东蒙阴和辽宁瓦房店）。近年来，对岩区内不同品位金刚石典型矿床的研究表明金伯利岩中的金刚石品位取决于以下两个重要的地质过程：金伯利岩岩浆对金刚石的捕获作用和金伯利岩岩浆对金刚石的熔蚀作用。在华北克拉通下方存在一个金刚石稳定区，温度为950~1200 ℃，压力为4. 4~6. 1 GPa。山东蒙阴和辽宁瓦房店金伯利岩岩浆在上升过程中穿过该区域并捕获其中的金刚石，成为含矿岩浆；而铁岭和鹤县等金伯利岩岩浆在上升过程中不穿过该区域，成为不含矿岩浆。在穿过金刚石稳定区时，富矿的金伯利岩捕获了更多的金刚石以及金刚石的伴生指示矿物（如镁铝榴石，镁铬铁矿）；而贫矿的金伯利岩则相对捕获了少量的金刚石和指示矿物。这些指示矿物往往参加了金刚石的形成过程，有些作为缓冲剂控制了反应（岩浆或熔体）的氧化还原状态，有些则作为反应物或者生成物参与到反应中。部分指示矿物（如镁铝榴石）还进一步地记录了金刚石形成后金伯利岩岩浆对金刚石的交代作用。金伯利岩岩浆温度（T），氧逸度（fO2）和挥发份(H2O和CO2)均会对金刚石的熔蚀作用产生影响，其中氧逸度作用最大，温度次之，而挥发份作用最弱。在华北克拉通，金伯利岩中指示矿物（镁铝榴石、镁铬铁矿）和金伯利岩岩浆特征（温度，氧逸度和挥发份）共同组成了金伯利岩型金刚石原生矿的评价指标。     

鲁西蒙阴地区含金刚石金伯利岩的岩浆侵入序列及成矿模式

鲁西蒙阴地区是我国金刚石原生矿重要产地之一,其含金刚石金伯利岩命名为常马庄单元。本文对该区金伯利岩地质特征进行了梳理，按岩石命名原则对该地区含金刚石金伯利岩不同岩石类型进行了重新划分和命名，共划分了细斑微粒金伯利玢岩类、粗斑细微粒金伯利玢岩类和含碎屑细斑或中细斑微粒金伯利玢岩类3个岩石类型和13个亚类型，同时首次从早至晚划分了细斑微粒金伯利玢岩类→含围岩角砾中细斑微粒金伯利玢岩类→粗斑细微粒金伯利玢岩类的侵入序列。通过对前人研究资料的综合分析并结合野外实地考察认为:以前套用南非金伯利岩型金刚石原生矿中心式火山喷发型成矿模式作为蒙阴地区含金刚石金伯利岩的成矿模式不符合该区实际地质特征。提出了该区金刚石金伯利岩新的成矿模式为中心式—裂隙式复合潜火山隐爆岩浆序次侵入充填型岩浆侵入角砾岩筒及其伴生的岩脉、岩床模型。     

山东金刚石原生矿成矿规律研究

山东金刚石矿主要分布于蒙阴地区与郯城地区。根据2009年矿产资源利用现状调查资料,山东省有金刚石矿产地9处,其中金伯利岩型原生矿4处,砂矿5处。截止2015年底,山东省保有资源储量为1357万ct,其中常马金刚石原生矿资源量为326万ct,西峪金刚石原生矿资源量为1031万ct。虽然含金刚石的岩石类型很多,但到目前为止,仅有金伯利岩和钾镁煌斑岩（橄榄金云火山岩）可以形成具有工业意义的金刚石原生矿。在山东境内,目前仅有金伯利岩可形成具有工业意义的金刚石原生矿。由于山东金刚石原生矿皆赋存在金伯利岩中,因此研究与寻找金伯利岩是寻找金刚石原生矿的前提条件。鉴于此,对金伯利岩的赋存规律的研究,对金刚石进行成矿预测与指导找矿,都具有极为重要的意义。     

澳大利亚西部金刚石矿床的发现

澳大利亚地质工作者经过十年的努力,1977年终于在澳大利亚西部金伯利地区找到了原生金刚石矿床,其含矿源岩除金伯利岩外,在金刚石源岩种类上有了突破,发现钾镁煌斑岩火山岩管也是含金刚石的含矿源岩。这一发现冲破了过去找金刚石矿只寻找金伯利岩的局限性,扩大了金刚石的找矿领域。     

山东蒙阴和俄罗斯雅库克金伯利岩中地幔捕掳体的对比研究

金伯利岩中地幔捕掳体的研究可以了解地幔的成分和金刚石的生成条件.蒙阴金伯利岩金刚石矿区位于山东省境内.蒙阴矿区金刚石产在岩管、岩脉和岩墙中,以岩管中的金刚石最好.     

西藏蛇绿岩带中含金刚石超镁铁岩及其地质意义

金刚石矿床根据产状可分为三个类型:金伯利岩型、非金伯利岩型和砂矿型.金伯利岩型和砂矿型矿床一向被人重视,并被一些人认为是金刚石的唯一来源.而非金伯利岩型(镁铁岩及超镁铁岩)虽然在多处找到     

金伯利岩微量元素地球化学特征与含金刚石程度的判别

鉴于金伯利岩普遍经受强烈的热液蚀变作用,新鲜的金伯利岩比较少见,这就给研究金伯利岩的矿物成分和岩石化学成分带来一定困难。因此,研究金伯利岩中比较稳定的微量元素分布特征,查明含金刚石程度不同的金伯利岩中微量元素含量差别,探讨根据微量元素判别和预测金伯利岩含金刚石程度的可能性,具有比较普遍的实际意义。     

加拿大案例探讨寻找金刚石矿的三个关键点

20世纪90年代初，加拿大地质学家Charles E Fipke先生在加拿大高寒的Lac De Gras地区发现的含金刚石的金伯利岩，把加拿大带入了寻找金刚石矿的高潮，相继在Lac De Gras地区发现金伯利岩管群和在加拿大中部的Fort à la Corne发现的金伯利岩群，使得加拿大金刚石产量位居世界第三。本文综述这两个地区金刚石矿的发现和分析含金刚石的金伯利岩的存在的特征，指出太古宙地台环境是含金刚石的金伯利岩存在的基础，厚度大的太古宙地台底部是金刚石晶体缓慢生长的天然高温高压培育仓、沿冰碛或沿水系沉积物追踪金伯利岩指示矿物是溯源金刚石母岩的手段、认识金伯利质火山地貌形态能起到在寻找金伯利质火山位置过程中事半功倍的效果，有助于理解金伯利质火山口相的变化。     

鄂尔多斯古陆金刚石成矿条件及找矿潜力

鄂尔多斯古陆具有稳定的结晶基底和沉积盖层,也存在有利于金伯利岩形成的深切地幔的深大断裂构造。在山西柳林尖家沟地区发现众多金伯利岩,在山西应县和大同地区发现金伯利岩、钾镁煌斑岩及似金伯利岩等与金刚石形成有关的岩体,在这些地区也发现少量微粒金刚石和大量指示矿物;圈出内蒙古新庙、陕西店塔2个铬尖晶石指示矿物异常区。陕西店塔地区还发现与金伯利岩岩浆活动有关的环状构造。鄂尔多斯古陆区具备原生金刚石形成条件,具有良好的找矿潜力。     

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。     

金伯利岩演化过程及金刚石含矿性评价的研究进展

金伯利岩是研究地幔动力学过程、探讨岩石圈演化等深部重大科学问题的有效载体,也是揭示金刚石这一稀缺矿产资源的形成环境、成因、来源及找矿实践等最为重要的研究对象之一。长期以来,由于受到研究手段、研究思路等的限制,对金伯利岩相关研究的核心与瓶颈性关键基础科学问题,即"金伯利岩的初始岩浆组成"、"金伯利岩的演化过程及其意义"、"金伯利岩的金刚石含矿性评价"等知之甚少,这极大地制约了人们对金伯利岩及其相关深部过程意义等方面的深入了解。例如,基于高压熔体模拟实验、基质矿物、细小同源包裹体及金伯利岩筒边部隐晶质物质的研究,可以有效分析金伯利质岩浆的初始组成特征,但却难于有效甄别金伯利质岩浆的源区特征,难于有效区分地幔同化/混染作用、流体分异以及就位期间的脱玻化作用等对岩浆的影响等;由于缺乏再结晶及(或)再生长矿物在微成分、微结构方面的系统研究报道,难于有效精准分析金伯利质岩浆组成的变化规律及脱气作用的影响,揭示金伯利质岩浆的演化过程;尽管根据共生矿物组合、橄榄石的含水性等可用于评估金伯利岩的金刚石含矿性,但存在指标体系过于简单、数据积累少等方面问题。理论上,从微区(微米级、纳米级)的角度,对金伯利岩各组成结构单元中矿物等的微成份、微结构进行系统研究,可以更为精准地提取金伯利质初始岩浆组成、演化过程等方面的信息,因此对含金刚石与不含金刚石的金伯利岩的微组构进行精细研究,可以为有效重建金伯利质岩浆的演化机制、深入揭示其对深部过程的响应等奠定科学基础。同时,也可以在对已知金刚石矿区研究的基础上,建立用于金刚石初始品位预测和保存潜力分析的模型,以实现有效评价未知金伯利岩区的含矿性的目的。     

江苏徐州西村金伯利岩管地质特征及其找矿意义

西村岩管是在苏北地区发现的第一个金伯利岩管,颠覆了苏北地区无金伯利岩的历史。从岩石学、地球化学和伴生矿物等方面分析了西村岩管的地质特征,并进一步探讨其金刚石找矿意义。从区域背景和金刚石形成条件看,西村地区具备了金伯利岩侵位和金刚石矿形成的基本地质条件,而西村岩管为金刚石矿就位提供了母岩条件;西村金伯利岩与山东、辽宁金伯利岩具有相似的地球化学特征,是幔源岩浆低程度部分熔融的产物,且在岩浆上升过程中普遍遭受了壳源物质的混染,后期碳酸盐化现象普遍发育;其相容元素含量与山东金伯利角砾岩相似,均为典型的金伯利岩型配分模式,稀土元素表现为轻、重稀土元素强烈分馏的特征;伴生指示矿物主要为榴辉岩型含铬镁铝榴石、富铬透辉石和富镁铬尖晶石,其特征均表现出含矿金伯利岩的特点。     

我国金伯利岩中镁铝榴石的化学成分特征及找矿意义

镁铝榴石是金刚石的重要伴生矿物,而在许多非金伯利岩中也含有镁铝榴石,因此深入研究金伯利岩中与非金伯利岩中镁铝榴石的物理、化学特征,找出它们之间的差异进而确立金伯利岩中镁铝榴石的标型特征,对利用重砂法寻找金刚石原生矿具有重要意义。本文仅对我国已发现的金伯利岩中镁铝榴石的化学成分特征及与非金伯利岩中镁铝     

关于金刚石成矿理论的某些问题

自上世纪七十年代初在阿扎尼亚发现含金刚石的金伯利岩以来,传统的金刚石成矿理论认为:金伯利岩是金刚石唯一的原始源泉;金刚石是从原始金伯利岩浆中结晶出来的;金伯利岩浆的快速上升是金刚石保存下来的必要条件。近年来的地质研究和找矿实践,对以上成矿理论提出了疑义。 (一)金云火山岩的发现及其意义澳大利亚西北部金伯利高原的金刚石原生矿床,不但产于金伯利岩中,也产于金云火山岩(lamproite,或译为钾镁煌斑岩)以及某些过渡型岩石中。七十年代末已查明三个有重要经济价值的金云火山岩岩筒,其中Argyle岩筒长1600米,宽200—600米,面积45万平方米,     

徐州贾汪地区暗色岩锆石U-Pb年龄及金刚石成因探讨

对徐州贾汪地区暗色岩进行锆石U-Pb年龄测定,结合该区地质构造背景和华北板块金伯利岩岩浆活动期次特征,探讨暗色岩中的金刚石成因及成矿前景。研究表明:该区暗色岩分布时代跨度较大,从新元古代至中生代甚至新生代,几乎每个重要的岩浆活动期均有暗色岩。北许阳辉绿岩中的金刚石应来源于幔源岩浆结晶,但不具备金刚石找矿前景; 西村金伯利岩具有一定的金刚石找矿前景,但其含矿性比山东金伯利岩差; 从物质成分上看,燕山晚期—喜山期玄武玢岩具有一定的金刚石找矿前景。结合该区深部地质条件,认为该区具有基性岩上升过程中携带金刚石矿层的条件及新生代金伯利岩产出的可能性,但较高的大地热流值对金刚石保存不利。     

博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征及对寻找类似岩体的启示

金刚石及其寄主岩石是人类认识地球深部物质组成和性质、壳幔和核幔物质循环重要研究对象。本文总结了中国不同金刚石类型的分布,着重对比了博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征,取得如下认识:(1)博茨瓦纳含矿原生岩石仅为金伯利岩,而中国含矿岩石成分复杂,金伯利岩主要出露在华北克拉通,展布于郯庐、华北中央和华北北缘金伯利岩带,具有工业价值的蒙阴和瓦房店矿床分布于郯庐金伯利岩带中;钾镁煌斑岩主要出露在华南克拉通,重点分布在江南和华南北缘钾镁煌斑岩带中;(2)钙钛矿原位U-Pb年龄和Sr、Nd同位素显示,86～97 Ma奥拉帕金伯利岩群和456～470 Ma蒙阴和瓦房店金伯利岩均具有低87Sr/86Sr(0.703～0.705)和中等εNd(t)(-0.09～+5)特征,指示金伯利岩浆源自弱亏损地幔或初始地幔源区;(3)博茨瓦纳金伯利岩体绝大多数以岩筒产出,而中国以脉状为主岩筒次之;博茨瓦纳岩筒绝大部分为火山口相,中国均为根部相,岩筒地表面积普遍小于前者;(4)奥拉帕A/K1和朱瓦能金伯利岩体是世界上为数不多的主要产出榴辉岩捕虏体和E型金刚石的岩筒之一,而同位于奥拉帕岩群的莱特拉卡内、丹姆沙和卡罗韦岩体与我国郯庐带的金伯利岩体类似,均主要产出地幔橄榄岩捕虏体以及P型和E型金刚石;(5)寻找含矿金伯利岩重点注意以下几点:克拉通内部和周缘深大断裂带是重要的控岩构造;镁铝榴石、镁钛铁矿、铬透辉石、铬尖晶石和铬金红石等是寻找含金刚石金伯利岩重要的指示矿物;航磁等地球物理测量需与土壤取样找矿方法相结合才能取得更好效果;(6)郯庐金伯利岩带、江南钾镁煌斑岩带和塔里木地块是中国重要含矿岩石的找矿靶区,冲积型金刚石成矿潜力巨大。     

辽宁省瓦房店金伯利岩矿区构造特征及其控矿作用

辽宁省瓦房店地区是中国著名的金刚石矿产地之一,矿床类型属于金伯利岩型金刚石矿床。通过研究区域构造背景,结合最新项目研究成果,将辽南瓦房店金伯利岩矿区构造演化过程划分为7个构造旋回,讨论辽宁省瓦房店地区不同构造旋回的特征及对金伯利岩的影响,得出加里东期近东西向构造控制着辽南金伯利岩的产生及成矿作用。燕山期断裂构造对金伯利岩的展布起控制作用,认为本区金伯利岩的成矿阶段可由古生代延至中生代。     

蒙阴金伯利岩中橄榄石的含水性研究及其意义

<正>橄榄石是金伯利岩中最为重要的组成矿物之一,也是金刚石的共生矿物之一。金伯利岩中的橄榄石斑晶/捕虏晶的红外光谱图中具有复杂多样的OH吸收峰,这反映了它们的幔源化学组成、最终平衡条件以及来源的差异性。由此看来,这似乎暗示着,利用橄榄石的OH红外光谱特征,可有效用于判断金伯利岩的金刚石含矿性等。作为一种探索性实验,笔者测量了山东蒙阴金伯利岩中的38粒橄榄石样品,旨在寻找金伯利岩中橄榄石的