山东蒙阴金刚石的"似玛瑙状"生长结构及氮、氢杂质分布的不均一性

阴极发光(CL)技术可揭示金刚石生长结构、阶段和过程.利用该技术首次发现蒙阴金刚石中罕见的"似玛瑙状"生长结构,并分析了该典型结构的特征和生长机制.该样品定向切片的傅立叶变换红外光谱(FTIR)微区分析表明,氮、氢杂质分布不均一,从生长中心至边缘,总氮含量和B中心百分数逐渐降低,但变化幅度较小;氢浓度呈不规则振荡,边缘区最高.该生长结构和杂质不均一特点揭示了金刚石生长过程中熔/流体的参与作用和生长条件、环境的复杂性.     

辽宁复县金刚石的阴极发光特征及其意义

阴极发光图像揭示了辽宁复县金刚石的内部结构具有３种类型;（１）简单的生长环带结构;（２）多期生长的复杂环带结构;（３）稀少的似玛瑙状结构,这些内部结构特征反映金刚石的不均一性及生长具多期、多阶段特点、该特点与金刚石所处的流体－熔体的不同阶段相对应。玛瑙状结构除多生长中心聚集形成复杂种晶形态所致外,局部不均匀熔蚀、混合的生长机制的变化的结晶条件三者综合作用亦是原因之一,阴有发光图像还反映了金刚石晶体     

小秦岭西段驾鹿金矿田成矿流体特征、物理化学条件及演化

以成矿系列理论为指导，在对比性研究了小秦岭西段驾鹿金矿田的葫芦沟、莲子沟和王排三个金矿床的赋矿地层、控矿构造、矿化蚀变类型及分带性、成矿期、成矿阶段划分和矿床类型等地质特征的基础上，运用包裹体测温学、流体成分分析及计算方法，研究了三个矿床不同成矿阶段的包裹体特征、成矿的物理化学条件和成矿溶液的组分特征及演化，认为：（1）虽然它们的矿床类型不同，主要地质特征差异明显，但所经历的成矿期、成矿阶段和相同阶段的矿物共生组合十分相似。在空间位置上，从下到上矿床类型由蚀变岩型过渡到石英脉型，因而隶属于同一成矿系列。（2）从蚀变岩型到石英脉型金矿床，成矿的物理化学条件和成矿溶液具有与之相对应的变化特征:①各成矿阶段的平均均一温度降低；②成矿的压力和深度减少；③成矿溶液的盐度相当或有所增加；（3）在金的成矿作用过程中，从I→Ⅳ阶段各矿床的物理化学条件的演化具有下述类型的特征：①成矿的温度、压力逐渐降低；②成矿溶液的酸碱度具有从弱碱性（中性）→弱酸性→酸性→弱碱性的演化规律；③氧化还原电位表现为相对氧化→相对还原→相对氧化的变化趋势。     

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。     

辽宁IaB、IaAB混合型金刚石的发现及其生长结构特征

利用显微红外光谱区域扫描,在辽宁50号岩筒产出的金刚石中发现1粒IaB、IaA混合型金刚石,且IaB、IaAB间存在明显的界线.DiamondView荧光图像观察显示,该粒金刚石呈不规则的同心圈层生长结构,并可分为两个生长阶段,生长结构特征能够与显微红外光谱分析获得的结果相互验证.样品氮、氢含量的规律及变化趋势分析结果表明,样品不同阶段生长环境变化大,且出现明显的生长停顿,也验证了金刚石由A中心逐渐向B中心的转化过程.该金刚石的发现对研究金刚石生长过程中地质环境的变化具有重要意义.     

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。     

辽宁ⅠaB、ⅠaAB 混合型金刚石的发现及其生长结构特征

利用显微红外光谱区域扫描,在辽宁50号岩筒产出的金刚石中发现1粒ⅠaB、ⅠaAB混合型金刚石,且ⅠaB、ⅠaAB间存在明显的界线。DiamondView荧光图像观察显示,该粒金刚石呈不规则的同心圈层生长结构,并可分为两个生长阶段,生长结构特征能够与显微红外光谱分析获得的结果相互验证。样品氮、氢含量的规律及变化趋势分析结果表明,样品不同阶段生长环境变化大,且出现明显的生长停顿,也验证了金刚石由A中心逐渐向B中心的转化过程。该金刚石的发现对研究金刚石生长过程中地质环境的变化具有重要意义。     

澳大利亚金刚石的成因类型及产地来源特征综述

对已经发表的数十篇关于澳大利亚金刚石的英文文献进行了梳理,从其金刚石的品质、颜色类型、形态及表面特征、生长结构及微量元素、包裹体、C同位素等方面探索了澳大利亚不同区域金刚石可能存在的产地来源特征.研究显示,澳大利亚金刚石可分为岩石圈地幔成因、超深地幔成因和俯冲环境来源等成因类型;大部分澳大利亚金刚石都因经历过强烈的晶格变形或熔蚀作用而晶体圆化,但不同产地来源的金刚石在颜色组合、橄榄岩型和榴辉岩型金刚石比例、C同位素组成特征等方面存在一定差异.上述结果表明,总体上,澳大利亚不同区域金刚石具有一定的产地来源个性,但无法简单确认澳大利亚金刚石“整体”的产地来源特征;只有结合成因来源进行分析,才能够较深入地理解不同区域金刚石的特征组合及其意义,从而为理解其产地来源的特殊性提供帮助.     

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。     

广西大瑶山地区铜金多金属矿床成矿规律研究

以成矿系列理论为指导,在前人大量研究成果的基础上,归纳总结了广西大瑶山地区与浅成-超浅成岩浆岩有关的铜金多金属矿床成矿规律.认为成矿集中分布在晚加里东期和燕山期2个阶段,燕山期是重点成矿期,其中以燕山早期最为重要.以成矿岩体为中心,具有水平方向和垂直方向上的分带性.水平方向上由内向外,由近及远：垂直方向上由深部→浅部,矿床类型表现为由斑岩型→夕卡岩型→断裂-蚀变岩型的特点.矿床（矿化）组合则表现为铜→银（金）→金矿的规律.矿床类型或矿床（矿化）组合均可出现交替叠加或缺失现象.同时指出了今后找矿方向.     

金刚石的微区显微红外光谱分析及其意义

金刚石的微区显微红外光谱分析表明：金刚石的形成是一个结晶物化条件变异，原始物质变换的复杂而又漫长的过程；杂质N、H等在其中的分布不均匀；同一晶体的中心部位其氮聚合态的转变时间与边缘相差约602Ma；金刚石中的成键氢以对应－CH3的C－H键形式存在要比对应于＞C＝CH2的C－H键形式存在更为广泛。利用红外光谱研究晶化固态物质必须强调定向及微区研究的意义。     

山东金刚石晶体中氮片晶的分布特征及其表面微形貌

为研究山东蒙阴金伯利岩型金刚石晶体中氮片晶的分布特征,采用红外光谱仪对116粒宝石级金刚石晶体样品中的氮片晶进行分析,并采用微分干涉显微镜观察氮片晶在金刚石表面所具有的物理化学性质及其表面微细结构。结果表明,80.2%的金刚石样品中具有氮片晶;在个别浅褐色、八面体金刚石样品{111}面上观察到平行于[100]晶带方向的长条状蚀像,这些蚀像相互平行,大小不等。显微红外光谱对具长条状蚀像的金刚石样品{111}面的测试结果表明,该类晶体均具有较强的氮片晶的吸收峰（1359~1375cm-1）。综合浅褐色、八面体金刚石样品的红外光谱及其表面微形貌特征,推测长条状蚀像是由氮片晶的出露点受优先选择性腐蚀而致。     

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。     

湖南砂矿金刚石中顺磁氮的分配特点和金刚石归类问题

利用EPR检测了200多颗湖南砂矿金刚石。为53颗晶体测定了顺磁N的含量。阐明了砂矿金刚石中顺磁N分配的一般特点:具顺磁N信号者占30％,具较大顺磁N含量(10~(17)—10~(18)N原子/cm~3)者只占7％,属I_b型的晶体～2％。通过顺磋和红外光谱资料对比,发现了一些奇异现象,设想后者起因于混型晶的存在。为使金刚石正确归类,给出了一套测试方案,强调了紫外、红外光谱,紫外形貌照相和EPR等手段的联合使用。     

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.      

湖南砂矿金刚石的颜色

研究表明,湖南砂矿金刚石中存在着两类决定金刚石颜色(主要指黄、褐和绿色)的色心。一类是氮原子中心,有孤氮原子和N3中心。另一类是辐射损伤中心,有GR1、637、595、H3、H4和3H中心。文中还讨论了这些色心的地质意义。     

湖南含籽晶天然金刚石的同步辐射X射线衍射形貌像研究

利用同步辐射X射线形貌学研究,首次发现湖南褐色天然金刚石中存在籽晶金刚石.该金刚石晶体呈菱形十二面体,其同步辐射X射线劳埃图上大部分斑点分别分布在5条主晶带上.经分析发现,该金刚石晶体首先由晶核发育成菱形十二面体金刚石籽晶,再由此籽晶生长成菱形十二面体金刚石晶体.该金刚石晶体中晶体缺陷很少,仅存在部分由塑性形变产生的应力场以及由籽晶生长界面产生的面缺陷,表明该金刚石晶体所处的生长环境较为稳定.     

金刚石中微量元素的同步辐射X射线荧光分析

利用同步辐射X射线荧光技术,对人工合成金刚石以及产自山东、辽宁、湖南的天然金刚石进行了微量元素的测试分析。结果表明,在合成金刚石中,检测到了第四周期的元素(除As、Ge、Kr和Br外)和Pb;其中Fe、Co、Ni相对含量高,可能是合成时触媒的混入引起的。天然金刚石中检测到的微量元素有Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、W、Au和Pb,但相对含量比合成金刚石中相应的微量元素相对含量低。不同产地的天然金刚石中的微量元素种类及含量存在差异,反映了金刚石地幔生长环境的不同及岩浆对金刚石生长过程的影响。     

金刚石的晶格畸变

金刚石是均质性矿物，但在偏光镜下常常显示非均质性。这给宝石鉴定带来了一定的困难。本利用偏光显微镜研究了24金刚石在正交偏光显微镜下的特性及其定向红外光谱，指出金刚石的非均质性与杂质元素如氮、硼和氢的分布不均匀有关，包裹体的存在是产生晶格畸变（塑性变形）的重要原因。这一结果与利用红外光谱、喇曼光谱和阴极发光研究的结论一致。     

工程勘察用非均质热压金刚石钻头试验研究

工程勘察在同一个钻孔中需要面对不同风化程度的岩石层,并可能遇到不同粒径与胶结性的卵砾石层。因地质条件较为复杂,工程勘察钻进过程中容易产生憋钻、糊钻等现象,岩心采取率低。针对工程勘察钻进特点,为提高金刚石钻头对地层的适应性和钻进效果,并提高岩心采取率,设计了2种新型非均质热压金刚石钻头。该结构将每个工作齿分成主、辅工作层两部分,可以使钻头既具有PDC钻头破岩的特征,又能体现孕镶金刚石钻进的特色,并提高钻头对地层的适应性。现场试验表明,该结构的钻头在风化岩层和基岩中的平均钻进时效达2.68 m,钻头使用寿命平均达48.70 m;对比电镀金刚石钻头,钻进速度提高约21%,使用寿命相当。