金伯利岩含金刚石性的矿物学判别标志

金刚石及其紧密伴生的镁铝榴石、铬尖晶石、钛铁矿、单斜辉石及橄揽石,形成于高温,尤其是高压的上地幔条件下,被快速上升的金伯利岩浆携带至地表,这些矿物形成的特殊的地质条件和环境,必然反映到它们的矿物学特征上来。文章通过对我国金伯利岩中金刚石伴生矿物的研究,探讨了金伯利岩含金刚石性的矿物学标志。     

金伯利岩型金刚石矿床研究及其成矿模式探讨——以辽宁瓦房店地区金刚石原生矿矿床为例

辽宁南部瓦房店金刚石矿是国内最大的金刚石矿产区,现已发现4处金刚石成矿带、120个岩体。其中金伯利岩岩管24个、岩脉89个、可疑岩体7个,累计提交1221万克拉储量,占全国金刚石储量52%。本文主要对该矿床的金刚石母岩—金伯利岩的岩石地球化学特征进行了全面系统分析,发现金伯利岩中MgO、NiO、Cr₂O₃的含量与TiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、CaO、P₂O₅等偏碱性组分呈正相关关系;Ni、Cr、Co含量与金刚石含量呈正相关,而Ti、Zr、Ba元素含量与金刚石含量呈负相关。通过对瓦房店矿区金刚石中石榴石及单斜辉石包裹体、橄榄石-石榴石矿物对、石榴石微量元素、尖晶石-橄榄石等多种地质温、压计归纳得出金刚石矿的来源深度为150～210 km,压力5～7 GPa,温度1083～1261℃,在上述温、压条件下,结合岩浆化学组成,估算金伯利岩具有低氧逸度(f_O2...     

山东蒙阴金伯利岩中石榴石特征及种类划分

石榴石是山东蒙阴金伯利岩型金刚石矿区的重要指示矿物之一,为了确定山东蒙阴金刚石矿区颜色复杂的石榴石种类,判断矿区石榴石特征与含矿性关系。项目组对矿区不同含矿程度金伯利岩中的石榴石进行了系统采样,测定了50件单晶石榴石微区化学成分和128个石榴石单晶的晶胞参数,测试结果显示：山东蒙阴金伯利岩中石榴石族矿物化学式A₃B₂[SiO₄]₃中的A组阳离子由Mg²⁺、Ca²⁺和Fe²⁺组成,二价阳离子主要为Mg²⁺,Mg²⁺占据十二面体空腔中心位置达53%～82%左右,Ca²⁺占据十二面体空腔中心位置小于7%～17%、Fe²⁺占据十二面体空腔中心位置5%～31%左右。B组阳离子主要由Al³⁺、Cr³⁺和Fe³⁺组成,三价阳离子主要为Al³⁺,[AlO₆]八面体占位达62%～92%左右,[FeO₆]和[CrO₆]八面体占位小于38%;按50个石榴石不同阳离子占据十二面体空腔和八面体空腔的位置多少,山东蒙阴石榴石可划分为10个亚种。根据山东蒙阴金伯利岩中石榴石成分,计算出石榴石形成压力为6.0～9.0 GPa,推测山东蒙阴矿区金伯利岩中有来自深源的石榴石。128件石榴石晶胞参数统计结果显示：山东蒙阴无矿、贫矿、中等含矿、富矿金伯利岩岩体中紫色石榴石晶胞参数分别为大于1.162 nm、1.159～1.160 nm、1.156～1.160 nm和1.155～1.157 nm之间,从无矿岩体→贫矿岩体→中等含矿岩体→富矿岩体,紫色石榴石晶胞参数值有明显变小的趋势。     

山东蒙阴坡里地区金伯利岩带形成时代——来自辉绿岩锆石U-Pb定年数据的证据

金伯利岩是化学成分、矿物组成和结构多变的混杂岩,极易发生蚀变,因此对金伯利岩全岩及各种矿物进行测年的方法很难确定金伯利岩的侵位年龄,且数据结果差别很大。通过分析蒙阴坡里金伯利岩带与辉绿岩的侵入关系,以及辉绿岩锆石U-Pb测年,结合辉绿岩与上覆灰岩的接触关系及金刚石砂矿储集层与已知金刚石原生矿的关系,确定辉绿岩脉的侵位时代为中生代燕山晚期,证实坡里金伯利岩带形成时代为中生代燕山晚期而非加里东期。     

山东蒙阴三个金伯利岩带金刚石的矿物学特征与对比

山东蒙阴常马庄、西峪和坡里三个金伯利岩带的金刚石含矿性存在显著差异,而三个矿带金刚石的矿物学特征是否亦存在差异还不清楚.本文整理和统计前人研究的山东蒙阴10万余粒金刚石数据,发现三个金伯利岩带金刚石的晶体颜色、粒度、晶体形态及表面形貌和包裹体等具有明显不同的特征:①51484粒常马庄金刚石以淡黄色为主,其次为无色和浅黄...     

山东蒙阴金伯利岩中蛇纹石化橄榄石的微组构特征及其地质意义

为探究山东蒙阴金伯利岩中蛇纹石化橄榄石的微组构特征、蚀变环境、元素迁移规律及其对金伯利岩表生演化的指示意义,对该区金伯利岩中部分蛇纹石化的橄榄石和完全蚀变的橄榄石进行了 XRD、EPMA和LA-ICP-MS分析测试.结果表明,蛇纹石中少部分Mg被Fe、Al、Ca、Ni、Mn取代,其中Fe含量仅次于Mg;从蚀变橄榄石的中...     

山东蒙阴县西峪金伯利岩带深部综合地球物理特征及其意义

山东省蒙阴地区金伯利岩的深部地质构造特征是地学研究的热点之一。在蒙阴地区金伯利岩分布区中心部位的西峪岩带进行了10 km综合地球物理勘查,采用地震反射、大地电磁测深及重力测量解译推断出上五井和西峪两处的深部断裂构造。其中,西峪断裂带是金伯利岩浆侵入的先期控制性构造和岩浆通道,在西峪金伯利岩带内,地震反射波同相轴异常、重力低密度体、电阻率低阻异常都较为明显,且异常带有一定的连续性和规模,与已知的浅部金伯利岩体的分布形态比较吻合,推测地表延伸4 km深度内,西峪岩带内有较好的金伯利岩的发育,岩体在深部呈现节藕状间断分布。金伯利岩浆在近地表处隐爆,造成更多的破碎带和次生断裂,形成由密集零散分布的金伯利岩体组成的金伯利岩带,同时产生岩石的低电阻率和低密度异常。     

蒙阴金伯利岩中磷灰石的矿物学特征及其成因意义

为探讨山东蒙阴金伯利岩的成因及其演化过程,对其中的磷灰石进行了矿物学及地球化学研究。SEM、EPMA和LA-ICP-MS测试结果表明,磷灰石可分为早期和基质同期两类;早期磷灰石常以较大(100～210μm)的半自形浑圆状出现在金伯利岩捕掳体内;具有特征CL图像和同心的、无序的明暗环带;Ca、P含量高,Sr、Si含量低,Ca、P分别与Sr、Si呈负相关关系;Th、U、Tb、Y含量高于原始地幔和基质同期磷灰石,LREE轻微亏损,HREE轻微富集;具明显负Eu异常,暗示其形成于还原环境。金伯利岩的富矿性与早期磷灰石有一定正相关性。基质同期磷灰石赋存在金伯利岩基质中,粒径变化较大(几微米到380μm),常呈放射状、填隙状等;无特征CL图像,Sr、Si含量高,Ca、P含量低;Ba、La、Sr含量远高于原始地幔和早期磷灰石,LREE明显富集,HREE强烈亏损;其微量元素配分模式指示金伯利岩初始岩浆的微量元素组成特征。     

山东蒙阴金刚石的形成时代及地质环境

对山东蒙阴胜利1号岩管的金刚石样品进行了CL、FTIR、RAMAN等测试。结果表明,除部分样品阴极发光显示平直的生长色带外,多数金刚石显示均一的CL颜色,说明金刚石生长过程连续,未遭受明显的溶(熔)蚀,不同于复县的多数金刚石。依据金刚石中N的聚集状态,估算了蒙阴金刚石主要形成于三个时期:1·8~1·7 ,1·3 ~1·1和0·9 ~0·6 Ga。有意义的是,这三个时期与华北克拉通三次伸展事件时间相吻合。通过金刚石中橄榄石包裹体拉曼漂移,计算出源区压力为4·6 ,5和5·5 GPa ,得出蒙阴金刚石形成的深度分别为:152 ,165和181 km,靠近岩石圈底部。上述成果为蒙阴金刚石的形成提供了时间、空间、压力等重要地质信息。     

山东蒙阴钻石的三维荧光光谱特征及其与紫外荧光特征的对比

三维荧光光谱是20世纪80年代发展起来的一种新的荧光分析技术,其与紫外荧光光谱相比,前者能获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息,在多组分混合物的定性与定量分析、在环境、生物、化学等方面的应用较成熟,而在珠宝玉石的测试与研究中则应用较少。选取山东蒙阴矿区产出的25颗钻石样品作为研究对象,采用三维荧光和紫外荧光对其进行了测试与分析。结果表明,该钻石样品的三维荧光光谱特征可分为无荧光谱峰、单荧光谱峰、双荧光谱峰和3个荧光谱峰4种类型,与其紫外荧光特征呈一一对应关系。     

鲁西归来庄金矿田燕山期金成矿系统及成矿模式

鲁西归来庄金矿田是中国东部最重要的富碲型金矿田之一,也是鲁西地区迄今唯一的特大型金矿田。矿田中各金矿床受铜石潜火山穹隆控制,产出于不同深度、不同地质构造部位、不同的地质体中,矿化类型多样,但它们的形成环境、成矿地质背景、成矿作用特征总体一致：①归来庄金矿田是一个主要由前寒武纪基底岩石和早古生代碳酸盐岩盖层组成、中生代构造–岩浆作用较为发育的内生中低温热液金矿集区;②燕甘断裂是郯庐断裂带派生构造,控制着区内地层、岩浆岩、次级构造及金矿床/点的展布;燕甘断裂的次级断裂、潜火山穹隆的放射状、环状构造是矿液运移和沉淀聚集的良好场所;③金矿化以隐爆角砾岩型、镁质碳酸盐岩微细浸染型、斑岩型、矽卡岩叠加型及破碎带蚀变岩型为主,矿石普遍发育浸染状、细脉浸染状、网脉状、团块状和块状构造,反映其形成于岩浆期后热液环境;④具有碲与金超常富集共存的显著特征,金属矿物除常见的自然金、银金矿外,另有含碲矿物碲铜金矿、碲金银矿、碲银矿、碲金矿等;⑤早侏罗世中偏碱性岩浆侵位初步启动了该区的金成矿过程,为早白垩世的中碱性岩浆活动提供了母岩和成矿物质来源,早白垩世可能是鲁西归来庄金矿田的主要成矿时期;⑥成矿流体具有低温、低盐度特征,同位素特征具有多来源性,以岩浆水和大气降水为主,并有少量变质水的参与;⑦在成矿热液中可能是Au与Te、S结合生成可搬运的配合物进行运移;成矿热液中有较高的碲逸度,在中低温条件下碲易置换硫而进入硫化物晶格,在高碲逸度的条件下碲则易与Au、Ag、Pb等元素形成碲化物而参与成矿。这种区域上成矿特征表现出的一致性,表明鲁西归来庄地区中生代大规模金成矿作用受控于统一的地质事件,可划归为一个统一的潜火山中—低温热液金成矿系统。     

山东蒙阴县西峪矿区深部与外围金刚石指示矿物——利用金刚石指示矿物预测金伯利岩的含矿性

金伯利岩中的石榴子石、铬铁矿和铬透辉石是寻找金刚石矿的重要指示矿物,根据这些指示矿物的含量可大致推断金刚石原生矿的存在及含矿性。石榴子石中G10组指示金伯利岩中金刚石的存在,其含量越高,岩体中金刚石品位相对较富。由西峪G10组含量小于常马G10组含量,可推断西峪金刚石品位小于常马金刚石品位,事实证明推断正确;S1、S2、S6组铬铁矿是与金刚石共生的铬铁矿,西峪矿区62粒S6组和1粒S7组铬铁矿与深源捕虏体橄榄岩有关,几乎全部来自金伯利岩,具有重要指示意义;Cr2O3≥1.2%的铬透辉石含量越多,金刚石品位越高。通过统计分析,地表铬透辉石中Cr2O3≥1.2%含量略大于岩管深部,西峪矿区深部矿体平均品位略低于地表矿体平均品位,说明可通过铬透辉石定性地推断金伯利岩的含矿性。结合CSAMT和钻探等地质工作,在西峪岩管群深部-205m以下找到金刚石原生矿,在外围通过槽探工程发现红旗15-1岩脉,并在选矿样中选获18颗金刚石,充分证明了根据金刚石指示矿物找矿方法定性预测金伯利岩含矿性的有效性和可行性。