中国原生金刚石的碳同位素组成及其来源

中国两大主要的原生金刚石产地--山东蒙阴和辽宁复县产出有大量的高质量金刚石.通过对这些纯净金刚石碳同位索组成的激光消熔质谱分析,发现这些地区单颗粒金刚石普遍存在碳同位素组成环带,而且含固态矿物包裹体的金刚石比不含包裹体的金刚石的环带结构更为明显;同时揭示了形成这些金刚石的碳来源于地幔深部,即幔源碳,而无来自地表的由重循环作用形成的壳源碳.     

宝石如何分类

（1）宝石的化学组分宝石可由纯化学元素（钻石—碳）、比较简单的化合物（SiO2）、或多种不同的化合物和元素的混合物组成。我们熟悉的宝石材料大多是氧化物或硅酸盐（即它们含氧或硅）,这些宝石材料往往在地壳内冷凝时间超过千年才能形成晶体。（2）宝石的晶体结构宝石可由简单的或复杂的非连续结晶体（如钻石）、大量微晶聚集的结晶体（隐晶质,如玉髓）、或（非晶质）块体（如蛋白石）组成。通常情况下,融岩冷却的慢,形成较大的宝石晶体;融岩冷却的快,形成较小的宝石晶体。另外,某些有机质（如贝壳和骨头）也通常被用作宝石材料…     

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.     

黑金刚石:早期地壳岩石受碰撞产生的金刚石集合体

黑金刚石是产于砂矿和低级变质岩中的不规则多晶金刚石集合体。它以细小的粒度、轻碳同位素比率、范围广泛的地壳物质(硅酸盐、磷酸盐、氧化物)包体、以及不存在与来自上地幔金刚石共生的典型矿物为特征。我们设想,所有这些特征,以及在同一个黑金刚石中还存在的六方金刚石,可用含有机碳或次生石墨的地壳岩石(包括太古代和元古代的)的碰撞变质作用来解释。     

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。     

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。     

行星矿产及行星资源地质学初论

了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律,查明行星矿产资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星矿产资源的地质调查、岩石-矿石成分、结构与性能、元素赋存状态、开发利用条件评价与预测,为行星矿产资源开发与太空的可持续永久开发建设提供基础理论与关键技术方法。因此,行星矿产资源学是研究行星矿产资源的品种、类型与分布规律、行星矿产资源成因演化与比较行星成矿学、行星矿产资源勘查评价技术与开采利用工程学的交叉学科。笔者从行星资源地质学的视角,从地球与月球的层圈结构、演化历史、岩石组成与表生环境,研判月球可能产出的矿产资源类型。认为与月海玄武岩、月幔(柱)和陨石撞击成因的层状岩体与镁铁-超镁铁质小岩体有关的铬铁矿-铜镍钴硫化物-铂族元素-钒钛磁铁矿-金刚石矿产,KREEP岩以及月幔柱熔融上覆岩石圈所产生碱性岩相伴的铌-钽-铍-铀等稀有-稀土矿产,具有形成条件与产出可能,从而拓展可能的矿产类型、品种,从更宽广的视角研究月球矿...     

湖南新化煤系石墨结构演化及其热反应行为

为了探究煤系石墨形成过程中结构演化及不同石墨化程度无烟煤和石墨的热反应行为,选取湖南新化系列变质程度无烟煤和煤系石墨为研究对象,通过X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对其结构进行表征,并结合程序控制升温法（TPO）分析不同变质程度无烟煤和煤系石墨的热反应行为。结果表明,随变质程度的增加,碳结构由无烟煤中的无定形态转变成石墨的三维有序C原子点阵。系列石墨化煤是由多种有序度不同的碳结构相组成,体现了其结构非均质性,碳结构相含量及分布随变质程度而逐渐变化,石墨化程度最高的煤系石墨中主要为石墨微晶集合体,但依旧含有结构缺陷。无烟煤和煤系石墨中碳结构的多相性和不均匀分布是影响其热反应行为的重要原因。      

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     

俄罗斯地台北缘和东北缘的曲面金刚石(英文)

曲面金刚石广泛产于金刚石砂矿和含金刚石的金伯利岩管及钾镁煌斑岩中。曲面金刚石是一种特殊的晶体类型 ,它与平坦面金刚石相比 ,不仅晶习不同 ,曲面金刚石常呈四六面体 ,而平坦面金刚石常呈八面体 ,而且它更坚实 ,更具宝石价值。热力学计算和实验表明 ,八面体金刚石比立方八面体和立方体金刚石的形成温度高 ,意味着曲面金刚石形成深度较浅 ,可能在石墨 -金刚石稳定区的边界上。目前对曲面金刚石是生长形还是由平坦面金刚石熔蚀而成尚有不同见解。文章对俄罗斯地台北缘和东北缘的曲面金刚石进行了综合研究。经切割抛光 ,用 X射线形貌法、阴极发光法和普通光学法进行了结构研究 ,还对金刚石进行了光学荧光、 X射线荧光 ( T=77～ 2 90 K)、ESR电子自旋共振、可见光区的吸收谱等研究。用光学测角仪和扫描电镜查明 ,研究区的金刚石中四六面体单形占 60 %～ 80 %、 { 0 65} +{ 365} +{ 1 1 1 }聚形占 8%～35%、平坦面八面体占 0～ 8%且无菱形十二面体。研究发现金刚石表面覆有成分不同的薄膜 ,厚约 0 .1～ 1 μm,其成分有 2 9种之多。表明天然金刚石是在多种金属和碳的熔体中结晶的 ,乌拉尔 -巴西型金刚石的曲面晶为生长晶而非熔蚀晶。在罗蒙诺索夫金伯利岩管中获取的金刚石表面附有超基性岩的原生矿物组合?     

天然金刚石形成机制新探

通过对金刚石有关的单质碳形成途径及其理化性质、金刚石单矿物的杂质成分及其流体包裹体的挥发成分和矿物成分、金刚石的主要共生伴生矿物、人工合成金刚石的方法、碳源、条件的研讨,结合超高压的地质背景,提出形成天然金刚石的新机制为:在地球深部高温高压强还原环境,碳氢化合物在自然单质或金矿物催化下,热裂解围原子碳,生成金刚石晶核并长大,此后它随较快运移的岩浆到达地球浅部,在高压下迅速降温赋存于母岩中,避免和减少了金刚石的溶蚀、氧化和石墨化     

新疆喀拉喀什河金刚石找矿指示矿物原生表面特征研究

新疆喀拉喀什河水系的重砂矿物中发现了高铬铬铁矿、镁铝榴石、镁钛铁矿和铬透辉石等金刚石找矿指示矿物。结果表明,这些重消矿物不仅发育因河流和风力搬运作用形成的次生表面特征（如贝壳状断口、Ｖ形撞击坑等）,个别矿物还残留有金刚石找矿物原生表面特征,如丘状突起、三角和菱形熔坑等表面（ＳＳ）,且为轻微磨损类。这些残留有刻蚀表面（ＳＳ）的矿物形成于金伯利岩浆最后侵位阶段,结合该区水动力条件,推测它们被搬运蚀表面     

金刚石剥层燃烧法分析其碳同位素组成

本文采用氧化铜为氧化剂测定元素碳(金刚石、石墨、煤)的同位素组成。将样品与氧化铜混合(1:14),在1050—1100℃下燃烧生成CO_2,再用氧化亚铜炉在900℃下纯化,除去CO和剩余O_2,获得谱分析CO_2。试验中,首先对国际标准NBS_(21)和我室光谱纯碳(作标准用)进行了单因素精密     

烧结温度对金刚石强度的影响

在制造金刚石钻头的过程中，金刚石是在石墨模具中或气体的保护下与其它材料如：金属材料或非金属材料在高温下（900℃～1260℃）烧结成型，在烧结过程中金刚石的高温特性及热稳定性变化如何，尚无实际资料。因此我们认为弄清经高温烧结后金刚石强度的变化情况，对改进和提高金刚石钻头质量是有     

大洋地幔橄榄岩-铬铁矿中的金刚石和深地幔再循环

全球多地蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现微粒金刚石,并在中国西藏南部和俄罗斯乌拉尔北部的蛇绿岩铬铁矿中发现原位产出的金刚石,认为是地球上金刚石的一种新的产出类型,不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。它们与呈斯石英假象的柯石英、高压相的铬铁矿和青松矿等高压矿物以及碳硅石和单质矿物等强还原矿物伴生,指示蛇绿岩中的这些矿物组合形成于深度150~300 km或者更深的地幔。金刚石具有很轻的C同位素组成（δ13C-18‰~-28‰）,并出现多种含Mn矿物和壳源成分包裹体。研究认为它们曾是早期深俯冲的地壳物质,达到>300 km深部地幔或地幔过渡带后,经历了熔融并产生新的流体,后者在上升过程中结晶成新的超高压、强还原矿物组合,通过地幔对流或地幔柱作用被带回到浅部地幔,由此建立了一个俯冲物质深地幔再循环的新模式。蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现金刚石等深部矿物,质疑了蛇绿岩铬铁矿形成于浅部地幔的已有认识,引发了一系列新的科学问题,提出了新的研究方向。      

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。     

煤基石墨的喇曼光谱学研究

煤体经热变质作用形成的石墨叫煤基石墨。本文研究了煤基石墨的一级和二级喇光谱。作者认为，石墨及有关的碳质物质的一级喇曼光谱是由层内振动激发的，反映了它们作为二维晶格的完整性程度。煤基石墨中存在的层内结构缺陷分为两种，一是煤中特有的，在石墨化过程中逐渐消失，另一是由研磨（剪切应力）作用带入的，可能与构造应力作用有关，石墨化过程和剪切应力作用过程是效果近于相反的两过程，而石墨的二级喇曼光谱则可揭示其作为     

新型广谱金刚石破碎岩石工具的研制

新型广谱金刚石钻头由钻头钢体和金刚石刀头组成。金刚石刀头由若干含金刚石孕镶层和纯合金层相间组成，该新型金刚石头破碎岩石是以金刚石破碎为主，以破碎穴效应为辅的方式进行的。