锆石的成因矿物学研究

1、钻石的成因矿物学研究摘要：钻石是一种分布范围广，稳定性极强，封闭温度高的富矿物； 并且钻石中普通铅含量较低，铀包较为富集。钻石的成因主要有岩浆 成因，变质成因，热液成因。区分钻石不同成因的方法可从以下几方 面考虑：a从钻石的结晶习性，环带b从钻石的地球化学特征，c从 钻石的包裹体矿物，d从微区拉曼的图像特征等方面来区分。关键词：钻石成因；岩浆成因；变质成因；热液成因由于钻石分布于三大岩中，且记录信息丰富，所以弄清钻石的成因不 仅可以还原钻石的形成环境，还可以演绎当时的地质过程。1岩浆成因钻石1.1 岩浆成因钻石的晶体形态及其环带：岩浆成因钻石一般较为自形， 为四方柱，四方锥，复四方双锥形，无色

2、透明。岩浆成因的钻石一般 有振荡环带；在基性岩中由于成岩温度较高，微量元素扩散较快，环 带较宽；在偏酸性岩石中由于成岩温度较低，微量元素扩散较慢，环 带较窄且CL为亮色。1.2 岩浆成因的钻石地球化学特征：岩浆成因的钻石铀，包含量比较高，铀包比值较高（一般大于 0.4）且REE分布较为均匀，HREE较 为富集，正Ce异常，适度的Eu负异常；岩浆成因的钻石由核部至 边缘ZrO2/HfO2减小而HfO2, UO2, ThO2含量增多1.3 岩浆成因钻石包裹体矿物：岩浆成因的钻石结晶时难免会包含一 些矿物和包裹体如金红石，磷灰石，熔体包裹体。1.4 岩浆成因钻石的拉曼光谱特征：岩浆成因钻石由核部至边

3、缘拉曼峰强度减小并且 355值减小图2不同类型岩3错石的CL图像(a)辉长岩中的岩浆钻石；(b)花岗岩中的岩浆钻石和残留核；(c)花岗岩中的扇形分带钻石(a)引自赵子福等人41 , (b)和(c)分别为大别山主薄源和北淮阳花岗岩样品(本文)图3岩浆型钻石从晶体核至边缘(1 -5)喇曼光谱图(a)T9305; (b)9303; (c)M -y-1; (d)M -y-2Fig. 3 Raman spectra from core to rim (1 5) ofmagmatogenic zircons2变质成因钻石变质成因的钻石有三种类型：a变质过程中新生成的变质结晶钻石，b 变质增生钻石（在原来钻

4、石的基础上继续增长），c变质重结晶钻石（在原来钻石的基础上重新结晶，晶体比较自形）2.1 变质成因的钻石的晶形及内部特征：变质成因钻石的形态从他形到 自形都有，一般他形较多，为卵形，不规则形状，晶棱圆滑，晶面有 溶蚀。而内部环带主要有无环带，斑杂状分带，扇形分带，冷杉叶状 分带，面状分带，片状分带，海绵状分带，流动状分带等且 CL为黑 色。2.2 变质成因钻石的地球化学特征：铀包含量低，铀包比值一般小于 0.1, LREE分布较为分散，HREE含量较低；变质成因的钻石有核部 至晶体边缘ZrO2/HfO2增大，HfO2,ThO2+UO2减小。2.3 变质成因钻石的包裹体矿物：变质成因矿物的包裹体

5、矿物多含变 质矿物如绿泥石，石榴子石，绿辉石甚至高温高压矿物柯石英，金刚 石2.4 变质成因钻石的拉曼光谱特征：第一类是由晶体核至边缘喇曼峰 的强度及 355值增大，表明晶体的内核生程度最大，至边缘则相对减 小。由变生程度与U、Th含量成正比的关系推断，这种钻石由核至边 缘U、Th含量是逐渐减小的。另一类由晶体核至边缘喇曼峰强度变化不大，其 355值变化小，表明这一类钻石中U、Th含量变化不大。峰的峰宽较小，因此这类钻石可能未受 到或受到弱的变生作用。图3变质钻石中的典型CL图像Fig.3 Typical CL images of metamorphic zircons（a ）无分带结构，引自

6、吴元保21 ；（b ）扇形分带结构 （rd ）;（c ）斑杂状分带；（d ）扇形分带结构（rd ） ;（e ）冷杉叶状分带（ft ） ;（f ）面状分带（bd）,（b）、（c）、（d）、（e ）、（f）引自Vavra等22,33 ;（g ） 片状分带，引自Rubatto等人34 ;（h ） 边部变质重结晶钻石切割原岩岩浆钻石的环带，引自吴元保21 ;（i ）核部重结晶钻石中有明显的残留岩浆钻石岩浆环带，据Pidgeon等人10（有改动）；（j ）面形分带增生钻石，引自吴元保2111100040G图4变质成因错石从晶体核至边缘（口6）喇曼光谱图-b-2 （b）M-上（JS7013F ig 4 R

7、 aii ainspectra Ihm 5 ire to rm (I* 6) o f m e laii orph (jgCT k zimm s3.1 热液成因钻石的晶形及内部结构：热液成因的钻石多不规则状， 多孔洞，海绵状，环带状，细脉状，晶体的棱线不明显。内部无振荡 环，无阴极发光。3.2 热液成因钻石的地球化学特征：铀包含量较高，铀包比值较大， LREE富集，REE标准曲线轻微倾斜，较小正 Ce异常，适度Eu 负异常。3.3 热液成因钻石的包裹体矿物：热液成因的钻石所包含的矿物一般 都是典型的热液矿物如黄铁矿，电气石，白鸨矿，绢云母，自然金,还有低盐度的H2O-CO2流体包裹体图5河北省东

8、坪与后沟金矿田岩浆钻石和热液钻石BSE图解（资料来源：本文）Fig.5 BSE images of magmatic and hydrothermal zircons from the Shuiquangou alkalic complex at theDongping and hougou gold deposit, Hebei Province结语 不同成因的钻石具晶体发育程度，晶体形态，内部结构，地球化学特征，拉曼光谱曲线都不同，在分析钻石成因时要综合各个方面的情况,方能得出比较真实的结论。参考文献鲍学武李惠民陆松年钻石微区拉曼光谱研究及成因标型意义雷玮琰 施光海 刘迎新 不同成因钻石的微量元素特征研究进展移根旺钻石成因矿物学研究李长民钻石成因矿物学与钻石微区定年综述谢桂青 胡瑞忠 蒋国豪 赵军红钻石的成因和U-Pb同位素定年的 某些进展张宏法，陈刚，包洪平，王润三，彭天郎火山岩钻石产状及痕量元素对成因的约束毕诗健，李建威，赵新福，热液错石U-Pb定年与石英脉型金矿成矿时代:评述与展望侯可军1 ,李延河1 ,田有荣2LA -MC -ICP -MS钻石微区原位U-Pb定年技术李洪奎，田秀林，耿科SHRIMP钻石U-Pb测年方法简介吴元伟 周广法 曾现虎变质钻石成因类型及内部结构、地球化学特征陈道公，李彬贤，夏群科，吴元保变质岩中钻石U-