钻石成因及分布

钻石成因及分布第1页/共45页b.

特点：内容量大、涉及面广、理论深度较大，实践要求高。c.

方法：除讲课消化外，反复了解→理解→记忆和总结重视三基：基本概念准确基本理论清晰基本技能熟练证书GIC含义和结构国际品牌证书简介教材参考书及教学安排。第2页/共45页第3页/共45页第4页/共45页第5页/共45页Cha.1钻石的成因及世界分布

一、钻石的成分及结构：

1．成分：C,所有宝石中成分最简单，含少量的B、N、H等杂质元素而形成不同的颜色。2．结构：等轴晶系，每个C原子与另四个C原子等距离相联，在三维空间发育成一定形态的晶体。

第6页/共45页二、钻石的形成及产出

钻石的形成是通过研究钻石中的包裹体及实验室的高P、T模拟实验获得的。

1．钻石中的常见包裹体20余种，包括：原生包裹体、同生包裹体、次生包裹体钻石中以同生包裹体为主，少量的可能为原生包裹体和次生包裹体。具研究意义的又分为如下两类：

第7页/共45页a．橄榄岩型：橄榄石、顽火辉石、透辉石、镁铝榴石、铬尖晶石、钛铁矿、

硫化物（黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿）,锆石、钻石——与橄榄岩中常出现的矿物类似。

b．榴辉岩型：绿辉石、镁铝榴石、铁铝榴石、蓝晶石、钛铁矿、铬铁矿、柯石英、金红石、刚玉、硫化物、钻石

——与上地幔榴辉岩组合类似

第8页/共45页除此以外还有少量的流体相包裹体

c．次生包裹体：蛇纹石、高岭石、石墨、针铁矿、赤铁矿等，存在于钻石的裂隙中，依保存环境而不同。

2．钻石形成及产出

①碳的来源有二：——同位素研究证据

a．幔源碳——如火山中二氧化碳放出，橄榄岩型钻石为主;

b．壳源碳——地表碳（碳酸盐或碳氢化合物）经构造俯冲带至上地幔。

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②形成于上地幔的两种特殊岩石：

a.橄榄岩：属贫二氧化硅的超镁铁

质岩石，主要矿物橄榄石、斜方辉石、少量的单斜辉石，镁铝榴石及金属矿物。粗粒结构，块状构造。橄榄石和辉石常蚀变为蛇纹石、绿泥石、滑石等。因主要矿物含量不同名称有变化。（地壳：20-70km，地幔：2900km，地核：3500km，地幔再分上地幔、软流圈和下地幔）

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b．榴辉岩：主要由红橙的铁铝榴石和绿辉石组成，少量的金红石、兰晶石、柯石英、硫化物等矿物，粗粒结构，块状构造。

钻石主要结晶于榴辉岩和橄榄岩中

第11页/共45页地球的圈层结构第12页/共45页第13页/共45页

③钻石形成的P、T及时间

P型钻石（橄榄岩型）900-1300℃（±1050℃）

4.5-6×109Pa130-180km

E型钻石（榴辉岩型）1250℃>6×109Pa

>180km

形成时间：橄榄岩型：最古老33亿年（南非）

榴辉岩型：Argyle-15.8亿年Orapa-9.9亿年

第14页/共45页④钻石产出的两种母岩——寄主岩

金伯利岩——南非Kimberley1866年发现

钾镁煌斑岩——西澳Argyle1979年发现

金伯利岩：含钻石的主要母岩之一，主要矿物为橄榄石，镁铝榴石、金云母、辉石、钙钛矿、铬铁矿、钛铁矿等，常见的蚀变交代矿物为蛇纹石及碳酸盐。细粒状结构，斑状结构，块状、角砾状或流动构造。岩浆成因为上地幔岩石在流体相及温度压力作用下发生局部融熔再经过混染交代作用而形成，常呈岩筒，岩脉产出。

岩浆运移过程中，捕虏含钻石的原岩或捕虏钻石。

第15页/共45页钾镁煌斑岩：为一种富钾的超基性-基性岩，是一种含有地幔捕虏体及可能含金刚石的浅成相或喷出相岩石。岩石为斑状结构，基质为细晶微晶或隐晶质结构，化学分为高钾高镁为特征。常见矿物：橄榄石、金云母、白榴石、钾碱镁闪石、透长石、高钾火山玻璃等，副矿物为：柱红石、磷灰石、霞石、尖晶石、金刚石等，该岩石主要产于西澳大利亚。产出状态：常以岩筒或岩脉形式产出。（岩浆岩的产状：岩床、岩盆、岩盖、岩墙、岩脉、岩筒、岩基等）

第16页/共45页第17页/共45页第18页/共45页第19页/共45页金伯利岩岩管示意第20页/共45页钻石几种稀少成因

a．产于石榴石-辉石-云母片麻岩、片岩等变质岩中，常作为石榴石、锆石中的包裹体出现。

b.形成于陨石中，钻石及六方钻石

六方钻石：具有六方对称，与钻石相同的成分、相近的折射率和比重，发现于陨石中以著名的结晶学家Lansdale命名或称郎斯代尔矿。

c．其他深部来源岩石：如：辉石岩、橄榄岩，均不构成经济型矿床。

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三、钻石的分布

1．全球分布：

商业性生产钻石国家约20余个，

世界年产量约1—1.1亿克拉。

历史上世界产钻石前五名的国家：澳大利亚、刚果、博茨瓦纳、俄罗斯、南非共和国。

整个非洲产量约占世界的一半，其中中非南非约占非洲的80%.

自上世纪九十年代至今，在加拿大西北部PointLake地区发现100多个岩管，估计占全球钻石产量的15--20%，可占世界产量的前五位。

第22页/共45页第23页/共45页第24页/共45页其他国家：南美:巴西、委内瑞拉、圭亚那等;亚洲:中国、印度、印尼等。

重点掌握前五名国家及纳米比亚情况，以及南非重要矿区。

第25页/共45页全球分布：克拉通（CRATON，或称地台区）：大陆上形成历史久远的稳定的厚的地质块体，目前无大规模岩浆活动及造山运动，其深部有适宜于钻石生长结晶的条件。在所有的地台区均发现有钻石。

如：南非地台、澳大利亚地台、西伯利亚地台、加拿大地台中国的华北地台、扬子地台塔里木地台等。第26页/共45页第27页/共45页第28页/共45页第29页/共45页2．中国钻石产出及分布

①辽宁——瓦房店金伯利岩原生矿，曾经开采出高品质钻石，产量较大，开采、回收控制严密（50号岩管开采结束、42号管开采工作因故暂停）。

②山东——蒙阴金伯利岩原生矿，近期产量约每月万余克拉，宝石级含量低；现开采胜利1号、2号管。该地区常产大钻石，如常林钻石；（158.786ct，临沭县常林村、发现，1977.12.21）③湖南沅江流域中、下游，砂矿，常德607矿

品位不高，品质变化大，现多民间开采。

第30页/共45页世界著名重要矿区及名钻：

南非共和国：金伯利地区Premier矿（总理或普雷米尔矿）Finsch矿（芬什矿）

Dutoitspan、Wesselton、Bultfontein、DeBeers等矿（已停止生产）

博茨瓦纳：Orapa（奥拉帕）Jewneng(杰旺年)

澳大利亚：Argyle(阿盖尔)东部Weleington

俄罗斯：西伯利亚：YAkutia雅库特地区

“和平号”“成功号”“艾哈尔”等著名岩管

加拿大：阿卡提（Ekati）岩管等。第31页/共45页第32页/共45页第33页/共45页第34页/共45页第35页/共45页第36页/共45页大洞（Bighole）：南非金伯利矿（1871-1914）岩管停止开采后，留下的深175米、直径约450米的环形坑。第37页/共45页世界名钻钻石颗粒大，品质高；钻石颜色罕见；有传奇的经历或曲折的历史；与重大历史事件或皇亲国戚有关。第38页/共45页1986年发现于南非普雷米尔矿，原石重755.50克拉，成品重545.65克拉，金黄色，火玫瑰坐垫型，泰国人民为庆祝国王50周年加冕典礼而送给他的，准备镶在泰国王的权杖上。第39页/共45页1986年发现于南非普雷米尔矿，原石重599克拉，成品重273.85克拉，D色级，内无瑕，改型的心形琢型，共247个刻面，1988年戴比尔斯联合矿业有限公司在庆祝成立100周年晚宴上首次将这颗原石展出。第40页/共45页1867/1868年南非首次发现的钻石，准确日期不祥，原石重21.25克拉，成品重10.73克拉，具黄色调，坐垫琢型。第41页/共45页钻石