钻石矿床与采选.ppt

1、钻石矿床与采选,李翰耕,一阶段总结：,一、钻石的形成 （一）钻石的成因 1、钻石是世界上最坚硬、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的晶体，是在高温、极高压及还原环境（即缺氧）下缓慢结晶的。其温度为900-1300，其压力为4000-6000个大气压（相当于地表之下150-200公里的深度），这个深度相当于上地幔。,2、碳元素在漫长的地质作用过程中从熔融体中缓慢结晶出来。含有金刚石等结晶矿物的熔浆沿深大断裂（切入上地幔）被挤到地表浅处或喷出地表，形成超基性火山岩或次火山岩，这就形成了原生金刚石矿。,3、原生矿在外生作用下发生风化、分解，雨水及河流的冲刷、分选、搬运作用，这就形成残积

2、、坡积、冲积等类型的砂矿。,（二）钻石的形成年代 1、目前所开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。钻石的形成需要一个漫长的过程。 2、大部分钻石主要形成于非常古老的岩石中。如南非金伯利矿大约形成于33亿年前，澳大利亚阿尔盖矿钻石的年龄为9.9亿年左右。可见大自然从孕育钻石到最后呈现给人类经历了何等到漫长的岁月。,（三）钻石的珍稀程度 1、含钻石的金伯利岩和钾镁煌斑岩在地球表面分布极其稀少，其平均出露面积仅为0.05k，在农田、森林、湖泊、河流的掩衬下，寻找钻石真可谓“大海捞针”。加拿大西北部的钻石矿床是几代地质学家经过艰苦努力，耗资至少几亿美元才找到的。,2

3、、20%的金刚石产自原生矿，80%产自砂矿。世界上金刚石总产量的80%只能用于工业，仅有20%用于首饰和收藏。平均要处理大约250吨矿石才能得到一克拉已打磨好的钻石，由此可见钻石的稀少与珍贵。 3、一颗钻石从开采、分选、加工、分级、销售、到购买者手中，约涉及200万人，再加上钻石漫长的生长过程和其发现的艰难，天然钻石的无比珍贵也就不难理解,二、钻石的开采 （一）原生矿：首先露天开采，形成许多环绕岩筒的12米厚的台阶。当太深不易操作时，挖竖井再打横井至矿脉，南非金伯利矿的开采的深度已达900米。原生矿须经破碎、分选，才能将钻石选出，破碎时还要确保钻石颗粒的完好无损。,（二）次生矿：先筑坝以阻挡波

4、浪冲刷，然后移去表层浮土，逐层清理，以防遗漏。,（三）海底采矿：De Beers 在纳米比亚、南非等地海岸正在进行开创性的海上钻矿开采。每年可开采百万多克拉的优质钻石。,再次总结：,金刚石矿床类型 原生矿床 金伯利岩型 钾镁煌斑岩型（1979，澳大利亚） 砂矿床 1905年以前，几乎所有金刚石均来 自砂矿,一、金伯利岩型 1.南非阿扎尼亚金刚石矿床 产在南非地台（太古代，30-35Ma） 地台基底由古老的花岗片麻岩组成 地台的东南缘覆盖有沉积盖层，由石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪地层组成（统称卡鲁系），主要是陆相沉积物，局部含煤和基性火山岩,岩浆喷出时代：晚白垩世 金伯利岩筒分布：比勒陀利亚-

5、开普敦，NE向带状分布 主要岩筒：普列米尔、金伯利,金伯利岩筒特点： 体积不大,平均300m*500m，水平截面多呈不规则椭圆形，直立剖面呈漏斗状 埋深290-822m，均分布在隐伏裂隙上，或隐伏裂隙交错处 岩石成分： 角砾云母橄榄岩（金伯利岩）,岩石成分 岩筒中充填角砾云母橄榄岩，包括角砾岩相、凝灰岩相和斑状金伯利岩。 上部角砾岩中，金伯利岩浆胶结金伯利岩自身碎块和围岩角砾，甚至完全为围岩碎块充填，是近地表爆发作用的产物。 岩筒中还发现煤、硅化木、 玄武岩碎块。 金伯利岩中含有二辉橄榄岩 、纯橄榄岩、辉石岩和 榴辉岩等深源包体。,2.山东蒙阴金刚石矿床 位于华北地台冀鲁辽陆核 受郯庐断裂控制

6、，位于其西侧 金伯利岩大多数侵入到太古界泰山群花岗片麻岩中，少数侵入到古生代石灰岩中,二、原生金刚石矿床的特点 1）分布与古老地台有关 古老的结晶基底刚性强、渗透性差，其下地幔较冷，挥发份可大量聚集 2）其分布一般受深大断裂控制,3）金伯利岩有成群、成带分布的特点 如：山东蒙阴金刚石矿床分三个带：常马、西峪、坡里三个带,4）金伯利岩的产状：岩筒（岩管）、岩脉和岩床。 其中岩筒最有工业意义，金刚石的含量最富。平面上呈圆形、椭圆形、透镜状和不规则状。剖面上为漏斗状、筒状，产状陡直。,1）金刚石是否金伯利岩岩浆结晶的产物 1984年,Richardson测定了Kimberly金刚石中石榴石包裹体的同位素年龄，为太古代（3 200- 3 300Ma）的结晶产物，而其寄主岩侵位于中生代。 因此可以认为： 金刚石不是金伯利岩的副 矿物，而只是捕虏晶。,金刚石中的镁铝榴石包裹体,2）温压条件 金刚石形成于高温、高压的环境 6-7*109Pa，1200-1800 相当于地下200-300公里处,当压力不变，温度迅速降低时，金刚石可处于稳定状态。当温度不变而压力迅速降低时，则金刚石由稳定状态转化为亚稳定状态，最后转化为石墨。 如果金伯利岩浆迅速上升，温度、压力迅速降低，则金刚石可处于亚