钻石的形成及地质产出

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1、第一章钻石的形成与地质产出主要内容一、钻石来自何处二、钻石的形成三、钻石的地质产出地壳(厚20-70km)、地幔(上地幔、软流圈、下地幔2900km)和地核(3500km)。第一节钻石来自地球深部一、地球的结构、内部结构及克拉通地球由地核、地幔和地壳三部分组成。地球的结构固体地幔以每年几厘米的速度循环流动。这个速度看上去很慢，但几百万年时间则可使固体地幔连同其上的大陆漂移几十公里。随着这种运动，部分较热的地幔朝地球表面上升，而较为刚性的近地表的地幔则连同一些薄的洋壳朝下俯冲。与此同时，大陆则经受各式各样的挤压，或经拉张而逐渐扩展。所以，熔岩、火山、地震、新的山

2、脉和矿床的形成都是地球活动的表现。1、地球的内部活动克拉通地区即古老大陆地(地台区)形成历史久远,很厚的稳定的地质体,无大规模的岩浆活动和造山运动,其深部适宜钻石的形成和保持。2、克拉通（稳定地块、古陆核）重要的克拉通地区包括加拿大、南部非洲、巴西、澳大利亚、西伯利亚和北欧波罗的海区的陆‘盾’（地盾）区，也包括印度和中国的古陆等。在克拉通下方,具有钻石形成的压力和温度,使碳转变及保持钻石。钻石和石墨的成分都是碳，钻石和石墨在不同的温度和压力条件下形成。随温度和压力条件的变化，两者可相互转化。（前者属立方晶系，摩氏硬度为10；而后者属六方晶系，摩氏硬度为1。两者

3、的晶体结构完全不同，是晶质碳的两个同质多象变体。）二、钻石的产出与克拉通的关系只有达到相应的深度（压力）和温度才能使碳成为钻石，否则只能形成石墨。（温度：900-1300℃（±1050℃）压力：4.5-6×109Pa相当于地下深度：130-180km）形成钻石的碳源来源于地幔熔化的岩浆或因地壳运动地壳中的碳带到深处被富集。在适宜的温度及压条件下，被结晶成钻石。第二节钻石的形成根据与钻石同生的岩石和携带钻石的矿源岩石生成地质环境，来推测钻石的形成。钻石中包裹体矿物有20多种，绝大多数是与钻石同时形成生长的，称为同生包裹体。钻石中的同生包裹体经研究属于两种类型--

4、-橄榄岩型和榴辉岩型。一、与钻石同生的岩石钻石中不同时出现两种岩石类型的同生包裹体,因此，可区分不同成因的钻石。橄榄岩和榴辉岩形成上地幔，形成的地质条件和环境却不完全相同。粗粒结构,块状构造,橄榄石和辉石常蚀变为蛇纹石和绿泥石及滑石等。1、橄榄岩型钻石一种贫二氧化硅的超镁铁质岩,主以橄榄石,斜方辉石及少量单斜辉石、镁铝榴石及金属矿物。碳源来自地幔,如南非的金伯利矿橄榄岩型钻石形成的温度为900~13000C（平均10500C)压力为4.5~6.0Gpa，相当于地球130~180km的深度形成的年代大约在33亿年前2、榴辉岩型钻石由橙红色铁铝榴石和绿色的透辉石组

5、成,少量金红石、兰晶石、柯石英、硫化物等矿物,粗粒结构,块状构造。碳源来自地幔不同部位和地壳如博次瓦纳的Orapa矿澳大利亚的Argyle榴辉岩的钻石形成温度大约12500C压力大于6Gpa,大约相当于地壳深处180km形成的地质年代约在9.9亿年和15.8亿年橄榄岩和榴辉岩钻石的P及T与时代橄榄岩型钻石榴辉岩型钻石压力温度900~13000C（平均10500C）地壳和地幔混源4.5~6.0×109pa相当地下130~180km大约33亿年南非Finish12500C大于6×109pa大于地下180km9亿年（Orapa矿）15.8亿年Argyle形成年代碳源

6、地幔1866年最早发现携带钻石的岩石在南非的金伯利，故之金伯利岩。1、金伯利岩二、携带钻石的矿源岩金伯利岩具角砾状结构，含有深源捕虏体。金伯利岩是蛇纹岩化、方解石化超基性岩，主要矿物有橄榄石、镁铝石榴石、铬透辉石、角闪石、金云母、钛铁矿等，次生矿物有蛇纹石、方解石。是一种富K、Mg的超基性岩,以橄榄石为主，含辉石、钛金云母、白榴石、透长石、化学成份以高钾高镁为特征，几乎不含石榴石。2、钾镁煌斑岩1979年在澳大利亚发现含有钻石的钾镁煌斑岩。钾镁煌斑岩呈斑状、角砾状、块状构造，含深源捕虏体。只有在下列情况下才能把钻石带到地表：三、钻石的就位地幔中形成的钻石被上升

7、的岩浆捕获带到地表1.岩浆产生的部位低于钻石储藏地；2.岩浆能穿越全程到达地表；为使钻石能保存下来，岩浆必须快速到达地表，譬如从150公里深处到地表，必须只用几个小时。由于条件异常苛刻，钻石到达地表的机会是很少的。3.岩浆的快速运移使钻石不会在热的但压力较低的条件下转化为石墨；4.上升的钻石未被岩浆侵蚀或溶解，也未被氧化成二氧化碳气体。火山喷发停止后，岩浆被停留在上升通道，形成岩筒(锥状漏斗),含钻石的橄榄岩、榴辉岩的捕虏体有时可达10~20%。钻石以单个的晶体或捕虏体存在于金伯利岩或钾镁煌斑岩中。上升的岩浆冲破地表形成火山喷发，火山喷发物中可能含有从地球深处

8、带来的钻石.金伯利岩筒形成示意图（C）