第3章宝石矿床(教案)

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1、第3章宝石矿床一、钻石矿床（一）概述1、金刚石的基本特征（1）化学组分:碳，此外,还经常含硅、铝、钙、镁、鎰、钛、倂、氮和硼等杂质元素。除氮和硼外，其它杂质元素多以包裹体的形式存在，如磁铁矿、镁铝榴石、珞透辉石、绿泥石、黑云母、橄榄石以及石黑等。过多的包裹体可使金刚石透明度降低，颜色发黑而降低其至失去其宝石学价值。宝石级金刚石含杂质很少，研究证明主要杂质元素是氮和硼，并因此可划分出不同的类型。含氮者称I型,其中若氮聚集成片晶,为la型;若氮成分散状，则为lb型；不氮者为II型。其中含硼者为lib型，不含硼者为Ila型。（2）品系和结晶习性:金刚石品体为立方品系。其结晶习性最常见是八面体，此

2、处还有立方体，菱形十二面体以及变立方体等。也有呈磨成圆的或呈扁平的，双品常见。（3）物理性质:质纯的金刚石为无色透明，但由于杂质元素的混合使金刚石呈不同的颜色，宝石级金刚石中含珞者呈天蓝色，含氮者呈黄色，含硼者为绿色，其它还有乳白色，浅绿色，玫瑰色，红色，紫色等。金刚石具金刚光泽，完全的八面体解理，贝壳状断口。硬度10,是自然界硬的材料。比重约3.52。折射率约2.42o色散高（0.044）o导热率高（0.35卡/厘.秒.度）。热彭胀系数小。熔点约为4000度，在空气中燃烧温度为850-1000度，燃烧后变成二氧化碳。在绝氧条件下，金刚石加热到2000-3000度缓慢变成石黑。金刚石具发光

3、性。口光下曝晒后或在辐射线照射下都会发荧光和磷光。以上特征是使金刚石成为最名贵宝石的主要原因，也是评价和鉴定金刚石的主要依据。2、发展历史钻石矿床的发现已冇相当长的历史，2000多年前在印度克里希钠河、彭纳河及其支流砾石层中就发现了金刚石矿床。至今已有27个国家发现金刚石矿床，但产钻石矿床的国家主要是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯和南-非。据美国矿业局（1979）估计,全世界金刚石矿产潜在储量为8.6亿克拉,已产出量为1.5亿克拉（其40%在南非，并主要用作宝石）。1905年以前，几乎所有的金刚石矿都来口砂矿，1979年以前，认为原生金刚石矿仅金伯利岩型一个类型:1979年在西澳大利亚

4、发现了钾镁煌斑岩型金刚石矿床。金伯利岩体包括岩筒、岩体，目前全世界共发现5000多个岩体，其屮岩筒1000多个，岩筒屮含金刚石的仅50%,而具经济意义的仅占5-10%o1905年在南非发现壯界上最人的金伯利岩筒•普列米尔岩筒，并发现世界最人的钻石・库利南，该钻石重3106克拉。目前世界上400克拉以上的钻石共有50颗左右，绝大部分产在南非，其余是产在巴西、卬度和赛拉利昂。我国3000年前就发现了钻石，100克拉以上的钻石到目前仅发现4颗，即1936年发现的金鸡钻石（281克拉）；1977年12月在临沐常林发现的“常林钻石”（158.785克拉）；1981年8月在临沐常林（距上述常林钻石4公

5、里处）发现的陈埠1号钻石（124.27克拉）；1983年11月在蒙阴发现的蒙山1号钻石（119.09克拉）。总的來说，我国金刚石资源相对较少，探明储量仅占世界笫六位。但勘探时间较短，1950年在沅江流域首先发现金刚石，60年代在黔东、蒙阴发现原生金刚石，70年代在辽宁瓦房店发现原生金刚石矿，1991年后年产值均在1200美元以上。总的来讲，远景尚未完全搞清。（二）金刚石砂矿床1＞分布主要分布在古老克拉通上，如南部非洲。2、成矿期主要是询寒武纪和新纶代、古生代。（1）前寒武纪含金刚石砾岩：占世界产量的12%0分布于南非、北非、南美、西澳等。其特征是：①含金刚石的地区位于地盾或地老地块；②产于

6、前寒武克拉通沉积盖层的底部;③与浅海成因的粗碎屑岩冇关,也冇冰川成因；④砾岩砾石多为石英、硅质岩，常含金；⑤帘呈绿色或褐色调。（2）新牛代：主耍为第四系冲积砂矿或残坡积砂矿和滨海砂矿。冲积砂矿多产于屮、小河流小，含矿层都是砾石层（石英、硅质岩等），金刚石产于砾石层底部。屮国的金刚石砂矿产于沅江流域，以河谷砂矿和阶地砂矿最有价值，具次是阶地冰债水砂矿，金刚石品位分布，纵向上高低相同，但总的是下游富。横向上中间富，两则贫。（三）原生金刚石矿床1＞原牛:金刚石形成条件(1)物质条件：由于作为金刚石主要成分的碳分布很广，在地壳中的平均丰度为0.02%；地幔中为007%,而且述町以通过核聚变形式产生

7、，因而在任何条件形成金刚石都有丰富的碳的物质来源。(1)物理化淫条件：通过高温高压实验和矿物包裹体研究表明，金刚石是在较高温度和较高压力卜形成的，目前较一致的认识是：形成温度900-1400°C,压力45-60kba,这—温度相当于地球・200公里的深度。但根据Moore等(1985)的研究，某些金刚石是在超过300公里的深度形成的。除高温高压外，形成金刚石还需要具备适当的氧化还原环境，特别是氧逸度(f02)o在过氧化环