湖南沅水流域与金刚石钻石有关的金伯利岩、钾镁煌斑岩矿物组成及地球化学特征

贵州马坪细粒云母金伯利岩已强烈风化，只在部分岩石中保存推测原生矿物是橄榄石斑晶的圆斑结构，基质为细小的水云母鳞片，可能存在过金云母和橄榄石，岩体中含铬镁铝榴石极少，含极微量细粒金刚石。镁铝榴石云母金伯利岩具有圆斑结构，斑晶由蛇纹石–碳酸盐化的橄榄石假象和少量镁铝榴石组成。基质由蛇纹石、金云母、碳酸盐矿物以及磷灰石、锐铁矿、黄铁矿、铬铁矿等副矿物组成（章人骏，1985）。

湖南宁乡钾镁煌斑岩岩体主要为火山管道相，部分为脉状浅成侵入相，其火山活动形式与玄武岩火山活动形式相似。岩体多成群或狭长带状分布，以岩管或岩脉产出，呈北西向展布，岩带大约长5km，宽100～800m，27个岩体中有6个岩管，集中在岩群的北西段。管道相岩石主要由火山碎屑岩（角砾岩-凝灰岩）组成，脉状岩体为岩浆型块状岩石（刘观亮等，1995）。钾镁煌斑岩地表岩石强烈风化呈土状，颜色为黄褐、棕红、灰绿、灰黑等色。常见有煌斑结构、晶（岩）屑结构、角砾状或块状构造。主要矿物有橄榄石、透长石、金云母，副矿物有石榴子石、透辉石、铬铁矿、金红石、钛铁矿、磷灰石等，有些岩体含有方解石脉，岩石遭受强烈蚀变，主要为碳酸盐化、滑石化、绿泥石化、褐铁矿化、硅化等。岩石薄片观测显示钾镁煌斑岩原生矿物多已风化，大多数矿物仅存假象。

从地球化学特征来看，宁乡岩区钾镁煌斑岩属过渡型，与典型的西澳和北美的钾镁煌斑岩对比，既有相似性又有差异，其中V号煌斑岩分布在宁乡云影窝附近，曾发现小颗金刚石（李子云等，1993），岩管地表风化强烈，植被茂密，风化深度10m以上。研究样品是过去挖掘水渠时被掏出的较新鲜的岩块，岩石呈灰绿–墨绿色，具有火山碎屑结构，角砾状构造，蚀变明显，主要为碳酸盐化和绿泥石化，部分样品可见白色的碳酸盐脉体胶结现象。岩石的SiO2含量为3949%～5265%，平均4785%，属基性-超基性岩，其SiO2的含量与同处扬子地台的镇远、大洪山相当，比西澳钾镁煌斑岩SiO2的含量高（表229，230）。MgO含量为1446%～1876%，平均1612%，虽然相对镇远、大洪山的含量较高，但远比西澳的钾镁煌斑岩中的含量低。可能是由于钾镁煌斑岩的主要造岩矿物橄榄石和金云母发生蚀变，导致MgO流失而降低。MgO是衡量岩石基性程度的特征组分，基性程度越高，MgO含量越大，SiO2的含量与MgO的含量呈负相关关系。宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩MgO含量低和其SiO2含量较高一致。一般来说，钾镁煌斑岩中MgO的含量与金刚石的含矿性也有一定联系，随着MgO含量的增高，含金刚石可能性也增大。本区煌斑岩的Mg#值为：555～622，平均604，与幔源物质的值相一致，扬子地台地区相对于西澳钾镁煌斑岩的Mg#值都明显偏低，可能与本区的岩浆演化程度较高有关（Scott Smith，1989）。TiO2含量为067%～371%，平均245%，比其他地区钾镁煌斑岩的含量低。TiO2主要来自岩石中的钛金云母、金红石和锐钛矿，Ⅴ号岩管全岩分析TiO2含量低，与宁乡的钾镁煌斑岩中的含Ti矿物相对较少相一致（图231）。

表229 湖南宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩全岩主量元素分析数据　Table 229 Whole-rock analysis data of major elements in the NoV lamproite pipe of Ningxiang, Hunan

由中科院广州地球化学研究所刘颖测试，FeO为全铁含量，Mg#＝100·MgO/（MgO+FeO）。

表230 湖南宁乡钾镁煌斑岩与其他地区全岩主量元素成分对比　Table 230 Whole-rock composition of major elements in lamproites of Ningxiang, Hunan and other regions

FeO为全铁含量，单位为%。宁乡Ⅴ号岩管数据为本书所测数据的平均值；宁乡Ⅰ号岩管数据，据李子云（1993）；大洪山数据，据叶德隆等 （1991）；镇远数据，据罗会文 （1989）；西澳数据，据 Jaques AL（1986）。

图231 湖南宁乡Ⅴ号岩管煌斑岩的Al2O3-TFeO-MgO 关系图

（据Bergman，1987）

▲代表所测5个Ⅴ号岩管煌斑岩样品，椭圆实线区域代表典型钾镁煌斑岩区

Figure 231 Ternary diagram of Al2O3-TFeO-MgO of lamproite from pipe V at Ningxiang，Hunan

▲ stands for 5 samples from the NoV lamproite pipe，and the elliptical solid line stands for lamproite area

Ⅴ号岩管的岩石化学分析显示，其主量元素化学成分特征基本上与典型的钾镁煌斑岩的成分特征一致（罗会文等，1989；叶德隆，1993，柴凤梅，2001）。与李子云等（1993）所分析的宁乡Ⅰ、Ⅱ号岩管钾镁煌斑岩相比，Ⅴ号岩管岩石除K2O、Na2O、CaO含量稍低外，其他成分基本一致，可以认为是相同来源的产物。但与典型含金刚石的钾镁煌斑岩相比，其SiO2、Al2O3、MnO的含量较高，MgO、TiO2、K2O含量较低，这可能与钾镁煌斑岩的岩浆来源及演化过程有关。

与西澳典型含金刚石的钾镁煌斑岩相比，宁乡岩区SiO2、Al2O3、MnO的含量较高，钾、全碱和镁含量偏低，相容元素Cr和Ni以及不相容元素Rb、Sr、Ba、Zr、Nb、Th、F和LREE也偏低，其成分有向云煌岩过渡的特点（池际尚等，1996；林玮鹏等，2009）。

目前，世界上共有二十多个国家发现钻石矿床，其中大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。

1非洲

非洲南部是世界主要钻石产区，南非、安哥拉、扎伊尔、博茨瓦纳、纳米比亚等都是重要的钻石出产国。迄今南非共发现金伯利岩岩筒350个，钻石含量估计为25亿ct。博茨瓦纳是非洲另一个重要的钻石产地，迄今已发现200多个金伯利岩岩筒，其中41个估计含量为35亿ct。

2俄罗斯

俄罗斯1954年首次在西伯利亚雅库特发现原生钻石矿床，迄今已发现金伯利岩体450个，钻石估计含量为25亿ct，世界著名的岩管有“和平”、“成功”、“艾哈尔”等。1988年在阿尔汗格尔斯克又发现了新的金刚石矿，估计储量约25亿ct，且50%是宝石级的，目前俄罗斯正与英国戴比尔斯公司合作勘探。

3澳大利亚和加拿大

1972年在南澳地区发现了含钻石的金伯利岩。1979年又发现了含钻石的橄榄钾镁煌斑岩，从而在钻石矿床学是个突破性进展，因为这是世界上首次在非金伯利岩中发现了钻石，意义重大。现今，在西澳北部地区已发现150多个钾镁煌斑岩岩体，特别是阿盖尔钾镁煌斑岩的发现，它是现今世界含钻石最富、储量最大的。澳大利亚已成为世界钻石产量最多的国家，其产量已成为世界第一，仅1998年，澳大利亚产钻石便达到4100万ct，但达宝石级的很少。

1990年首次在加拿大西北部耶鲁奈夫市北北东360km，靠近北极圈北纬65度的湖泊地带发现了金伯利岩型的钻石原生矿，现已发现51个金伯利岩岩管，其中大多数均含钻石。有5个岩管具有重要经济价值，其钻石以无色透明为主，质量好，宝石级钻石占30%～40%，平均品位是25ct～100ct/100t，年产量预计可能会达到400万ct。加拿大西北部钻石原生矿床的发现是20世纪90年代以来世界钻石史上一次重大突破。

4亚洲及中国

在亚洲，印度是世界最早发现钻石的地方。而且古老而有名的大钻石如“莫卧儿皇朝”(787ct)，“光明之山”(1088ct)“摄政王”(140ct)，“奥尔洛夫”(1896ct)等世界名钻均产于此地，但印度钻石的原生矿床至今未发现，砂矿的产量也有限。我国是世界钻石资源较少的国家。1950年，在湖南沅江流域，首次发现具经济价值的钻石砂矿。品位低，分布较零散，但质量好，宝石级钻石占40%左右。60年代，先后在贵州及山东蒙阴找到了钻石原生矿。70年代初，在辽宁南部找到我国最大的原生钻石矿，该矿储量大，质量好，宝石级钻石产量高，约占50%以上，山东钻石原生矿品位高、储量较大，但质量较差，宝石级钻石约占12%，且一般偏黄，以工业用钻石为主。

思考题

一、是非判断题

1确定钻石色级时必须应用色温在4700～6500K的光源。

2长波紫外光灯下钻石都有荧光。

3钻石颜色定级时，如果所测钻石颜色介于两个样石H和I之间，则该样品色级应定为H。

4钻石颜色定级时，如果所测钻石在颜色介于两个样品之间，则应定为色级较低的一档。

5钻石在不同方向上的压入硬度是相同的。

6一颗钻石其台面宽度为腰平均直径的66%，按“国标”应称此切工为很好。

7钻石的导热率是物质中最高的。

8金刚石是等轴晶系矿物，所以其不同晶面硬度相同。

9钻石透过的光为偏振光。

10利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。

11热导仪可以区分钻石和合成α—碳硅石。

12在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。

13X光荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。

14钻石是色散值(dis)最高的天然宝石。

二、选择题(每题1分，共25分。把你所选择的答案：A或B或C填写在题后的括号内)

1我国目前钻石的主要产地有：( )

a山东、湖南、辽宁

b辽宁、山东、江苏

c湖南、湖北、山东

2用钻石笔鉴别钻石时是利用钻石的：( )

a导热率高

b硬度高

c亲和性好

3为判别钻石与合成钻石应使用以下哪种仪器：( )

a热导仪

b分光镜

c红外光谱仪

4钻石的天然蓝色是由于钻石中含有微量的元素：( )

a硼

b氮

c钴

5与176ct钻石等体积的立方氧化锆的重量是：( )

a176ct

b260ct

c290ct

6某钻石称得质量为1538ct，应表示为：( )

a154ct与153ct均可以

b154ct

c153ct

7钻石的天然**是由于钻石中含有微量的元素：( )

a硼

b氮

c钴

8钻石在紫外灯下：( )

a都有荧光

b可以有荧光

c都没有荧光

9现在金刚石产量最多的国家：( )

a南非

b俄罗斯

c澳大利亚

10钻石在365nm波长下：( )

a都有蓝色荧光

b可有**荧光

c可有绿色荧光

d可无荧光

11Diamond是：( )

a自然元素矿物

b可以是水热法合成的

c与石墨是类质同象

d有六方晶系2 H型的多型变体称为六方金刚石

12对钻石的切磨角度要求十分严格，目的是使钻石反映出最好的( )

a晕彩

b色彩

c火彩

d变彩

13钻石首饰鉴定中，在钻石台面内肉眼见到一个黑色包裹体，该钻石净度应为( )

aVS

bSI

cP

14不宜用为锯钻方向的钻石纹理是指平行于：( )

a{100}方向

b{110}方向

c{111}方向

三、多项选择题

1钻石与莫桑石(合成α-SiC)可以用以下仪器区分：( )

a热导仪

b红外反射仪

c电导仪

d紫外荧光灯

e放大镜

2合成Moissanite(SiC)与钻石相比( )

a折射率不同

b导电率不同

c都可以没有双折射

d紫外吸收不同

e热导仪不可以区分

四、填空题(每空1分，共60分)

1钻石定级标准简称 4C，其中文意思分别是：CARATWEIGHT( )，COLOUR( )，CUT( )，CLARITY( )。

2无色钻石中出现的彩色光是光( )引起的；而欧泊中出现的彩色是光( )引起的。

3钻石的折射率在不同波长的光波下具有( )折射率。

4钻石净度分级可分为LC称( )，VVS称( )，VS称( )，SI称( )，P称( )。

5鉴定钻石用的标准放大镜应该是( )、( )、( )。

6写出3个最能以假乱真的钻石人工仿制品有①( )、②( )、③( )。

7钻石的“4C”分级标准适用于( )色系的抛光钻石，不适用于( )色系和( )钻石及( )钻石的钻石分级。

8钻石颜色分级环境的色调应为( )，分级时要采用( )灯，并以( )为背景。

9钻石颜色按成因机理可概括为A、**或蓝色是因为( )。

B褐色、粉红—红色是因为( )。C绿色是与( )有关。

10按国标规定，钻石净度分级时，不影响归入LC级的外部瑕疵有：( )、( )。

11确定钻石净度级别时，必须考虑瑕疵的( )、( )、( )、( )、( )等。

12目前市场最常用的钻石代用品是( )，最新的仿制品是( )、后者与钻石最大的区别是( )及放大观察时的重影现象。

13钻石的保养方法有：( )、( )等。

14钻石的颜色分级是在钻石灯下、白色背景、以( )为基础，通过比较样品与( )的颜色来确定钻石的颜色级别。

15IIb型钻石常呈蓝色，是由( )的选择吸收引起的。

16一颗裸钻亭深太浅，从台面上可见一白色圆环，这种钻石叫( )。

17莫桑石的化学成分是SiC(碳硅石)，六方晶系，常为( )色或( )色，鉴定时利用其双折率高可见( )和非均质性。

18钻石呈色的4个主要原因是( )、( )、( )和( )。

19蓝色钻石的颜色是由( )引起的，大多数天然蓝色钻石是( )型的。

20有两颗裸钻石，一颗在10倍放大镜下比较容易观察到具细小的瑕疵，按国标应定为( )；另一颗在10倍放大镜下很容易观察到具明显的瑕疵，按国标应定为( )。

21钻石常见的聚形有( )、( )和( )。

22有两颗裸钻石，在10倍放大镜下，钻石的内部和外部无瑕疵，一颗钻石在亭部有额外刻面，冠部看不见，按国标应定为( )；另一颗钻石在腰围内有原始晶面，但不影响腰部的对称，冠部看不见，按国标应定为( )。

23合成钻石常呈**，为( )致色，属( )型合成钻石。

24快速区分钻石与仿钻(除合成α-SiC外)的方法是( )、( )。

25钻石估重公式，包括腰围直径、高度和( )三项内容。

沅江起源于贵州的施秉、福泉和都匀，途经20多个县市进入洞庭湖，全长1100km，流域面积达8700km2，几乎都含有金刚石。沅水流域位于江南地轴西段的雪峰山脉北侧，属于扬子地台中南边缘隆起带，本区出露的基底为中新元古代冷家溪群，是由灰绿色、绿色千枚岩与千枚状板岩组成的浅变质岩系，厚度大于1000m，岩石的同位素地质年龄值是950～1100Ma（贺灌之，1984）。沅江中、下游主流河段位于湖南境内，长567km，河床纵坡降较小（065%～02‰），切割元古宇及中新生界红色建造。金刚石砂矿主要分布在I-Ⅷ级阶地及现代河床沉积物中。湖南金刚石不仅较广地分布于湖南沅水流域各地，而且也零星散布于相邻地区，如澄水、资水、湘水、乌江、都柳江和红水河诸流域的一些地点，还有广西的天瑶山区。已分别在多种岩石中发现过金刚石，他们是分布于湘、黔、桂毗邻区早震旦世长安组冰渍层；早泥盆世莲花山组石英砂岩；早泥盆世郁江组和中泥盆世邦寨组砂砾岩；桂中、桂北及黔南等地；湖南靖县盆地晚三叠世—侏罗纪的长石砂岩、粉砂岩等；沅水中、下游及滨湖地区的白垩纪—古近纪红色岩层；第四纪现代河流及各种冲积砂矿（马文运，1989；章人骏，1985）。虽然已经在湖南、湖北及贵州发现多处含有微粒金刚石的钾镁煌斑岩（群），但至今为止没有发现能够解释原生金刚石来源的火成岩。

贵州镇远马坪是我国最早发现含金刚石云母金伯利岩体的地点。1965年，贵州101地质队首先在镇远发现马坪云母金伯利岩体，随后又发现几百个规模不大的由岩床和岩脉组成的偏碱性超基性岩岩带。该地单个岩体长几十米至几百米，厚几厘米至几米，岩带的岩体多沿北东东或近东西向的小断裂分布，产于断裂带本身、旁侧裂隙或围岩层间裂隙中，与围岩的界限清楚，无明显蚀变现象。马坪附近的几十个岩体为云母金伯利岩，岩性主要为细粒云母金伯利岩和镁铝榴石云母金伯利岩两种，其他地点主要为橄辉云煌岩和斑状云母橄榄岩，集中分布于白坟、思南、溪头和捆双等地，围岩为寒武系、震旦系和元古宙的板溪群（章人骏，1985）。

目前，该区共发现4个钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区：贵州镇远及麻江钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区；湖南宁乡钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区；湖北大洪山金伯利岩–钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区以及扬子地台西缘超钾质煌斑岩区。前两个岩区都曾在人工重砂大样及附近河流重砂中找到过大小、数量不等的金刚石，但原岩中均只发现小粒的金刚石，远未达到金刚石开采品位，不能进行商业开采；第三及第四个岩区没有发现金刚石（金鹤生，1989；池际尚等，1996，董斌，2009）。

1990年湖南413队首次在宁乡云影窝地区发现了含金刚石的钾镁煌斑岩群，并在该岩群中找到了数十颗小粒金刚石，最大者重10mg（李荣清，1996）；1998年又在常德港二口的洞湾地区新发现了含金刚石的橄榄钾镁煌斑岩岩体。因此，本文着重介绍该地区与金刚石来源有关的岩石情况。

宁乡钾镁煌斑岩发现于1990年10月，岩区位于湖南省宁乡县县城南南西11km处的沩乌乡云影窝和早禾滩一带。区内地貌属平原丘陵类型，相对高程为30～80m。区内断裂构造发育，宁乡附近有几条重要的岩石圈断裂，即灰汤–浏阳–万载岩石圈断裂（北东东向）、常德–安仁岩石圈断裂（北西向）和祁东–宁乡南北向壳断裂，这几条断裂在湘乡–长沙–益阳交汇成一个构造薄弱带（图230）。

宁乡钾镁煌斑岩区包括两个岩带，即云影窝岩带和早禾滩岩带。其中，云影窝岩带包括8个钾镁煌斑岩体，早禾滩岩带则由19条岩脉组成，岩脉沿北西和北东东两个方向分布。区内出露的基地地层为板溪群五强溪组的紫红色粉砂岩和砂岩，盖层主要为泥盆系上统锡矿山组、白垩系的红层砂岩。

图230 湘黔两省金刚石来源、矿（点）分布及其区域地质构造简图

（据盛学庸，1997；孙士军等，1998；饶家荣，1999；张令明等，2007；林玮鹏等，2009等资料编制）

Figure 230 Simplified map showing diamond origins，diamond mines distribution and regional geological structure of Hunan province and Guizhou province

（After Sheng Xueyong，1997; Sun Shijun，et al，1998; Rao Jiarong，1999; Zhang Lingming，et al，2007; Lin Weipeng，et al，2009）

常德港二口洞湾地区的钾镁煌斑岩岩体露头出露约13m，侵入冷家溪群和板溪群中，岩体中穿插有晚期的石英脉体及板状捕虏体。岩体露头风化严重，呈棕**，斑状结构，斑晶有金云母、透辉石和橄榄石。岩石蚀变强烈，蚀变后又遭风化作用后，野外露头往往由粘土、褐铁矿矿物组成。

我国是世界钻石资源比较少的国家，二十世纪五十年代，在湖南沅江发现钻石砂矿，六十年代，在贵州及山东沂蒙发现钻石原生矿，七十年代，在辽宁瓦房店找到我国最大的钻石原生矿，到目前，没有资料显示在四川发现钻石原生矿或砂矿。供参考。

钻石产量前五位的国家是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非。

目前产量最大的澳大利亚，自1979年澳大利亚西部发现钾镁斑岩中含有金刚石起，至1986年，澳大利亚的金刚石产量已居霸主地位，但宝石级仅占其产量的5%。澳大利亚钻石主要分布西澳新南威尔斯的bingara和copeton，尤其是阿盖尔(argle)矿床储量为55亿克拉。

扩展资料：

钻石的鉴定标准

衡量一颗钻石稀有性品质的标准主要有四个维度，即重量（CARAT）、净度（CLARITY）、色泽（COLOUR）和切工（CUT），也就是通常所说的“4C标准”。这个标准由GIA(美国宝石学院）创立，是目前在世界上包括中国最为主流的钻石评价标准。

衡量钻石美丽属性的标准叫做美丽度。钻石的美丽度，取决于光效应(Light Performance)。钻石的光效应从三个指标来识别，Brilliance亮度(白色光)，Fire火彩(彩色光)和Sparkle闪光(闪烁度)。钻石的亮度、火彩和闪光的评级越高，这颗钻石的美丽度就越高，就越璀璨。

钻石由国际认可的宝石学家进行鉴定并签发第三方独立的意见书，基于4C标准，继而决定钻石价格。

参考资料：