山东蒙阴含金刚石钻石金伯利岩重砂矿物特征

2351 山东蒙阴金伯利岩重砂石榴子石

对山东蒙阴胜利1号岩管尾矿和岩管原岩进行了重砂矿物的挑选，有关方法和技术与辽宁金伯利岩相同，结果见表224。

山东金伯利岩的石榴子石呈淡紫红色为主，粒度大小3～4mm较为常见，晶体大多不完整并具有溶蚀表面。金伯利岩中石榴子石碎裂现象明显，交代蚀变边发育（图225，左）。对山东部分石榴子石重砂矿物电子探针成分分析显示，和辽宁瓦房店金伯利岩的石榴子石相比，山东石榴子石铬含量中等，但石榴子石分子端员中镁铝石榴子石的含量明显增高；石榴子石稀土配分图也可以分为2组，其中一组和辽宁石榴子石相似，为轻稀土亏重稀土元素富集的较缓左倾曲线，另外一组与辽宁LREE亏损显著左端较陡右端较缓的左倾曲线虽然相似，但其中稀土的含量明显增大（表225），呈现中突右平的现象（图225，右）。利用石榴子石的Ca组分和Cr组分作压力效应图（见辽宁部分，图29），山东蒙阴石榴子石的形成压力集中在30×105～40×105kPa之间，石榴子石的形成压力略低于金刚石稳定区（>40×105kPa），表明其来源深度较部分辽宁石榴子石浅。

表224 山东蒙阴1号岩管金伯利岩重砂矿物统计表　Table 224 Heavy minerals in the No1 kimberlite pipe from Mengyin, Shandong

表225 山东岩管金伯利岩中重砂石榴子石的化学成分及端元组分　Table 225 Chemical composition and end-member components of heavy mineral garnets in kimberlite pipes of Shandong

图2-25 山东金伯利岩中具有碎裂及交代蚀变边的石榴子石（左）及石榴子石稀土元素球粒陨石标准化分布型式图（右）

Figure225 Garnets in kimberlites of Shandong with fracture and metasomatic edges (left);The chondrite-normalized REE pattern of garnets (right)

2352 山东蒙阴金伯利岩重砂锆石

山东蒙阴锆石颗粒呈无色至深浅不同的黄褐色，和辽宁瓦房店的形态较为浑圆相比，山东蒙阴的锆石则相对较自形，长柱状晶形常见，柱面及锥面都比较发育，锆石大部分具有或宽或窄的岩浆振荡环带，部分可以看到继承锆石的残留核，表现出无分带或弱分带的特征（图226）。

图226 山东金伯利岩中的锆石

（左：晶体形态；右：阴极发光图像）

Figure226 Zircons in kimberlites of Shandong

（left: crystal forms; right: Cathodoluminescence images）

锆石激光ICPMS原位分析显示，其稀土元素具有典型锆石稀土元素的特征，呈现轻稀土亏损和重稀土富集的限制，球粒陨石标准化配分曲线是左倾斜的曲线，和辽宁的锆石相比，山东锆石的Ce正异常更为明显，而Eu负异常则在两个不同来源的样品中有所差异，尾砂锆石基本没有异常，而原岩的锆石则有轻微的负异常。另外原岩锆石中还出现两个样品具有热液锆石的稀土配分模式，即其轻稀土是相对富集的，呈现前端为近水平的配分曲线（表226，SD2-08，SD2-12），显示出山东蒙阴锆石的成因来源明显具有复杂性（图227）。

山东金伯利岩中的锆石U–Pb年龄数据见表227，228。锆石的Th/U比值介于033～119之间，具有岩浆锆石的特点。除部分因Pb的丢失或加入导致年龄异常外，大部分都在谐和线附近（图228）。其中山东胜利1号岩管尾矿锆石207Pb/206Pb年龄变化在2531～2620Ma（平均值为2583Ma）（不一致线与谐和曲线上交点年龄2592Ma），数据非常集中，和华北克拉通新太古宙古大陆拼合（24～26Ga）事件（翟明国，卞爱国，2000）年龄非常一致，可以认为金伯利岩保存了华北克拉通早期大陆拼合过程岩浆作用的重要信息；而胜利1号岩管金伯利岩原岩年轻锆石206Pb/238U年龄平均值199Ma（图229），和南北大陆三叠纪拼合时间以及华北克拉通中生代岩石圈减薄最早开始的时间接近（XU，2001；吴福元等，2003），可能是上述强烈的地质作用过程热事件产生的影响。

表226 山东金伯利岩中锆石稀土元素含量和有关地球化学参数　Table 226 REE content of zircons in kimberlite of Shandong and relevant geochemical parameters

测试单位：中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室

图227 山东胜利1号岩管锆石稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

Figure 227 The chondrite-normalized REE and minor elements patterns of zircons in the Victory No 1 kimberlite pipe from Shandong

表227 山东胜利1号岩管金伯利岩尾砂中锆石U-Pb年龄数据　Table 227 Zircon U–Pb dating data from tailings of the Victory No1 kimberlite pipe from Shandong

表228 山东胜利1号岩管金伯利岩原岩中锆石U-Pb年龄数据　Table 228 Zircon U–Pb dating data from protolith from the Victory No1 kimberlite pipe from Shandong

测试单位：中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室

图228 山东胜利1号岩管金伯利岩尾矿SD1锆石U-Pb年龄分析谐和线及年龄分布图

Figure 228 Concordia diagram with zircon U–Pb data and U-Pb age distribution for SD1 zircon from the tailing of Victory 1 kimberlite pipe，Shandong

图229 山东胜利1号岩管金伯利岩原岩SD2锆石U–Pb年龄分析谐和线及年龄分布图

Figure 229 Concordia diagram of U–Pb data and U–Pb age distribution for SD2 zircon from Victory 1 kimberlite pipe，Shandong

金伯利是钻石的代名词啊！因为在1890年的时候在南非发现了孕育钻石的原岩叫做金伯利岩，而发现原岩的小镇就叫做金伯利镇，从此呢南非就掀开了发现钻石神秘的面纱，金伯利也就自然成为了钻石的代名词！选阳泉金伯利就是选品质，他们的宗旨不就是：贵乎稀有，万里挑一！嘿嘿

金伯利钻石的一句广告语，钻石恒久远，一颗永流传

现代科学技术 、手段为探索钻石的形成提供了新思路和方法。钻石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石,它是由碳元素组成的、具立方结构的天然晶体。其成份与我们常见的煤、铅笔芯及糖的成份其本相同，碳元素在较高的温度、压力下，结晶形成石墨（黑色），而在高温、极高气压及还原环境（通常来说就是一种缺氧的环境）中则结晶为珍贵的钻石（白色）。为了便于理解钻石的起源，先看一看含有钻石的原岩。

自从钻石在印度被发现以来,我们不断听到人们在河边、河滩上捡到钻石的故事，这是由于位于河流上游某处含有钻石的原岩，被风化、破碎后，钻石随水流被带到下游地带，比重大的钻石被埋在沙砾中。钻石的原岩是什么？1870年人们在南非的一个农场的黄土中挖出了钻石，此后钻石的开掘由河床转移到黄土中，黄土下面就是坚硬的深蓝色岩石，它就是钻石原岩——金伯利岩(kimberlite)。什么是金伯利岩？金伯利岩是一种形成于地球深部、含有大量碳酸气等挥发性成份的偏碱性超基性火山岩，这种岩石中常常含有来自地球深部的橄榄岩、榴辉岩碎片，主要矿物成份包括橄榄石、金云母、碳酸盐、辉石、石榴石等。研究表明，金伯利岩浆形成于地球深部150公里以下。由于这种岩石首先在南非金伯利被发现，故以该地名来命名。

另一种含有钻石的原岩称钾镁煌斑岩（lamproite),它是一种过碱性镁质火山岩，主要由白榴石、火山玻璃形成，可含辉石、橄榄石等矿物，典型产地为澳大利亚西部阿盖尔（Argyle)。

科学家们经过对来自世界不同矿山钻石及其中原生包裹体矿物的研究发现，钻石的形成条件一般为压力在45-60Gpa(相当于150-200km的深度），温度为1100-1500摄氏度。虽然理论上说，钻石可形成于地球历史的各个时期/阶段，而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。如南非的一些钻石年龄为45亿左右，表明这些钻石在地球诞生后不久便已开始在地球深部结晶，钻石是世界上最古老的宝石。钻石的形成需要一个漫长的历史过程，这从钻石主要出产于地球上古老的稳定大陆地区可以证实。另外，地外星体对地球的撞击，产生瞬间的高温、高压，也可形成钻石，如1988年前苏联科学院报道在陨石中发现了钻石，但这种作用形成的钻石并无经济价值。

稀少的钻石主要出现于两类岩石中,一类是橄榄岩类,一类是榴辉岩类，但仅前者具有经济意义。含钻石的橄榄岩，目前为止发现有两种类型：金伯利岩（kimberlite)（名字源于南非得一地名——金伯利）和钾镁煌斑岩（lamproite),这两中岩石均是由火山爆发作用产生的，形成于地球深处的岩石由火山活动被带到地表或地球浅部，这种岩浆多以岩管状产出，因此俗称“管矿”（即原生矿）。含钻石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表，经过风吹雨打等地球外营力作用而风化、破碎，在水流冲刷下，破碎的原岩连同钻是被带到河床，甚至海岸地带乘积下来，形成冲积砂矿床（或次生矿床）。世界上最大的金伯利岩筒（Mwadui）以盛产宝石级大钻石闻名于世，它位于坦桑尼亚。 所谓的“钻石”是指宝石级的金刚石。

金刚石是地下深处中，在高温、高压的条件下，由地底的碳质结晶形成，后随岩浆带至火山管道。岩浆冷凝后，形成包有金刚石的金伯利母岩，金伯利母岩随着火山运动，被带至地表，因为风化作用，金伯利母岩破碎。

金刚石随水流被带离原地，形成了金刚石砂矿，后经人为采集、挑选符合宝石级的金刚石被人为加工，这就是钻石。

在所有宝石中，钻石的成分最为单纯。它只是普通的碳化学物，就像铅笔中的石墨一样，但经过自然的力量而变成世界上最坚硬的物质。在真空中，它的熔点是摄氏四干度，是钢的熔点的二倍。

目前我国钻石主要产地有三个:

1、辽宁瓦房店

2、山东蒙阴、临沭

3、湖南沅水流域

三个都是金伯利岩型,但湖南尚未找到原生矿其中辽宁的质量好,山东的个头较大。

目前我国现存发现的最大钻石为常林钻石，于1977年2月21日发现于山东，由常林大队魏振芳发现，故而得名“常林钻石”，现藏银行国库中。常林钻石重157786克拉，呈八面体，质地洁净、透明，淡**。

中国于1965年先后在贵州和山东找到了金伯利岩和钻石原生矿床。1971年辽宁瓦房店找到钻石原生矿床。仍在开采的两个钻石原生矿床分布于辽宁瓦房店和山东蒙阴地区。钻石砂矿则见于湖南沅江流域、西藏、广西以及跨苏皖两省的郯庐断裂等地。