俄罗斯金刚石钻石的宝石矿物学特征

8131 俄罗斯金刚石/钻石形貌及颜色特征

Kriulina等（2007）对大量源区样品进行了统计，并根据Orlov（1973）对金刚石/钻石晶体形态分类后得出，ADP各岩筒出产的金刚石/钻石60%～87%属于Ⅰ型，YDP各岩筒出产的Ⅰ型金刚石/钻石可达88%～98%。YDP出产金刚石/钻石的晶形则主要为八面体及其聚形，其中Malo-Botuobia地区高达88%～94%的金刚石/钻石为八面体、八面体和十二面体晶面的聚形，最低也可达49%（Udachnaya岩筒）。Mir及其他岩筒中超过50%的金刚石/钻石是晶面平坦的八面体，其他晶体多为聚形。Daldyn-Alakit地区岩筒出产的金刚石/钻石以复杂的生长方式为主，菱形十二面体、立方体均有产出，多晶聚合也有出现（Spetsius，1995）。Udachnaya岩筒榴辉岩捕虏体出产的金刚石/钻石形态为八面体和立方体-八面体聚形，某些蓝晶石榴辉岩中发现特征的棱角被拉长立方体（图84）。产自Udachnaya岩筒的金刚石/钻石65%为无色，30%为不同程度的褐色到粉色，5%为黑色（Kriulina et al，2011）。

图84 Udachnaya矿区榴辉岩包裹体中的金刚石/钻石

（据 Stepanov et al，2011）

Figure 84 Diamonds in eclogite enclaves of Udachnaya mining area

（after Stepanov et al，2011）

Lomonosov矿的金刚石/钻石晶体形态为晶面扁平、弯曲的八面体、菱形十二面体、立方体以及它们的聚形（Garanin et al，1999），其中部分为破碎的、带有灰色或灰色调及形变的十二面体（40%）。完整晶体比例为72%，其中39%为无色晶体。VGrib矿金刚石/钻石完整晶体（70%）和等轴晶体（50%）的比例较高（Palazhchenko，2008）。与其他产地相比，ADP出产立方体晶形金刚石/钻石的比例相对较高，其中MVLomonosov矿出产比例约10%～15%，VGrib矿约4%（表81）。

表81 ADP的VGrib和MVLomonosov矿金刚石/钻石晶体形态特征总结　Table 81 Summary of diamond crystal forms of the VGrib mine and MVLomonosov mine of ADP

（资料来自Palazhchenko，2008）

Grib岩体的金刚石/钻石晶体完好并且透明度高，其中39%的金刚石/钻石透明度好，60%金刚石/钻石透明度较好；65%无色，12%为**，16%为灰色；1%由于含有暗色包裹体呈灰或黑色。VGrib矿的一个重要特征是含有很多绿色金刚石/钻石，因为它邻近放射性矿床（Rubanova，2009）。

乌拉尔地区金刚石/钻石单晶约占总体的84%，十二面体金刚石/钻石占单晶体的89%，八面体为7%，不规则晶体占4%。十二面体以扁平的居多，此外也有等轴和拉长的晶体。八面体主要为棱角浑圆和晶面扁平的晶体。不规则单晶基本上为扁平状，从残余的形态可以发现晶面扭曲的“十二面体”居多，晶面沿短对角线破损，向顶边凸起形变。有时晶面短对角线的凸起非常强烈，以致晶体重塑变形为双面的三八面体或六八面体，这种晶形可占不规则晶体的90%～92%。双晶约占总体的16%，其中十二面体双晶85%，其余的15%为不规则双晶。八面体双晶基本没有发现（Posukhova，2007）（图85和图版Ⅶ3）。

乌拉尔砂矿中无色晶体占70%，常带有不同颜色色调。含微小黑色包裹体的无色金刚石/钻石带明显的灰色调。有色金刚石/钻石主要为褐色、**、绿色、蓝色、粉色、奶白色和灰色等。绿色晶体颜色分布不均匀。大部分金刚石/钻石有褐色或绿色的色斑（图86），可能是由天然辐射所致（Posukhova，2007）。

金刚石/钻石的表面特征反映了金刚石/钻石的生长环境，具有产地表征意义。俄罗斯三大金刚石/钻石成矿省出产的金刚石/钻石表面特征有较大差异（表82）。

图85 乌拉尔地区金刚石

（据Laiginhas，2008）

Figure 85 Diamonds of Ural region

（Laiginhas，2008）

图86 乌拉尔地区金刚石晶面上的绿色色斑和褐色色斑

（据Laiginhas，2008）

Figure 86 Green spots and brown spots on crystal faces of Ural diamonds

（Laiginhas，2008）

表82 俄罗斯三大金刚石成矿省金刚石表面特征对比　Table 82 Comparison of diamond surface features of Russia's three major diamond provinces

（资料来源 Spetsius，1995；Palazhchenko，2008；Laiginhas，2008；Kriulina et al，2011；徐立等，2011）

8132 俄罗斯金刚石/钻石的发光性

VGrib矿产出的金刚石中约50%的金刚石发蓝色-淡蓝色和紫色荧光，**和绿色荧光的较少（10%），约20%的金刚石没有发光性。MVLomonosov矿中约50%的大粒径金刚石和30%的小粒径金刚石没有任何发光性（Palazhchenko，2008），其余的11%发绿色荧光，4%发**荧光，9%发蓝色-淡蓝色荧光。在ADP只有蓝色、淡蓝色两种阴极发光特征。VGrib矿金刚石生长环境相对稳定，75%的发光图像没有环带，显示为均匀的，八面体层状内部生长结构，一些金刚石晶体由于切向生长产生深蓝、浅蓝交替的发光特征；MVLomonosov矿金刚石发光图像相对复杂，包括切向生长、原始生长及两种生长方式结合的生长机制产生的环带、生长区等，这种复杂的发光特征揭示了金刚石的脉冲生长环境（Palazhchenko，2008；Rubanova等，2009；Palazhchenko等，2008）。

YDP不同捕掳体产出的金刚石显示出不同的发光性。蓝晶石榴辉岩和正常榴辉岩中的金刚石全部发黄绿色荧光；橄榄岩和二辉岩中的金刚石则发淡蓝色或淡蓝色与橘色混合的荧光；Udachnaya矿中的金刚石主要发蓝色-淡蓝色荧光；发粉色荧光的金刚石有时可用来指示岩筒潜在的含钻能力，YDP金刚石产量较高的岩筒常常具有这一特征的发光性，Mir岩筒中40%金刚石的荧光为粉色-淡紫色（Kriulina，2011）。阴极发光图像显示，雅库特地区的金刚石生长结构大致可以分为3类：单一八面体生长环带金刚石，不同生长机制所致的复杂环带金刚石和多期、多阶段生长结构金刚石。例如，Udachnaya岩筒金刚石的发光图像的明亮程度跟N杂质含量有关，发光特征主要为中心发光较强，外围发光较弱的整齐的八面体生长环带、边界弯曲的立方体生长环带或整体发光较弱的复杂生长环带。Udachnaya岩筒几乎所有金刚石都有纤维状生长产生的不发光区域或深蓝色区域（Stepanov，2007；Shatsky等，2008；Liu等，2008；陈美华和狄敬如，1999）。

8133 俄罗斯金刚石/钻石的包裹体特征

金刚石/钻石的矿物包裹体可以分为两类：超基性岩或橄榄岩型（U/P型）和榴辉岩型（E型）（Taylor & Anand，2004；Sobolev et al，2004；Sobolev et al，2008）。YDP金刚石/钻石的U/P型矿物包裹体主要为橄榄石、铬铁矿、镁铝榴石、斜方辉石、透辉石、顽火辉石等。其中橄榄石是YDP金刚石/钻石中最多见的包裹体，铬铁矿也比较常见，含铬铁矿的金刚石/钻石占含包裹体金刚石/钻石的45%～56%（Sobolev，2004）。E型矿物包裹体主要为石榴子石、绿辉石等。与斜辉橄榄岩共生的石榴子石包裹体较多出现在Udachnaya、Mir和碱性金伯利岩筒的金刚石/钻石中，包含了金刚石/钻石捕获前的重要成因信息（Taylor et al，2003）。硫化物矿物是YDP常见的包裹体，总是伴随着辐射状裂隙并且覆盖在裂隙上。这种和硫化物伴随的裂隙被认为是喷发过程中包裹体和寄主金刚石/钻石不同热温收缩引起的。这些硫化物包裹体包含了亲硫元素在深部岩石圈中含量和分布的重要信息（Ananda et al，2004）。

ADP金刚石的同生包裹体主要为超基性岩和榴辉岩集合体的典型矿物。蛇纹石、皂石、磁铁矿、硫化物和硫硅酸盐混合物出现在次生包裹体中。同时还发现有>20%的金刚石中含金刚石包裹体。VGrib矿金刚石中暗色包裹体最常见（约占总体的30%），无色包裹体相对较少（约占总体的1%），含金刚石包裹体的金刚石约占总体的24%。拉曼光谱测定橄榄岩型（E）同生包裹体居多（橄榄石、铬尖晶石、镁铝榴石），次生包裹体主要为蛇纹石、滑石和磁铁矿（Rubanova et al，2009）。

图87 YDP 金刚石/钻石阴极发光图

Figure 87 Cathodoluminescence image of diamonds from YDP

（上排 a，橄榄岩型金刚石 / 钻石的八面体生长环带；中 ，橄榄岩型金刚石 / 钻石的八面体生长环带，左角部分出现溶蚀现象；右，橄榄岩型金刚石 / 钻石菱形十二面体晶体中心的立方体生长。下排 ，a，b：榴辉岩包裹体八面体金刚石 / 钻石晶体的内部核和外部环带；c：另一种类型的花瓣状生长环带）（切面均沿 （110） 切开；上排据：Bulanova，1995；下排据：Stepanov et al，2007）

（The upper row，a: octahedral growth zones of a peridotitic diamond; middle: octahedral growth zones of a peridotitic diamond and resorption on the left; right: cubic growth zones at the core of a rhombic dodecahedral peridotitic diamond The lower row，a，b: Inner nucleus and outer zonal structure of a octahedral eclogitic diamond; c: another type of petal-like growth zones） （slices along （110）; the upper row images after Bulanova，1995; the lower row images after Stepanov et al，2007）

ADP金刚石与世界其他产地金刚石的不同在于硫化物包裹体极为稀少。硫化物包裹体的缺失指示了地幔物质演化具有的某些区域性特征。金刚石中Ni EPR中心的缺失也是MVLomonosov矿和VGrib矿金刚石的标型特征之一，含Ni固溶体包裹体含量低甚至缺失也印证了这一点（Palazhchenko，2008；Rubanova，2009）。

乌拉尔地区金刚石/钻石大部分为榴辉岩型，主要为橙色石榴子石、灰绿色单斜辉石、无色柯石英、蓝色蓝晶石、浅棕色金红石和硫化物。其次为橄榄岩型：紫色石榴子石、深樱红色铬铁矿和无色橄榄石。还有少部分与二辉橄榄岩有关，包括无色顽火辉石、无色橄榄石等。有些金刚石/钻石含石墨包裹体（Posukhova，2007）。

俄罗斯地区金刚石/钻石主要分布在3个区域：萨哈（Sakha）共和国雅库特（Yakutia）地区、阿尔汉格尔斯科（Arkhangelsk）州和彼尔姆（Perm）州。最早的金刚石/钻石是1829年7月在乌拉尔山脉的金铂矿中（砂矿）发现的，1954年发现了第一个含金刚石/钻石的金伯利岩筒。随后5年，在Yakutia地区相继发现了120个金伯利岩筒，其中提及最多的是Mir和Udachnaya岩筒。目前，雅库特地区约有500个金伯利岩筒，其中的10%含有金刚石（徐立等，2011）。1979年俄罗斯地质学家在Arkhangelsk东北部的Winter coast地区发现了一系列含金刚石/钻石的金伯利岩，从此陆续在Zimnii Bereg（Winter coast）地区（Arkhangelsk Diamondiferous Province，ADP）发现了100多个碱性金伯利岩体，其中MVLomonosov矿和VGrib矿是最重要的两个金刚石/钻石矿。

雅库特金刚石/钻石成矿省（Yakut Diamondiferous Province，简称YDP）主要以原生金伯利岩为主，是俄罗斯金刚石/钻石最主要的来源，其中，Malo-Botuobia 和Daldyn-Alakit地区的金伯利岩筒是雅库特地区2个主要含金刚石/钻石的区域（Spetsius，1995）。Malo-Botuobia地区代表性岩筒是Mir，Internatsionalnaya等（图82）。Mir是俄罗斯发现的最大最古老的金伯利岩筒之一，也是世界上最深的露天开采金刚石矿坑。Mir岩筒于1957年开始开采，年平均产量为2Mct，由于资源枯竭，2001年该矿停止了露天开采。Daldyn-Alakit地区岩筒包括Udachnaya、Yubileynaya和Zarnitsa等。Udachnaya是俄罗斯最大的金刚石矿，也是世界上最大的金刚石矿之一，目前已接近开采寿命，其露天矿坑正为转成地下开采做准备。

阿尔汉格尔斯科金刚石/钻石成矿省（Arkhangelsk Diamondiferous Province，简称ADP）以金伯利岩为主，MVLomonosov矿位于西部Zolotitsa地区，从北到南95km内有6个独立的岩筒，即Karpinsky-1，Karpinsky-2，Pionerskii，Lomonosov，Pomorskii和Arkhangelskii，是全欧洲最大的金刚石产地（图83），品位约为05Cpht，有效开采期限约为50年，拥有该矿开采权的Severalmaz公司预测金刚石/钻石产量可达200Mct，但由于土壤中饱含水，开采排污等存在技术上的问题，该矿并没有大规模开采（Levine &Wallace，2005）；VGrib矿位于东部Verkhotina-Soyana地区，即Grib岩筒，已探明金刚石/钻石储量达50亿美元，产量是MVLomonosov矿任一岩筒的2倍以上且金刚石/钻石质量上乘（Rubanova et al，2009）。两个矿床的金刚石/钻石品位平均约为07ct/t（70～80US$/ct）（Rubanova et al，2009），其中VGrib矿金刚石/钻石品位较高1～15ct/t，MVLomonosov矿 05～10ct/t（Garanin & Garanin，2008）。

图82 西伯利亚克拉通基底示意图（Spetsius，2004）代表雅库特地区重要的金伯利岩筒

Figure 82 Sketch map of Siberian craton （Spetsius，2004） stands for important kimberlite pipes in Yakutia area

图83 Arkhangelsk碱性火成岩省地理简图（据Lehtonen等，2009）

Figure 83 Geographical sketch of alkaline igneous province in Arkhangelsk （Lehtonen et al，2009）

彼尔姆州主要是金刚石砂矿，该矿位于俄罗斯境内最早发现金刚石/钻石的乌拉尔山地区，产量很低，只占俄罗斯总产量的2%（黄凤鸣和陈钟惠，2000）。沿乌拉尔西坡，最大的金刚石/钻石砂矿在Vishera（北部乌拉尔）和Koivo–Vizhai地区（中部乌拉尔），后者资源已经枯竭（Khachatryan & Kaminsky，2003）。