金刚石一般在什么地方产生

金刚石主要分为天然金刚石和人工合成金刚石，对于天然金刚石，diamon（金刚石）原意是表示非常坚硬的无色透明的意思，现在被称为金刚石等矿物。1866年在奥兰治河边附近发现了南部非洲的第一颗天然金刚石，这颗金刚石重215克拉。天然金刚石主要成因就是火山喷发产生的高温高压作用使很碳物质形成金刚石的晶体结构。 天然金刚石完全由单质碳结晶形成的等轴晶系矿物，金刚石常见晶形分为八面体、菱形十二面体、立方体四面体和六八面体等类型。天然金刚石根据其含氮或含硼量、红外和紫外吸收光谱特征的不同#首先划分为I型和II型两大类，在此基础上又划分为Ia型Ib型及IIa型IIb型。纯净的金刚石无色透明，若其含有杂质或结构缺陷而呈色，如**可由含Ti和Fe或者由结构中的缺陷所引起。Ib型金刚石含顺磁性氮原子。常呈琥珀**，但这种型式的氮含量更高时会出现绿色。IIb型金刚石含硼#使晶体常具蓝色或天蓝色#含硼使金刚石具蓝色。 天然金刚石是最硬的天然物质#它的研磨硬度（10000HV）为石英硬度的1170倍刚玉硬度的140倍。金刚石有极强的抗磨性，摩擦系数小。其抗磨能力为刚玉的90倍金刚石虽坚硬，但具有脆性#在冲击的作用下易破碎，金刚石是绝缘体，但有很高的导热率，其导热率比银铜还要高。金刚石对任何酸都是稳定的，甚至在高温下酸对

金刚石不显示任何作用， 但在碱含氧酸盐类和金属熔体中#金刚石却很容易受侵蚀。 但是了，由于天然金刚石稀少，价格昂贵，目前主要集中在合成金刚石开发和应用。目前方法也很多，最先也是最为经典的是高温高压（HPHT）法，这也是仿天然金刚石产生的原理制备的。但目前化学气相沉积法最佳，制备的金刚石纯度较高，主要有热丝CVD、微波等离子CVD、直流CVD等等。国外在人造金刚石这方面做的比较好，美国APPOLO公司做的人造钻石已经投入生产了，其生产的人造钻石与天然金刚石想媲美。

如前面所介绍的，伯纳特兄弟于1870年发现了金伯利金刚石矿。正是这一发现，使人们知道了在哪种岩石中有可能含有金刚石。

原来，那是一种在远古时代的岩浆冷却以后所形成的火山岩。接着，研究者又发现，在这种火山岩中除了金刚石，还含有被称为石榴石和橄榄石的两种矿物。因此，在那些出产石榴石和橄榄石的地点，找到金刚石矿的可能性就相对大。于是，石榴石和橄榄石就成为寻找金刚石的“指示矿物”。

根据指示矿物来寻找金刚石矿的方法并不是在哪一天突然发现的。上世纪70年代，美国史密森研究所的地球化学家约翰·贾尼在仔细研究了石榴石和金刚石之间的关系后发表了他的研究结果。但是，在那之前，即上世纪50年代，德比尔斯公司的地质人员早就根据指示矿物在世界各地寻找金刚石矿了。

世界各地都发现了金刚石矿。其中，澳大利亚、刚果、俄罗斯、博茨瓦纳和南非是著名的五大金刚石产地。

美国马萨诸塞大学的地球物理学家史蒂文·哈格蒂博士在1999年研究了世界各地含有金刚石的熔岩的年代，结果发现，这些含有金刚石的熔岩至少是在过去7个不同的时期在各地喷出的岩浆所形成的，其中最古老的熔岩则是在大约10亿年前形成的。在这7个岩浆喷发时期中，以在非洲各地和巴西等地区于12亿年前至8000万年前喷出的岩浆中所含有的金刚石为最多。那时正值恐龙时代极盛期的中生代白垩纪。含有金刚石的熔岩，最晚的，是在2200万年以前喷出的岩浆形成的。至于在那以后形成的熔岩中是否含有金刚石，则还无法肯定。

1971年以来的二十年中，在中国陆续发现了几颗50克拉以上和100克拉以上的金刚石，按发现时间的先后排列如下：

1．1971年9月25日，在江苏省宿迁公路旁发现一颗重52．71克拉的金刚石。

2．1977年12月21日，在山东省临沭县常林大队，女社员魏振芳发现1颗重158786克拉的优质巨钻，全透明，色淡黄，可称金刚石的“中国之最”。被命名为“常林钻石”

3．1981年8月15日，在山东郯城陈埠发现一颗124．27克拉的巨粒金刚石。被命名为“陈埠一号”。

4．1982年9月，在山东郯城陈埠发现一颗96．94克拉的金刚石。

5．1983年5月，在山东郯城陈埠发现一颗92．86克拉的金刚石。

6．1983年11月14日，在山东蒙阴发现一颗119．01克拉的巨粒金刚石，被命名为“蒙山一号”。蒙阴金刚石矿是全国最大的原生矿。

据1987年资料，中国主要金刚石成矿区有：①辽东—吉南成矿区，有中生代和中古生代两期金伯利岩。②鲁西、苏北、皖北成矿区，下古生代可能有多期金伯利岩。③晋、豫、冀成矿区，已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。④湘、黔、鄂、川成矿区，已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石砂矿。

湖南金刚石，产于湖南省常德丁家港、桃源、黔阳等地。湖南金刚石以砂矿为主，主要分布在沅水流域，分布零散，品位低，但质量好，宝石级金刚石约占40%。相传在明朝年间，湖南沅江流域就有零星的金刚石发现，大规模的寻矿则始于二十世纪五十年代。沅江整个水域均有金刚石分布，但有开采价值的仅常德丁家港、桃源县车溪冲、溆浦县（黔阳）新庄垅、沅陵县窑头等4处。

湖南金刚石的颜色深浅不一，内外颜色差异明显，呈带状、斑状分布。其褐色系列金刚石，晶体呈黄褐色，内部洁净，表面有大量的褐色斑点，其褐斑的颜色有**、黄褐色、褐色、黑色等，主要分布在金刚石的溶蚀面上，褐色主要由自然界放射性粒子的辐照造成。金刚石总体颗粒小，但质地较好，以单晶为主，约占总产量的98%；晶体比较完整，以八面体、十二面体、六八面体为多；绝大多数晶体浅色透明或呈黄、褐色等；粒重多小于28mg，一般为109～15mg；22%晶体中含包裹体；60%的晶体表面有裂纹，表面溶蚀不重。

新疆省和田地区墨玉县发现金刚石 1945年,墨玉县出土了一颗重05克拉的金刚石,被一个苏联人收购,存放在苏联莫斯科展览馆内。1963年为我国驻苏大使馆发现,将此事转告国家地质部,地质部又责成新疆地质局调查,调查任务交给驻和田第寸’地质大队。经过二十多年的访问调查,终于在1984年证实了这一事实。{日出土地点不是原来所记载的波朋村,而是在吐斯阿克其。吐斯阿克其距和田65公里,距墨玉县城40公里。 1984年10月17目,墨玉县前进公社二管理区三大队二小队社员买卖提奴尔麻木提在吐斯阿克其发现第二颗金刚石。这颗金刚石重O2028克拉,主晶形为八而体,晶棱弯曲呈弧形,略带黄棕色,透明。在紫外线下不发光;x射线下发天蓝色,经自治区地质局鉴定,确为金刚石。 1985年7月6日,吐斯阿克里再传喜讯,墨玉县金矿职工王峻青在该地距地面25米深处,发现～颗重O221克拉的金刚石。这样,吐斯阿克其先后出土金刚石三颗。金刚石是碳在高温度高压下形成的结晶体,为自然界最硬的矿物,硬度lO,～-般川作高级研磨切割材料,亦用作首饰。

中国三大钻石产地：1、辽宁瓦房店：辽宁瓦房店的钻矿属于Kimb原生矿，高品质钻石，开采、回收控制严密；2、山东的蒙阴：山东省沂蒙地区为我国的大钻产区，曾开采出多颗上百克拉巨型钻；3、湖南沅江：湖南沅江品质较高，宝石级占比80-90%。早在上个世纪60年代就在我国的贵州和山东找到了金伯利岩和钻石原生矿床。在70年代又在辽宁的瓦房店找到了一个钻石原生矿床。

钻石形成原理

钻石是金刚石精加工而成的产品，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、铅笔芯及糖的成份基本相同，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（无色）。

自从钻石在印度被发现以来，就有人在河边、河滩上捡到钻石，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。

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）。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）。

图21 重达1014695ct的蒙山5号金刚石晶体

Figure 21 The No5 Mengshan diamond crystal weighing 1014695ct

中国出产金刚石的记载是在明朝（1488年），湖南沅水流域的农民在淘砂金时就常淘到金刚石，山东郯城地区明朝时也有金刚石的发现。20世纪20～30年代，山东胶县七宝山地区也发现过金刚石。1917年编写的《临沂县志》记载：“金刚石有明净如水而无色者，有白黄红绿诸色者用于宝饰，小者可划玻璃，往往拣而得之，不恒有。”（叶寅生，1997）。其后，最重要的一些发现包括：1937年，山东农民罗振邦在郯城金鸡岭翻地时偶尔发现了重28125ct的金刚石，淡**，晶形似一只刚出壳的雏鸡，结合产地其被命名为“金鸡钻石”；1939年，也是在山东的郯城，又有人拾获了一颗重21875ct的金刚石（白立仑，1997），后来，这两颗金刚石据说均被日军驻临沂的顾问掠走，至今下落不明（涂怀奎，1998）。1965年，山东省地质局809队在山东蒙阴常马庄发现了我国第一个具有工业价值原生金伯利岩型金刚石矿床“红旗1号”；1971年6月，辽宁省地质局区调队在辽宁瓦房店发现含金刚石的金伯利岩管，随后确定了3个含金刚石的金伯利岩矿带。1977年12月21日，山东省临沭县岌山公社常林大队村民魏振芳在田里发现一颗淡**，重158786ct的天然金刚石，引起轰动。该晶体呈八面体、透明，属宝石级钻石，被命名为“常林钻石”，是中国目前可见最大的钻石（走向世界，2009）。70年代末，复州河城的金刚石砂矿发现一颗无色透明的宝石级金刚石，重108ct。1981年8月15日，山东临沂县郯城陈埠矿区发现一颗棕**12427ct的巨粒金刚石，晶体呈立方体与菱形十二面体的聚形，命名为“陈埠1号”。1983年11月14日，山东蒙阴王村矿区胜利1号金伯利岩筒中发现了一颗淡**透明11901ct的金刚石，被命名为“蒙山1号”。1986年，湖南沅水流域的桃园县群众挖到一颗不规则椭圆形，透明度较好，重4315ct的金刚石，其后湖南的农民还挖到过一颗重621ct的金刚石。1991年于瓦房店发现“岚崮1号”钻石，这是辽宁发现最大的一颗透明宝石级钻石，重6015ct，呈八面体。2006年5月27日，山东蒙阴建材701矿在胜利1号岩管生产线上选出一颗呈拉长八面体晶形、重达1014695ct特大金刚石（图21）。表21为部分我国已发现的大于2g（10ct）的金刚石/钻石晶体。

表21 我国已发现的大于2g（10ct）的金刚石/钻石　Table 21 Diamonds above 2g(10ct)found in China

自发现中国第一个具有工业价值金伯利岩型金刚石原生矿床“红旗1号”，到1977年，基本探明了山东常马庄、王村、西峪、头寸和红喜庄5个有工业价值的金刚石原生矿床；此后数年，山东陆续发现60余个金伯利岩。

1971年，辽宁省地质局区调队在辽宁瓦房店发现含金刚石的金伯利岩管，继而发现了3个含金刚石的金伯利岩矿带（包括几十个岩体，其中最富的品位为16ct/m3）。其后，至1980年又探明了30号、42号、50号、57号、68号和74号等6个具有工业价值金刚石原生矿床。1992年辽宁省地矿局地质6队，采用金刚石重砂测量和高精度地面磁法测量新技术，在辽宁瓦房店岚崮山地区发现了3个新的含金刚石的金伯利岩岩体；2009年，辽宁地质队又在原有工作基础上，在瓦房店位于110号岩管东侧下方找到一个金刚石储量大约在21×104ct的中型金刚石矿（中国新闻网，2010-1-21；东北新闻网（沈阳），2010-02-05）。

1990年10月，湖南宁乡县云影窝地区含金刚石的橄榄金云火山岩岩体的发现具有重要意义。至今，该区已发现了25个橄榄金云火山岩岩体（脉）。经对6个岩管进行采样选矿试验，在4个岩管中发现了65颗微粒金刚石，这些发现虽然不具经济意义，但为扬子地台金刚石的找矿提供了重要的线索，表明我国南方原生金刚石的成矿条件良好并具备较为广阔的找矿前景（王仲会，1998；梅厚钧等，1998；张培元，2001）。

图22 中国三个主要金刚石 / 钻石产地的大地构造区位及金刚石 / 钻石发现情况

（ 据 Yang et al2009； Zheng et al，2006； Zheng et al，2007 等修改 ）

Figure 22 Geotectonic locations and diamond exploration situation of the three major diamond fields in China

（After Yang et al，2009; Zheng et al，2006; Zheng et al，2007）

至今，我国目前已基本查明了辽宁、山东、湖南、江苏等省金刚石原生矿床与砂矿金刚石矿产资源的储量（金刚石/钻石产地及分布见图22）。截至2000年年底，中国保有金刚石储量2295×104ct，在世界上30多个钻石产出国中大约居第10位。20世纪90年代到21世纪初期，我国年产金刚石约（10～15）×104ct，但在2002年前后，辽宁50号岩筒的金刚石开采基本结束，2009年以后山东蒙阴胜利1号岩金刚石的产量和质量也开始下降。实际上，最近两年国内金刚石的产量已经很难统计，较为重要的可能是湖南省沅水流域间歇性的金刚石砂矿开采，农闲期间，有大小规模不等的淘砂机在4～5个地区进行钻石砂矿的开采，有些开采点一个点的淘砂机就可达5台（图版Ⅰ），每天可以有上百克拉的产量，但总体上估计年产量不会超过10×104ct。

山东临沂市沂蒙县钻石占全国的445%，在全国已探明储量中占有绝对优势，从矿产类型来说，我国金刚石以原生矿为主，山东临沂市沂蒙县是全国最大、最早的金刚石原生矿发现地．

故选：D．

根据现有的分析成果，将中国三个主要产地金刚石/钻石的特征进行了对比，对比结果见表99。中国三个产地金刚石/钻石的颜色类型、生长结构、包裹体组成以及碳同位素变化可以分为两种类型，其中产于扬子克拉通的湖南金刚石/钻石和产在华北克拉通辽宁及山东金刚石/钻石的区别较为明显，而山东和辽宁之间虽然也有一定的差异，但区分较难。

表99 中国三个主要产地金刚石/钻石特征比较　Table 99 Comparison of diamond characteristics of China’s three major diamond fields

1本项目组；2辽宁省地质局旅大地质六队，1975，1976；3赵秀英，1988；4池际尚等，1996a，1996b；5黄蕴慧等，1992；6罗声宣等，1999；7山东省地矿局第七地质大队，1990；8马文运等，1989；9谈逸梅等，1983；10刘观亮等，1994；11杨明星等，2002；12 陈美华等，1999，2000；13 王久华，2005；14 郭文祥，1986；15 郭九皋等，1989；16 李海波，2006；17 武改朝，2008；18殷莉等，2008

中国三个主要的金刚石/钻石产于两个重要的具有太古宙基底的古老克拉通之上，虽然至今为止产于两个克拉通之上金刚石/钻石准确的形成年龄仍然缺乏系统的数据，但是基本的地质现象可以说明，两个克拉通金刚石/钻石最早的形成年龄都不会晚于古生代（华北辽宁和山东金伯利岩的精确侵位时间为470～480Ma±；而扬子地台最早的金刚石/钻石发现是在新元古代花山群洪山组底部（Yang et al，2009；Li et al，2011；刘观亮，1997，湖南原生金刚石找矿研讨会）；显然三个产地金刚石/钻石的形成和两个克拉通的演化关系密切，或者说克拉通演化的过程和金刚石/钻石的成因及产地来源之间密切相关，这应该是产地研究的重要基础前提之一。

华北克拉通是我国具有太古宙结晶基地的古老的克拉通，但其厚的岩石圈根部在显生宙发生了明显的丢失，地表地质学、捕掳体地球化学、地球物理数据结果显示，华北克拉通岩石圈在显生宙减薄了100km以上（吴福元等，2008；朱日祥，郑天愉，2009；高山等，2009；徐义刚等，2009；郑建平，2009；张宏福，2009；郑永飞，吴福元，2009）。虽然关于华北克拉通的形成和演化过程至今仍然是争论很大的议题（陆松年等，2002）。多数学者倾向于该克拉通在古太古代就已开始形成陆核，其后大小不等的陆块在不同时代经历过不同规模的拼接，最后经吕梁运动形成统一的华北克拉通基底。克拉通的形成和发展演化大体经历了太古宙-古元古代的基底形成阶段，中元古代-三叠纪盖层稳定发展阶段和中-新生代活化等三个阶段（张国伟等，1996；翟明国和卞爱国，2000；阎国翰等，2007；刘敦一等，2007）。

华北克拉通在多个区域发现具有大于38Ga锆石年龄的岩石，但目前出露的华北克拉通基底主要由大面积的新太古宙TTG杂岩及表壳岩系组成，因此，25Ga才是华北最早大规模形成陆壳基底的时间，但也有学者根据华北不同变质地体的P–T演化轨迹、岩石组成、构造样式、地球化学及同位素年龄方面的研究成果，认为现今统一的华北克拉通结晶基底是在中元古代（185Ga）形成的（Zhao et al，1998，1999，2000）。

华北克拉通盖层稳定发展的早期阶段（185～16Ga）主要以拉张-裂解构造活动为主，表现为拗拉谷系的发育，拉张性岩浆活动以及早期变质基底的隆升（李江海等，2000），双峰式火山岩及碱性岩浆岩大多数分布在中元古代的拗拉谷内及其附近，第二阶段新元古代中-晚期（09～06Ga）的岩浆活动和第一阶段具有一定的继承性，但分布范围明显局限；古生代末-新生代张性岩浆活动范围最广（250Ma-新生代），各种碱性岩浆岩和火山杂岩主要分布在中生代末-新生代形成的裂谷、断陷盆地及两侧，并且在不同地区呈现不同的演化模式。华北克拉通三个阶段拉张性岩浆作用在时间上分别与哥伦比亚（Columbia）、罗迪尼亚（Rodinia）及潘基亚（Pangea）三个超级大陆的拉张裂解时间段基本一致，显示出华北克拉通形成和演化的动力机制上和全球性大陆的裂解具有某种成生联系（陆松年等，2002；阎国翰等，2007）。克拉通古地幔以含石榴子石的二辉橄榄岩、方辉橄榄岩及纯橄榄岩为主，地幔交代作用强烈，岩石富集不相容元素（路凤香等，1997）；对地球物理、新生代碱性玄武岩地幔包裹体地球化学的研究显示，就华北克拉通岩石圈地幔减薄的时间、程度和机制来说，有两种不同的学术观点，即热/化学侵蚀和下地壳拆沉可以对华北克拉通的最后演化过程进行解释，目前仍然存在比较大的分歧（郑永飞，吴福元，2009）。在这个过程中，太平洋向东亚陆块的俯冲、晚石炭纪古亚洲洋板块向南俯冲、三叠纪华北与华南陆块之间的碰撞或岩石圈的拉张（减压）可能是其演化的动力学诱因（高山等，2009；徐义刚等，2009；郑建平，2009；张宏福，2009）。

Gao等（2004）对辽西晚侏罗世高镁中酸性火山岩的系统研究发现，这些火山岩具有高镁-铬-镍-锶含量和低钇含量，其斜方辉石斑晶有核部低镁与边部高镁反环带；并含有大量具25Ga前华北克拉通前寒武纪岩石特征的继承锆石，其锶-钕同位素组成与华北克拉通下地壳榴辉岩包裹体部分熔融产生熔体与地幔橄榄岩反应产物的特征一致。上述特征排除了火山岩是下地壳部分熔融以及含水上地幔部分熔融或俯冲洋壳部分熔融产物的可能性。认为它们可能是华北克拉通太古宙榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉再循环进入软流圈，随后榴辉岩部分熔融产生的熔体在上升喷发至地表过程中与地幔橄榄岩相互作用的结果（Gao et al，2004）。如果这个观点成立，则至少说明华北克拉通在太古宙时期岩石圈地幔曾经存在过地壳来源的物质，但是，就华北克拉通现在金刚石/钻石矿物包裹体和获得的碳同位素数据而言，并没有发现壳源碳同位素的特征（张宏福等，2009；本项目），因此，华北地台金刚石/钻石的形成时间应该晚于太古宙较长的一段时间但早于金伯利岩喷发的480Ma。

山东蒙阴和辽宁复县金刚石/钻石矿区分布在郯庐断裂带的东、西两侧，南北方向距离约550km，过去被认为是具有相同基底构造的华北克拉通东部块体组成部分，蒙阴金伯利岩和复县金伯利岩也成为确定郯庐断裂左行平移的重要证据（徐嘉炜，马国锋，1992；张培元，2001；乔秀夫，张安棣，2002）。但是根据两地太古宙结晶基底性质及火山岩浆作用的差别，有学者认为，这两个金伯利岩区岩石分属于新太古宙之前不同的陆块（胶辽陆块和迁怀陆块/冀东古陆），地层单元至少在新太古宙之前是难以对比的，新太古宙末各微陆块才以陆—陆、陆—弧以及弧—弧碰撞的形式拼贴在一起（翟明国，卞爱国，2000；吴昌华，2007）。根据两地金伯利岩中铬镁铝榴石、铬尖晶石、铬透辉石、镁钛铁矿、金红石、金刚石等巨晶组合的差异，特别是根据蒙阴与瓦房店两地金伯利岩中粗晶石榴子石地温曲线建立的岩石圈剖面差异，两地金刚石同生包裹体石榴子石形成温度的差异，两地分属于华北块体与胶辽朝块体，两地金伯利岩在早古生代爆发侵位时，并不在相近位置。两地金伯利岩喷发时太古宙岩石圈地幔具有显著差异，两地是独立的金刚石成矿省，它们不曾相聚也非同源岩浆产物（乔秀夫，张安棣，2002）。虽然我们对两地金伯利岩重砂矿物钙钛矿和斜锆石测年显示它们具有几乎完全相同的480Ma的年龄，金刚石/钻石也具有相似的碳同位素组成模式，但其中金刚石/钻石包裹体组合、结晶度明显的差异及其形成温度存在的差异显示（金刚石中包裹体形成时蒙阴的地幔温度条件为1050～1250℃，复县的温度条件绝大多数变化在1083～1176℃之间）（Zhang et al，1999；本项目；殷莉等，2008），两地岩石圈地幔在金刚石/钻石形成时确实存在一定的差异，这种差异可能和两地在新太古宙华北克拉通的碰撞俯冲或地幔柱活动过程的位置有关（Zhao et al，1998；赵国春和孙敏，2002）。山东更靠近克拉通中部带，金刚石/钻石形成时和地幔柱中心较近，导致岩石圈地幔高温影响可能更为明显，金刚石/钻石生长速度快并且生长过程中受到的影响更为明显频繁，后者金刚石/钻石的结晶度明显低于前者，并且含有较多深源的Ⅱ型金刚石/钻石，金刚石/钻石孤N→B中心转化获得的存留时间为178 Ga～0 57 Ga（尹作为等，2005）；相反，辽宁由于离开中部古元古代地幔柱稍远，岩石圈地幔温度稍低，金刚石/钻石结晶慢而完美，宝石级的比例更高，金刚石/钻石孤N→B中心转化获得的存留时间为301Ga～0 71Ga（陈美华等，2000；Lu et al，2001）。根据两地金刚石/钻石碳同位素均不出现古老地壳俯冲碰撞碳同位素的组成和两地金刚石/钻石形成时岩石圈地幔存在差异的事实，可以推断两地在钻石形成时可能华北克拉通不是一个完整的克拉通块体，山东金刚石/钻石形成于25Ga～480Ma时间范围内，而辽宁复县金刚石钻石最早的形成时间可能大于25Ga，但由于其时并不在华北克拉通主块体内，因此，没有受到太古宙拆沉再循环进入软流圈地壳物质的影响。

扬子克拉通陆壳的生长始于太古宙早期，具有古元古代-太古宙的地壳生长年龄，但是具有新元古代地壳再造年龄，克拉通之下岩石圈地幔具有不同的前寒武纪年龄，但总体上比太古宙克拉通地幔更为富沃，密度较大。迄今为止，Re–Os同位素研究没有得到太古宙地幔年龄（Zheng，2006；于津海等，2007；Zheng et al，2008；郑永飞和张少兵，2007；Reisberg et al，2005；Yuan et al，2007；Xu et al，2008；Zhang et al，2008；郑永飞和吴福元，2009）；湖南沅水流域砂矿金刚石/钻石产区构造上位于扬子克拉通和华夏古陆的过渡区域。关于扬子克拉通以及华夏地块基底的性质及演化争议较大，主要的焦点在是否存在华夏古陆（地块），古陆基底形成时间以及扬子陆块与华夏陆块拼接的方式及时间等（Li et al，2003；廖宗廷等，2005；胡受奚和叶瑛，2006）。例如，扬子克拉通在多处地方发现大量25～38Ga太古宙年龄的碎屑锆石，湖北崆岭地区片麻岩锆石U–Pb年龄及Hf 同位素显示存在形成年龄约为32Ga 的片麻岩，锆石具有有负的εHf（t）值和早至35Ga的两阶段Hf模式年龄，其源区岩石可能有>36Ga冥太古宙物质再循环作用的产物（Qiu，2000；柳小明等，2005；Zhang，et al，2006；Jiao，et al，2009）；而华夏地块副片麻岩中也发现了年龄为32～33Ga的碎屑锆石，浙西南地区变质基性岩-超基性岩获得锆石32Ga左右的Hf同位素二阶段模式年龄，也说明华夏地块古老太古宙基底的存在（于津海等，2007；向华等，2008）。但研究显示扬子陆块与华夏陆块最早是Rodinia超级大陆形成时（09～08Ga）拼合的，中元古代末期-新元古代早期（约10Ga），扬子和华夏两大陆块之间存在一多岛弧共存的洋盆（包括原始大洋岛弧和大陆弧），华夏陆块以北的洋壳对扬子陆块以南洋壳俯冲，最终导致了华夏与扬子两陆块的拼合（Li & McCulloch，1996；陈江峰和江博明，1999；李献华，1999），这一认识得到了扬子陆块与华夏陆块之间地层对比研究成果以及蛇绿岩、元古宙花岗岩与火山岩、地质构造和古地磁的证据和扬子陆块南缘新元古代-显生宙沉积岩的TDM-t（沉积年代）证据的支持（Li et al，1997；Li，1998；丁炳华等，2008）。其后，Li et al （1999）进一步提出，扬子克拉通中心附近825Ma地幔柱的形成可能是最终导致Rodinia大陆裂解的起因。李献华等（2008）根据新元古代岩浆岩微量元素地球化学特性的比较，进一步对扬子克拉通在10～09Ga两侧同时发生的洋壳俯冲活动进行了讨论，认为洋壳俯冲改变了扬子克拉通岩石圈地幔的组成，使之选择性富集强不相容元素和含水矿物（其中一侧可能是澳大利亚板块）；中元古代-新元古代中期华南已从造山转变为陆内裂谷环境，板内非造山作用最早的岩浆活动发生在860～850Ma。并证实830～750Ma华南岩石圈底部存超级地幔柱活动的证据，从820Ma到约800Ma华南岩石圈的厚度可能从100km左右减薄到≤70km（Wang &Li 2003; Li et al，2008;李献华等，2008；谢士稳等，2009）；但沈渭洲等（1993）Sm–Nd同位素的研究认为，从西向东，江南元古宙古岛弧的时间变化从古元古代中期至新元古代，古岛弧的形成时间特续达13亿年（沈渭洲等，1993）。周金城等（2008）也认为，新元古代时期，华南是一个被消减海洋岩石圈俯冲带包围的孤立陆块，江南造山带经历过由岛弧形成、弧-弧碰撞、弧-陆碰撞最后到陆-陆拼合的过程，华南加里东褶皱带与扬子地台联合组成广阔的地台区——华南统一大陆的时间晚至早古生代末期（加里东期）（周金城等，2008；薛怀民等，2010），总之，目前关于扬子克拉通及华南陆块基底及其岩石圈演化的研究仍然存在较多的争议，没有确切统一的结论。

根据部分地学断面和深部地球物理的研究成果，有研究者认为现今扬子克拉通部分上地幔岩石圈是不均匀的，推测江南古陆南缘存在一个中元古代早期形成的深达300km的岩石圈龙骨（keel），其后，这个龙骨在华夏古陆拼贴以及太平洋板块俯冲的过程中遭受破坏和肢解，但湘西地区至今仍保留了较稳定、厚度大和冷的岩石圈地幔（刘观亮，1997，湖南原生金刚石找矿研讨会）。实际上，关于扬子克拉通岩石圈地幔性质和演化的研究仍然较为薄弱，有学者认为和华北克拉通相比，扬子克拉通岩石圈地幔交代作用相对较弱，其岩石圈主要由石榴子石/尖晶石二辉橄榄岩组成，主元素亏损程度低，扬子克拉通古地温曲线位于45 mW/ m2以上，略高于华北克拉通40 mW/ m2地温曲线以下（路凤香等，1997）。郑永飞和吴福元（2009）认为，现在比较肯定的是扬子克拉通太古宙岩石圈地幔在中元古代时由于中元古代格林威尔期洋壳俯冲受到不同程度的替代，可以鉴别出弧-陆碰撞、晚期拉张垮塌和大陆裂谷过程，华南钾镁煌斑岩中具有太古宙U–Pb年龄的锆石可能和俯冲碎屑沉积物的再循环有关，扬子太古宙地壳之下可能并不保存有厚的岩石圈根部（Zheng，et al，2007；郑永飞和吴福元，2009）。湖南沅水流域金刚石/钻石的包裹体类型出现了P型和E型相近的比较独特的组合（国际上只有若干个产地出现），金刚石形成温度132685℃，范围1167～1462℃，压力48～76GPa（郭九皋等，1989；刘观亮，1997，湖南原生金刚石找矿研讨会）（本项目得到T（Ni）：1109℃，P：477～583GPa）；同时在E型包裹体中发现了原生的榴辉岩有关的蓝晶石及金红石、柯石英包裹体组合矿物包裹体，而前人和我们的碳同位素分析具有显示出明显轻的碳同位素特征（δ13C值变化范围达到-2606‰～+152‰），碳同位素是双峰式分布的，显示出金刚石/钻石形成过程中可能存在古老地壳物质的参与。而金刚石/钻石良好的结晶度则显示，金刚石/钻石形成于岩石圈地幔的状态相对稳定的阶段，与辽宁及山东的岩石圈环境明显存在差异性。从这个意义上说，我们推测湖南金刚石/钻石最早可能形成于古元古代以前，但也可能存在新元古代甚至更晚形成的钻石，较大的碳同位素分布范围可能指示了10～09Ga发生洋壳俯冲过程的影响，而同一颗钻石中出现的P型E型包裹体共存的现象则可以用其后的地幔柱活动进行解释（Wang，1998 ；丁炳华等，2008；李献华等，2008）。

显然，上述结果显示，华北和扬子克拉通的形成时间都可以追索到太古宙，但2个克拉通的演化过程及古生代后的状况明显不同，其中和辽宁及山东金刚石/钻石产出时华北克拉通在太古宙分别属于相关的不同陆块，它们曾在25Ga和185Ga时发生碰撞拼合，18Ga左右发生分裂，两地金刚石/钻石形成时岩石圈地幔的组成有所差异，但其后两地古生代以前的克拉通岩石圈地幔在古生代晚期开始—中生代已经明显减薄或者被置换（徐义刚等，2009）。而扬子克拉通主体形成时间大约在18～16Ga，太古宙岩石圈地幔则在中元古代时格林威尔期洋壳俯冲过程中曾受到不同程度的替代（徐义刚等，2009；郑永飞，吴福元，2009），古生代以前原来的岩石圈地幔在中生代也可能已被置换（李献华等，2008；Liu et al，2012）。

中国有计划地开展金刚石找矿工作始于1952年,当时的找矿目标是河流中金刚石砂矿。1952~1953年,地质部派专家组对山东沂沭河流域进行踏勘和调研。1953年,地质部组建湖南沅水地质队(后改名湖南413地质队),开展湖南沅水流域金刚石砂矿的普查找矿工作;至1967年,在湖南常德地区探明了4个金刚石砂矿区。1957年,地质部在山东省组建山东沂沭河地质队(后改名809地质队),在山东沂沭河流域和胶东地区进行金刚石普查勘探,先后探明了于泉、陈家埠等5个金刚石砂矿床。1964年,地质部在山东临沂召开了全国第一次金刚石专业地质工作会议,提出了开展以寻找金刚石原生矿为主的新一轮普查找矿工作。1965年,贵州地质局101地质队在黔东镇远发现“东风1号”含金刚石岩体。同年8月,山东809地质队在蒙阴常马庄发现中国第一个具有工业价值金伯利岩型金刚石原生矿床——“红旗1号”。此后数年,在山东陆续发现60余个金伯利岩体,其中有著名的“胜利Ⅰ号”。1971年6月,在群众报矿基础上,辽宁省区调队发现了金伯利岩,继而辽宁第六地质大队金刚石找矿取得重大突破。至1986年,在瓦房店地区发现了三个矿带和百余个金伯利岩体,提交了30号、42号、50号、51-68-74号等4个具工业价值的金刚石原生矿床和3个砂矿床。辽宁、山东、湖南等省金刚石原生矿床与砂矿的发现和勘查,构成了当前中国金刚石矿产资源的基本格局。在我国三大古老克拉通范围内,有17个省份发现有金刚石和有金伯利岩、钾镁煌斑岩产出,主要成果见图1-1。

有工业价值的含金刚石金伯利岩产地:山东蒙阴、辽宁瓦房店;

有工业价值的金刚石砂矿产地:湖南常德、山东临沂、辽宁瓦房店;

有金伯利岩和疑似金伯利岩出露的省份:山东、辽宁、吉林、河北、山西、河南、新疆;

有钾镁煌斑岩出露的省份:贵州、湖南、湖北、广西;

有与金刚石相关的岩体产出的省份:吉林、辽宁、内蒙古、河北、河南、山东、山西、江苏、安徽、新疆、广西、贵州、湖南、湖北、四川、西藏等。

自20世纪60年代以来,地质部(后为国家计委地质局、国家地质总局、地质矿产部、中国地质调查局)在全国组织开展了系统的、大规模的原生金刚石矿找矿工作,取得了重大找矿突破。本书将重点介绍湖南、贵州、山东、辽宁的金刚石找矿史。

图1-1 中国金伯利岩及钾镁煌斑岩分布图