世界钻石分布

世界钻石分布,第1张

目前世界上钻石储量超过1000万克拉的国家有:纳米比亚、塞拉利昂、加纳、几内亚、中国和巴西。

1.纳米比亚

纳米比亚的原生金伯利岩型钻石矿床分布在南部的斯别尔—格贝特(sperrgebiet),斯别尔格贝特钻石矿床以出产粗粒宝石级钻石闻名于世。

纳米比亚位于南非的西北侧,西临大西洋,因此滨海钻石砂矿十分发达。滨海冲积型钻石砂矿床有三处,第一处是奥兰治河至华尔威斯湾沿海地带,另一处在埃里扎比次湾,第三处在卢德立次湾的近海海底。这三处次生钻石砂矿床所产钻石都是粗——细粒宝石级的。这里的钻石主要是通过横穿南非地区的奥兰治河从南非、莱索托等国的钻石矿床(经风化、剥蚀)中搬运来的,由于流水、海浪的反复冲刷,劣质钻石被淘汰,保存下来的几乎都是优质钻石。因此,纳米比亚的钻石质量极佳,以纯净五色钻石为其特色,也可见到极珍贵的淡蓝白色钻石。

纳米比亚年产钻石超过l百万克拉,其中95%是宝石级的,居世界

之首位,5%是工业级的。

2.塞拉利昂

塞拉利昂曾经是世界上重要的钻石生产国,钻石砂矿主要分布在塞拉利昂东部的塞瓦河(sewa)及其支流巴菲河(bari)、莫阿河(moa)和马诺河(mano)流域,其分布面积达2万平方公里。20世纪80年代,在科伊杜(koidu)地区新发现了两个含钻石的金伯利岩岩筒及其附近的冲积矿床。经过长期的开采,塞拉利昂钻石资源储备已近枯竭。

塞拉利昂钻石质量佳,宝石级钻石占60%以上,以高净度白色优质宝石级钻石为主,平均每克拉钻石销售价为173美元。宝石级大钻石十分常见,最大者被命名为“塞拉利昂之星”,重968.90克拉,无色透明,属世界著名优质宝石级钻石。此外,还有重量为770.00克拉的宝石级钻石,晶体表面虽有少量黑色斑点,但内部清晰透明,属无色系列,为世界著名宝石级钻石,被命名为“沃义河”(woyie river)钻石。同其他一些生产钻石的非洲国家一样,塞拉利昂也存在非法开采和大量走私钻石的问题。

3.加纳

加纳的钻石是1919年开采砂金矿时发现的,主要分布在加纳东南部的比里姆河(birim)上游流域,钻石品位较高,每立方米沙砾层中含钻石1-2.5克拉。从1921年开始开采钻石砂矿起,迄今共采出钻石约1亿克拉。由于钻石砂矿大多已采尽,目前主要开采贫矿,结果造成钻石产量急剧下降,从20世纪70年代产钻石100多万克拉,降到.1996年的约50万克拉,目前估计钻石保有储量为2000万克拉。加纳钻石颗粒较小,但质量佳,以无色透明钻石为主,宝石级钻石占50%以上,平均每克拉钻石售价为165美元。

4.几内亚

几内亚钻石已探明储量2500万-3000万克拉,大部分产于南部和东部。几内亚的钻石赋存在受深部裂隙系统控制的中生代金伯利岩墙和岩管中,有些富集在冲积和残积的砂矿中,平均品位在每立方米0.12-2克拉,宝石级钻石占60%以上。

5.中国

我国自1953年以来,经过勘查工作,先后在湖南、山东和辽宁等省发现钻石矿床,探明储量超过2500万克拉,目前钻石年产量15万---20万克拉。辽宁瓦房店地区是我国钻石的主要产区,既有原生矿,也有砂矿。该区钻石质量极佳,大多无色透明,净度高,宝石级占60%以上,平均每克拉售价为175美元。目前辽宁已发现的最大宝石级钻石重65克拉。山东沂蒙山区是我国钻石的重要产区,也是我国最早发现金伯利岩型钻石原生矿床的地区。沂蒙山区原生矿中的钻石质量较差,颜色以淡**和褐色为主,内部包体较多,主要是工业级钻石,宝石级钻石约占15%。此外,在郯城地区还分布有钻石砂矿。湖南常德、桃源地区是我国著名的钻石砂矿区,钻石质量好,颜色以浅**和无色透明为主,净度高,宝石级钻石占60%以上。据了解,该区钻石的售价为平均每克拉重30美元。目前湖南沅水流域已发现的最大宝石级钻石重52克拉。

6。巴西

巴西是南美洲主要钻石产出国,金伯利岩型钻石矿床主要分布在巴伐利亚州及米纳斯吉拉斯州,但品位很低,故以开采冲积砂矿床为主,这种次生矿床的品位很高,且所产钻石质量优良。巴西的钻石砂矿主要分布在米纳斯吉拉斯州最西部的“三角形矿区”,即圣弗兰西斯科河(sao fanncisco)上游地带,砂矿中的钻石品位不高,每立方米沙砾物含钻石约0.5克拉,但钻石质量较好,以微黄白色钻石为主,也有少量高净度白色钻石,平均每克拉钻石销售价约为85美元。该地区还以盛产宝石级大钻石而闻名于世,被誉为“大钻石之乡”。著名的宝石级大钻石有带微黄白色的重量为726.60克拉的“瓦加斯总统” (presidentvargas)、带微棕白色的重量为407.70克拉的“杜特拉总统”(presidentdutra)等。在阿巴埃特河(abaete)、巴加热姆河(the paranaiba)和圣安东尼奥河(san antonio)等流域也分布有钻石砂矿。阿巴埃特河流域的钻石砂矿,亦以产大钻石而驰名,如“胜利”(375.00克拉)等宝石级大钻石,这些大钻石多呈浅棕色或棕色,故不很珍贵。

世界各地均有钻石产出,已有30多个国家拥有钻石资源,年产量一亿克拉左右。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。这五个国家的钻石产量占全世界钻石产量的90%左右。其它产钻石的国家有刚果(金)、 巴西、圭亚那、委内瑞拉、安哥拉、中非、加纳、几内亚、象牙海岸、利比利亚、纳米比亚、塞拉利昂、坦桑尼亚、津巴布韦、印度尼西亚、印度、中国、加拿大等。

世界主要的钻石切磨中心有:比利时安特卫普,以色列特拉维夫,美国纽约,印度孟买,泰国曼谷。安特卫普有世界钻石之都的美誉,全世界钻石交易有一半左右在这里完成,“安特卫普切工”便是完美切工的代名词。

纳米比亚

对于钻石的毛坯和宝石级钻石所占比例来说,最好的钻石来自于纳米比亚冲积矿床中开采出来的钻石。这些钻石经历的自然风化搬运到海边,路程长达1000英里。经过这段旅程钻石中脆弱部分都分离。在特定沉积环境中钻石按不同粒级不同形状一定规律分布于岩层中。该矿区宝石级钻石最高达到97%。对切磨好的钻石戒面,很难分辩出产自哪个国家和矿区。

任何矿区产出的钻石都有好、中、差。拿矿区中最好的钻石与纳米比亚产出最差的钻石比,纳米比亚冲积矿床的钻石也不一定就好。

印度

印度是世界上最早发现钻石的国家,3000年前,印度是钻石的唯一产地。自2500年前至18世纪初印度克里希纳河、彭纳河及其支流是世界唯一产出钻石的地方,历史上许多著名钻石如光明之山(kohi-noor)、奥尔洛夫(orloff)和大莫卧儿(great mogul)都来自印度,但印度的钻石产量很小。

巴西

至1725年巴西钻石的发现及开采,使巴西取代印度,成为当时全球钻石的最重要产地。

南非

1867年以后,南非发现了冲积砂矿床和大量原生金伯利岩筒使得南非成为世界上最重要的钻石生产国,其产量长期处于世界前列,并由此开创了钻石业的新纪元。1905年,在南非阿扎氏亚发现了世界上最大的金伯利岩岩筒—普列米尔岩筒,并在此发现最大的钻石(库利南钻石)。南非拥有世界上产量最大、且最现代化的维尼蒂亚钻石矿。南非钻石颗粒大,品质优,50%的金刚石均是可切割的,其产量虽不及澳大利亚等国,但产值一直居世界前列。

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5.5亿克拉。

博茨瓦纳

盛产优质金刚石,宝石级占50%,其产值居世界首位。博茨瓦纳的钻石来自露天开采的金伯利岩,巨大的矿山有orapa岩筒(1967年)、letihakena岩筒(1977年)和jwaneng钻矿(1982年),三个矿的总产量在1989年超过1500万克拉。

俄罗斯

俄罗斯的钻石主要分布在西伯利亚中部雅库特地区,该区找到有一百多个含金刚石金伯利岩筒,1988年,俄罗斯在靠近欧洲附近又找到新的钻石矿。俄罗斯钻石产量在1200万克拉左右,一半为宝石级。多年来俄罗斯形成了独立的钻石开采加工销售体系,其钻石数量大、质量优、均匀性好,在市场上具有很强的竞争力。

加拿大

前几年报道加拿大北部地区发现大量金伯利岩,几年后钻石产量可占全世界产量的10%。

1871年7月16日,坚持向深处挖掘的库力斯堡合伙采掘队获得了成功,他们在占据的几十平方米的土地上,一直往深处挖掘,在这一天终于找到了他们梦寐以求的钻石。全世界第一座钻石矿也就诞生了。命名“库力斯堡矿”也叫“新热潮矿”。

南非

南非产出的钻石素以颗粒大,质量佳而著名。从矿山开采出来的钻石英钟毛胚中有50%可以达到宝石级。五十几年前,南非的钻石产量居世界首位。随着时间的推移,南非的钻石产量逐年减少。1987年南非钻石产量为1000万克拉是世界总产量的10%左右。

2014年8月,非洲南部内陆国家莱索托的旗舰矿发现198克拉的白色钻石。该颗超乎寻常的白钻石拥有高品质,无瑕疵。该钻石可以卖“超过1千万美元,可能达1500万美元。

中国

中国金刚石探明储量和产量均居世界第10名左右,年产量在20万克拉,主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域,辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

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。

中国钻石主要产地有三个:辽宁瓦房店,山东蒙阴—临沭,湖南沅江流域都是金伯利岩型,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

中国现存发现的最大钻石为常林钻石,于1977年12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158786克拉,呈八面体,质地洁净、透明,淡**。

另据传,中国最大的钻石曾是金鸡钻石,也发现于该地区,重28125克拉,但在二战期间被日军掠走,至今下落不明。

最好的钻石产地在南非。不过南非不是最大的钻石产出国。

1、说到钻石,大部分人想到的就是南非钻石,南非钻石一直位居世界前列,但是在产量上并没有澳大利亚的多,说到南非的钻石史,主要是在1867年之后发现了冲积砂矿床和大量原生金伯利岩筒,使南非成为世界上钻石出产量的主要国家,直到现在为止南非也拥有世界上产量最大,并且最有现代化的维尼蒂亚钻石矿。

2、那么为什么说钻石最大的产出国是澳大利亚呢,据相关的新闻报道,在澳大利亚已经勘探出天然钻石储量最大石矿,钻石的产出量大约能达到25亿克拉,而澳大利亚占了65亿克拉,扎伊尔占55亿克拉。就目前的钻石开采来说,钻石的储存量能够开采25年,但随着人们技术水平的提高,每年都能发现不同地方的钻石矿区,而澳大利亚矿区最多,其钻石储存量也是最大的。

二、哪些国家钻石资源丰富:

钻石最大的产出国是澳大利亚,其次是南非那么哪些国家还有钻石资源呢,接下来我们一起去了解下吧:

1、博茨瓦纳

博茨瓦纳可是近年来新起的钻石王国,不仅盛产钻石,而且钻石的质量名贵高档,其工业储量和储量基础分别占世界的13%和15%,各种钻石储量近4亿克拉,居世界第三。

2、俄罗斯

同时,俄罗斯也是世界上最重要的钻石产出国之一,其储量居世界第四位,也是天然金刚石的主要产地,金刚石的产量90%以上来自俄罗斯。

我国钻石有三个产地:辽宁瓦房店、山东蒙阴-临沭、湖南沅水流域。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。

其它单晶宝石成规模的有山东昌乐蓝宝石,吉林、河北的橄榄石,新疆阿尔泰伟晶岩型的海蓝宝石、碧玺、黄玉、锂辉石,新疆、四川、江苏等地的石榴石,江苏、内蒙、吉林、河南、广西、甘肃等地的水晶。

玉石是我国的特色。种类多,储量大,使用历史悠久。除翡翠外,其它几乎都有产出。我国有“四大名玉”和“四大印章(雕刻)石”之说。

前者有和田玉、岫玉、独山玉和绿松石,后者包括福建寿山石、浙江青田石、浙江昌化石(含鸡血石)、内蒙巴林石(含鸡血石)。和田玉是软玉,而我国软玉产地除新疆和田-且末-若羌一带外,还有辽宁岫岩、新疆玛纳斯、四川龙溪、台湾花莲、江苏溧阳。

岫玉主要指蛇纹石玉,产地除辽宁岫岩外,还有青海的祁连玉、广东的南方玉。独山玉是斜长岩质玉,仅产于河南南阳。绿松石主要产于湖北郧西-郧县(云盖寺最著名)一带。四大印章石主要是由地开石、叶蜡石、高岭石等粘土矿物组成。其中鸡血石含红色的辰砂。

除了这些著名的玉石,我国还产许多杂玉。如石英岩玉就有北京的京白玉、河南的密玉、东陵石、贵州的贵翠、山东的郎牙玉、新疆的卡瓦玉、河南、陕西的虎睛石、新疆、黑龙江、内蒙、辽宁、台湾等地的玉髓、玛瑙、芙蓉石。

此外,还有青海、北京、陕西的桃花石(蔷薇辉石)、四川、新疆的蓝纹玉(方钠石)、广东石碌、湖北铜绿山的孔雀石、新疆、陕西的丁香紫(锂云母)、江西、湖南、浙江的萤石以及几乎我国各大区都产的大理岩(汉白玉)等。

有机宝石中珍珠我国的产出量较大。在全球天然珍珠资源日渐枯竭的情况下,我国的养殖珍珠显得一枝独秀,产量很大,遗憾的是质量不如日本的好。红珊瑚主要产在台湾海峡(世界上质量最好的是地中海的红珊瑚)。琥珀、煤精我国辽宁抚顺的都有质量好的。

总的来看,我国在世界上可以称为“玉石大国”、“珍珠大国”。养殖珍珠的质量有待于提高。

我国的宝玉石矿种及其分布表:

金刚石:

钻石:辽宁瓦房店,山东临沭、蒙阴,湖南沅水流域

刚玉类:

蓝宝石:东南沿海一带,包括山东昌乐、辽宁宽甸、江苏六合、福建明溪、黑龙江、吉林、海南等地

红宝石:安徽、云南、西藏、青海

锆石:

白锆石:福建明溪、黑龙江

红锆石:海南蓬莱

绿柱石:

海蓝宝石:新疆、内蒙、湖南、云南、福建等

电气石:

橄榄石:

橄榄石:吉林、河北、山西

金红石:

金红石:山西、四川

石榴石:

紫牙乌:四川、新疆、青海等9省

翠榴石:新疆、四川

绿碧玺:内蒙

彩色碧玺:新疆

金绿宝石:

金绿宝石:湖南

铁铝榴石:吉林

镁铝榴石:江苏、黑龙江、辽宁

萤石类:

软水紫晶: 江西、湖南、内蒙等地

软水绿晶:浙江、河南、甘肃

石英及石英岩:

寿山石、青田石、昌化石、巴林室、木兰石、华安玉

福建、浙江、内蒙、福建、河北

辰砂:

鸡血石:浙江昌化、内蒙巴林

碳酸盐岩类:

冰洲石:贵州、四川、吉林

夏珠玉:四川

珍珠:

海水(养)珠:广西合浦、广东、福建沿海

淡水(养):江苏、浙江、湖南、江西

珊瑚:

红珊瑚:日本-台湾一线沿海

琥珀:

琥珀:辽宁抚顺

煤精:

煤精:辽宁抚顺

水、紫、烟、茶、墨晶:河南、云南、广西、吉林、甘肃、内蒙等地

芙蓉石:新疆、内蒙、江西

贵翠、东陵石、密玉、郎牙玉、京白玉、卡瓦玉:贵州、河南、山东、北京、新疆

玛瑙:黑龙江、内蒙、辽宁、江西、广西、河南、新疆、浙江等地

蓝玉髓:台湾

虎睛石:河南、陕西

辉石玉:

柴达木玉:青海

蔷薇辉石:

桃花石(粉翠):北京、青海、陕西

辉长岩:

独山玉:河南南阳

角闪石质玉:

和田玉、玛纳斯玉、台湾玉、龙溪软玉、岫岩老玉、溧阳玉、青海软玉

新疆和田-若羌、新疆玛纳斯、台湾花莲(猫眼效应)、四川龙溪、辽宁岫岩、江苏溧阳、青海

长石类:

天河石:河南南阳

独居石:

独居石:湖南

绿松石:

绿松石:陕西、河南、湖北

孔雀石:

孔雀石:广东、湖北

锂云母:

丁香紫:新疆

方钠石:

蓝纹石:四川、新疆

蛇纹石质玉:

岫玉、祁连玉、南方玉、鸳鸯玉、蓝田玉、泰山玉、香石

辽宁岫岩、青海祁连山、广东、山东、四川、陕西

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。

辽宁省产珠宝玉石的地方比较多

鞍山岫岩县产岫玉(蛇纹石玉,山上玉石可以随便捡)和田玉(当地称为黄白老玉和河磨老玉,限制开采上不去了),

大连的瓦房店产钻石(多年前矿区开采结束了,不过好多大钻石都是不经意间捡到的,可以去试试运气),

丹东市宽甸县也产岫玉还有橄榄石(石头缝里经常可以发展橄榄石)可以去旅游石捡到的。

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)。

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