世界上钻石产地有南非、苏联、澳大利亚、扎伊尔,博茨瓦纳、纳米比亚、加纳、塞拉利昂、利比里亚、安哥拉、中国及南美的巴西、委内瑞拉等地区,历史上第一批钻石产地是印度,始于2000千年前的戈尔康达王朝。印度产出过许多特大型金刚石和著名钻石,如著名的“希望钻石”等。这些钻石为世界历代帝王豪门所追求。但是,近几十年来那里的钻石砂矿产出钻石很少了。最富的金刚石(钻石)原生矿产在南非,第二次世界大战以后,西方世界金刚石开采量约98%出自南非。南部非洲金刚石储量达数10亿克拉之多。然而大颗钻石日渐稀少,塞拉利昂以产最优质金刚石而着称,主要产于冲积砂矿中,安哥拉也出产优质金刚石,扎伊尔、津巴布维也主要是金刚石砂矿床。巴西的金刚石也有较重要的位置,不少著名特大的金刚石,如“瓦加斯总统”和“科雅斯”等钻石就来自巴西,这里的金刚石也主要产在冲积秒矿之中。原苏联是世界上出产金刚石的主要国家之一,主要分布在两伯利亚、乌拉尔等区域,但产出的钻石粒度不大,可透明度好的钻石占的比例多。美国阿肯色州是美国金刚石原生矿的唯一产地。澳大利亚目前是世界上最重要的金刚石产地。澳州开采金刚石始于1851年,产地在东澳新南威尔士州。进入70年代,在西澳金伯利高原发现众多的金刚石原生矿床,金刚石储量极大。据1986年有关资料表明,澳大利亚已经成为世界上最大的金刚石生产国,年产量350O万克拉,宝石级金刚石占5%;扎伊尔位居第二位,年生产2300万克拉,其中宝石级金刚石产出100多万克拉;博茨瓦纳年产1500万克拉金刚石,其中宝石级金刚石占19%;原苏联年产量1200克拉,宝石级金刚石达26%;南非产90万克拉,宝石级钻石占25%;纳米比亚年产90万克拉,几乎均达到宝石级金刚石;加纳等国产量低于50万克拉,但质量均不错
世界很多地方有产钻石,只是南非的钻石矿较先开发,矿产丰富,产出的钻石大且质优最为出名,但南非钻石矿经过那么久的开采,以所剩无几了。
除了南非,还有加拿大,美国,澳大利亚,东欧,中国等等也都有钻石矿
纳米比亚的金刚石/钻石全部产自砂矿,最早于1908年(那时为德属西南非)在Lüderitz市南部的海岸沿线发现。虽然在纳米比亚的西南部、中部、东部-中部以及东北部至少有六个地区发现了大量金伯利岩,但它们全都在太古宙克拉通以外,不产金刚石/钻石(Janse & Sheahan,1995)。真正的纳米比亚金刚石/钻石源区位于南非金伯利地区高地,那些富含金刚石/钻石的金伯利岩岩筒是地幔岩浆的火山通道,多数年龄在晚白垩纪,约100Ma前冈瓦那超大陆解体时(Terry E Huizing et al,2008)。
含金刚石/钻石的金伯利岩火山沉积物流入早期的Orange河,在过去的6500万年里,河流挟带着金刚石/钻石向西奔腾一直到南大西洋入海口,在其河道沿线就留下不同时代的金刚石/钻石砂矿。由于过去的几百万年里,海平面不断波动,Orange河也不断地侵蚀自身的河床;一些砂矿重新沉积,沉积物被带到更新的矿床。较新较低的阶地沉积由相对较新的还未胶结的砂砾组成;较老较高的阶地沉积则完全胶结形成砾岩,其中还包含有化石,指示它们的形成年代至少在中始新世。长期的沉积、侵蚀、再沉积历史导致了Orange河沿岸复杂的金刚石/钻石分布模式。
Orange河含金刚石/钻石的沉积物大多数沿纳米比亚海岸分布,强劲的波浪和洋流又沿海岸将沉积物向北带了300km越过Lüderitz市。金刚石/钻石沿着海岸线型沉积,部分集中于海湾,称为“袋状滩”。在其他一些地方,120km/h的海风侵蚀着海滩沉积物,与风向平行将含金刚石/钻石的沙砾带到山谷里,风蚀形成了薄层的石英脉和硅质碎屑和金刚石/钻石。最富金刚石/钻石的风蚀谷Idatal Valley在最初的开采阶段能直接在月光下由人工手选金刚石/钻石。
图843 纳米比亚金刚石/钻石的源区是南非金伯利地区高地的多个金伯利岩岩筒
Figure 843 Namdeb's diamonds originated at the many kimberlite pipes in the highlands around Kimberly,South Africa
据 William W Besse ( 据 Namdeb,2007);Map by William W Besse (after Namdeb 2007) 修改
目前,纳米比亚有六个重要的金刚石/钻石矿区(图843)。其中,南自Orange 河入海口,北至Lüderitz市分布着Mining Area No1、Bogenfels和Elizabeth Bay三个矿区,范围从离岸55km延伸至内陆20~35km处。从Lüderitz市往北到26°S为Doμglas Bay矿区,范围从大西洋低水位标志到内陆约15km处,目前已停止开采。Orange River矿区沿Orange河分布,从Mining Area No 1矿区的边界到内陆50km处。Atlantic 1矿区包含了大陆架中部的一部分区域,从Mining Area No 1矿区的边界到离岸65km处。除Atlantic 1矿区外,其他几个矿区都位于方圆26000 km2的Sperrgebiet禁区(Kampf,2007;Huizing et al,2008)。
Mining Area No1矿区是世界上著名的海相沉积金刚石/钻石砂矿,其上新世-更新世海洋砾石矿床沿海岸线分布,长约120km。其中的第四纪海洋砂矿主要沉积了新元古代(650~500Ma) Gariep构造带的硅质碎屑岩,在不同的第四纪高海平面时期(+30m,+8m,+4m,+2m)被斜切成一系列的海蚀阶地(J Jacob et al,2006)。在很多地方,这些基岩被冲刷出大量沟壑和凹坑,形成的凹槽促使金刚石/钻石在晚新生代沿海沉积物里富集。自1935年开始对沿海陆地进行开采,如今多数砂砾矿床都已被采完。潮间带和近岸潮下带平台的砂砾也富集了丰富的金刚石/钻石,但传统的方法无法开采。目前,正在试验一个在潮间带走廊进行湿法采样的“Jet Rig”系统,希望能成为最终开采的标准模型。
Mining Area No 1矿区北边与Bogenfels矿区相邻的Chameis海湾上有几个“袋状滩”,这里的砂砾 (年代约为6500~3500a) 分布在滨岸海湾里,周围是岩石海角。金刚石/钻石出现于潜水面以下狭长带状的砂砾中,被沙丘和海沙深埋。这样的地质环境,加上地处偏僻,缺乏基建,都为金刚石/钻石开采带来了挑战。14个探明的“袋状滩”里,11号滩和12号滩被认为有开发前景,当其他几个陆上的矿区产量下降时,开采这些“袋状滩”能带来额外的效益。
Elizabeth Bay矿区在Lüderitz南部约25km处,金刚石/钻石发现于古代风蚀沙里,这些沙粒比沙漠的沙粒粗很多。
Orange河的下游长期被认为是不产金刚石/钻石的。直到20世纪60年代早期,才在那里发现金刚石/钻石,而直到1990年,才开始运营第一个金刚石/钻石矿Auchas。Orange河两侧主要有两种类型的金刚石/钻石矿:大部分金刚石/钻石产于河流之上40多米的年代为17~19Ma的“原Orange河”阶地沉积,而年代为2~5Ma的“中Orange河”阶地沉积物仅在局部地区有经济价值。两种类型的矿床都位于受侵蚀的基岩之上,金刚石/钻石被困在坑槽或相似的凹陷中。Orange River矿区的开采寿命相对较短。Auchas矿在开采了10年后,于2000年停业。Daberas矿于1999年开始运营,对最大的“原Orange河”阶地沉积进行开采,估计有11年的开采寿命。Sendelingsdrif矿是Namdeb拥有的第二大冲积砂矿,目前在试采阶段(Kampf,2007)。
在对海洋环境进行了20年的地质研究勘探后,Atlantic 1矿区于1993年顺利开始运营,包括离岸约65km,深度从90m至140m的区域。如今,将近一半的纳米比亚金刚石/钻石都产自海洋地带,并且这个比例在未来还会上升。
纳米比亚金刚石/钻石产量的85%都是由Namdeb金刚石/钻石公司贡献的,该公司由纳米比亚共和国政府和De Beers Centenary AG公司各占一半股份。目前,沿海陆地的产量已逐渐减少,Namdeb公司未来的发展主要集中在沿岸近海地带。近几年,纳米比亚金刚石/钻石产量达到了史无前例的高峰,就归功于De Beers Marine Namibia公司在沿岸近海地带的开采,这是Namdeb公司的一个独立合作伙伴(Kampf,2007)。纳米比亚近10年开采的商业性矿床见表811(Gems & Gemology Data Depository,2011)。
澳大利亚是钻石最大产出国。很多人提到钻石首先会想到的一般是南非,实际上南非虽然被誉为“钻石之国”,这个地区也曾经发现了世界最大的钻石“库里南”,但是论钻石的产量、产值,目前世界最大的钻石产出国是澳大利亚。
钻石是指经过琢磨的金刚石,金刚石是一种天然矿物,是钻石的原石。简单地讲,钻石是在地球深部高压、高温条件下形成的一种由碳元素组成的单质晶体。
钻石的化学成分是碳,这在宝石中是唯一由单一元素组成的,属等轴晶系。常含有005%-02%的杂质元素,其中最重要的是N和B,他们的存在关系到钻石的类型和性质。晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。纯净的钻石无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色。强金刚光泽。折光率2417,色散中等,为0044。均质体。热导率为035卡/厘米/秒/度。用热导仪测试,反应最为灵敏。硬度为10,是目前已知最硬的矿物,绝对硬度是石英的1000倍,刚玉的150倍,怕重击,重击后会顺其解理破碎。一组解理完全。密度352克/立方厘米。钻石具有发光性,日光照射后 ,夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射,发出天蓝色荧光。钻石的化学性质很稳定,在常温下不容易溶于酸和碱,酸碱不会对其产生作用。
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,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)。
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。
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