湖南沅水流域与金刚石钻石有关的岩石类型

沅江起源于贵州的施秉、福泉和都匀，途经20多个县市进入洞庭湖，全长1100km，流域面积达8700km2，几乎都含有金刚石。沅水流域位于江南地轴西段的雪峰山脉北侧，属于扬子地台中南边缘隆起带，本区出露的基底为中新元古代冷家溪群，是由灰绿色、绿色千枚岩与千枚状板岩组成的浅变质岩系，厚度大于1000m，岩石的同位素地质年龄值是950～1100Ma（贺灌之，1984）。沅江中、下游主流河段位于湖南境内，长567km，河床纵坡降较小（065%～02‰），切割元古宇及中新生界红色建造。金刚石砂矿主要分布在I-Ⅷ级阶地及现代河床沉积物中。湖南金刚石不仅较广地分布于湖南沅水流域各地，而且也零星散布于相邻地区，如澄水、资水、湘水、乌江、都柳江和红水河诸流域的一些地点，还有广西的天瑶山区。已分别在多种岩石中发现过金刚石，他们是分布于湘、黔、桂毗邻区早震旦世长安组冰渍层；早泥盆世莲花山组石英砂岩；早泥盆世郁江组和中泥盆世邦寨组砂砾岩；桂中、桂北及黔南等地；湖南靖县盆地晚三叠世—侏罗纪的长石砂岩、粉砂岩等；沅水中、下游及滨湖地区的白垩纪—古近纪红色岩层；第四纪现代河流及各种冲积砂矿（马文运，1989；章人骏，1985）。虽然已经在湖南、湖北及贵州发现多处含有微粒金刚石的钾镁煌斑岩（群），但至今为止没有发现能够解释原生金刚石来源的火成岩。

贵州镇远马坪是我国最早发现含金刚石云母金伯利岩体的地点。1965年，贵州101地质队首先在镇远发现马坪云母金伯利岩体，随后又发现几百个规模不大的由岩床和岩脉组成的偏碱性超基性岩岩带。该地单个岩体长几十米至几百米，厚几厘米至几米，岩带的岩体多沿北东东或近东西向的小断裂分布，产于断裂带本身、旁侧裂隙或围岩层间裂隙中，与围岩的界限清楚，无明显蚀变现象。马坪附近的几十个岩体为云母金伯利岩，岩性主要为细粒云母金伯利岩和镁铝榴石云母金伯利岩两种，其他地点主要为橄辉云煌岩和斑状云母橄榄岩，集中分布于白坟、思南、溪头和捆双等地，围岩为寒武系、震旦系和元古宙的板溪群（章人骏，1985）。

目前，该区共发现4个钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区：贵州镇远及麻江钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区；湖南宁乡钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区；湖北大洪山金伯利岩–钾镁煌斑岩–钾质煌斑岩区以及扬子地台西缘超钾质煌斑岩区。前两个岩区都曾在人工重砂大样及附近河流重砂中找到过大小、数量不等的金刚石，但原岩中均只发现小粒的金刚石，远未达到金刚石开采品位，不能进行商业开采；第三及第四个岩区没有发现金刚石（金鹤生，1989；池际尚等，1996，董斌，2009）。

1990年湖南413队首次在宁乡云影窝地区发现了含金刚石的钾镁煌斑岩群，并在该岩群中找到了数十颗小粒金刚石，最大者重10mg（李荣清，1996）；1998年又在常德港二口的洞湾地区新发现了含金刚石的橄榄钾镁煌斑岩岩体。因此，本文着重介绍该地区与金刚石来源有关的岩石情况。

宁乡钾镁煌斑岩发现于1990年10月，岩区位于湖南省宁乡县县城南南西11km处的沩乌乡云影窝和早禾滩一带。区内地貌属平原丘陵类型，相对高程为30～80m。区内断裂构造发育，宁乡附近有几条重要的岩石圈断裂，即灰汤–浏阳–万载岩石圈断裂（北东东向）、常德–安仁岩石圈断裂（北西向）和祁东–宁乡南北向壳断裂，这几条断裂在湘乡–长沙–益阳交汇成一个构造薄弱带（图230）。

宁乡钾镁煌斑岩区包括两个岩带，即云影窝岩带和早禾滩岩带。其中，云影窝岩带包括8个钾镁煌斑岩体，早禾滩岩带则由19条岩脉组成，岩脉沿北西和北东东两个方向分布。区内出露的基地地层为板溪群五强溪组的紫红色粉砂岩和砂岩，盖层主要为泥盆系上统锡矿山组、白垩系的红层砂岩。

图230 湘黔两省金刚石来源、矿（点）分布及其区域地质构造简图

（据盛学庸，1997；孙士军等，1998；饶家荣，1999；张令明等，2007；林玮鹏等，2009等资料编制）

Figure 230 Simplified map showing diamond origins，diamond mines distribution and regional geological structure of Hunan province and Guizhou province

（After Sheng Xueyong，1997; Sun Shijun，et al，1998; Rao Jiarong，1999; Zhang Lingming，et al，2007; Lin Weipeng，et al，2009）

常德港二口洞湾地区的钾镁煌斑岩岩体露头出露约13m，侵入冷家溪群和板溪群中，岩体中穿插有晚期的石英脉体及板状捕虏体。岩体露头风化严重，呈棕**，斑状结构，斑晶有金云母、透辉石和橄榄石。岩石蚀变强烈，蚀变后又遭风化作用后，野外露头往往由粘土、褐铁矿矿物组成。

从20世纪80年代中期开始，国内外地质学家和矿物学家对产于中国金刚石/钻石中包裹体矿物的地球化学进行过多个视角的研究，取得了相当丰硕的成果：

（1）获得三个主要金刚石/钻石产地金刚石/钻石中大量矿物及熔体等包裹体的种类，这些矿物包裹体包含了国际上所确定橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型）；还在同一颗金刚石/钻石中发现P+E型包裹体组合。

在辽宁金刚石/钻石中发现的包裹体矿物包括：橄榄石、石榴子石、顽火辉石、铬尖晶石类矿物、透长石、金刚石/钻石、黄铁矿、石墨、复杂成分包裹体、高铜高氯包裹体、金红石、金云母、镁硅酸盐包裹体、流体包裹体、碳化硅（包括六方的α–SiC和立方的β–SiC）、柯石英、自然铁、自然银包裹体、钾质长石、α–或β–石英包裹体、岩浆熔融包裹体、镍黄铁矿和钾盐包裹体（Irene S Leung，1990；肖序刚等，1990；张安棣等，1991；路凤香等，1991；苗青等，1991；董振信，1991，1992，1994；黄蕴慧等，1992；郑建平，1994；赵磊等，1995；苗青，1996；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；Wang Wuyi等，1998a，1998b ，1998c，2000，2001；郑建平，1999；亓利剑等，1999；李兰杰和郭起志，1999；刘惠芳，2002）。

在山东金刚石/钻石中发现的包裹体矿物种类包括石墨、橄榄石、镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石、透辉石、绿辉石、铬尖晶石类矿物、金云母、金刚石/钻石、镁钛铁矿、闪锌矿、针镍矿、方解石（针镍矿和方解石都见于橄榄石包裹体内）、石盐、高钾高氯包裹体、高铜高氯包裹体、自然铁、自然银和含银铁-金合金包裹体、岩浆熔融包裹体、富铁石榴子石和绿辉石（张安棣等，1991；黄蕴慧等，1992；董振信，1991，1992，1994；陈丰等，1992a，1992b，1992c，1996；赵磊等，1995；池际尚等，1996；刘观亮等，1997；郑建平，1999；罗声宣等，1999；Wang Wuyi等，1998a，1998b，1998c，2000，2001）。

在湖南沅江流域砂矿型金刚石/钻石中共发现的包裹体包括橄榄石、斜方辉石（顽火辉石）、单斜辉石（铬透辉石、顽透辉石、绿辉石）、石榴子石（镁铝榴石、镁铝-铁铝榴石）、铬尖晶石（主要是铬铁矿）、石墨、柯石英、碳硅石、自然铬、高铜高氯包裹体、氯化钠、岩浆熔融包裹体、金刚石/钻石籽晶、镁硅酸盐包裹体、蓝晶石（已蚀变）、云母（金云母、白云母）、霞石（钠霞石、钾霞石）、碳酸盐（菱镁矿、方解石）、Si-Fe球粒、Si-Al玻璃（郭九皋等，1989；陈丰等，1992c；刘观亮等，1997，2009；龚平等，2005）。

前人对三个产地金刚石/钻石中包裹体的研究工作表明，我国三个产地金刚石/钻石包裹体种类与世界其他地区的基本相同，包裹体矿物以石墨、橄榄石、石榴子石、辉石和铬尖晶石等地幔来源的晶体矿物为主，包裹体类型包括橄榄岩型组合（P型）和榴辉岩型组合（E型），同时也发现有P+E型包裹体组合。其中辽宁和山东两地金伯利来源金刚石/钻石中包裹体的化学成分和组合特征以P型占主导，也兼有少部分的E型，在P型包裹体中以方辉橄榄岩和纯橄榄岩组合为主，二辉橄榄岩组合次之，这与其金伯利岩中地幔岩包裹体主要为橄榄岩类岩石一致，其中辽宁金刚石/钻石中的矿物包裹体成分相对较复杂，不仅有比较典型的P型和E型，而且还发现了复杂成分的包裹体组合和流体包裹体；而湖南地区砂矿来源金刚石/钻石中包裹体的详细研究资料还较少。

（2）发现了金刚石/钻石中存在的特殊组合矿物包裹体、流体和熔体包裹体，并提出了流体对金刚石/钻石形成所具有的特殊意义。

苗青等（1991）在辽宁具有环带构造的金刚石/钻石中发现了复杂成分的包裹体组合，这些矿物包括石英、钾长石、氧化物、硫化物、碳酸盐、硫酸盐和镁硅酸盐等，矿物组合显示出壳源物质来源的特征，说明金刚石/钻石也可形成于温度、压力较低的壳内环境。陈丰等（1992）利用扫描电镜、能谱仪和电子探针分析发现了湖南八面体金刚石/钻石中存在球形和椭圆形高铜高氯包裹体，与其伴生的包裹体有大量碳质物，说明高铜高氯包裹体是从封闭在金刚石/钻石内的地幔流体晶出的，地幔流体中局部富铜并存在液相物质流体，间接证明了金刚石/钻石生长过程中存在流体的活动。郑建平等（1994）在辽宁瓦房店50号岩管的8颗八面体金刚石/钻石中首次发现了流体包裹体，立体显微镜观察流体包裹体多以个体存在，并与石墨、金红石和金云母等包裹体伴生，激光拉曼探针测定流体包裹体的状态、表面深度和成分表明，包裹体都是气相或液相的单相包裹体，深度大小不等，CO2为流体的主要成分，绝大多数还含有H2O、H2S和CH4，并利用氮浓度计算了其中一颗含流体包裹体的金刚石/钻石的年龄为14469Ma，作者认为富CO2流体包裹体及大量的金云母、金红石包裹体表明广泛的地幔交代作用诱发了地幔的富化、熔融形成岩浆及金刚石/钻石的形成。刘慧芳（2002）在辽宁1粒八面体金刚石/钻石中新发现了具六方镍黄铁矿和钾盐包裹体，对金刚石/钻石进行破碎，在双目镜下对包裹体进行详细的观察，镍黄铁矿为自形粒状的三六方对称晶体，生长在金刚石/钻石原生孔隙中，电子探针的成分分析结果显示其矿物化学式为（Ni，Fe，Co）862～901S8，成分与镍黄铁矿相同，显微激光拉曼光谱分析表明，其结构不属于镍黄铁矿结构（立方对称），此外，在六方镍黄铁矿包裹体上还生成有磁黄铁矿，电子探针的成分分析结果显示该磁黄铁矿微包裹体应属于六方磁黄铁矿；钾盐包裹体呈不规则的叠层状集合体，个体呈粒状或似片状，根据能谱仪和波谱仪的分析结果，该包裹体除钾盐（KCl）外，可能还存在CaCl2、KCl及MgCl2等包裹体。金刚石/钻石中这些包裹体的发现，指示了地幔中局部存在富钾、富氯和高铁镍硫的液相（或熔体）。

（3）通过对包裹体矿物的甄别和研究，获得了金刚石/钻石形成的温度压力条件。

Wang Wuyi等（1998c，2000，2001）从商业性来源金刚石/钻石中随意挑选出约100颗来自山东和辽宁金刚石/钻石进行包裹体研究，共取出276颗矿物包裹体（压碎或者在空气中燃烧到800℃后使包裹体被释放出来），大多数包裹体显示立方-八面体形态，大小在30μm到300μm之间，进行电子探分析包裹体的主量元素，结果显示，山东和辽宁金刚石/钻石大多数为橄榄岩型来源，橄榄岩型包裹体种类包括橄榄石（53%）、镁铝榴石（14%）、顽火辉石（斜方辉石13%）、透辉石和铬铁矿（19%）；利用橄榄石-石榴子石矿物对温度计计算得出包裹体矿物的平衡温度，瓦房店有一个高值（1367℃），其他值不高于1200℃，变化于1150℃左右，而蒙阴的温度值变化于1050～1250℃之间，平均值为1170℃。殷莉等（2008）应用适用于石榴子石橄榄岩相的单斜辉石温压计对金刚石/钻石包裹体中透辉石进行了计算，得出华北克拉通金刚石/钻石形成于1083～1194℃、53～61GPa的地质环境。

（4）通过对包裹体矿物进行微量元素分析和统计，研究了金刚石/钻石形成和岩石圈地幔的关系，并探讨了不同产地岩石圈地幔的性质差异及演化。

Wang Wuyi等（1998a，1998b）在山东和辽宁金刚石/钻石中发现有共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合，辽宁金刚石/钻石包含7颗富铁石榴子石、4颗绿辉石和1颗橄榄石包裹体，山东金刚石/钻石包含4颗橄榄石、1颗透长石和一颗柯石英包裹体，并利用电子探针和SIMS分析了它们的成分特征，石榴子石和绿辉石包裹体和来自世界其他产地的具有相似的组分，并显示玄武岩组分特征，都显示正Eu异常（δEu=164～179），两颗金刚石/钻石中的橄榄石包裹体的Mg/（Mg+Fe）比率为91～92，明显低于来自同一金伯利岩管金刚石/钻石中橄榄石包裹体的值（92～95），认为含有“混合”型矿物包裹体的金刚石/钻石说明了寄主金刚石/钻石经历了复杂的生长历史，并指出这种包裹体的存在显示太古宙克拉通中也存在地幔柱活动。殷莉等（2008）收集山东蒙阴、辽宁瓦房店两地金刚石/钻石中包括橄榄石（62个）、石榴子石（80个）、单斜辉石（18个）和铬尖晶石类矿物（38个）等包裹体矿物的主量元素和微量元素的成分数据，根据两地金刚石/钻石铬镁铝榴石包裹体在Cr2O3–CaO图解中大部分落入方辉橄榄岩-纯橄榄岩区（G10），表现出高度难熔的特点，说明两地金刚石/钻石的结晶环境均以方辉橄榄岩-纯橄榄岩为主；在Y–Zr相关图中，山东蒙阴金刚石/钻石全部落入亏损的方辉橄榄岩区，而辽宁瓦房店有个别点落入熔体交代区，显示两地之间可能存在的差别；金刚石/钻石包裹体矿物的主量元素显示，华北克拉通至少在古生代金伯利岩侵位时具高度亏损玄武质的难熔克拉通岩石圈地幔特征，蒙阴和瓦房店两地金刚石/钻石包裹体所反映的古老岩石圈地幔都表现为克拉通岩石圈地幔特征，但也存在一定的不均一性。

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。

山东 辽宁 是中国产钻石较多的两个省份。 中国的沿海一带是主要的钻石产地。中国的钻石产量不怎么样， 一般是产于金伯利岩中，可以这样说，你找到了规模较大的金伯利岩，找到钻石的可能性会非常大。这是一种形成与地壳深处的岩石，高温高压环境下形成的，钻石的形成需要高温高压，沿海一带的地质背景主要是快速的大陆俯冲，碳元素在这种条件下快速形成钻石。

中国的几大知名钻石均是出自山东，山东的天然钻石的产量也是中国较高的，辽宁，福建等地也紧随其后。

目前世界上共有27个国家发现钻石矿床，大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。 ①非洲： 南部非洲是世界主要钻石产区（南非、纳米比亚、博茨瓦纳、扎伊尔、安哥拉等）。 世界上最大的钻石砂矿在西南非纳米比亚，平均售价高于300美元/克拉，而且95%以上为宝石级。 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。 而世界上首次发现的原生钻石矿床在南非（Premier）,出产了许多世界著名大钻石，如库利南（3106克拉）、高贵无比（9992克拉）、琼格尔（726克拉）。 博茨瓦纳是另一个重要钻石产地，其钻石收入占国家出口收入的70%以上，1999年其 产值保持全球第一。 扎伊尔、博茨瓦纳、南非、纳米比亚、安哥拉、坦桑尼亚、塞拉利昂（宝石级占60%以上，平均售价173美元/克拉）、加纳等非洲国家拥有的钻石储 量为全世界钻石总储量的56%，宝石级平均为31%。 ②澳大利亚： 1979年在澳大利亚钾镁煌斑岩中首次发现钻石，这是钻石矿床学方面一个突破性进展， 随后在西澳北部发现了150多个钾镁煌斑岩体，其中含有一定数量的色泽鲜艳的玫瑰色、 粉红色、少量蓝色钻石，属稀世珍宝，平均售价高达3000美元/克拉，有一颗高净度玫瑰 色的钻石重35克拉售价达350万美元。 阿尔盖是当今世界含钻石最丰富、储量最大的岩体。 澳大利亚是目前钻石产量最多的国家，其储量占全球的26%，其中宝石级约5%。 ③俄罗斯： 主要分布于西伯利亚雅库特地区的金伯利岩中，虽然粒度小，但优质透明者多。 ④加拿大： 1990年在加拿大西北靠近北极圈的湖泊地带所发现的金伯利岩型原生矿，世界钻石史上 又一大突破，也对De Beer 的垄断经营构成了威胁。 ⑤亚洲及中国： 印度是世界上最早发现钻石的地方，且出产了古老而有名的大钻“莫卧儿大帝”、“摄政 王”、“荷兰女皇”等，但目前产量很低。 中国1950年首次在湖南沅江流域发现具有经济价值的钻石砂矿，品质好，宝石级占40%±，但品位低，分布零散。60年代在山东蒙阴找到的原生钻石矿品位高、储量大，但质量差，宝石级占12%左右，且色泽偏黄，多用于工业上。70年代初在辽宁瓦房店发现了钻石原生矿床，储量大、质量好，宝石级约占50%以 上，成为中国也是亚洲最大的原生钻石矿山（每年开采10万克拉以上）。目前最大的一颗 重65克拉，每克拉钻石平均售价120美元，而澳大利亚的钻石售价大多数仅数美元。 据最新资料世界上产量最高的排名依次为： 澳大利亚（4000万克拉）、扎伊尔(2000万克拉)、 博茨瓦纳(1600万克拉)、俄罗斯(1200万克拉)、南非(900万克拉)，这五个国家占世界总产量的95%。另外，纳米比亚、安哥拉也是重要钻石产出国。 但按产值的排名则为（2000年9月统计资料）: 钻石生产国 单位:亿美元 博茨瓦纳 1782 俄罗斯 1625 南非 776 安哥拉 618 纳米比亚 430 加拿大 405 刚果(金) 396 澳大利亚 367 委内瑞拉 120

参考资料：

答案补充

1905年1月25日，南非的普列米尔矿山，有一个名叫威尔士的管理人员，偶尔看见矿场的地上半露出一块闪闪发光的东西，他用小刀将它挖出来一看，是一块巨大的高品质钻石。它的重量为3106ct，大小相当于一个成年男子的拳头。它纯净透明，带有淡蓝色色调，是最佳品级的钻石，这就是世界上最大的钻石——“库利南”。

化学成分

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。

形成原因

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。钻石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（白色）。

产地

全世界钻石的储量和生产概况：

　　1、出产钻石的国家

　　世界各地均有钻石产出，已有三十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。

　　中国的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，钻石主要在辽宁瓦房店、山东蒙阴和湖南沅江流域，其中辽宁瓦房店是目前亚洲最大的金刚石矿山。

　　2、 出产最好钻石的国家

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。

3、 钻石产地的变迁

　　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。　

　　4、 世界上第一座钻石矿

　　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”。

　　5、 南非的钻石矿

　　提到钻石人们往住就会想到南非。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，所以常有顾客会问“这颗是南非钻石吗？”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。