如何在阴极发光图像中判断锆石形成年代

您好，阴极发光(CL) 谱像对于微量元素（例如稀土离子）含量有着极高的灵敏度。锆石通常含有相当高的，可用于放射性碳定年法的铀和钍。判定锆石形成年代的方法之一是用阴极发光成像结合SIMS技术审核分析结果。这种综合分析方法已被用来对迄今为止地球上最古老的原生 地壳化石（距今43亿年的锆石）进行检测。如果您对相关内容感兴趣，可以在这阅读相关应用说明：网页链接

锆石作为研究壳幔岩石演化过程重要的矿物地球化学探针，抗风化且具有非常高的稳定性，即使经历后期多次事件后仍有保存（谢桂青等，2001）；锆石普遍含Pb低，富含U、Th，其U–Pb体系封闭温度可达到900℃（Lee et al，1997；Cherniak et al，2000），是目前已知矿物同位素体系中封闭温度较高的，因而是确定岩浆岩结晶年龄的理想对象。结合锆石的阴极发光图像、锆石微区U–Pb年龄测定、锆石微量元素及锆石微区Hf同位素综合分析，可以为锆石的成因演化及其寄主岩经历的地质作用过程提供重要依据（Griffin et al，2000；吴元保等，2004；Zheng et al，2006；钟玉芳等，2006）。对与金刚石有关的金伯利岩锆石的研究已显示，金伯利岩的锆石可以成为金伯利岩金刚石勘探的指示性矿物（Belousova et al，2002）。本项目在前人工作基础上，对湖南宁乡、常德等地的钾镁煌斑岩及含有金刚石的相关岩石的重砂矿物进行了分离，利用电子探针、阴极发光图像及LA-ICPMS等现代测试技术对其中的锆石进行主、微量元素成分、内部结构特征及U–Pb同位素地球化学研究。

2441 样品来源及分析方法

5个重砂样分别来自湖南宁乡钾镁煌斑岩群Ⅰ号岩管2个（编号I-1、I-2），III号岩管1个（III），常德港二口洞湾钾镁煌斑岩1个（DW），石门上五通白垩系红层1个（SWT），每个重砂岩样约20kg。重砂样品的分选工作在广州有色金属研究院完成，整个过程包括重砂岩石样品的脱泥、淘洗、称重、筛分、缩分、磁选及重液分离等程序，然后在显微镜下从重砂样分选出的重砂矿物中挑选出锆石。之后，将锆石置于双面胶上，接着用无色透明的环氧树脂将之固定做成圆饼状样品靶，待树脂固化后抛光直至露出锆石平面，用于之后的分析。

锆石一般150～400μm，颜色多样，大部分透明，玻璃光泽或油脂光泽。他形到自形，晶体形态包括短柱状、长柱状、浑圆状等。少数具有较完整的四方双锥或复四方双锥晶形，其锥面和柱面发育完善，自形程度较高，以长柱状为主，具有不同的长宽比，反映其可能结晶于岩浆物理化学条件不同的环境（刘显凡和卢秋霞，1997；汪相，1998）。

锆石电子探针的成分分析和阴极发光，在中国科学院（北京）地质与地球物理研究所的法国CameraSX51电子探针仪器及其附带的阴极发光探测仪上完成，分析电压为50kV，电流为15nA。锆石微量元素及U–Pb年龄在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室，利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICPMS）测定，其中分析仪器为Agilent7500a等离子体质谱仪，激光剥蚀系统为GeoLas2005。分析过程参数为：等离子体功率：1350W；激光波长：193nm；激光脉冲频率：10Hz；激光能量：＞200mJ；光斑直径：44μm；分析时采用单点剥蚀方法，以美国国家标准物质局人工合成硅酸盐玻璃NIST610作为外标，以29Si作为内标，数据选用一个质量峰一点的跳峰方式进行采集。锆石U–Pb年龄测定采用国际标准锆石91500作为外标校正方法，每隔4～5个样品分析点测一次标准，在分析20次锆石U、Th和Pb的含量的前后均测定NIST610，以保证数据具有可比性。测试结果通过采用GLITTER软件计算得出207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U三组同位素比值、年龄及误差，单个数据点的误差为1σ，加权平均值的误差为2σ，年龄计算及谐和图的绘制采用Ludwig’s Isoplot（ver 206b）完成。

研究的大部分锆石阴极发光图像颜色明亮，具有特征的岩浆振荡环带（图232）；少量锆石没有分带结构，阴极发光图像较暗。根据锆石的外形及内部结构特征，可初步判断它们主要为岩浆型锆石（Vavra，1993；Crofu et al，2003）。本文电子探针成分分析显示锆石成分为，SiO2：33197%～34548%，ZrO2：63087%～65717%，HfO2：056%～1749%。Zr/Hf值为37～85，平均为51，与一般的碱性岩成因锆石Zr/Hf值相当（丘志力等，2004），锆石成分特征与起源于地幔深部偏碱性的钾镁煌斑岩一致（银剑钊，2000）。

图232 宁乡I号岩管钾镁煌斑岩中锆石的CL图像

Figure 232 Cathodoluminescence images of zircons in the NoI lamproite pipe of Ningxiang

2442 锆石的稀土及微量元素

5个重砂样品中的27颗锆石进行稀土及微量元素测定结果见表231。结果表明，大部分锆石ΣREE含量与已有典型钾镁煌斑岩的研究结果相符，少部分锆石ΣREE含量则与之相差较大，可能为其他碱性岩来源或钾镁煌斑岩捕虏体锆石，将不作为钾镁煌斑岩结晶锆石对象进行讨论。

湖南与钾镁煌斑岩有关锆石的微量元素Y含量变化范围很大（5179～1477992μg/g）；Hf含量为066%～139%，平均含量为102%。Hf与Y之间具有一定的负相关关系，（Yb/Sm）N的范围变化在10～230之间，Nb/Ta值为141～377，平均为206；锆石U含量为3244～176114 μg/g，平均22761μg/g；Th 2653～64371μg/g，平均15669μg/g。Th/U集中于017～324范围，平均为090，但主要集中在04～10之间，显示出岩浆型锆石的特点。除洞湾Dw-03样品外，其他锆石均表现为LREE亏损HREE富集的稀土配分模式，以及明显的Ce正异常和适度的Eu负异常（图233），属于典型的岩浆型锆石的稀土配分模式，但和大多数幔源金伯利岩锆石有明显区别（吴元保和郑永飞，2004；钟玉芳等，2006）。

属于钾镁煌斑岩结晶锆石的ΣREE含量为23922～89473μg/g，平均为58354μg/g，与前人研究的结果基本一致。将这些锆石微量元素测试数据在微量元素对相关图上投影（图234），发现图上投点大部分落入西澳典型钾镁煌斑岩锆石的投影区域及附近，只有个别落在部分相关图的区域之外。显示湖南宁乡钾镁煌斑岩有关的锆石成因来源与西澳典型的钾镁煌斑岩的锆石具有一定的相似性（Belousova et al，2002）。

表231 湖南钾镁煌斑岩及相关岩石中的重砂锆石LA-ICPMS微量元素分析结果

图233 湖南钾镁煌斑岩重砂锆石的稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

（ 部分锆石由于某些元素的缺失而没有投在图上，球粒陨石标准化根据 Taylor and McLennan，1985）

Figure 233 The chondrite-normalized diagram showing the distribution pattern of REEs of heavy mineral zircons in lamproites from Hunan

（some zircons are not presented on the diagram due to their deficiency of certain elements，and chondrite-normalization after Taylor and McLennan，1985）

2443 锆石U-Pb年龄

对5个重砂样中11颗有阴极发光图像及微量元素测试锆石的U–Pb年龄进行了测定（表232，图235），其中宁乡钾镁煌斑岩I号岩管4颗，III号岩管3颗，洞湾地区钾镁煌斑岩2颗，上五通地区白垩系红层2颗，年龄数据如表232中所示。年龄较新的6个锆石样品中，I和 III号岩管的2个锆石样品（I-2-Zr-01，III-Zr-05）具有较高的U、Th和∑REE含量，其U含量分别为185μg/g和472μg/g，Th分别为126μg/g和257μg/g，Th/U值分别为068和054，∑REE含量分别为691μg/g和769μg/g；它们具有典型的振荡环带结构，属岩浆锆石，年龄均为（104±1）Ma，为燕山中期喷发的岩浆结晶锆石；另外4个锆石的U、Th和∑REE含量接近，U为32～69μg/g，Th为27～62μg/g，Th/U值为083～090，∑REE含量为416～533μg/g，也是岩浆的结晶产物，但是否和前2个样品来源于同一母岩还有待研究。6个锆石样品中有4个样品（I-1-Zr-01、I-2-Zr-01、III-Zr-03、III-Zr-05）年龄比较集中，206Pb/238U年龄为99～104Ma之间，均落在谐和曲线上，加权平均年龄为（1016±51）Ma（95%置信度，MSWD=25），但来源于III号岩管锆石（III-Zr-02）年龄则为80±1Ma，属燕山晚期。而洞湾钾镁煌斑岩样品DW-Zr–01-a的206Pb/238U年龄为（102±1）Ma，与加权平均年龄为1016Ma的一组宁乡钾镁煌斑岩重砂锆石年龄相一致，说明它们是在同期岩浆中结晶的。

中生代印支期的2个锆石样，年龄分别为（217±2）Ma（I-2-U-Zr-02）和（237±3）Ma（DW-Zr-02-b），前者具有较高的U（1959μg/g）、Th（717μg/g）和∑REE（1312μg/g）含量，较低的Th/U比值，为037，具有明显的振荡环带结构；后者U的含量为287μg/g，Th为304μg/g，Th/U为106，∑REE为555μg/g。和前人发现的钾镁煌斑岩锆石ΣREE含量一般不超过600～700μg/g一致（Belousova et al，2002），显示两者的母岩来源可能有所不同。根据其微量元素及CL图特征判断，它们应该均为岩浆成因，后者可能来自钾镁煌斑岩。印支期是对中国大陆影响广泛而强烈的一次构造运动，和扬子板块与华北板块碰撞结合（220～240Ma）（Li et al，1993）明显具有同时性，可能是该区域发生的一次重要的岩浆活动产物的反映。对于该时期是否具有钾镁煌斑岩岩浆活动，以此单颗锆石年龄目前还不足以判断，还需作进一步的工作证实。

图234 钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关图

-宁乡及洞湾钾镁煌斑岩锆石数据投影， -西澳Argyle钾镁煌斑岩锆石数据投影，阴影区为西澳钾镁煌斑岩锆石微量元素含量相关性投影区，数据选自 Belousova et al（2002）

Figure 234 Correlation diagram of trace elements of zircons in lamproites

-data plot of zircons in lamproites of Ningxiang and Tongwan， -data plot of zircons in lamproites of Argyle，Western Australia，shadow area is

correlation projection of trace elements in zircons of lamproites from Argyle，Western Australia，data selected from Belousova et al（2002）

新元古代（662±7）Ma（I-2-U-Zr-01）锆石具有明显的振荡环带结构，较高的U、Th和很高的∑REE含量，具有典型岩浆锆石特征，其核心到边缘，微量元素含量逐渐增加，核心和边缘的U含量分别为493μg/g和787μg/g，Th分别为445μg/g和576μg/g，∑REE分别为6051μg/g和9351μg/g，Th/U值分别为 090和073，无法确定来源与钾镁煌斑岩的关系；新元古代（794±8）Ma （SWT-Zr-04），具有典型的振荡环带结构，其U、Th很低，分别为U（53μg/g）、Th（43μg/g），Th/U值为082，∑REE含量为962μg/g。它们的3组年龄明显不一致，呈现207Pb/206Pb>207Pb/235U>206Pb/238U的趋势，说明锆石的封闭体系可能受到一定的破坏而导致放射成因Pb的丢失，因此其U–Pb年龄的意义无法讨论。

表232 宁乡钾镁煌斑岩重砂锆石的U-Pb测年结果　Table 232 U–Pb age dating results of heavy mineral zircons in lamproites of Ningxiang

图235 湖南宁乡钾镁煌斑岩锆石的U-Pb谐和曲线图

Figure 235 Concordia diagram with zircon U–Pb data of lamproites from Ningxiang

早元古代锆石（SWT-U-Zr-01）207Pb/206Pb年龄为（2008±29）Ma，属于谐和年龄，3组年龄在误差范围内基本一致，反映了锆石U–Pb封闭良好。其U、Th和∑REE含量较低，U为31μg/g，Th为29μg/g，∑REE为202μg/g，Th/U值为094，具振荡环带结构，属于岩浆型锆石，该年龄锆石的存在说明在石门上五通地区含金刚石的白垩系红层中可能存在过早元古代的岩浆喷发事件，但这个事件和金刚石的成因关系暂时还无法评估。

本项目测试的湖南宁乡附近不同地点和钾镁煌斑岩有关的重砂锆石206Pb/238U年龄具有多组不同的年龄，可能显示研究区钾镁煌斑岩岩浆活动具有多期次的特点。这一结果和湖南金刚石分布十分广泛，在震旦系江口组、寒武系、上三叠统—侏罗系、白垩系、古近系—新近系中均有金刚石的发现，金刚石的指示矿物镁铝榴石、铬铁矿等的分布与震旦系江口组、中新生代新老碎屑岩及红层均有关系指示湖南金刚石原生矿的成矿期可能具有多期次性的特征一致。

湖南413队的未发表资料显示，前寒武纪、古生代及中生代均有可能含有潜在的不同期次的钾镁煌斑岩或其他含金刚石的岩体，湖南地区大面积广泛分布的白垩系陆相红层沉积可能掩盖了一部分未被发现的基底。Zheng et al（2006）对当地重砂锆石207Pb/206Pb年龄研究结果也显示，湖南沅水流域重砂锆石最大的年龄达到2980 Ma，也显示了太古宙热事件（岩浆或变质）的存在。本书发现石门上五通地区含金刚石白垩系红层样品中具207Pb/206Pb谐和年龄为（2008±29）Ma的古元古代岩浆锆石，某种意义上证实沅水流域具有古老的与金刚石有关的火山物质来源。

本项目获得较年轻的钾镁煌斑岩有关的重砂锆石206Pb/238U年龄分布在燕山晚期，其岩浆活动和前人对中国东部玄武岩和辉绿岩等基性岩脉所获得的密集年龄区间（103～110）Ma（K–Ar和40Ar–39Ar法同位素年龄）具有明显的一致性（Li et a1，1998；谢桂青，2003），显示出它们可能和中国东部始于中侏罗世的岩石圈伸展和减薄事件有关（范蔚茗等，2003）。

钻石产地来源的确定不仅是国际宝石学的技术难题，也是地质学界的科学难题。2002年11月，各国政府、国际钻石行业组织以及非政府组织达成创立金伯利进程证书制度（Kimberley Process Certificate Scheme）的协议，对国际科技界解决这个难题提出了迫切的要求，世界各国的科学家开始参与钻石产地来源的科学研究。钻石产地来源的研究从普通的科学问题上升为涉及国际政治、外交关系及人权问题的重要社会科学议题。

本项目通过全面收集和分析近50年来我国三个钻石产地的地质背景、钻石产量及各种宝石学特征的资料，根据最近开采情况，尽可能收集、观察和统计分析了三个钻石产地产出的数万克拉的钻石，并分析测试了三个产地1077颗钻石样品（远远超过原来设计样品数量），直接到国外参观考察了国外钻石开采和分选情况，通过多种渠道比对和直接测试国外部分矿区的钻石样品/资料，圆满地完成了项目设计的科研工作，取得如下的一些重要进展和成果：

（1）通过对中国三个主要钻石产地开展野外地质野外调研和采样，了解我国最新钻石地质探采和研究进展。在前人工作基础上，通过对金伯利岩及钾镁煌斑岩重砂矿物的研究，首次在辽宁瓦房店金伯利岩脉中淘选出斜锆石样品，对金伯利岩、钾镁煌斑岩及重砂矿物样品进行了大量岩石地球化学及微量元素（LA–ICP–MS）、Rb-Sr、U–Pb、Lu–Hf 同位素方面的测试分析工作；并首次获得了辽宁金伯利岩斜锆石的精确Pb/Pb 年龄4796±49Ma及176Hf/177Hf初始比值数据（0282283～0282389，Hf（t） –298～–675），证实了至少部分辽宁瓦房店金伯利岩和山东蒙阴金伯利岩是近于同时侵位的；发现辽宁和山东金伯利岩记录了华北新太古宙古大陆拼合（24～26Ga）和13Ga地幔交代事件的锆石年龄，初步证实两岩区钻石结晶时岩石圈地幔状态存在差异，两地在钻石形成时可能并不是统一的克拉通陆块。这对于进一步认识华北克拉通的组成及演化过程具有重要的意义。

（2）在前人统计分析的基础上，利用常规放大设备及高倍显微镜系统，对中国三个产地钻石大小、质量（重量）进行了比较。特别是对项目执行期间仍在开采的山东蒙阴701钻石矿金刚石/钻石的品质进行了动态统计分析，获得了山东新开采矿段钻石的质量品质数据。通过对大量样品的实际观察比较，得出以下结论：辽宁钻石晶形完整度比例最高，宝石级钻石含量最高；山东钻石粒度最大，质量（重量）变化也最大；湖南地区砂矿金刚石以带有磨圆特征的完整晶体居多，钻石相对较小，质量（重量）变化小，完整性好。

（3）利用常规的放大设备、微分干涉显微镜、扫描电镜和阴极发光光谱仪（CL）等仪器，对我国三个产地钻石毛坯的实际晶形、结晶度、微形貌及内部生长特征进行了细致全面的观察比较，发现前人所描述的部分表面特征并不是独立的特征，如毛面特征其实是楔形特征的显微表现；利用新的测试手段——钻石观测仪DiamondView（DV）分析统计了超强短波紫外光波在钻石表面激发的荧光影像及生长结构，探讨了该仪器在钻石产地来源方面的应用。在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到特殊的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象，提出了这种蚀像是出露到表面的氮片晶遭受优先选择性腐蚀所致；CL和DV图像显示的生长结构表明，我国三个产地的钻石都出现了均匀的无环带和规则层状环带模式。但湖南样品和山东、辽宁样品相比，无环带比例明显偏高，从中心到边缘两期和多期生长结构样品比例则明显偏低，且湖南钻石CL图像出现独特的“皮壳”状发光样式；证实了山东钻石中也存在辽宁钻石中见到的多期多阶段的复杂生长环带形成的“似玛瑙状”生长结构。

特别是通过对钻石进行拉曼光谱的系统分析，发现了辽宁金刚石的拉曼特征峰半高宽变化最小，为54737～61024cm-1（集中分布在54～58cm-1），平均值为56396cm-1；山东金刚石的拉曼特征峰半高宽变化范围最大，为56069cm-1～68527cm-1（主要变化范围为62～68cm-1），平均值为64112cm-1；湖南金刚石拉曼特征峰半高宽变化范围介于山东和辽宁之间，集中分布在54～58cm-1，平均值为57027cm–1。研究结果为中国三产地钻石的品质特征提供了重要的理论解释，显示钻石的结晶度可能对钻石的产地来源有指示作用，是潜在的产地指纹性特征。

（4）首次在津巴布韦马朗金刚石/钻石大规模开发以来，对联合国金伯利进程非常关注的津巴布韦马朗金刚石/钻石的品质、晶体形态和表面微细特征和生长特征进行了较为详细的研究，指出津巴布韦马朗金刚石/钻石表面常见的红色斑点的形成与我国湖南等产地砂矿钻石表面常见的褐色斑点和绿色斑点有本质差异，与地质辐照作用无关，是次生氧化铁类矿物沉积氧化致色；根据该地金刚石/钻石阴极发光、DV图像特征以及“十字架”是大量溶蚀坑沿[100]方向折重叠排列的事实，推断这类特定的缺陷可能与晶体生长过程中产生的线状和面状缺陷，如位错线、位错束、氮杂质集合体等有关。上述成果对分析马朗金刚石砂矿成矿及其赋存环境提供了有力依据，并首次提出“十字架”形熔蚀图像和红色斑点、斑块为世界金刚石砂矿罕见特征，可作为该产地的“指纹”特征。

（5）对中国三个产地314颗钻石进行了傅里叶变换红外光谱分类比较研究，确认我国所产钻石红外光谱类型主要为IaAB型，其次为IaB型和IaA型。山东钻石的类型相对丰富，IaA、IaB和IIa型钻石的比例均高于辽宁和湖南两地。而湖南IaA型钻石比例偏低，证实了三个产地的钻石中普遍存在H杂质。而被测样品中，除IIa型钻石外，所有样品均显示出与{111}滑移面有关的吸收峰，表明三个产地金刚石/钻石中普遍存在塑性变形。同时，首次对钻石进行了系统的面扫描分析，根据显微红外光谱谱图定量计算出钻石中的氮含量并进行填图示踪，证实钻石生长过程中钻石类型的转变是普遍存在的现象，钻石生长过程中氮的含量和聚集度是不断变化的，且成核阶段氮含量可高于或低于其他生长阶段，不同生长阶段氮杂质含量变化不具有单向变化规律，显示钻石生长过程中地幔流体碳和氮存在复杂的交换，不同产地钻石中氮含量频率分布及NB（% ）/ N（T）特征存在一定区域性差异；钻石中碳和氮含量并不存在严格的相关性。

（6）在前人研究工作基础上，通过对中国三个产地192颗钻石原石的包裹体进行常规显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、电子探针成分及激光烧蚀等离子发射光谱与质谱的系统研究，确认了山东和辽宁金刚石/钻石以P型包裹体为主，而湖南沅水流域金刚石/钻石P型和E型包裹体比例接近；首次同时在三个产地均发现了共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合（P+E型）；在湖南砂矿钻石中发现确认了原生蓝晶石矿物包裹体及金红石、柯石英包裹体组合，显示湖南钻石形成过程中岩石圈地幔可能存在古老的地壳物质。这一认识对于进一步研究扬子克拉通的组成及演化具有重要启示。

根据橄榄石拉曼压力计、石榴子石-橄榄石共生矿物对的Ni温度计以及前人的研究成果，获得的湖南金刚石/钻石形成时地幔温度范围为1109～1327℃，压力为4～6GPa，形成深度133～192km，确认华北克拉通和扬子克拉通在金刚石/钻石形成时存在难熔的岩石圈地幔，金刚石/钻石形成时地幔具有明显的不均一性；湖南金刚石/钻石中包裹体与山东、辽宁金刚石/钻石包裹体的类型组合及其地球化学特征不同，显示出扬子克拉通和华北克拉通岩石圈组成及演化过程存在的差异；湖南砂矿金刚石/钻石与西澳和非洲榴辉岩型金刚石/钻石中包裹体类型组合类似，除了显示湖南砂矿金刚石/钻石的原生矿来源可能和钾镁煌斑岩相关（榴辉岩型金刚石/钻石具有更大的重要性），还可能暗示了湖南金刚石/钻石形成时岩石圈地幔可能存在古老地壳物质或者陆壳物质参与了地幔对流和再循环过程。上述成果对认识湖南金刚石/钻石来源的多样性、确定今后找矿方向具有明显的意义，为我国钻石找矿提供了新的重要认识。

（7）利用加拿大同位素研究所（CCIM）的SIMS（Cameca IMS-1280离子探针）对我国三个产地钻石进行了精细的碳同位素分层原位测试（123个点）。结果显示，辽宁瓦房店钻石的41个点δ13C的变化范围为-60‰～-26‰；平均值为-39‰；山东蒙阴钻石56个点δ13C值的变化范围在-56‰～-20‰之间，平均值为-36‰，湖南样品碳同位素δ13C的变化范围为-86‰～-30‰，平均-61‰。辽宁金刚石的碳同位素组成范围最窄，湖南最宽。碳同位素原位测试结果显示，辽宁和山东的钻石生长具有更多的期次，变化复杂，在钻石结晶晚期碳同位素大部分呈现变轻趋势；而湖南沅水钻石则变化较为简单、平缓，大部分晚期出现变重的趋势。上述结果显示出钻石结晶时华北克拉通和扬子地台岩石圈地幔流体或熔体碳同位素组成或来源上具有一定的差异性，但有关的变化规律仍然需要更多测试结果的证实。

（8）首次系统地对世界25个地区金刚石/钻石及我国三个产地金刚石/钻石的宝石矿物学特征进行了综合比较。通过对9个产地金刚石/钻石中E型石榴子石包裹体的元素含量分组统计分析，发现不同产地来源的金刚石/钻石E型石榴子石包裹体的FeO、MgO、CaO三种组分的含量分组聚类后有一定的差异性，建立了判别方程，证实E型石榴子石的成分是一种潜在的指纹性特征，可以为产地来源的判断提供量化参数。通过比较，确认钻石（矿）形成时间、矿物学特征（特别是晶形及其组合）、氮杂质、包裹体特征和碳同位素特征等要素组合，对于金刚石/钻石产地来源的确定具有明显的重要性。理论上，如果可以确认某个矿区金刚石/钻石的上述特征，在存在国际金刚石/钻石产地完整数据库前提下，可以通过这些要素组合进行单一矿区典型钻石包装样品（指具有代表性的混合样品）的产地来源进行判别。

综上所述，本项目通过对中国三个主要钻石产地形成地质背景，结晶矿物学特征及包裹体地球化学，原位碳同位素分析，创新性地将宝石学和地质地球化学的研究结合起来，在综述世界重要克拉通不同产地钻石特征的基础上，首次系统提出了我国三个产地来源组合特征及其与国际其他产地来源钻石的区别，研究成果对支撑我国参与联合国金伯利进程的工作具有重要参考价值。