1、非洲:南部非洲是世界主要钻石产区。世界上最大的钻石砂矿在西南非纳米比亚,95%以上为宝石级。
2、澳大利亚:澳大利亚是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,尽管粒度小,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。
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”、兰女皇“等,但产量很低。1950年,中国第一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。
山东和湖南矿区的宝石级金刚石颜色以无色–白色系为主(分别占4142%和292%),比例明显高于辽宁样品(24%)。湖南钻石以**和无色–白色系为主,其次为褐色系钻石,湖南钻石中彩色系的比例最高,存在一定数量的绿色系和蓝色系钻石,但这些“彩色”钻石大多是次生的,经过切磨后颜色的色度明显增高是湖南砂矿来源钻石区域性的特征之一,显示原先的钻石颜色也是以白色为主的,只是由于经历过比较复杂的搬运沉积成岩甚至变质过程,表面的颜色色系才产生变化。上述结果和前人报道的三个产地金刚石的颜色特征基本相似。
湖南钻石样品存在褐色和绿色的色斑,且数量所占比例较大(374%),色斑的成因主要与湖南钻石的成矿类型有关,即色斑可能是由于砂矿钻石在沉积过程中遭受辐射和温度变化等原因引起。山东约1%的样品存在色斑,并有绿色和褐色色斑共存的现象。本项目收集的辽宁样品中未发现色斑。
目前,世界上共有二十多个国家发现钻石矿床,其中大部分位于非洲、俄罗斯、澳大利亚和加拿大。
1非洲
非洲南部是世界主要钻石产区,南非、安哥拉、扎伊尔、博茨瓦纳、纳米比亚等都是重要的钻石出产国。迄今南非共发现金伯利岩岩筒350个,钻石含量估计为25亿ct。博茨瓦纳是非洲另一个重要的钻石产地,迄今已发现200多个金伯利岩岩筒,其中41个估计含量为35亿ct。
2俄罗斯
俄罗斯1954年首次在西伯利亚雅库特发现原生钻石矿床,迄今已发现金伯利岩体450个,钻石估计含量为25亿ct,世界著名的岩管有“和平”、“成功”、“艾哈尔”等。1988年在阿尔汗格尔斯克又发现了新的金刚石矿,估计储量约25亿ct,且50%是宝石级的,目前俄罗斯正与英国戴比尔斯公司合作勘探。
3澳大利亚和加拿大
1972年在南澳地区发现了含钻石的金伯利岩。1979年又发现了含钻石的橄榄钾镁煌斑岩,从而在钻石矿床学是个突破性进展,因为这是世界上首次在非金伯利岩中发现了钻石,意义重大。现今,在西澳北部地区已发现150多个钾镁煌斑岩岩体,特别是阿盖尔钾镁煌斑岩的发现,它是现今世界含钻石最富、储量最大的。澳大利亚已成为世界钻石产量最多的国家,其产量已成为世界第一,仅1998年,澳大利亚产钻石便达到4100万ct,但达宝石级的很少。
1990年首次在加拿大西北部耶鲁奈夫市北北东360km,靠近北极圈北纬65度的湖泊地带发现了金伯利岩型的钻石原生矿,现已发现51个金伯利岩岩管,其中大多数均含钻石。有5个岩管具有重要经济价值,其钻石以无色透明为主,质量好,宝石级钻石占30%~40%,平均品位是25ct~100ct/100t,年产量预计可能会达到400万ct。加拿大西北部钻石原生矿床的发现是20世纪90年代以来世界钻石史上一次重大突破。
4亚洲及中国
在亚洲,印度是世界最早发现钻石的地方。而且古老而有名的大钻石如“莫卧儿皇朝”(787ct),“光明之山”(1088ct)“摄政王”(140ct),“奥尔洛夫”(1896ct)等世界名钻均产于此地,但印度钻石的原生矿床至今未发现,砂矿的产量也有限。我国是世界钻石资源较少的国家。1950年,在湖南沅江流域,首次发现具经济价值的钻石砂矿。品位低,分布较零散,但质量好,宝石级钻石占40%左右。60年代,先后在贵州及山东蒙阴找到了钻石原生矿。70年代初,在辽宁南部找到我国最大的原生钻石矿,该矿储量大,质量好,宝石级钻石产量高,约占50%以上,山东钻石原生矿品位高、储量较大,但质量较差,宝石级钻石约占12%,且一般偏黄,以工业用钻石为主。
思考题
一、是非判断题
1确定钻石色级时必须应用色温在4700~6500K的光源。
2长波紫外光灯下钻石都有荧光。
3钻石颜色定级时,如果所测钻石颜色介于两个样石H和I之间,则该样品色级应定为H。
4钻石颜色定级时,如果所测钻石在颜色介于两个样品之间,则应定为色级较低的一档。
5钻石在不同方向上的压入硬度是相同的。
6一颗钻石其台面宽度为腰平均直径的66%,按“国标”应称此切工为很好。
7钻石的导热率是物质中最高的。
8金刚石是等轴晶系矿物,所以其不同晶面硬度相同。
9钻石透过的光为偏振光。
10利用CZ作半球的折射仪可以测定钻石的折射率。
11热导仪可以区分钻石和合成α—碳硅石。
12在热导仪上显示钻石反应的样品未必就是钻石。
13X光荧光光谱仪可以查明某钻石样品是否含氮。
14钻石是色散值(dis)最高的天然宝石。
二、选择题(每题1分,共25分。把你所选择的答案:A或B或C填写在题后的括号内)
1我国目前钻石的主要产地有:( )
a山东、湖南、辽宁
b辽宁、山东、江苏
c湖南、湖北、山东
2用钻石笔鉴别钻石时是利用钻石的:( )
a导热率高
b硬度高
c亲和性好
3为判别钻石与合成钻石应使用以下哪种仪器:( )
a热导仪
b分光镜
c红外光谱仪
4钻石的天然蓝色是由于钻石中含有微量的元素:( )
a硼
b氮
c钴
5与176ct钻石等体积的立方氧化锆的重量是:( )
a176ct
b260ct
c290ct
6某钻石称得质量为1538ct,应表示为:( )
a154ct与153ct均可以
b154ct
c153ct
7钻石的天然**是由于钻石中含有微量的元素:( )
a硼
b氮
c钴
8钻石在紫外灯下:( )
a都有荧光
b可以有荧光
c都没有荧光
9现在金刚石产量最多的国家:( )
a南非
b俄罗斯
c澳大利亚
10钻石在365nm波长下:( )
a都有蓝色荧光
b可有**荧光
c可有绿色荧光
d可无荧光
11Diamond是:( )
a自然元素矿物
b可以是水热法合成的
c与石墨是类质同象
d有六方晶系2 H型的多型变体称为六方金刚石
12对钻石的切磨角度要求十分严格,目的是使钻石反映出最好的( )
a晕彩
b色彩
c火彩
d变彩
13钻石首饰鉴定中,在钻石台面内肉眼见到一个黑色包裹体,该钻石净度应为( )
aVS
bSI
cP
14不宜用为锯钻方向的钻石纹理是指平行于:( )
a{100}方向
b{110}方向
c{111}方向
三、多项选择题
1钻石与莫桑石(合成α-SiC)可以用以下仪器区分:( )
a热导仪
b红外反射仪
c电导仪
d紫外荧光灯
e放大镜
2合成Moissanite(SiC)与钻石相比( )
a折射率不同
b导电率不同
c都可以没有双折射
d紫外吸收不同
e热导仪不可以区分
四、填空题(每空1分,共60分)
1钻石定级标准简称 4C,其中文意思分别是:CARATWEIGHT( ),COLOUR( ),CUT( ),CLARITY( )。
2无色钻石中出现的彩色光是光( )引起的;而欧泊中出现的彩色是光( )引起的。
3钻石的折射率在不同波长的光波下具有( )折射率。
4钻石净度分级可分为LC称( ),VVS称( ),VS称( ),SI称( ),P称( )。
5鉴定钻石用的标准放大镜应该是( )、( )、( )。
6写出3个最能以假乱真的钻石人工仿制品有①( )、②( )、③( )。
7钻石的“4C”分级标准适用于( )色系的抛光钻石,不适用于( )色系和( )钻石及( )钻石的钻石分级。
8钻石颜色分级环境的色调应为( ),分级时要采用( )灯,并以( )为背景。
9钻石颜色按成因机理可概括为A、**或蓝色是因为( )。
B褐色、粉红—红色是因为( )。C绿色是与( )有关。
10按国标规定,钻石净度分级时,不影响归入LC级的外部瑕疵有:( )、( )。
11确定钻石净度级别时,必须考虑瑕疵的( )、( )、( )、( )、( )等。
12目前市场最常用的钻石代用品是( ),最新的仿制品是( )、后者与钻石最大的区别是( )及放大观察时的重影现象。
13钻石的保养方法有:( )、( )等。
14钻石的颜色分级是在钻石灯下、白色背景、以( )为基础,通过比较样品与( )的颜色来确定钻石的颜色级别。
15IIb型钻石常呈蓝色,是由( )的选择吸收引起的。
16一颗裸钻亭深太浅,从台面上可见一白色圆环,这种钻石叫( )。
17莫桑石的化学成分是SiC(碳硅石),六方晶系,常为( )色或( )色,鉴定时利用其双折率高可见( )和非均质性。
18钻石呈色的4个主要原因是( )、( )、( )和( )。
19蓝色钻石的颜色是由( )引起的,大多数天然蓝色钻石是( )型的。
20有两颗裸钻石,一颗在10倍放大镜下比较容易观察到具细小的瑕疵,按国标应定为( );另一颗在10倍放大镜下很容易观察到具明显的瑕疵,按国标应定为( )。
21钻石常见的聚形有( )、( )和( )。
22有两颗裸钻石,在10倍放大镜下,钻石的内部和外部无瑕疵,一颗钻石在亭部有额外刻面,冠部看不见,按国标应定为( );另一颗钻石在腰围内有原始晶面,但不影响腰部的对称,冠部看不见,按国标应定为( )。
23合成钻石常呈**,为( )致色,属( )型合成钻石。
24快速区分钻石与仿钻(除合成α-SiC外)的方法是( )、( )。
25钻石估重公式,包括腰围直径、高度和( )三项内容。
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)。
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。
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。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。该矿区宝石级钻石英钟最高达到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。
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。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,但目前印度的钻石产量很小。
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。
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)。目前,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。
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。目前,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。
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%。
中国钻石资源与产地
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。
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。目前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。
目前我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
目前我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。
我国最早的钻石开采地湖南沅水地区
清朝道光年间(1820-1850)湖南西部农民在沅水流域淘金时先后在桃源、常德、黔阳一带发现钻石,当时钻石主要用作补瓷器用的钻头。
湖南省于1952年成立金刚石找矿勘探队,1958年在湖南常德建立中国第一家金刚石开采企业601矿。湖南金刚石储量、产量都不大,年产量2-3万克拉,最高达5万克拉,宝石级占60-80%,发现最大钻石重62。10克拉,1992年销往国外。
9、 我国大钻石的产地山东
1936年1月在山东郯城金鸡岭发现重28125克拉黄金色大钻,命名"金鸡钻石",抗日战争时期下落不明。1977年12月在山东临沐县常林村发现重157786克拉,淡**钻石,命名"常林钻石"现存中国人民银行。1981年8月在山东郯城陈埠发现重12427克拉钻石,命名"陈埠一号"。1983年11月在山东蒙阴发现重11901克拉钻石,命名"蒙山一号"。
10、 我国最大的钻石矿,辽宁瓦房店
1971年地质工作者在辽宁南部复县瓦房店的岚崮山发现天然钻石原生矿。在我国是发现最晚,储量最大的钻石产地,该矿于1990年10月24日建成投产,钻石储量占当时全国已探明储量的50%以上。产出的金刚石有70%左右达到宝石级。
目前成立"瓦房店金刚石股份有限公司"年产量几万克拉,并开采出大颗粒金刚石。岚崮一号,重6015克拉,岚崮二号,重3826克拉,岚崮三号,重3797克拉。
中国人工合成钻石在河南郑州。国产人造钻石的主要产地是中国的河南。在河南钻石业的快速发展下,人造钻石不再是玻璃刀等工业用途,而是可以制造出完美明亮的大钻石。河南制造的人造钻石现在已经非常完美,用肉眼是无法分辨的。因此,只有天然钻石才能被机器检测到。无法发现瑕疵的完美钻石是人造钻石。
钻石:
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。钻石美丽、稀有,是爱情和忠贞的象征,代表永恒不破的爱情。2017年5月16日,苏富比拍卖行在瑞士日内瓦举行春季珠宝拍卖会,一对彩色梨形钻石耳坠以大约5740万美元、约合395亿元人民币的总价,创下拍卖史上的新纪录。
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