钻石的产地分布

钻石的产地分布,第1张

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。

      我们有句老话说,没有金刚钻,别揽瓷器活,这里的金刚钻就是金刚石,也是已知天然矿物里面硬度最高的宝石,装修师傅常用的玻璃刀,刀头就镶有金刚石,这个金刚石就是钻石原身,只是没打磨过的做成廉价的玻璃刀划玻璃叫金刚石,切割打磨过的做成饰品的,身价翻几千倍几万倍换个名字,就叫钻石,其实质就是碳元素在特殊的高温高压环境下而形成的一种特殊的分子结构。钻石是可以通过人工合成的,现在有商家提供钻石定制服务,比如把亲人的骨灰做成钻石,用来纪念。

        钻石之所以卖到天价,毫不夸张的说,应该是20世纪最牛逼的营销,因为他的价格完完全全是人为炒作出来的。

        这个骗局的设计者正是钻石巨头戴比尔斯(De Beers),戴比尔斯。这家名义上的南非公司成立于1888年,由世界各地的钻石矿主合股掌控,一度控制了全球90%的钻石开采份额,是毋庸置疑的钻石老大。

        130多年来,戴比尔斯不断收购新发现的钻石矿;掌控钻石存量,维持价格稳定。在技术方面,它为钻石的品级设定了标准,也就是包括克拉数、净度、切工、颜色在内的“4C”标准。戴比尔斯更重要的操作是与明星名流合作,维护钻石高贵的公关形象,甚至根据钻石矿的出品,随时调整广告策略。比如19世纪最成功的营销文案“钻石恒久远,一颗永流传”(A dimond isforever),把一种称不上罕见的石头和“真爱”捆绑。

        钻石商人总是会强调钻石非常稀有,所以才昂贵,但其实,地球上钻石的储量非常大,在中国就有三处钻石矿,辽宁瓦房店,出东蒙阴县,湖南沅水流域。但规模不大,产量少,年产量都在20万克拉左右。

        200多年前,钻石确实很稀罕,因为那个时候开采技术有限,全靠大家手工采集,人类一年辛苦下来,只能收集到20斤钻石左右,只能在印度、巴西少数地方找到,物以稀为贵,钻石的价格也不高不低。然而,就在1870年,南非矿工意外发现了个大钻石矿,以当时的工业能力,每年就可以挖好几吨钻石出来,产量一大,钻石就不再值钱了。于是,英国钻石商们慌了,为了保证自家东西能卖高价,全球几大钻石商联合起来,成立了戴比尔斯公司。他们一联合,全世界所有的钻石矿,就都在他们手上了,然后,戴比尔斯的营销开始了。

第一步,控制产量。

        人家有矿,都是拼命多挖,戴比尔斯却很聪明,钻石多了就不值钱了,既然全世界的矿都在我手上,我干嘛要快速卖掉呢?于是,他们辞掉了挖钻石的工人,明明钻石矿还有一大堆,他们每年只挖那么一点点卖,市场供不应求,钻石价格就稳定了。

第二步,策划宣传。

        就是让大家不得不买钻石,一开始,钻石还有工业用途,但是自从出现人造金刚石之后,钻石连最后一点用处也没有了。为了制造需求戴比尔斯干了一件事:把钻石和爱情绑定。戴比尔斯花了巨额广告费,把钻石安插进**里,每当风度翩翩的男士求婚,在心爱的美丽姑娘面前单膝跪地,掏出钻石求婚……。钻石,就是他们爱情的见证。**《粉红豹》是首次出现钻石营销的**。

        明星带货能力是最强的。普通人很喜欢模仿明星的行为,所以,随着**的大卖,戴比尔斯花大价钱砸出来的“求婚要用钻石”的概念很快深入人心。

        但是,光让大家买是绝对不够的,毕竟钻石有贵的也有便宜的,于是,他们又卖力宣传:“买钻石砸钱越多,你的求婚就越有诚意”让大家都去买贵的。**《Sweet Home Alabama》中,男主角用钻石求婚时,台词提示:“钻石要买最大最闪的”。

        有不少贤惠的妻子,会心疼丈夫,阻止丈夫买太贵的礼物,戴比尔斯就告诉丈夫:“送钻石要有惊喜,你要偷偷买最好的钻石,然后突然送给媳妇儿,才能让她感到幸福”

        在那个大家普遍不知道怎么营销的时代,钻石的营销实在是业界典范,在4年时间里,戴比尔斯的销售额足足上涨了55%。要知道,还是在战火纷飞的1942年,大家普遍都穷得很,二战结束,老百姓开始有钱了,大家都能买钻石了,于是,1946年二战后第一期的宣传活动,戴比尔斯就买下了125份报纸的版面,请了几十位好莱坞明星代言,大肆宣传钻石。

        有人要问:“买的人多了之后,要是客户们倒卖二手的钻石,也会造成价格下降啊”然而并没有,为了维持市面上钻石数量,不让大家卖钻石,1938年,戴比尔斯集团通过美国Ayer广告公司,制作了一系列钻戒广告,“钻石恒久远,一颗永流传”就成了全世界最经典的营销文案。这句最经典的广告词就是在劝你,你买了钻石就把它留着,不要拿出去卖!市面上钻石数量稳定了,价格就能稳定,戴比尔斯就能持续卖高价钻石,1947年,戴比尔斯还派出讲师,去全美国各大高中办讲座、演话剧,巧妙地植入“钻石与爱情”的概念,让7000万高中女生,还没到结婚年龄就开始渴望钻石,功夫做到这份上了,戴比尔斯想不成功都不行,他们很快成了全球最大的钻石集团。

第三步,联盟垄断。

        因为钻石矿全在他们手里,这个套路很稳定,然而意外的是,1959年苏联西伯利亚也发现了大片钻石矿!而且,苏联工业实力超强,开采钻石的速度远超戴比尔斯,一旦苏联开始卖货,钻石价格肯定要暴跌,于是,戴比尔斯迅速找到苏联,拉拢了苏联的钻石商,双方同意控制钻石产量,大家一起赚钱,结盟之后,戴比尔斯一改之前的宣传,不再主推钻戒,改推“碎钻饰品”。1960年代的钻石产品,主要是许多颗碎钻组成的饰品。

第四步,打脸。

        拉拢苏联之后,又来了非洲军阀,当年,这些军阀打内战的军费,不少都是靠卖钻石赚的,尼古拉斯凯奇的**《战争之王》里也还原了这一点,用钻石交换军火。

        军阀们全靠战俘手工采集,几乎没有什么成本,虽然单个军阀产量很小,但架不住全非洲的武装都干这个,这钻石一多起来,价格又要跌了,为了稳住价格,戴比尔斯又想了一招。军阀们虽然钻石多,但是他们加工技术很渣啊!

        于是,戴比尔斯开始加工钻石,在他们号召下,钻石开始流行5种切割方法,什么圆形、枕形、方形、马眼形切割法……又要求什么八心八箭,反正宗旨就是一条:越麻烦越好。大家都知道,每切一刀都会损耗钻石。搞这些切割法,浪费自然不小,还需要买各种昂贵的设备,但工艺越复杂,竞争对手就越难模仿,军阀们的钻石价格,就不可能赶上他们的钻石。而且,就算非洲军阀们肯花大价钱,用几年买设备、学手艺、戴比尔斯还有后手,他们给钻石估价的4C标准就是他们家的,他们是又当裁判又当运动员,我想说你的钻石不行,你就是不行,讲理的地方都没有,击败了非洲军阀后,戴比尔斯在垄断巨头的位置上,又稳稳坐了几十年。

        从1965年开始,中国就自主研发六面顶压机,用来制造人工钻石,到了21世纪,咱们工业水平突飞猛进。

        截止2017年,世界90%多的人造钻石都是来自中国的,中国人的技术有多强呢?中国只需要几个星期,就能得到一颗完美无瑕的钻石,而成本仅仅是自然钻石的一半,同时,这些人工钻石在色泽、纹理上跟天然的钻石几乎没有一点区别,即便是经验最丰富的钻石商人,也无法用肉眼挑出瑕疵,若是论净度、折射率、咱们造的比纯天然的还要好不少。总结起来:无论是产品质量还是赚钱效率,全方面碾压,看着咱们的人造钻石,在各个性能上完虐戴尔比斯,他们又坐不住了,怎么办呢?改广告词!

        2015年,戴比尔斯的广告语又改了,这次改成了:真实是稀有的,真实才是钻石(Real is Rare,Real is Diamond)。言外之意就是:人造的钻石不真实、不值钱啊,快别买了!为此,他们花了4500万美元,造了一台“人造钻石鉴定器”说是能识别是“天然”还是“人造”钻石,但是没什么用,因为人造钻石跟天然的,普通人看起来毫无区别,大家心里都门儿清,我买钻石不就是给人看的吗?既然看起来没区别,那我为什么要花10倍的价格买天然的?眼见这招不起作用,戴比尔斯只能拿出了大招——自己做人造钻石……

          2018年5月29日,戴比尔斯公司的一条Twitter刷爆了整个珠宝朋友圈,大概内容是说:戴比尔斯集团宣布推出一家名为Lightbox Jewelry的新公司,该公司将于9月份正式开始销售合成钻石(实验室生长的钻石)首饰,为消费者提供比现更便宜的高品质合成钻石。戴尔比斯公司还指出,Lightbox将是旗下唯一使用戴尔比斯子公司Element Six钻石实验室提供的技术用合成钻石的珠宝品牌。

        说好的真实是稀有的呢?还要用鉴定器区分的呢?

        戴比尔斯的营销横行了130年,戴比尔斯肯定不会放弃,为了维持住自己的钻石骗局,戴比尔斯又要开始新的营(忽)销(悠)了,比如说,戴比尔斯的人造钻石,有独特的标(瑕)志(疵),比如,说纯手工磨的钻石比机器的更有价值啊,就像在古巴少女大腿上卷出来的雪茄啊,比如说,明星都用天然钻石只有low逼才用人工钻石啊!总而言之戴尔比斯就一句话:别家的钻石你不要买,买我们的!

这个世界就不会有永久的王朝,如果说有一天这一个行业真的被颠覆了,我猜一定不会是俄罗斯,也一定不会是美国或者南非,我相信一定是中国微商。

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。

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。这对梨形耳坠产自南非,除颜色不同,外形几乎一模一样,分别重约16克拉。其中,深粉色钻石名为"阿泰米斯",拍出1550万美元(1067亿元人民币),另一颗钻石为深湖蓝色,名叫"阿波罗",由于颜色比粉钻更罕见,价格是粉钻的两倍多。

GIA钻石净度分级

GIA将钻石净度划分为“FL、IF、VVS、VS、SI、I”六个大级别,其中有些级别还被进一步细分,总算下来共有11个净度等级。

FL(无瑕级):在10倍放大镜下观察,钻石没有任何内含物或表面特征;

IF(内无瑕级):在10倍放大镜下观察,无可见内含物,仅有微量可见表面特征;

VVS(极轻微内含级)可细分为VVS1和VVS2等级:在10倍放大镜下观察,有从极难(VVS1)到很难(VVS2)看到的微小内含物;

VS(轻微内含级)可细分为VS1和VS2:在10倍放大镜下观察,有从较难(VS1)到较容易(VS2)看到的微小内含物;

SI(微内含级)可细分为SI1和SI2:在10倍放大镜下观察,有较容易(SI1)或非常容易(SI2)看到的内含物;

I(内含级)可细分为I1、I2和I3:内含物在10倍放大镜下明显可见,并且肉眼也很容易发现瑕疵,对钻石的透明度和亮度会产生影响,导致钻石整体级别降低,火彩效果变差。

钻石的产地

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(greatmogul)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。

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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