俄罗斯金刚石钻石的宝石矿物学特征

8131 俄罗斯金刚石/钻石形貌及颜色特征

Kriulina等（2007）对大量源区样品进行了统计，并根据Orlov（1973）对金刚石/钻石晶体形态分类后得出，ADP各岩筒出产的金刚石/钻石60%～87%属于Ⅰ型，YDP各岩筒出产的Ⅰ型金刚石/钻石可达88%～98%。YDP出产金刚石/钻石的晶形则主要为八面体及其聚形，其中Malo-Botuobia地区高达88%～94%的金刚石/钻石为八面体、八面体和十二面体晶面的聚形，最低也可达49%（Udachnaya岩筒）。Mir及其他岩筒中超过50%的金刚石/钻石是晶面平坦的八面体，其他晶体多为聚形。Daldyn-Alakit地区岩筒出产的金刚石/钻石以复杂的生长方式为主，菱形十二面体、立方体均有产出，多晶聚合也有出现（Spetsius，1995）。Udachnaya岩筒榴辉岩捕虏体出产的金刚石/钻石形态为八面体和立方体-八面体聚形，某些蓝晶石榴辉岩中发现特征的棱角被拉长立方体（图84）。产自Udachnaya岩筒的金刚石/钻石65%为无色，30%为不同程度的褐色到粉色，5%为黑色（Kriulina et al，2011）。

图84 Udachnaya矿区榴辉岩包裹体中的金刚石/钻石

（据 Stepanov et al，2011）

Figure 84 Diamonds in eclogite enclaves of Udachnaya mining area

（after Stepanov et al，2011）

Lomonosov矿的金刚石/钻石晶体形态为晶面扁平、弯曲的八面体、菱形十二面体、立方体以及它们的聚形（Garanin et al，1999），其中部分为破碎的、带有灰色或灰色调及形变的十二面体（40%）。完整晶体比例为72%，其中39%为无色晶体。VGrib矿金刚石/钻石完整晶体（70%）和等轴晶体（50%）的比例较高（Palazhchenko，2008）。与其他产地相比，ADP出产立方体晶形金刚石/钻石的比例相对较高，其中MVLomonosov矿出产比例约10%～15%，VGrib矿约4%（表81）。

表81 ADP的VGrib和MVLomonosov矿金刚石/钻石晶体形态特征总结　Table 81 Summary of diamond crystal forms of the VGrib mine and MVLomonosov mine of ADP

（资料来自Palazhchenko，2008）

Grib岩体的金刚石/钻石晶体完好并且透明度高，其中39%的金刚石/钻石透明度好，60%金刚石/钻石透明度较好；65%无色，12%为**，16%为灰色；1%由于含有暗色包裹体呈灰或黑色。VGrib矿的一个重要特征是含有很多绿色金刚石/钻石，因为它邻近放射性矿床（Rubanova，2009）。

乌拉尔地区金刚石/钻石单晶约占总体的84%，十二面体金刚石/钻石占单晶体的89%，八面体为7%，不规则晶体占4%。十二面体以扁平的居多，此外也有等轴和拉长的晶体。八面体主要为棱角浑圆和晶面扁平的晶体。不规则单晶基本上为扁平状，从残余的形态可以发现晶面扭曲的“十二面体”居多，晶面沿短对角线破损，向顶边凸起形变。有时晶面短对角线的凸起非常强烈，以致晶体重塑变形为双面的三八面体或六八面体，这种晶形可占不规则晶体的90%～92%。双晶约占总体的16%，其中十二面体双晶85%，其余的15%为不规则双晶。八面体双晶基本没有发现（Posukhova，2007）（图85和图版Ⅶ3）。

乌拉尔砂矿中无色晶体占70%，常带有不同颜色色调。含微小黑色包裹体的无色金刚石/钻石带明显的灰色调。有色金刚石/钻石主要为褐色、**、绿色、蓝色、粉色、奶白色和灰色等。绿色晶体颜色分布不均匀。大部分金刚石/钻石有褐色或绿色的色斑（图86），可能是由天然辐射所致（Posukhova，2007）。

金刚石/钻石的表面特征反映了金刚石/钻石的生长环境，具有产地表征意义。俄罗斯三大金刚石/钻石成矿省出产的金刚石/钻石表面特征有较大差异（表82）。

图85 乌拉尔地区金刚石

（据Laiginhas，2008）

Figure 85 Diamonds of Ural region

（Laiginhas，2008）

图86 乌拉尔地区金刚石晶面上的绿色色斑和褐色色斑

（据Laiginhas，2008）

Figure 86 Green spots and brown spots on crystal faces of Ural diamonds

（Laiginhas，2008）

表82 俄罗斯三大金刚石成矿省金刚石表面特征对比　Table 82 Comparison of diamond surface features of Russia's three major diamond provinces

（资料来源 Spetsius，1995；Palazhchenko，2008；Laiginhas，2008；Kriulina et al，2011；徐立等，2011）

8132 俄罗斯金刚石/钻石的发光性

VGrib矿产出的金刚石中约50%的金刚石发蓝色-淡蓝色和紫色荧光，**和绿色荧光的较少（10%），约20%的金刚石没有发光性。MVLomonosov矿中约50%的大粒径金刚石和30%的小粒径金刚石没有任何发光性（Palazhchenko，2008），其余的11%发绿色荧光，4%发**荧光，9%发蓝色-淡蓝色荧光。在ADP只有蓝色、淡蓝色两种阴极发光特征。VGrib矿金刚石生长环境相对稳定，75%的发光图像没有环带，显示为均匀的，八面体层状内部生长结构，一些金刚石晶体由于切向生长产生深蓝、浅蓝交替的发光特征；MVLomonosov矿金刚石发光图像相对复杂，包括切向生长、原始生长及两种生长方式结合的生长机制产生的环带、生长区等，这种复杂的发光特征揭示了金刚石的脉冲生长环境（Palazhchenko，2008；Rubanova等，2009；Palazhchenko等，2008）。

YDP不同捕掳体产出的金刚石显示出不同的发光性。蓝晶石榴辉岩和正常榴辉岩中的金刚石全部发黄绿色荧光；橄榄岩和二辉岩中的金刚石则发淡蓝色或淡蓝色与橘色混合的荧光；Udachnaya矿中的金刚石主要发蓝色-淡蓝色荧光；发粉色荧光的金刚石有时可用来指示岩筒潜在的含钻能力，YDP金刚石产量较高的岩筒常常具有这一特征的发光性，Mir岩筒中40%金刚石的荧光为粉色-淡紫色（Kriulina，2011）。阴极发光图像显示，雅库特地区的金刚石生长结构大致可以分为3类：单一八面体生长环带金刚石，不同生长机制所致的复杂环带金刚石和多期、多阶段生长结构金刚石。例如，Udachnaya岩筒金刚石的发光图像的明亮程度跟N杂质含量有关，发光特征主要为中心发光较强，外围发光较弱的整齐的八面体生长环带、边界弯曲的立方体生长环带或整体发光较弱的复杂生长环带。Udachnaya岩筒几乎所有金刚石都有纤维状生长产生的不发光区域或深蓝色区域（Stepanov，2007；Shatsky等，2008；Liu等，2008；陈美华和狄敬如，1999）。

8133 俄罗斯金刚石/钻石的包裹体特征

金刚石/钻石的矿物包裹体可以分为两类：超基性岩或橄榄岩型（U/P型）和榴辉岩型（E型）（Taylor & Anand，2004；Sobolev et al，2004；Sobolev et al，2008）。YDP金刚石/钻石的U/P型矿物包裹体主要为橄榄石、铬铁矿、镁铝榴石、斜方辉石、透辉石、顽火辉石等。其中橄榄石是YDP金刚石/钻石中最多见的包裹体，铬铁矿也比较常见，含铬铁矿的金刚石/钻石占含包裹体金刚石/钻石的45%～56%（Sobolev，2004）。E型矿物包裹体主要为石榴子石、绿辉石等。与斜辉橄榄岩共生的石榴子石包裹体较多出现在Udachnaya、Mir和碱性金伯利岩筒的金刚石/钻石中，包含了金刚石/钻石捕获前的重要成因信息（Taylor et al，2003）。硫化物矿物是YDP常见的包裹体，总是伴随着辐射状裂隙并且覆盖在裂隙上。这种和硫化物伴随的裂隙被认为是喷发过程中包裹体和寄主金刚石/钻石不同热温收缩引起的。这些硫化物包裹体包含了亲硫元素在深部岩石圈中含量和分布的重要信息（Ananda et al，2004）。

ADP金刚石的同生包裹体主要为超基性岩和榴辉岩集合体的典型矿物。蛇纹石、皂石、磁铁矿、硫化物和硫硅酸盐混合物出现在次生包裹体中。同时还发现有>20%的金刚石中含金刚石包裹体。VGrib矿金刚石中暗色包裹体最常见（约占总体的30%），无色包裹体相对较少（约占总体的1%），含金刚石包裹体的金刚石约占总体的24%。拉曼光谱测定橄榄岩型（E）同生包裹体居多（橄榄石、铬尖晶石、镁铝榴石），次生包裹体主要为蛇纹石、滑石和磁铁矿（Rubanova et al，2009）。

图87 YDP 金刚石/钻石阴极发光图

Figure 87 Cathodoluminescence image of diamonds from YDP

（上排 a，橄榄岩型金刚石 / 钻石的八面体生长环带；中 ，橄榄岩型金刚石 / 钻石的八面体生长环带，左角部分出现溶蚀现象；右，橄榄岩型金刚石 / 钻石菱形十二面体晶体中心的立方体生长。下排 ，a，b：榴辉岩包裹体八面体金刚石 / 钻石晶体的内部核和外部环带；c：另一种类型的花瓣状生长环带）（切面均沿 （110） 切开；上排据：Bulanova，1995；下排据：Stepanov et al，2007）

（The upper row，a: octahedral growth zones of a peridotitic diamond; middle: octahedral growth zones of a peridotitic diamond and resorption on the left; right: cubic growth zones at the core of a rhombic dodecahedral peridotitic diamond The lower row，a，b: Inner nucleus and outer zonal structure of a octahedral eclogitic diamond; c: another type of petal-like growth zones） （slices along （110）; the upper row images after Bulanova，1995; the lower row images after Stepanov et al，2007）

ADP金刚石与世界其他产地金刚石的不同在于硫化物包裹体极为稀少。硫化物包裹体的缺失指示了地幔物质演化具有的某些区域性特征。金刚石中Ni EPR中心的缺失也是MVLomonosov矿和VGrib矿金刚石的标型特征之一，含Ni固溶体包裹体含量低甚至缺失也印证了这一点（Palazhchenko，2008；Rubanova，2009）。

乌拉尔地区金刚石/钻石大部分为榴辉岩型，主要为橙色石榴子石、灰绿色单斜辉石、无色柯石英、蓝色蓝晶石、浅棕色金红石和硫化物。其次为橄榄岩型：紫色石榴子石、深樱红色铬铁矿和无色橄榄石。还有少部分与二辉橄榄岩有关，包括无色顽火辉石、无色橄榄石等。有些金刚石/钻石含石墨包裹体（Posukhova，2007）。

8141 俄罗斯金刚石/钻石的微量杂质元素

Felix V Kaminsky等（2001）将YDP和ADP出产的金刚石/钻石按N总量（Ntot= NA+ NB）分为三组：

第一组：Ntot：0～50μg/g，低N金刚石/钻石

第二组：Ntot：50～1000μg/g，尽管不同地区N聚集程度不同，但各自的总量都重叠在这个区域且相互之间存在过渡。大部分矿床属于这一类，包括YDP。

2a组Ntot：50～400μg/g，包括Daldyn–Alakit地区金伯利岩筒和ADP出产的某些晶体。

2b组Ntot：400～1000μg/g，包括Malo–Botuobinsk 地区的金伯利岩筒出产的晶体。

第三组：Ntot：1000～1700μg/g，ADP的 Arkhangelskaya 和 Pomorskaya岩筒。

Arkhangelsk金伯利岩省比较特殊，不同的岩筒分属在不同组。具体N，H杂质含量特征见表83。

表83 俄罗斯三大金刚石成矿省金刚石类型，N、H杂质含量特征对比　Table 83 Comparison of diamond types, N content and H content of diamonds from Russia's three major diamond provinces

资料来源：Rubanova et al，2009；Shatsky et al，2008；Stepanov et al，2011；Khachatryan et al，2003；Laiginhas，BSc，2008；GYu Kriulina et al，2011

ADP金刚石具特征的N杂质双峰分布且A集合体居多，但含N杂质的金刚石比例相对较低，通常10%～30%，可以达到50%的很少，YDP含N杂质的金刚石比例较高（50%～95%）。Lomonosov和Grib矿的金刚石晶体H杂质含量明显高于YDP和其他金刚石产区，是区别于其他产地的重要特征之一（Kriulina et al，2011）。

8142 俄罗斯金刚石/钻石的碳同位素特征

碳同位素常被用来探讨金刚石的形成，推断金刚石被捕获时碳的来源和地幔中碳的地球化学循环（Laiginhas，2008；Palazhchenko，2008）。世界金刚石碳同位素组成变化范围为-344‰～+24‰，其中72%的变化范围为-8‰～-2‰，在地幔碳同位素变化范围内，世界不同产地的金刚石具有不同的碳同位素分布特征，但如果综合所有产地的碳同位素来看，大致会在-5‰处出现一个峰值。碳同位素组成与金刚石的类型有非常密切的关系，橄榄岩型金刚石的碳同位素组成变化范围为-264‰～+02‰，榴辉岩型金刚石碳同位素组成变化范围为-385‰～+27‰（Laiginhas，2008）。表84列举了俄罗斯金刚石碳同位素变化范围。

表84 俄罗斯金刚石碳同位素变化范围　Table 84 Carbon isotope variation of Russian diamonds

资料来源：Palazhchenko，2008；Laiginhas，2008；Galimov et al，2008；Spetsius，2009。

Galimov等（2008）通过对阿尔汉格尔斯克样品的分析发现，金刚石碳同位素的组成和晶体形态、颜色、杂质元素等之间存在某些联系。例如，VGrib矿金刚石碳同位素组成随着N聚集度的降低而增加，跟H杂质无关；MVLomonosov矿大部分八面体和八面体与菱形十二面体聚形的金刚石晶体以及包含有超基性矿物包裹体的十二面体最富集重碳同位素的范围是δ13C-4‰～-2‰，其次是轻碳同位素δ13C -7‰～-5‰，而大部分和榴辉岩矿物有关的立方或十二面体金刚石/钻石富含轻碳同位素范围为δ13C-215‰～-135‰。但由于碳来源的复杂性和金刚石产出的多样性，这些联系还需要进一步的确认。