瓦房店30号岩管金伯利岩中尖晶石成分特征及其意义

与金刚石伴生的尖晶石,常作为指示矿物来评价金伯利岩的含矿性。为了解瓦房店30号岩管金伯利岩中尖晶石特征,本文对其进行了细致的形态学观察和电子探针分析。结果表明,尖晶石呈椭圆状-次棱角状,粒径大(500~1000μm),部分被熔蚀成港湾状。尖晶石中Cr_2O_3(最高达66.56%)和MgO(8.88%~16.68%)含量高,Ti含量低(大部分1%),为镁铬铁矿。尖晶石成分变化受Al~(3+)-Cr~(3+)类质同象作用控制。尖晶石为地幔捕掳晶,原地幔岩为橄榄岩。尖晶石成分特征表明30号岩管金伯利岩具有一定地携带金刚石的能力,但与50号岩管和蒙阴常马庄金伯利岩相比,30号岩管金伯利岩金刚石含矿性弱。     

我国金伯利岩中富铬镁钛铁矿的标型特征及找矿意义

钛铁矿在金伯利岩中为金刚石的董要伴生矿物之一,它在非洲及苏联雅库特地区金伯利省印广泛分布,成为寻找金刚石原生矿的主要标志矿物。在我国金伯利岩中由于钦铁矿含量较少,对其研究也不够深入。两年多来笔者对我国金伯利岩中的钦铁矿进行了一些研究,取得了一些初步的结果,现综述如下。一、产状我国金伯利岩     

华北克拉通金伯利岩型金刚石矿床含矿性判别

金伯利岩型金刚石原生矿床含矿性评价是了解金刚石成矿规律和指导区域性找矿的重要依据。华北克拉通是我国重要的金刚石成矿远景区,目前已发现了两个重要的含金刚石金伯利岩岩区（山东蒙阴和辽宁瓦房店）。近年来,对岩区内不同品位金刚石典型矿床的研究表明金伯利岩中的金刚石品位取决于以下两个重要的地质过程：金伯利岩岩浆对金刚石的捕获作用和金伯利岩岩浆对金刚石的熔蚀作用。在华北克拉通下方存在一个金刚石稳定区,温度为950~1200 ℃,压力为4. 4~6. 1 GPa。山东蒙阴和辽宁瓦房店金伯利岩岩浆在上升过程中穿过该区域并捕获其中的金刚石,成为含矿岩浆;而铁岭和鹤县等金伯利岩岩浆在上升过程中不穿过该区域,成为不含矿岩浆。在穿过金刚石稳定区时,富矿的金伯利岩捕获了更多的金刚石以及金刚石的伴生指示矿物（如镁铝榴石,镁铬铁矿）;而贫矿的金伯利岩则相对捕获了少量的金刚石和指示矿物。这些指示矿物往往参加了金刚石的形成过程,有些作为缓冲剂控制了反应（岩浆或熔体）的氧化还原状态,有些则作为反应物或者生成物参与到反应中。部分指示矿物（如镁铝榴石）还进一步地记录了金刚石形成后金伯利岩岩浆对金刚石的交代作用。金伯利岩岩浆温度（T）,氧逸度（fO2）和挥发份(H2O和CO2)均会对金刚石的熔蚀作用产生影响,其中氧逸度作用最大,温度次之,而挥发份作用最弱。在华北克拉通,金伯利岩中指示矿物（镁铝榴石、镁铬铁矿）和金伯利岩岩浆特征（温度,氧逸度和挥发份）共同组成了金伯利岩型金刚石原生矿的评价指标。     

金伯利岩中铬尖晶石的特征及与其它岩类中铬尖晶石之对比

本文根据我国金伯利岩中铬尖晶石的a_0、比重、红外光谱分析、穆斯堡尔谱分析、湿法化学分析、探针分析和稀土元素分析资料及其它岩类中的铬尖晶石类的化学成分资料,研究了各金伯利岩区之间及其区内各岩体的铬尖晶石的差异,指出了作为粗晶、原生基质矿物、金刚石中的包体、金伯利岩深源包体中的矿物产出的铬尖晶石特征,将金伯利岩中的铬尖晶石与其它岩类中的铬尖晶石作了对比。研究表明,地球上,所有铬尖晶石中,以金刚石中铬尖晶石包体的Cr_2O_3组分最高。同时,随着金伯利岩中金刚石含量增加,岩石中粗晶铬尖晶石的Cr_2O_3组分增加,625—645cm~(-1)及500—525cm~(-1)红外吸收谱带向低频率方向移动,IS[Fe~(3+)(B)]穆斯堡尔参数增高,QS[Fe~(3+)(B)]及QS[Fe~(2+)(A)]穆斯堡尔参数降低。     

辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物种类划分及指示意义

晶体矿物学理论认为不同成岩环境金伯利岩中尖晶石族矿物由于形成物理化学条件不同,其晶体结构和化学成分会发生明显的变化,通过对无矿、贫矿、富矿金伯利岩岩管中的尖晶石族矿物晶胞参数和化学成分的测定,研究尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数变化与无矿、贫矿、富矿金伯利岩的内在关系,可以提高金伯利岩型金刚石矿床找矿效率。为了确定辽宁瓦房店金伯利岩中的尖晶石族矿物种属,探讨辽宁瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物化学成分和晶胞参数与金伯利岩含矿性关系,本文运用电子探针波谱仪对50件尖晶石族矿物中的MgO、FeO、TiO2、Al2O3、MnO及Cr2O3进行微区化学成分分析,运用单晶X射线衍射仪对136个尖晶石族矿物晶胞参数进行测定。数据统计显示:瓦房店金伯利岩中尖晶石族矿物为铬铁矿和镁铬铁矿,以化学分子式中A、B组主要阳离子占位特征为基础,可把矿区的尖晶石族矿物划分为10个亚种;如果用尖晶石族矿物化学成分中Cr2O3与(Cr2O3+Al2O3)含量的比值Cr'来表示尖晶石族矿物与金伯利岩含矿性的关系,金伯利岩岩体含矿性由富矿→中等含矿→贫矿,相应岩体中尖晶石族矿物Cr'值分别为89.5%、83.4%~87.1%和70.2%,逐渐变低;从无矿金伯利岩岩体→贫矿和中等含矿金伯利岩岩体→富矿金伯利岩岩体,金伯利岩体中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数分别为0.831~0.832 nm、0.834~0.836 nm、0.837 nm,有逐渐变大的趋势。本文认为,辽宁瓦房店金伯利岩中第一世代尖晶石族矿物晶胞参数大小和Cr'参数可以作为判断辽宁瓦房店金伯利岩含矿性的指示标型。     

金伯利岩微量元素地球化学特征与含金刚石程度的判别

鉴于金伯利岩普遍经受强烈的热液蚀变作用,新鲜的金伯利岩比较少见,这就给研究金伯利岩的矿物成分和岩石化学成分带来一定困难。因此,研究金伯利岩中比较稳定的微量元素分布特征,查明含金刚石程度不同的金伯利岩中微量元素含量差别,探讨根据微量元素判别和预测金伯利岩含金刚石程度的可能性,具有比较普遍的实际意义。     

辽宁永宁地区含金刚石闪长质岩石显微特征及金刚石来源探讨

辽宁永宁地区发育一套闪长质火山岩，该岩石中曾选获金刚石及其指示矿物，因此成为辽宁省金刚石第Ⅳ成矿带。通过对该岩石矿物组成及其显微结构构造特征研究，表明：(1)闪长质岩石中的斑晶斜长石具有环带结构；(2)橄榄石及金云母具有多世代性，且目估橄榄石+金云母含量在10%以上，局部更为富集；(3)出现“橄榄石+金云母+石榴石”与“斜长石+辉石+角闪石”不平衡的矿物组合；(4)发现橄榄石有碎斑结构和金伯利岩角砾。初步认为，永宁地区的闪长质岩浆在上升过程中捕获了早先已形成的金伯利岩并与之发生熔融混合作用，金刚石来自于深部的金伯利岩。这一认识对该地区寻找金刚石原生矿具有启示意义。     

新疆Y区金伯利岩岩石矿物特征

1978年,笔者在该区检查稀有金属碳酸盐岩脉时,对一个含有大量白云质大理岩及其他岩石角砾的岩管进行了初步观察和室内研究,认为该岩管在地质产状、岩石结构构造、化学成分及矿物组成方面,与金伯利岩颇为相似。由于当时没有找到金刚石及其主要伴生矿物,而定为“奇特角砾岩”,并建议在该区开展寻找金伯利岩和金刚石的地质工作。在以后的地质工作中又对以往定为“基性喷发岩”的岩体进行了观察研究,据野外特征改定为“隐爆角砾岩”,后经采样鉴定证明,为超基性爆发角砾岩(即Ⅰ号岩管)。据此,从1980年起,逐步     

山东蒙阴县西峪矿区深部与外围金刚石指示矿物——利用金刚石指示矿物预测金伯利岩的含矿性

金伯利岩中的石榴子石、铬铁矿和铬透辉石是寻找金刚石矿的重要指示矿物,根据这些指示矿物的含量可大致推断金刚石原生矿的存在及含矿性。石榴子石中G10组指示金伯利岩中金刚石的存在,其含量越高,岩体中金刚石品位相对较富。由西峪G10组含量小于常马G10组含量,可推断西峪金刚石品位小于常马金刚石品位,事实证明推断正确;S1、S2、S6组铬铁矿是与金刚石共生的铬铁矿,西峪矿区62粒S6组和1粒S7组铬铁矿与深源捕虏体橄榄岩有关,几乎全部来自金伯利岩,具有重要指示意义;Cr_2O_3≥1.2%的铬透辉石含量越多,金刚石品位越高。通过统计分析,地表铬透辉石中Cr_2O_3≥1.2%含量略大于岩管深部,西峪矿区深部矿体平均品位略低于地表矿体平均品位,说明可通过铬透辉石定性地推断金伯利岩的含矿性。结合CSAMT和钻探等地质工作,在西峪岩管群深部-205m以下找到金刚石原生矿,在外围通过槽探工程发现红旗15-1岩脉,并在选矿样中选获18颗金刚石,充分证明了根据金刚石指示矿物找矿方法定性预测金伯利岩含矿性的有效性和可行性。     

江苏徐州西村金伯利岩管地质特征及其找矿意义

西村岩管是在苏北地区发现的第一个金伯利岩管,颠覆了苏北地区无金伯利岩的历史。从岩石学、地球化学和伴生矿物等方面分析了西村岩管的地质特征,并进一步探讨其金刚石找矿意义。从区域背景和金刚石形成条件看,西村地区具备了金伯利岩侵位和金刚石矿形成的基本地质条件,而西村岩管为金刚石矿就位提供了母岩条件;西村金伯利岩与山东、辽宁金伯利岩具有相似的地球化学特征,是幔源岩浆低程度部分熔融的产物,且在岩浆上升过程中普遍遭受了壳源物质的混染,后期碳酸盐化现象普遍发育;其相容元素含量与山东金伯利角砾岩相似,均为典型的金伯利岩型配分模式,稀土元素表现为轻、重稀土元素强烈分馏的特征;伴生指示矿物主要为榴辉岩型含铬镁铝榴石、富铬透辉石和富镁铬尖晶石,其特征均表现出含矿金伯利岩的特点。     

金伯利岩:地球深部探测的重要探针

金伯利岩是一种偏碱性的超基性岩,来源于地幔深部,富含挥发份和钾质,属于火成岩类,金伯利岩中主要含有镁铝榴石、金刚石、橄榄石、铬铁矿、铬透辉石、镁钛铁矿,锆石、碳硅石等造岩矿物.同时金伯利岩也被认为是含金刚石最主要的岩石.本文通过文献调研方法,野外现场表明金伯利岩中含有深源包裹体;全球金伯利岩主要分布在俄罗斯、博茨瓦纳、加拿大、安哥拉、南非、刚果民主和纳米比亚;中国金伯利岩主要分布在华北地台,在山东、辽宁、吉林、山西、河南和新疆等地.这些金伯利岩常常与深大断裂甚至地幔深部地质作用关系密切,常出现标志性矿物橄榄石、石榴石、高铬磁铁矿,伴有烃类或氢气.但含金刚石金伯利岩主要沿郯庐断裂带分布,如辽宁瓦房店、山东蒙阴等地.从时代上看,以往认为的早古生代的金伯利岩,更可能都是在早期形成于华北地台之岩石圈底部,而在中生代白垩纪时期才在大规模岩石圈拆沉的地质背景下的以快速上升的,尤其是那些含金刚石的金伯利岩岩管更是快速上升的典型代表,其标型矿物是镁铝榴石、高铬磁铁矿、钙钛矿等.国内辽宁瓦房店含金刚石金伯利岩产于郯庐断裂带东侧,有着与同期金伯利岩相同的岩石矿物学特征,其中的以50号岩管为代表的金刚石矿床是我国重要的战略矿产.金伯利岩及其中的金刚石带来众多直接的深部地幔信息,中国瓦房店、蒙阴一带的金刚石来自上地幔,而一些含硼蓝色金刚石则来自下地幔,不同层圈的金刚石携带不同的标志矿物,以橄榄石为例:来自上地幔金刚石携带的橄榄石为橄榄石;过渡带金刚石携带的主要为瓦兹利石和林伍德石;下地幔的金刚石则为布里奇曼石,它们是深部探测的重要探针.     

博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征及对寻找类似岩体的启示

金刚石及其寄主岩石是人类认识地球深部物质组成和性质、壳幔和核幔物质循环重要研究对象。本文总结了中国不同金刚石类型的分布,着重对比了博茨瓦纳和中国含金刚石金伯利岩的地质特征,取得如下认识:(1)博茨瓦纳含矿原生岩石仅为金伯利岩,而中国含矿岩石成分复杂,金伯利岩主要出露在华北克拉通,展布于郯庐、华北中央和华北北缘金伯利岩带,具有工业价值的蒙阴和瓦房店矿床分布于郯庐金伯利岩带中;钾镁煌斑岩主要出露在华南克拉通,重点分布在江南和华南北缘钾镁煌斑岩带中;(2)钙钛矿原位U-Pb年龄和Sr、Nd同位素显示,86～97 Ma奥拉帕金伯利岩群和456～470 Ma蒙阴和瓦房店金伯利岩均具有低87Sr/86Sr(0.703～0.705)和中等εNd(t)(-0.09～+5)特征,指示金伯利岩浆源自弱亏损地幔或初始地幔源区;(3)博茨瓦纳金伯利岩体绝大多数以岩筒产出,而中国以脉状为主岩筒次之;博茨瓦纳岩筒绝大部分为火山口相,中国均为根部相,岩筒地表面积普遍小于前者;(4)奥拉帕A/K1和朱瓦能金伯利岩体是世界上为数不多的主要产出榴辉岩捕虏体和E型金刚石的岩筒之一,而同位于奥拉帕岩群的莱特拉卡内、丹姆沙和卡罗韦岩体与我国郯庐带的金伯利岩体类似,均主要产出地幔橄榄岩捕虏体以及P型和E型金刚石;(5)寻找含矿金伯利岩重点注意以下几点:克拉通内部和周缘深大断裂带是重要的控岩构造;镁铝榴石、镁钛铁矿、铬透辉石、铬尖晶石和铬金红石等是寻找含金刚石金伯利岩重要的指示矿物;航磁等地球物理测量需与土壤取样找矿方法相结合才能取得更好效果;(6)郯庐金伯利岩带、江南钾镁煌斑岩带和塔里木地块是中国重要含矿岩石的找矿靶区,冲积型金刚石成矿潜力巨大。     

金伯利岩演化过程及金刚石含矿性评价的研究进展

金伯利岩是研究地幔动力学过程、探讨岩石圈演化等深部重大科学问题的有效载体,也是揭示金刚石这一稀缺矿产资源的形成环境、成因、来源及找矿实践等最为重要的研究对象之一。长期以来,由于受到研究手段、研究思路等的限制,对金伯利岩相关研究的核心与瓶颈性关键基础科学问题,即"金伯利岩的初始岩浆组成"、"金伯利岩的演化过程及其意义"、"金伯利岩的金刚石含矿性评价"等知之甚少,这极大地制约了人们对金伯利岩及其相关深部过程意义等方面的深入了解。例如,基于高压熔体模拟实验、基质矿物、细小同源包裹体及金伯利岩筒边部隐晶质物质的研究,可以有效分析金伯利质岩浆的初始组成特征,但却难于有效甄别金伯利质岩浆的源区特征,难于有效区分地幔同化/混染作用、流体分异以及就位期间的脱玻化作用等对岩浆的影响等;由于缺乏再结晶及(或)再生长矿物在微成分、微结构方面的系统研究报道,难于有效精准分析金伯利质岩浆组成的变化规律及脱气作用的影响,揭示金伯利质岩浆的演化过程;尽管根据共生矿物组合、橄榄石的含水性等可用于评估金伯利岩的金刚石含矿性,但存在指标体系过于简单、数据积累少等方面问题。理论上,从微区(微米级、纳米级)的角度,对金伯利岩各组成结构单元中矿物等的微成份、微结构进行系统研究,可以更为精准地提取金伯利质初始岩浆组成、演化过程等方面的信息,因此对含金刚石与不含金刚石的金伯利岩的微组构进行精细研究,可以为有效重建金伯利质岩浆的演化机制、深入揭示其对深部过程的响应等奠定科学基础。同时,也可以在对已知金刚石矿区研究的基础上,建立用于金刚石初始品位预测和保存潜力分析的模型,以实现有效评价未知金伯利岩区的含矿性的目的。     

金伯利岩含金刚石性的矿物学判别标志

金刚石及其紧密伴生的镁铝榴石、铬尖晶石、钛铁矿、单斜辉石及橄揽石,形成于高温,尤其是高压的上地幔条件下,被快速上升的金伯利岩浆携带至地表,这些矿物形成的特殊的地质条件和环境,必然反映到它们的矿物学特征上来。文章通过对我国金伯利岩中金刚石伴生矿物的研究,探讨了金伯利岩含金刚石性的矿物学标志。     

山东蒙阴坡里地区金伯利岩带形成时代——来自辉绿岩锆石U-Pb定年数据的证据

金伯利岩是化学成分、矿物组成和结构多变的混杂岩,极易发生蚀变,因此对金伯利岩全岩及各种矿物进行测年的方法很难确定金伯利岩的侵位年龄,且数据结果差别很大。通过分析蒙阴坡里金伯利岩带与辉绿岩的侵入关系,以及辉绿岩锆石U-Pb测年,结合辉绿岩与上覆灰岩的接触关系及金刚石砂矿储集层与已知金刚石原生矿的关系,确定辉绿岩脉的侵位时代为中生代燕山晚期,证实坡里金伯利岩带形成时代为中生代燕山晚期而非加里东期。     

产于Finsch金伯利岩筒金刚石中的硅酸盐与氧化物包裹体

在南非金伯利岩筒中,有232000个重量为14500克拉的金刚石。通过组织调查发现,其中的1024个金刚石具有微细的矿物包裹体。对这些包裹体,通过显微镜下观察与电子探针分析测定了所含矿物成分。在1024个金刚石中,含硫化矿物的358个,含石墨的132个,含有无法测定的云状包裹体的23个,其余部分中有501个含有橄榄岩成因的硅酸盐矿物及氧化矿物的包裹体,最后剩下的10个含有榴辉岩(eclogite)成因的包裹体。据推定这些矿物包裹体相互间     

辽南斑状金伯利岩岩相学特征及其成因研究

辽南金伯利岩岩区是我国最大的原生金刚石矿产区,该区金刚石主要寄主岩石类型为斑状金伯利岩。橄榄石是金伯利岩中最重要的造岩矿物,根据其结构特征可以分为橄榄石粗晶、橄榄石斑晶以及基质中微细粒三个世代。本文将岩相学特征和前人研究成果相结合,构建辽南斑状金伯利岩岩浆起源、上升、喷发和成岩模型,探讨各世代矿物的形成过程。具体包括：深部交代地幔部分熔融,形成初始碳酸盐岩浆;初始岩浆上升过程中捕获的岩石圈地幔橄榄岩不断溶解(形成橄榄石粗晶),岩浆成分发生改变,成为金伯利岩岩浆;金伯利岩岩浆迅速上升侵位,至地表处爆破喷发,最后冷却固结形成包含粗晶及其他两个世代橄榄石的斑状金伯利岩。     

蒙阴金伯利岩中橄榄石的含水性研究及其意义

<正>橄榄石是金伯利岩中最为重要的组成矿物之一,也是金刚石的共生矿物之一。金伯利岩中的橄榄石斑晶/捕虏晶的红外光谱图中具有复杂多样的OH吸收峰,这反映了它们的幔源化学组成、最终平衡条件以及来源的差异性。由此看来,这似乎暗示着,利用橄榄石的OH红外光谱特征,可有效用于判断金伯利岩的金刚石含矿性等。作为一种探索性实验,笔者测量了山东蒙阴金伯利岩中的38粒橄榄石样品,旨在寻找金伯利岩中橄榄石的     

中国金伯利岩中的钛铁矿

本文研究了金伯利岩中,作为巨晶和粗晶,基质相矿物,与金云母、镁铝榴石、铬尖晶石等矿物的连生体,金刚石中包裹体矿物及金伯利岩地幔岩包裹体矿物产出的钛铁矿的大小,形态、皮壳及化学成分、端元组分、环带及成分变异趋势。并与其他岩类中的钛铁矿作了对比。探讨了不同产状、共生组合类型的钛铁矿的成因。指出了与金刚石紧密伴生的钛铁矿的标型特征及找矿意义。     

山东金伯利岩同位素地球化学特征的初步研究

本文对山东省蒙阴地区金伯利岩及金刚石,分别就sm-Nd、Rb-sr、C、O等同位素特征进行了初步研究。提出山东金伯利岩与世界其它地区一些金伯利岩中产出的金刚石,其δ~(13)C值完全一致,并认为金刚石的碳来源于上地幔,金刚石的的生长是不连续的。通过对金伯利岩Sm、Nd、Rb、Sr等的研究认为,山东金伯利岩来源于富集型上地幔,且有向亏损型上地幔转换的趋势;山东金伯利岩的岩石类型复杂多样,除金伯利岩自身原因外,另一原因是金伯利岩在上侵过程中与壳层岩石发生了同位素的强烈交代混染作用。