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第二章 钻石的地质成因和 世界分布,Geological Causes World Distribution,一、钻石成因的三种假说,三、钻石的产出国,二、钻石的产出矿床类型,一、钻石成因的三种假说,地幔成因,变质成因,陨石成因,钻石成因的三种假说,构成地幔的岩石中大部分为橄榄岩，主要由辉石和橄榄石组成。,地幔成因,橄榄岩类型和组成,地幔成因,克拉通 亦称地盾和地台，在久远的地质时期形成的陆壳区，这些区域曾因地球活动而多次褶皱、受热、拉胀和破裂，现在这些大陆区形成了厚厚的坚实的克拉通。,地幔成因,在上地幔超高温高压的环境下，碳以固体矿物形式、二氧化碳或者甲烷的形式存在。,钻石形成条件,地幔成因,大约30亿年前，克拉通地壳下方特定的化学组分、温度和压力为碳结晶成钻石晶体存在于固体岩石中提供了条件(其他地方的地幔岩石中也含有钻石)。,钻石形成条件,地幔成因,被环流作用带入的岩石，这是一个连续的过程，碳现在仍在继续环流进入地幔。富含长石的岩石,如玄武岩和辉长岩在高压下转变为榴辉岩,在特定的条件下榴辉岩中的石墨可转变为钻石。,地幔成因,钻石形成的温压条件,地幔成因,金刚石的形成,金伯利岩,金伯利岩浆在上地幔深处形成；,随后沿着深断裂上升至地壳浅部侵位，形成岩墙、岩床、岩脉等产状；,结晶成粗细不等的斑状结构的金伯利岩。,斑状金伯利岩,金刚石的形成,在地质历史中，金伯利岩形成比较集中的时代是晚元古代、古生代的泥盆纪-石炭纪、中生代的三叠纪-侏罗纪和白垩纪。,地幔中钻石的两种不同成因发生在不同的时段，产于地幔橄榄岩中的钻石，年龄至少为30亿年。,产于地幔榴辉岩中的钻石产于30亿年来的不同时期。例如澳大利亚阿盖尔矿15.8亿年；博茨瓦纳的奥拉帕矿9.9亿年,金刚石的形成,由于金伯利岩浆富含挥发组分，通常为爆发式喷发，形成金伯利角砾岩甚至凝灰岩。,金伯利岩浆也可以中心式火山形式喷发至地表；,熊熊燃烧的火山,金伯利岩是一种混杂成因的岩石，可描述成一种能被交代成蛇纹石或方解石的捕掳了云母的超基性岩。因1866年在南非的金伯利村首次发现而得名。,围 岩,含有钻石的金伯利岩,地幔成因,钾镁煌斑岩是一种含钻石的火山岩。西澳大利亚的钾镁煌斑岩是一种富橄榄石的超镁铁质岩石，它也含有云母和火山玻璃。,围 岩,钾镁煌斑岩,地幔成因,当含有钻石的橄榄岩、榴辉岩浆从地球深部喷发出来，在沿深断裂上升时，形成金伯利岩、钾镁煌斑岩浆将钻石当作捕虏携带至地表形成钻石原生矿，并以岩筒、岩墙、岩床形式产出。,钻石岩筒,地幔成因,地幔成因,金伯利岩筒形成示意图,地幔成因,天然钻石生成于地表下120-200公里，这种深层熔岩凝固时形成上大下小喇叭状的岩柱。这种含钻石的岩柱的矿物成分很特别，只有高压下才生成的石榴子石，称为Kimberlite。,在石榴子石-辉石-云母片麻岩和片岩中的石榴子石中发现钻石以包裹体小于0.1mm形式存在，推断出这些钻石可能是变质作用形成的。没有工业意义，更没有宝石意义。,变质成因,在陨石中发现许多显微钻石和六方钻石（郎斯代尔矿）可能由于星体内部的高静压力生成钻石、陨石与地球撞击时产生高压生成钻石或在星云低压下，化学蒸汽沉淀作用生成钻石。,陨石成因,金伯利岩筒：混杂成因岩石，可描述成一种能被交代成蛇纹石或方解石的俘虏了云母的超基性岩。1866年在南非金伯利村首次发现而得名。它发源于地球深部，以气体、液体、固体的流体混合物的形式到达地表。指示矿物-铬镁铝榴石、镁钛铁矿,二、钻石的产出矿床类型,原生矿床,含钻石的金伯利岩筒,地质背景：区内构造相对较为稳定，主要为台向斜，矿体由隐伏裂隙控制。,岩石特征：台地内基底由古老的花岗片麻岩组成，沉积盖层厚度不大，大部分地区无沉积盖层。沉积盖层主要由陆相沉积物组成，局部含煤和基性火山岩。,金伯利岩,钻石的产出矿床类型,原生矿床,黄地：金伯利岩很不稳定，当暴露在大气中时，迅速分化，变成一种黄色易碎物质，被称为黄地。,蓝地：在分化带以下，金伯利岩一般是暗蓝灰色岩石，并且较坚硬被称为蓝地或者新鲜金伯利岩。,原生矿床,钾镁煌斑岩：1979年在西澳大利亚发现。以岩筒形式产出，携带俘虏体并可能含有钻石。,地质背景：与世界其他地区的钻石矿床不同，澳大利亚钾镁煌斑岩钻石矿床多分布在早元古代的构造活动带，而不是分布在太古代的稳定克拉通板块内。,原生矿床,岩石特征：主要地层为凝灰岩（细碎屑状火山岩），上覆凝灰一般较粗，层理不清，几乎不含外来物质；凝灰岩被晚期岩床或岩浆岩的中心岩栓所超覆或侵入，岩浆相和火山口相岩石紧密共生。岩层倾角很缓，向岩管中心倾斜。,钾镁煌斑岩,钻石的产出矿床类型,次生矿床,次生钻石矿床是指那些靠自然作用对原生钻石矿床搬运形成的钻石矿床。,（1）古代砂矿 在地质历史时期，前寒武纪、晚古生代、中生代均有钻石砂床发育，但最主要的是前寒武纪砂床。绝大多数钻石呈浑圆的菱形十二面体，也有立方体，金伯利岩，宝石级钻石较多。,钻石的产出矿床类型,（2）现代砂矿,现代钻石砂矿按其沉积位置可分为残积砂床、冲积砂床及滨海砂矿。残积砂矿是从含矿母岩中分离出的重矿物就地富集而成的砂矿；冲积砂床是指重砂矿物在河水的搬运、分选作用下富集而成的砂矿床；滨海砂矿是指经河流搬运到河流入海口，并被海流沿海岸带沉积而形成的砂床。,钻石滨海带砂床,三、钻石的产出国（20多个国家出产钻石）,印度：第一个钻石产出国，现今仍从岩筒和砂矿中 开采钻石。,南非：价值第三，晶形好、质量好，1905年产出库利南。,库利南,安哥拉:储量大，顶峰期200万ct/年。,钻石的产出国（20多个国家出产钻石）,澳大利亚：主产国3700万ct/年，宝石级少5%，是钻石年产量最大的国家。,博茨瓦纳：1967年发现，全部露天开采，宝石级多，是年产钻石价值最高的国家。,首都哈博罗内的钻石切割工厂工人正在切割打磨钻石,钻石的产出国（20多个国家出产钻石）,塞拉利昂:产有名钻：“塞拉利昂之星”、“沃野河之星”,纳米比亚：宝石级产量高达90%、漂亮的钻石,塞拉利昂之星,纳米比亚矿区,钻石的产出国（20多个国家出产钻石）,钻石产出按产量计排名：澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、俄罗斯、南非、纳米比亚、安哥拉按价值计排名：博茨瓦纳、俄罗斯、南非、安哥拉、纳米比亚、澳大利亚、扎伊尔,其他产地：巴西、加纳、纳米比亚、南非、坦桑尼亚、俄罗斯、扎伊尔,俄罗斯西伯利亚的“和平”钻石矿坑,世界钻石产出国,思 考 题,1、解释钻石的成因。,2、解释钻石产出的过程。,3、钻石矿床类型有哪几种？,4、总结世界上主要钻石生产国、矿区 特征、现状以及他们对钻石业 的影响。,