1、一、鉆石來自何處一、鉆石來自何處二、鉆石的形成二、鉆石的形成三、鉆石的地質(zhì)產(chǎn)出三、鉆石的地質(zhì)產(chǎn)出地殼地殼( (厚厚20-70km)20-70km)、地幔地幔( (上地幔、軟上地幔、軟流圈、下地幔流圈、下地幔2900km)2900km)和地核和地核(3500km)(3500km)。第一節(jié)第一節(jié) 鉆石來自地球深部鉆石來自地球深部一、地球的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及克拉通一、地球的結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及克拉通地球由地核、地幔地球由地核、地幔和地殼三部分組成。和地殼三部分組成。地球的結(jié)構(gòu)地球的結(jié)構(gòu)固體地幔以每年幾厘米的固體地幔以每年幾厘米的速度循環(huán)流動。這個速度速度循環(huán)流動。這個速度看上去很慢，但幾百萬年看上去很慢，

2、但幾百萬年時間則可使固體地幔連同時間則可使固體地幔連同其上的大陸漂移幾十公里。其上的大陸漂移幾十公里。隨著這種運動，部分較熱隨著這種運動，部分較熱 的地幔朝地球表面上升，的地幔朝地球表面上升， 而較為剛性的近地表的地而較為剛性的近地表的地 幔則連同一些薄的洋殼朝下俯沖。與此同時，大陸則經(jīng)受各幔則連同一些薄的洋殼朝下俯沖。與此同時，大陸則經(jīng)受各式各樣的擠壓，或經(jīng)拉張而逐漸擴展。式各樣的擠壓，或經(jīng)拉張而逐漸擴展。所以，熔巖、火山、地震、新的山脈和礦床的形成都是地球活所以，熔巖、火山、地震、新的山脈和礦床的形成都是地球活動的表現(xiàn)。動的表現(xiàn)。1、地球的內(nèi)部活動、地球的內(nèi)部活動克拉通地區(qū)即古老大克拉通地

3、區(qū)即古老大陸地陸地(地臺區(qū)地臺區(qū))形成歷形成歷史久遠史久遠, 很厚的穩(wěn)定很厚的穩(wěn)定的地質(zhì)體的地質(zhì)體, 無大規(guī)模無大規(guī)模的巖漿活動和造山運的巖漿活動和造山運動動, 其深部適宜鉆石其深部適宜鉆石的形成和保持。的形成和保持。2、克拉通（穩(wěn)定地塊、古陸核）、克拉通（穩(wěn)定地塊、古陸核）重要的克拉通地區(qū)包重要的克拉通地區(qū)包 括加拿大、南部非洲、括加拿大、南部非洲、 巴西、澳大利亞、西巴西、澳大利亞、西 伯利亞和北歐波羅的海區(qū)的陸伯利亞和北歐波羅的海區(qū)的陸盾盾（地盾）區(qū)，也包括印度（地盾）區(qū)，也包括印度和中國的古陸等。和中國的古陸等。在克拉通下在克拉通下方方, ,具有鉆石具有鉆石形成的壓力形成的壓力和溫度和

4、溫度 , ,使使碳轉(zhuǎn)變及保碳轉(zhuǎn)變及保持鉆石。持鉆石。 鉆石和石墨的成分都是碳，鉆石和石墨在不同的溫度和鉆石和石墨的成分都是碳，鉆石和石墨在不同的溫度和壓力條件下形成。隨溫度和壓力條件的變化，兩者可相壓力條件下形成。隨溫度和壓力條件的變化，兩者可相互轉(zhuǎn)化。（前者屬立方晶系，摩氏硬度為互轉(zhuǎn)化。（前者屬立方晶系，摩氏硬度為10；而后者屬；而后者屬六方晶系，摩氏硬度為六方晶系，摩氏硬度為1。兩者的晶體結(jié)構(gòu)完全不同，。兩者的晶體結(jié)構(gòu)完全不同，是晶質(zhì)碳的兩個同質(zhì)多象變體。）是晶質(zhì)碳的兩個同質(zhì)多象變體。）二、鉆石的產(chǎn)出與克拉通的關(guān)系二、鉆石的產(chǎn)出與克拉通的關(guān)系只有達到相應的深度（壓力）和溫度才能使碳成為鉆只

5、有達到相應的深度（壓力）和溫度才能使碳成為鉆石，否則只能形成石墨。石，否則只能形成石墨。溫度：溫度：900-1300900-1300（10501050）壓力：）壓力：4.5-64.5-6109Pa 109Pa 相當于地下深相當于地下深度：度：130-180km130-180km）形成鉆石的碳源來源于地幔熔化的巖漿或因地殼運動地殼形成鉆石的碳源來源于地幔熔化的巖漿或因地殼運動地殼中的碳帶到深處被富集。在適宜的溫度及壓條件下，被結(jié)中的碳帶到深處被富集。在適宜的溫度及壓條件下，被結(jié)晶成鉆石晶成鉆石 。 第二節(jié)第二節(jié) 鉆石的形成鉆石的形成根據(jù)與鉆石同生的巖石和攜帶鉆石的礦源巖石生成地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)與鉆石

6、同生的巖石和攜帶鉆石的礦源巖石生成地質(zhì)環(huán)境，來推測鉆石的形成。來推測鉆石的形成。鉆石中包裹體礦物有鉆石中包裹體礦物有2020多種，絕大多數(shù)是與鉆石同時形成生長多種，絕大多數(shù)是與鉆石同時形成生長的，稱為同生包裹體。的，稱為同生包裹體。鉆石中的同生包裹體鉆石中的同生包裹體經(jīng)研究屬于兩種類經(jīng)研究屬于兩種類型型-橄欖巖型和榴輝巖型橄欖巖型和榴輝巖型。一、與鉆石同生的巖石一、與鉆石同生的巖石鉆石中不同時出現(xiàn)兩種巖石類型的鉆石中不同時出現(xiàn)兩種巖石類型的同生同生包裹體包裹體, ,因此，可因此，可區(qū)分不同成因的鉆石。區(qū)分不同成因的鉆石。橄欖巖和榴輝巖形成上地幔，形成的地質(zhì)條件和環(huán)境卻橄欖巖和榴輝巖形成上地幔，

7、形成的地質(zhì)條件和環(huán)境卻不完全相同。不完全相同。粗粒結(jié)構(gòu)粗粒結(jié)構(gòu), , 塊狀構(gòu)造塊狀構(gòu)造, , 橄欖石和輝石常蝕變?yōu)樯呒y石橄欖石和輝石常蝕變?yōu)樯呒y石和綠泥石及滑石等。和綠泥石及滑石等。1 1、橄欖巖型鉆石、橄欖巖型鉆石一種貧二氧化硅的超鎂鐵質(zhì)巖一種貧二氧化硅的超鎂鐵質(zhì)巖, ,主以橄欖石主以橄欖石, ,斜方輝石斜方輝石及少量單斜輝石、鎂鋁榴石及金屬礦物。及少量單斜輝石、鎂鋁榴石及金屬礦物。碳源來自地幔碳源來自地幔, 如南非的金伯利礦如南非的金伯利礦橄欖巖型鉆石形成的溫度為橄欖巖型鉆石形成的溫度為900130090013000 0C C（平均（平均105010500 0C)C)壓力為壓力為4.56.

8、0Gpa4.56.0Gpa，相當于地球，相當于地球130180km130180km的深度的深度形成的年代大約在形成的年代大約在33億年前億年前2 2、榴輝巖型鉆石、榴輝巖型鉆石由橙紅色鐵鋁榴石和綠色的透輝石組成由橙紅色鐵鋁榴石和綠色的透輝石組成 , , 少量少量金紅石、蘭晶石、柯石英、硫化物等礦物金紅石、蘭晶石、柯石英、硫化物等礦物, ,粗粒結(jié)構(gòu)粗粒結(jié)構(gòu), , 塊狀構(gòu)造。塊狀構(gòu)造。碳源來自地幔不同部位和地殼如博次瓦納的碳源來自地幔不同部位和地殼如博次瓦納的Orapa礦礦澳大利亞的澳大利亞的Argyle榴輝巖的鉆石形成溫度大約榴輝巖的鉆石形成溫度大約12500C壓力大于壓力大于6 Gpa, 大約

9、相當于地殼深處大約相當于地殼深處180km形成的地質(zhì)年代約在形成的地質(zhì)年代約在9.9億年和億年和15.8億年億年 1866年最早發(fā)現(xiàn)攜帶鉆石的巖石在南非的金伯利，故之金年最早發(fā)現(xiàn)攜帶鉆石的巖石在南非的金伯利，故之金伯利巖。伯利巖。 1 1、金伯利巖、金伯利巖二、攜帶鉆石的礦源巖二、攜帶鉆石的礦源巖金伯利巖具角礫狀結(jié)構(gòu)，含有深源捕虜體。金伯利巖具角礫狀結(jié)構(gòu)，含有深源捕虜體。金伯利巖是蛇紋巖化、方解石化超基性巖，主要礦物有金伯利巖是蛇紋巖化、方解石化超基性巖，主要礦物有 橄橄欖石、鎂鋁石榴石、鉻透輝石、角閃石、金云母、鈦鐵礦等，欖石、鎂鋁石榴石、鉻透輝石、角閃石、金云母、鈦鐵礦等，次生礦物有蛇紋石

10、、方解石。次生礦物有蛇紋石、方解石。 是一種富是一種富K、Mg的超基性巖的超基性巖, 以橄欖石為主，含輝石、鈦金云以橄欖石為主，含輝石、鈦金云母、白榴石、透長石、化學成份以高鉀高鎂為特征，幾乎不母、白榴石、透長石、化學成份以高鉀高鎂為特征，幾乎不含石榴石。含石榴石。 2 2、鉀鎂煌斑巖、鉀鎂煌斑巖19791979年在澳大利亞發(fā)現(xiàn)含有鉆石的鉀鎂煌斑巖。年在澳大利亞發(fā)現(xiàn)含有鉆石的鉀鎂煌斑巖。鉀鎂煌斑巖呈斑狀、角礫狀、塊狀構(gòu)造，含深源捕虜體。鉀鎂煌斑巖呈斑狀、角礫狀、塊狀構(gòu)造，含深源捕虜體。只有在下列情況下才能把鉆石帶到地表：只有在下列情況下才能把鉆石帶到地表：三、鉆石的就位三、鉆石的就位地幔中形成

11、的鉆石被上升的巖漿捕獲帶到地表地幔中形成的鉆石被上升的巖漿捕獲帶到地表1.巖漿產(chǎn)生的部位低于鉆石儲藏地；巖漿產(chǎn)生的部位低于鉆石儲藏地；2.巖漿能穿越全程到達地表；巖漿能穿越全程到達地表； 為使鉆石能保存下來，巖漿必須快速到達地表，譬如為使鉆石能保存下來，巖漿必須快速到達地表，譬如從從150公里深處到地表，必須只用幾個小時。由于條件公里深處到地表，必須只用幾個小時。由于條件 異異常苛刻，鉆石到達地表的機會是很少的。常苛刻，鉆石到達地表的機會是很少的。3.巖漿的快速運移使鉆石不會在熱的但壓力較低的條件下巖漿的快速運移使鉆石不會在熱的但壓力較低的條件下轉(zhuǎn)化為石墨；轉(zhuǎn)化為石墨； 4.上升的鉆石未被巖漿

12、侵蝕或溶解，也未被氧化成上升的鉆石未被巖漿侵蝕或溶解，也未被氧化成 二氧化二氧化碳氣體。碳氣體。火山噴發(fā)停止后，巖漿被停留在上升通道，形成巖筒火山噴發(fā)停止后，巖漿被停留在上升通道，形成巖筒(錐狀錐狀漏斗漏斗), 含鉆石的橄欖巖、榴輝巖的捕虜體有時可達含鉆石的橄欖巖、榴輝巖的捕虜體有時可達1020%。 鉆石以單個的晶體或捕虜體存在于金伯利巖或鉀鉆石以單個的晶體或捕虜體存在于金伯利巖或鉀 鎂煌斑巖鎂煌斑巖中。中。上升的巖漿沖破地表形成火山噴發(fā)，火山噴發(fā)物中可能含有上升的巖漿沖破地表形成火山噴發(fā)，火山噴發(fā)物中可能含有從地球深處帶來的鉆石從地球深處帶來的鉆石.金伯利巖筒形成示意圖金伯利巖筒形成示意圖（

13、C C）和（）和（D D）噴發(fā)的巖）噴發(fā)的巖屑堆積在巖筒周圍屑堆積在巖筒周圍（A A）熔融的金伯利巖）熔融的金伯利巖開始向上移動開始向上移動（B B）金伯利巖和捕擄）金伯利巖和捕擄體到達地表體到達地表l 鉆石與橄欖巖或榴輝巖共生，在成因上與金伯利巖和鉀鎂鉆石與橄欖巖或榴輝巖共生，在成因上與金伯利巖和鉀鎂煌斑巖無關(guān)，當兩種巖石穿過含鉆石的橄欖巖或榴輝巖時，煌斑巖無關(guān)，當兩種巖石穿過含鉆石的橄欖巖或榴輝巖時，作為捕虜體時才會含有鉆石。作為捕虜體時才會含有鉆石。發(fā)現(xiàn)金伯利巖或鉀鎂煌斑巖并不一定就發(fā)現(xiàn)了鉆石。但給找發(fā)現(xiàn)金伯利巖或鉀鎂煌斑巖并不一定就發(fā)現(xiàn)了鉆石。但給找鉆石帶來了信息。鉆石帶來了信息。 l

14、 把鉆石帶到地表的金伯利巖和鉀鎂煌斑巖噴發(fā)年代與鉆把鉆石帶到地表的金伯利巖和鉀鎂煌斑巖噴發(fā)年代與鉆石形成的年代不同，前者是鉆石帶到地表的時間，如南非石形成的年代不同，前者是鉆石帶到地表的時間，如南非金伯利巖形成在白堊紀。距今約金伯利巖形成在白堊紀。距今約1億年左右，鉆石形成的年億年左右，鉆石形成的年代至少是它的代至少是它的10倍以上。倍以上。石榴石石榴石-輝石輝石-云母片麻巖、片巖等變質(zhì)巖中，作為石榴石、鋯云母片麻巖、片巖等變質(zhì)巖中，作為石榴石、鋯石中的包裹體出現(xiàn)。石中的包裹體出現(xiàn)。四、幾種稀少成因鉆石四、幾種稀少成因鉆石 形成于隕石中六方鉆石形成于隕石中六方鉆石 , 具有六方對稱，與鉆石相同

15、的具有六方對稱，與鉆石相同的 成分、成分、相近的折射率和比重，以著名的結(jié)晶學家相近的折射率和比重，以著名的結(jié)晶學家Lansdale命名稱郎斯命名稱郎斯代爾礦。代爾礦。鉆石礦床可分為鉆石礦床可分為 原生礦床和次生礦床。原生礦床和次生礦床。原生礦床產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的原生礦床產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的1/4，而次生礦床類占，而次生礦床類占3/4 的產(chǎn)量，的產(chǎn)量，并有大量寶石級鉆石。并有大量寶石級鉆石。鉆石的地質(zhì)產(chǎn)出是指鉆石得以在其中產(chǎn)生，因而能被鉆石的地質(zhì)產(chǎn)出是指鉆石得以在其中產(chǎn)生，因而能被發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境。發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)環(huán)境。原生礦床原生礦床：這些礦床是鉆石被攜帶至地表或近地表后的：這些礦床是鉆石被攜帶至地表或近地

16、表后的最初停留地。原生礦床大多數(shù)是含鉆石的金伯利巖（也最初停留地。原生礦床大多數(shù)是含鉆石的金伯利巖（也有少數(shù)的鉀鎂煌斑巖筒）、某些火山口充填物以及巖墻有少數(shù)的鉀鎂煌斑巖筒）、某些火山口充填物以及巖墻和巖床中的根部礦床。和巖床中的根部礦床。 次生礦床次生礦床：鉆石是靠自然作用從原生礦床搬運來的。大：鉆石是靠自然作用從原生礦床搬運來的。大都為砂礦。砂礦是河流和海岸帶沖積沉積以及海底海洋都為砂礦。砂礦是河流和海岸帶沖積沉積以及海底海洋沉積中有用礦物的富集。沉積中有用礦物的富集。呈巖筒狀，體積不大，水呈巖筒狀，體積不大，水平截面具近橢圓形、圓形平截面具近橢圓形、圓形及不規(guī)則狀外觀，在深部及不規(guī)則狀外觀

17、，在深部變?yōu)閹r墻或巖脈。變?yōu)閹r墻或巖脈。 1 1、金伯利巖型礦床、金伯利巖型礦床一、鉆石原生礦床一、鉆石原生礦床分為金伯利巖型和鉀鎂煌斑巖型兩種類型。分為金伯利巖型和鉀鎂煌斑巖型兩種類型。火山口直徑大，巖管通道極為狹窄；巖體具有同心圓火山口直徑大，巖管通道極為狹窄；巖體具有同心圓狀分帶特征，從外帶到中心，角礫巖帶（含許多圍巖狀分帶特征，從外帶到中心，角礫巖帶（含許多圍巖沉積物碎塊）、角礫巖化金云鉀鎂煌斑巖和細粒斑狀沉積物碎塊）、角礫巖化金云鉀鎂煌斑巖和細粒斑狀鉀鎂煌斑巖帶，塊狀中一粗粒金云鉀鎂煌斑巖。鉀鎂煌斑巖帶，塊狀中一粗粒金云鉀鎂煌斑巖。鉀鎂煌斑巖型礦床發(fā)現(xiàn)在澳大利亞西部鉀鎂煌斑巖型礦床發(fā)

18、現(xiàn)在澳大利亞西部, , 火山噴出的時代是火山噴出的時代是早中新世。早中新世。2 2、鉀鎂煌斑巖型鉆石礦床、鉀鎂煌斑巖型鉆石礦床金伯利巖抗風化能力極金伯利巖抗風化能力極差，很容易風化破碎。差，很容易風化破碎。二、鉆石次生礦床二、鉆石次生礦床次生礦床成因示意圖次生礦床成因示意圖破碎的巖石并被河流搬破碎的巖石并被河流搬運并堆積形成沖積礦床。運并堆積形成沖積礦床。河流又將鉆石帶到海域，河流又將鉆石帶到海域，形成濱海鉆石砂礦。形成濱海鉆石砂礦。含鉆石的金伯利巖風化后，含鉆石的金伯利巖風化后，形成松軟的土狀物質(zhì)，即形成松軟的土狀物質(zhì)，即殘坡積礦床殘坡積礦床 , , 也被稱之為也被稱之為黃地黃地金伯利巖殘坡

19、積礦床金伯利巖殘坡積礦床1 1、殘積砂礦床、殘積砂礦床這類礦床形成于原生礦床周這類礦床形成于原生礦床周圍，非常有利于開采。圍，非常有利于開采。外部受到侵蝕，內(nèi)側(cè)水流較緩沖積物被堆積下來外部受到侵蝕，內(nèi)側(cè)水流較緩沖積物被堆積下來河流在較平坦的地區(qū)，流速變慢，在一些彎曲的河流中，沖河流在較平坦的地區(qū)，流速變慢，在一些彎曲的河流中，沖積物在內(nèi)側(cè)沉積，積物在內(nèi)側(cè)沉積，形成沉積砂礦。形成沉積砂礦。2 2、河流沉積礦床、河流沉積礦床河道變遷，原來河道河道變遷，原來河道消失消失, ,鉆石砂礦床成為鉆石砂礦床成為干礦床。干礦床。古干礦床的剖面圖古干礦床的剖面圖 許多鉆石砂礦仍在河流中，被稱為濕礦床。許多鉆石砂

20、礦仍在河流中，被稱為濕礦床。2 2）古河流砂礦床）古河流砂礦床干礦床干礦床1 1）河流砂床）河流砂床濕礦床濕礦床3 3、濱海砂礦床（海灘砂礦）、濱海砂礦床（海灘砂礦）通過河流鉆石被搬運到海洋，海流和海浪的作用下通過河流鉆石被搬運到海洋，海流和海浪的作用下, 鉆石沿海岸帶沉積下來鉆石沿海岸帶沉積下來, 形成濱海砂礦床。形成濱海砂礦床。 有些含鉆石的砂礦被帶到更深的海域，形成濱外鉆有些含鉆石的砂礦被帶到更深的海域，形成濱外鉆石砂礦床。石砂礦床。3 3）濱外（水深達）濱外（水深達200m200m）砂礦床。）砂礦床。 濱海砂礦分為三類濱海砂礦分為三類: : 納米比亞沿大西洋海岸納米比亞沿大西洋海岸是最著名的海岸帶鉆石砂礦。是最著名的海岸帶鉆石砂礦。每年可開采數(shù)百萬克拉的優(yōu)每年可開采數(shù)百萬克拉的優(yōu)質(zhì)寶石級鉆石。質(zhì)寶石級鉆石。1 1）古海灘砂礦床；）古海灘砂礦床；2 2）現(xiàn)代濱海砂礦；）現(xiàn)代濱海砂礦；三、中國的鉆石礦床三、中國的鉆石礦床1 1、原生礦床、原生礦床2 2、次生礦、次生礦 山東蒙陰原生礦山東蒙陰原生礦 湖南沅水的鉆石礦床湖南沅水的鉆石礦床金剛石砂礦主要分布于沅江流域中下游階地上。金剛石砂礦主要分布于沅江流域中下游階地上。 遼寧瓦房店原生礦遼寧瓦房店原生礦沂