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1、第二章第二章钻石的地质成因和钻石的地质成因和世界分布世界分布Geological Causes World Distribution一、钻石一、钻石成因成因的三种假说的三种假说三、钻石的产出国三、钻石的产出国二、钻石的产出矿床类型二、钻石的产出矿床类型一、钻石一、钻石成因成因的三种假说的三种假说地幔成因地幔成因变质成因变质成因陨石成因陨石成因钻石钻石成因成因的三种假说的三种假说构成地幔的岩石中大部分为构成地幔的岩石中大部分为橄榄岩橄榄岩，主要由，主要由辉石辉石和和橄橄榄石榄石组成。组成。地幔成因地幔成因橄榄岩类型和组成橄榄岩类型和组成地幔成因地幔成因克拉通克拉通亦称亦称地盾地盾和和地台地台，在
2、久远的地质时期形成的，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陆壳区，这些区域曾因地球活动而多次褶皱、受热、多次褶皱、受热、拉胀和破裂拉胀和破裂，现在这些大陆区形成了，现在这些大陆区形成了厚厚的坚实的厚厚的坚实的克克拉通。拉通。地幔成因地幔成因在上地幔超高温高压的环境下，碳以在上地幔超高温高压的环境下，碳以固体矿物固体矿物形形式、式、二氧化碳二氧化碳或者或者甲烷甲烷的形式存在。的形式存在。钻石形成钻石形成条件条件地幔成因地幔成因大约大约30亿年前，亿年前，克拉通克拉通地壳下方地壳下方特定的化学组分、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温度和压力为碳结晶成钻
3、石晶体存在于固体岩石中提供了条件供了条件(其他地方的地幔岩石中也含有钻石其他地方的地幔岩石中也含有钻石)。钻石形成钻石形成条件条件橄榄岩型榴辉岩型温度9001300C1250C 压力（4.56)10 Pa大于6 10 Pa深度130180Km大于180 Km年代33亿年9.9-15.8亿年地幔成因地幔成因被环流作用带入的岩石被环流作用带入的岩石，这是一个连续的，这是一个连续的过程，碳现在仍在继续环流进入地幔。富含过程，碳现在仍在继续环流进入地幔。富含长石的岩石长石的岩石, ,如玄武岩和辉长岩在高压下转变如玄武岩和辉长岩在高压下转变为为榴辉岩榴辉岩, ,在特定的条件下在特定的条件下榴辉岩中的石墨
4、可榴辉岩中的石墨可转变为钻石。转变为钻石。地幔成因地幔成因钻石形成的钻石形成的温压条件温压条件地幔成因地幔成因金刚石的形成金刚石的形成金伯利岩金伯利岩金伯利岩浆在金伯利岩浆在上地幔深处上地幔深处形成；形成；随后沿着深断裂上升至随后沿着深断裂上升至地壳浅部地壳浅部侵位，形成岩侵位，形成岩墙、岩床、岩脉等产状；墙、岩床、岩脉等产状；结晶成粗细不等的结晶成粗细不等的斑状结构斑状结构的金伯利岩。的金伯利岩。斑状金伯利岩斑状金伯利岩金刚石的形成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在地质历史中，金伯利岩形成比较集中的时代是晚元古代晚元古代、古生代古生代的的泥盆纪泥盆纪- -石炭纪石炭纪、
5、中生代中生代的的三叠三叠纪纪- -侏罗纪侏罗纪和和白垩纪白垩纪。地幔中钻石的两种不同成因发生在不同的时段，地幔中钻石的两种不同成因发生在不同的时段，产于地幔产于地幔橄榄岩中的钻石橄榄岩中的钻石，年龄至少为，年龄至少为3030亿年亿年。产于地幔榴辉岩中的钻石产于产于地幔榴辉岩中的钻石产于3030亿年来的不同时亿年来的不同时期期。例如澳大利亚阿盖尔矿。例如澳大利亚阿盖尔矿15.8亿年；博茨瓦纳的奥亿年；博茨瓦纳的奥拉帕矿拉帕矿9.9亿年亿年金刚石的形成金刚石的形成由于金伯利岩浆富含挥发组分，通常为由于金伯利岩浆富含挥发组分，通常为爆发式喷发爆发式喷发，形成金伯利角砾岩甚至凝灰岩形成金伯利角砾岩甚至
6、凝灰岩。金伯利岩浆也可以中心式金伯利岩浆也可以中心式火山形式喷发火山形式喷发至地表；至地表；熊熊燃烧的火山熊熊燃烧的火山 金伯利岩金伯利岩是一种混杂成因的岩石，可描述成一种能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被交代成蛇纹石或方解石的捕掳了云母的超基性岩超基性岩。因。因1866年在南非的金伯利村首次发现而得名。年在南非的金伯利村首次发现而得名。 围围岩岩含有钻石的金伯利岩含有钻石的金伯利岩 地幔成因地幔成因 钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩是一种含钻石的是一种含钻石的火山岩火山岩。西澳。西澳大利亚的钾镁煌斑岩是一种富橄榄石的超镁铁大利亚的钾镁煌斑岩是一种富橄榄石的超镁铁
7、质岩石，它也含有云母和火山玻璃。质岩石，它也含有云母和火山玻璃。围围岩岩钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩地幔成因地幔成因 当含有钻石的橄榄岩、榴辉岩浆从地球深部当含有钻石的橄榄岩、榴辉岩浆从地球深部喷发喷发出出来，在沿深断裂上升时，形成金伯利岩、钾镁煌斑岩浆来，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，并以将钻石当作捕虏携带至地表形成钻石原生矿，并以岩筒岩筒、岩墙岩墙、岩床岩床形式产出。形式产出。钻石岩筒钻石岩筒地幔成因地幔成因地幔成因地幔成因金伯利岩筒形成示意图金伯利岩筒形成示意图地幔成因地幔成因天然钻石生成于天然钻石生成于地表下地表下120-120-20020
8、0公里公里，这种深层熔岩凝固时形，这种深层熔岩凝固时形成成上大下小喇叭状上大下小喇叭状的岩柱。这种的岩柱。这种含钻石的岩柱的矿物成分很特别，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，只有高压下才生成的石榴子石，称为称为Kimberlite。 在石榴子石在石榴子石- -辉石辉石- -云母片麻岩和片岩中的云母片麻岩和片岩中的石榴子石榴子石中石中发现钻石以发现钻石以包裹体包裹体小于小于0.1mm形式存在，推断出形式存在，推断出这些钻石可能是这些钻石可能是变质作用变质作用形成的。形成的。没有工业意义，更没有工业意义，更没有宝石意义没有宝石意义。变质成因变质成因 在陨石中发现许多在陨石中
9、发现许多显微钻石显微钻石和和六方钻石六方钻石（郎斯代（郎斯代尔矿）可能由于星体内部的高静压力生成钻石、陨石尔矿）可能由于星体内部的高静压力生成钻石、陨石与地球与地球撞击时产生高压撞击时产生高压生成钻石生成钻石或在星云低压下或在星云低压下，化，化学蒸汽沉淀作用学蒸汽沉淀作用生成钻石。生成钻石。 陨石成因陨石成因金伯利岩筒金伯利岩筒：混杂成因岩石，可描述：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。俘虏了云母的超基性岩。1866年在年在南非金伯利村首次发现而得名。它发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、固体源于地
10、球深部，以气体、液体、固体的流体混合物的形式到达地表。的流体混合物的形式到达地表。指示矿物指示矿物-铬镁铝榴石、镁钛铁矿铬镁铝榴石、镁钛铁矿二、钻石的产出矿床类型二、钻石的产出矿床类型原生矿床原生矿床含钻石的金伯利岩筒含钻石的金伯利岩筒地质背景地质背景：区内构造相对较为：区内构造相对较为稳定稳定，主要为台向斜，主要为台向斜，矿体由隐伏裂隙控制。矿体由隐伏裂隙控制。岩石特征岩石特征：台地内基底由古老的：台地内基底由古老的花岗片麻岩花岗片麻岩组成，组成，沉积盖层厚度不大，大部分地区无沉积盖层。沉积沉积盖层厚度不大，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盖层主要由陆相
11、沉积物组成，局部含煤和基性火山岩岩。 金伯利岩金伯利岩钻石的产出矿床类型钻石的产出矿床类型原生矿床原生矿床黄地黄地：金伯利岩很不稳定，当暴露在大气中时，迅：金伯利岩很不稳定，当暴露在大气中时，迅速分化，变成一种速分化，变成一种黄色易碎黄色易碎物质，被称为黄地。物质，被称为黄地。蓝地蓝地：在分化带以下，金伯利岩一般是：在分化带以下，金伯利岩一般是暗蓝灰色暗蓝灰色岩岩石，并且较石，并且较坚硬坚硬被称为蓝地或者新鲜金伯利岩。被称为蓝地或者新鲜金伯利岩。原生矿床原生矿床钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩：1979年在西澳大利亚发现。以岩筒形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。式产出，携带俘
12、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亚钾镁煌斑岩钻石矿床多分布在早元古代的构造活动带构造活动带，而不是分布在太古代的稳定克拉通板块内。而不是分布在太古代的稳定克拉通板块内。原生矿床原生矿床 岩石特征：主要地层为岩石特征：主要地层为凝灰岩凝灰岩（细碎屑状火山岩），（细碎屑状火山岩），上覆凝灰一般较粗，上覆凝灰一般较粗，层理不清层理不清，几乎不含外来物质；，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，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
13、相岩石紧密共生。岩浆相和火山口相岩石紧密共生。岩层倾角很缓岩层倾角很缓，向，向岩管中心倾斜。岩管中心倾斜。 钾镁煌斑岩钾镁煌斑岩钻石的产出矿床类型钻石的产出矿床类型次生矿床次生矿床次生钻石矿床次生钻石矿床是指那些靠自然作用对原生钻石矿床是指那些靠自然作用对原生钻石矿床搬运搬运形成的钻石矿床。形成的钻石矿床。（1）古代砂矿）古代砂矿在地质历史时期，前寒武纪、晚古生代、中生代均在地质历史时期，前寒武纪、晚古生代、中生代均有钻石砂床发育，但最主要的是有钻石砂床发育，但最主要的是前寒武纪砂床前寒武纪砂床。绝大多。绝大多数钻石呈浑圆的菱形十二面体，也有立方体，数钻石呈浑圆的菱形十二面体，也有立方体，金伯
14、利岩金伯利岩，宝石级钻石较多宝石级钻石较多。 钻石的产出矿床类型钻石的产出矿床类型（2）现代砂矿）现代砂矿 现代钻石砂矿按其沉积位置可分为现代钻石砂矿按其沉积位置可分为残积砂床残积砂床、冲积冲积砂床砂床及及滨海砂矿滨海砂矿。残积砂矿是从含矿母岩中分离出的重。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。形成的砂床
15、。钻石滨海带砂床钻石滨海带砂床 三、钻石的产出国三、钻石的产出国（20多个国家出产钻石）多个国家出产钻石）印度：印度：第一个第一个钻石产出国，现今仍从岩筒和砂矿中钻石产出国，现今仍从岩筒和砂矿中开采钻石。开采钻石。南非：价值第三，晶形好、质南非：价值第三，晶形好、质量好，量好，1905年产出年产出库利南库利南。库利南库利南安哥拉安哥拉:储量大，顶峰期储量大，顶峰期200万万ct/年年。钻石的产出国钻石的产出国（20多个国家出产钻石）多个国家出产钻石）澳大利亚：主产国澳大利亚：主产国37003700万万ct/ct/年年，宝石级少，宝石级少5%，是，是钻石年产量最大的国家。钻石年产量最大的国家。博
16、茨瓦纳：博茨瓦纳：1967年发现，全部露天开采，宝石级多，是年发现，全部露天开采，宝石级多，是年产钻石价值最高的国家。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钻石的产出国（20多个国家出产钻石）多个国家出产钻石）塞拉利昂塞拉利昂: 产有名钻：产有名钻：“塞拉利昂之星塞拉利昂之星”、“沃野河之沃野河之星星”纳米比亚：宝石级产量高达纳米比亚：宝石级产量高达90%90%、漂亮的钻石、漂亮的钻石塞拉利昂之星塞拉利昂之星纳米比亚矿区纳米比亚矿区 钻石的产出国钻石的产出国（20多个国家出产钻石）多个国家出产钻石）钻石产
17、出按钻石产出按产量产量计排名计排名：澳大利亚澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦纳、扎伊尔、博茨瓦纳 、俄罗斯、南非、纳米比亚、安哥拉俄罗斯、南非、纳米比亚、安哥拉按按价值价值计排名计排名：博茨瓦纳博茨瓦纳 、俄罗斯、南非、安哥拉、纳米、俄罗斯、南非、安哥拉、纳米比亚、澳大利亚、扎伊尔比亚、澳大利亚、扎伊尔其他产地：巴西、加纳、纳米比亚、南非、坦桑其他产地：巴西、加纳、纳米比亚、南非、坦桑尼亚、俄罗斯、扎伊尔尼亚、俄罗斯、扎伊尔俄罗斯西伯利亚的俄罗斯西伯利亚的“和平和平”钻石矿坑钻石矿坑世界钻石产出国世界钻石产出国思思 考考 题题1 1、解释钻石的成因。、解释钻石的成因。2 2、解释钻石产出的过程。、解释钻石产出的过程。3 3、钻石矿床类型有哪几种？、钻石矿床类型有哪几种？4 4、总结世界上主要钻石生产国、矿区、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特征、现状以及他们对钻石业 的影响。的影响。
