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金刚石与岩石圈

金刚石是一种天然矿物,钻石是指颠末人为商量的金刚石(图1)。高品格的钻石具备高折射率、强色散、最好通明度,其富丽炫目、摄民灵魂的光线,一贯被人类视为职权、威武、名望和荣华的意味,曾好多时,钻石仅是皇室贵族的专属物。

图1宝石级的金刚石加工成钻石富丽炫目、摄民灵魂

金刚石化学性质极不变,不生锈,耐酸碱,不怕侵蚀,是以被给予坚强永远的品格,"钻石恒长久,一颗永撒布"(ADiamondisforever)的广告词感动了多数青年男女,以此物情定一生。

天然金刚石的硬度是水晶的倍,为天然界硬度最高的物资。俗语说“没有金刚钻,不揽磁器活”,说的便是它“无坚不摧,所向无敌”的物理性质。

钻石同时具备优美、经久和少有这三大概素,无愧为“宝石之王”。

人类史籍邻接数千年,但发掘和行使钻石唯一几百年,而真实了解到钻石并非来自天外,而是深埋于地下,破“土”而出的天然单晶矿物的工夫则更晚。

经当代科学测定,金刚石的化学成分99.98%是碳,是在地球深部高压、高温前提下产生的一种由碳元素构成的单质晶体。科学家们颠末对来自寰球不同矿山金刚石及个华夏生包裹体矿物的钻研发掘,金刚石的产生前提寻常为压力在4.5-6.0Gpa(相当于-km的深度),温度为-0℃。这从金刚石要紧分娩于地球上陈旧的不变海洋地域也许证明(图2)。

其它,地外星体对地球的撞击,产生刹那的高温、高压,也可产生钻石,但这类效用产生的钻石并无经济价格。

图2金刚石矿床在寰球的散布

藏于如斯大的地下深处达亿万年之久的钻石晶体要重见天日,须借助于火山喷发(图3),并且最好是暴发式喷发,金伯利岩浆火山喷发为热烈、短时、和倏地的暴发,不产生罕见的锥形的火山,而是低平、袖珍的火山口(图4)。携有金刚石的岩浆倏地穿过不同组分比例的地幔岩和期间与厚度不等的盖层抵达地表或地球浅部,这类岩浆多以岩管状产出,是以俗称“管矿”(即原生矿)。或含金刚石的金伯利岩或钾镁煌斑岩出露在地表,颠末风吹雨打等地球外营力效用而风化、破灭,在水流冲洗下,破灭的原岩连同金刚石被带到河床,乃至海岸地带乘积下来,产生冲积砂矿床(或次生矿床)。

图3火山暴发式喷发

图4金伯利岩浆火山喷发产生的火山口示企图

金刚石的产生、保管与深部构造有亲切关联(图5)。出露含金刚石矿金伯利岩的克拉通,具备下列特点:①发育有岩石圈根或加厚的岩石圈,可深达km左右;②这些克拉通不变凝结的工夫早,多半在上古代期间,譬喻南非卡普瓦尔(Kaapvaal)和津巴布韦(Zimbabwe)克拉通产生不变于27亿年前,我国的华北克拉通不变于18亿年前;③岩石圈的地温低,寻常40mW/m2,吻合寻常的地盾地亲切低的地表热流值;④岩石圈地幔的氧逸度偏低。由于金刚石不变于高压和高温的前提,是以假如该地域岩石圈厚度不足大或氧逸度高,个中的单质C不能产生金刚石,只也许石墨的状况保管,假如构造行动一再岩浆运动热烈,则岩石圈地温增高,也不利于金刚石在金伯利岩中的保管,他们会变化成石墨或被焚烧产生二氧化碳(CO2)逃窜。

图5金刚石生成的深部构造处境

注:JUc29-在巴西发掘的含有尖晶橄榄石的钻石,编号为JUc29

切穿或扯破周全岩石圈的断裂带是致使金伯利岩岩浆得以飞腾到地表或地壳浅部的地域构造处境。我国金伯利岩型金刚石原生矿床,要紧产于上古代克拉通内部的构造薄弱地带,如辽宁瓦房店和山东蒙阴别离位于郯-庐断裂东西双侧。郯庐断裂带是一条上古宙以来长久发展、于今仍在产生地动的地壳碎裂带,辽宁瓦房店金刚石矿和山东蒙阴金刚石矿就位于郯庐断裂带的双侧。

比年来,对华南的深部构造探测取患了严重发展。现已查明,扬子克拉通在雪峰山以西,岩石圈厚度达km-km,雪峰山以东,华夏地块的岩石圈厚度达小于km。雪峰山一线是范围庞大的岩石圈薄弱带(图6)。

图6华南岩石圈厚度改变与金刚石产地对应关联(底图据安美建钻研员未刊质料)

是以依据上述金刚石生成、产出的地域地质构造后台和深部动力学处境,雪峰山构造带的溆浦断裂的分支断裂具备发掘金刚石原生矿的潜在地质前提。

道谢本文承蒙加拿大籍华人金刚石专仆役毅师长启发并提议名贵意见。

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