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澳大利亚金刚石钻石的宝石矿物学特征

来源:未知作者:admin 更新时间:2020-10-13 09:05
中地数媒(北京)科技文化有限责任公司奉行创新高效、以人为本的企业文化,坚持内容融合技术,创新驱动发展的经营方针,以高端培训、技术研发和知识服务为发展方向,旨在完成出版转型、媒体融合的重要使命 西澳大利亚阿盖尔金刚石中大约72%为棕色(亦称4102

  中地数媒(北京)科技文化有限责任公司奉行创新高效、以人为本的企业文化,坚持内容融合技术,创新驱动发展的经营方针,以高端培训、技术研发和知识服务为发展方向,旨在完成出版转型、媒体融合的重要使命

  西澳大利亚阿盖尔金刚石中大约72%为棕色(亦称4102“香槟色”“干邑色”),其余大部分则是黄色到近无色和无色,不超过1%的金刚石是非常稀有的粉色、灰蓝色和绿色,特征见图8.31,图8.32和表8.8 (Shigley et al.,2001)。目前,阿盖尔的棕色金刚石/钻石和粉色金刚石/钻石已经享誉全球。

  西澳大利亚Ellendale具有商业价值的金刚石(1mm)常呈黄色(图8.34),1mm以下的金刚石呈无色或浅褐色(Taylor et al.,1990)。

  南澳大利亚Springfield Basin砂矿和Eurelia原生矿的金刚石/钻石具有相似的颜色特征,据Tappert等(2009a)的统计结果,约40%为淡棕色,20%为深棕色,另外还有无色、黄色和灰色。两个产地金刚石/钻石的氮赋存状态相似,低氮者(100×10-6)占绝大多数,包括了各种氮集合体状态(Tappert et al.,2009a)。

  西澳大利亚阿盖尔金刚石/钻石很重要的一个特征,就是大部分金刚石/钻石都经历了晶格的变形。不规则形态者的比例小于60%,八面体双晶约占25%,晶体集合体约占10%,强烈熔蚀的十二面体及正八面体-十二面体约占5%,立方体少见。通常,金刚石/钻石的内部和表面常经过了蚀刻,有凹蚀管、六边形蚀坑,以及霜化的表面等特征(Chapman et al.,1996)。阿盖尔金刚石常见条带状、交叉阴影线、榻榻米等异常消光式样(Shigley et al.,2001)。粉钻常见不规则的内部断裂,互相平行或呈60°/120°交角;可见内部位错;阴极发光具同心圆或六边形的发光式样,证实了晶格缺陷的存在(Rolandi et al.,2008)。

  西澳大利亚艾伦代尔金刚石/钻石中,粒径在1mm以上者由于经历熔蚀作用而呈晶形圆化的十二面体,表面光滑,光泽较好;粒径在1mm以下者形态主要为平面的、有台阶状生长纹,外皮磨砂感强的八面体(Taylor et al.,1990)。通常显示为八面体的内部生长习性,与低碳超饱和的生长条件一致;也有一些金刚石显示出复杂的生长区,指示有几个微生长中心(Smit et al.,2010)。

  阿盖尔金刚石和艾伦代尔4号岩筒、9号岩筒金刚石在微量元素上特征相似,都亏损Mn,Ni,Cr而富集Na,K,Ti,Zn,Cu,Ga,Rb,Sr。其中,绿辉石包裹体具有很高的K质量分数且高的K/Rb比值,可能指示了金刚石形成源区的地幔富集K和Rb(Griffin et al.,1988)。

  南澳大利亚Springfield Basin砂矿金刚石/钻石的晶体形态和表面特征与Eurelia原生矿金刚石/钻石相似。Tappert等(2009a,b)对122颗Springfield金刚石/钻石和43颗Eurelia金刚石/钻石进行统计,结果表明:八面体晶形的金刚石/钻石在两个产地中的比例相似,约为165320%;十二面体晶形分别为23%和40%;不规则晶形(即金刚石/钻石只有不到一半的晶面发育)分别为36%和26%;假异极像晶形分别为21%和12%;Eurelia金刚石/钻石中还出现了立方体晶形(2%)。两个产地的金刚石/钻石都有双晶以及单晶组成集合体。金刚石/钻石表面纹理多出现在八面体或十二面体晶面上,包括较深的凹坑、蚀坑和较少见的微圆盘,变形壳层只出现于十二面体晶面上。不过由于样本容量较小,上述归纳不能完全代表这两个产地的金刚石/钻石形态特征(Tappert et al.,2009a,b)。

  新南威尔士冲积砂矿产出的金刚石/钻石经历了强烈的熔蚀,只保留了原重量的50%或更少的比例,呈圆化的十二面体形态。A组金刚石/钻石常见四六面体、十二面体,其中35%为双晶,而极少碎片状;B组金刚石/钻石常见扁平状、拉长状或不规则的十二面体,少见双晶,有15%的金刚石/钻石为碎片状。A组和B组金刚石/钻石的表面磨蚀及放射性破坏的程度有差异:A组金刚石/钻石具浅浮雕似的表面,有扇形条纹、楔形微坑、微形盘刻纹;40%的A组金刚石/钻石有滑动平面,粒状表皮上有碰击痕和细微冻裂,30%有绿色和褐色的斑点。B组金刚石/钻石具浅浮雕似的光亮表面,有半球形凹坑、环形坑;95%的B组金刚石/钻石有脆性形变纹,表面有变形小丘和细小新冻裂,少见绿色和褐色的斑点。

  从生长结构上看,A组金刚石中,75%的为十二面体(包括25%的多元生长),20%的生长结构均匀,5%的呈区块状;B组金刚石中,50%的为不规则脆性形变(B1),50%的生长结构均匀 (B2)(Davies et al,2002)。此外,B组金刚石的矿物包裹体成分特别:石榴石富Ca,单斜辉石亏K,Na,一些透辉石富Ni,Cr,橄榄石含较少的镁橄榄石、Ni和Cr(Davies et al.,2003)。

  西澳大利亚Argyle金刚石/钻石的包裹体,包括75%的榴辉岩型包裹体,10%的橄榄岩型包裹体,以及10%不能确定的硫化物。其中,榴辉岩型的原生/同生包裹体包括橙色的石榴子石(57%),石榴子石与单斜辉石(16%),绿辉石(6%),蓝晶石(3%),金红石(2%),柯石英(1%),混合物如金红石-石榴子石,石榴子石-硫化物,石榴子石-单斜辉石-硫化物,石榴子石-蓝晶石,蓝晶石-硫化物(15%)。橄榄岩型的原生/同生包裹体包括橄榄石(45%)、镁铝榴石(9%)、顽火辉石(9%),混合物如橄榄石–透辉石,橄榄石-石榴子石,橄榄石-石榴子石-顽火辉石,顽火辉石-石榴子石(37%)。后生包裹体石墨沿解理和裂隙分布,是Argyle金刚石/钻石最常见的内含物(Chapman,et al.,1996;Jaques et al,1989;Griffin et al.,1988)。Argyle金刚石/钻石的晶体形态和矿物包裹体类型之间有一定联系,榴辉岩型金刚石/钻石的外皮磨砂感强,有明显的凹蚀管,表面见六边形的蚀坑,而橄榄岩型金刚石/钻石的熔蚀和变形特征不明显(Jaques et al.,1989;Taylor et al.,1990)。

  西澳大利亚Ellendale金刚石/钻石的内含物有榴辉岩型和橄榄岩型两种共生序列。其中榴辉岩型内含物包括石榴子石、绿辉石、柯石英和金红石。而橄榄岩型内含物包括橄榄石、顽火辉石、铬透辉石以及少量的铬镁铝榴石和硫化物(Griffin et al.,1988)。Ellendale4号和9号岩筒产出的金刚石/钻石中,橄榄岩型与榴辉岩型的内含物约占相等的比例(Jaques et al.,1989)。

  南澳大利亚Springfield basin砂矿金刚石/钻石和Eurelia原生矿金刚石/钻石中最常见的包裹体为石墨,常沿裂隙呈絮状分布。Eurelia原生矿金刚石/钻石的一个重要特征就是包裹体组合中含低铁方镁石,指示这类金刚石/钻石是超深部、次岩石圈来源(Scott-Smith et al.,1984;Tappert et al.,2009a)。Springfield Basin砂矿金刚石/钻石中也有含低铁方镁石的包裹体组合,两个产地的金刚石/钻石成因来源相似(Tappert et al.,2009b)。

  新南威尔士冲积砂矿产出的A组金刚石/钻石主要含橄榄岩型包裹体,橄榄石最常见(具方辉橄榄岩的特征),其次为镍黄铁矿、铬铁矿和自然铁;也有极少数榴辉岩型的石榴子石和辉石类包裹体出现(Davies et al.,1999)。B组金刚石/钻石中最多的为透辉石包裹体,其次有绿辉石、单斜辉石、SiO2、钙铝榴石、橄榄石、辉钼矿和榍石,同时还发现了黄长石和自然铜,但不确定是否为同生。除了出现橄榄石这一例外特征,B组金刚石/钻石应归类为榴辉岩型。因为尽管石榴子石、透辉石和单斜辉石的组成很独特,但是它们与金刚石/钻石中的其他榴辉岩型包裹体具有成分上的连续性,表明金刚石/钻石可能是在消减环境中生长的(Davies et al,2002)。

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