第一章第二节_钻石的形成及地质产出课件.ppt

第一章 钻石的形成与地质产出 主 要 内 容 一、钻石来自何处 二、钻石的形成 三、钻石的地质产出 地壳(厚20-70km)、地幔(上地幔、软流圈、下地幔2900km)和地核(3500km)。 第一节 钻石来自地球深部 一、地球的结构、内部结构及克拉通 地球由地核、地幔和地壳三部分组成。 地球的结构 固体地幔以每年几厘米的速度循环流动。这个速度看上去很慢，但几百万年时间则可使固体地幔连同其上的大陆漂移几十公里。 随着这种运动，部分较热 的地幔朝地球表面上升， 而较为刚性的近地表的地 幔则连同一些薄的洋壳朝下俯冲。与此同时，大陆则经受各式各样的挤压，或经拉张而逐渐扩展。 所以，熔岩、火山、地震、新的山脉和矿床的形成都是地球活动的表现。 1、地球的内部活动 克拉通地区即古老大陆地(地台区)形成历史久远, 很厚的稳定的地质体, 无大规模的岩浆活动和造山运动, 其深部适宜钻石的形成和保持。 2、克拉通（稳定地块、古陆核） 重要的克拉通地区包 括加拿大、南部非洲、 巴西、澳大利亚、西 伯利亚和北欧波罗的海区的陆‘盾’（地盾）区，也包括印度和中国的古陆等。 在克拉通下方,具有钻石形成的压力和温度 ,使碳转变及保持钻石。 钻石和石墨的成分都是碳，钻石和石墨在不同的温度和压力条件下形成。随温度和压力条件的变化，两者可相互转化。（前者属立方晶系，摩氏硬度为10；而后者属六方晶系，摩氏硬度为1。两者的晶体结构完全不同，是晶质碳的两个同质多象变体。） 二、钻石的产出与克拉通的关系 只有达到相应的深度（压力）和温度才能使碳成为钻石，否则只能形成石墨。（温度：900-1300℃（±1050℃）压力：4.5-6×109Pa 相当于地下深度：130-180km） 形成钻石的碳源来源于地幔熔化的岩浆或因地壳运动地壳中的碳带到深处被富集。在适宜的温度及压条件下，被结晶成钻石 。 第二节 钻石的形成 根据与钻石同生的岩石和携带钻石的矿源岩石生成地质环境，来推测钻石的形成。 钻石中包裹体矿物有20多种，绝大多数是与钻石同时形成生长的，称为同生包裹体。钻石中的同生包裹体经研究属于两种类型---橄榄岩型和榴辉岩型。 一、与钻石同生的岩石 钻石中不同时出现两种岩石类型的同生包裹体,因此，可区分不同成因的钻石。 橄榄岩和榴辉岩形成上地幔，形成的地质条件和环境却不完全相同。 粗粒结构, 块状构造, 橄榄石和辉石常蚀变为蛇纹石 和绿泥石及滑石等。 1、橄榄岩型钻石 一种贫二氧化硅的超镁铁质岩,主以橄榄石,斜方辉石 及少量单斜辉石、镁铝榴石及金属矿物。 碳源来自地幔, 如南非的金伯利矿 橄榄岩型钻石形成的温度为900~13000C（平均10500C) 压力为4.5~6.0Gpa，相当于地球130~180km的深度 形成的年代大约在33亿年前 2、榴辉岩型钻石 由橙红色铁铝榴石和绿色的透辉石组成 , 少量金红石、兰晶石、柯石英、硫化物等矿物,粗粒结构, 块状构造。 碳源来自地幔不同部位和地壳如博次瓦纳的Orapa矿 澳大利亚的Argyle 榴辉岩的钻石形成温度大约12500C 压力大于6 Gpa, 大约相当于地壳深处180km 形成的地质年代约在9.9亿年和15.8亿年 橄榄岩和榴辉岩钻石的P及T与时代 橄榄岩型钻石 榴辉岩型钻石 压力 温度 900~13000C（平均10500C） 地壳和地幔混源 4.5~6.0×109pa 相当地下130~180km 大约33亿年 南非Finish 12500C 大于6×109pa 大于地下180km 9亿年（Orapa矿）15.8亿年 Argyle 形成 年代 碳源 地幔 1866年最早发现携带钻石的岩