钻石矿床与采选

钻石矿床与采选李翰耕一阶段总结：一、钻石的形成（一）钻石的成因1、钻石是世界上最坚硬、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具立方结构的晶体，是在高温、极高压及还原环境（即缺氧）下缓慢结晶的。其温度为900-1300℃，其压力为4000-6000个大气压（相当于地表之下150-200公里的深度），这个深度相当于上地幔。2、碳元素在漫长的地质作用过程中从熔融体中缓慢结晶出来。含有金刚石等结晶矿物的熔浆沿深大断裂（切入上地幔）被挤到地表浅处或喷出地表，形成超基性火山岩或次火山岩，这就形成了原生金刚石矿。3、原生矿在外生作用下发生风化、分解，雨水及河流的冲刷、分选、搬运作用，这就形成残积、坡积、冲积等类型的砂矿。（二）钻石的形成年代1、目前所开采的矿山中，大部分钻石主要形成于33亿年前以及12-17亿年这两个时期。钻石的形成需要一个漫长的过程。2、大部分钻石主要形成于非常古老的岩石中。如南非金伯利矿大约形成于33亿年前，澳大利亚阿尔盖矿钻石的年龄为9.9亿年左右。可见大自然从孕育钻石到最后呈现给人类经历了何等到漫长的岁月。（三）钻石的珍稀程度1、含钻石的金伯利岩和钾镁煌斑岩在地球表面分布极其稀少，其平均出露面积仅为0.05k㎡，在农田、森林、湖泊、河流的掩衬下，寻找钻石真可谓“大海捞针”。加拿大西北部的钻石矿床是几代地质学家经过艰苦努力，耗资至少几亿美元才找到的。2、20%的金刚石产自原生矿，80%产自砂矿。世界上金刚石总产量的80%只能用于工业，仅有20%用于首饰和收藏。平均要处理大约250吨矿石才能得到一克拉已打磨好的钻石，由此可见钻石的稀少与珍贵。3、一颗钻石从开采、分选、加工、分级、销售、到购买者手中，约涉及200万人，再加上钻石漫长的生长过程和其发现的艰难，天然钻石的无比珍贵也就不难理解二、钻石的开采（一）原生矿：首先露天开采，形成许多环绕岩筒的12米厚的台阶。当太深不易操作时，挖竖井再打横井至矿脉，南非金伯利矿的开采的深度已达—900米。原生矿须经破碎、分选，才能将钻石选出，破碎时还要确保钻石颗粒的完好无损。（二）次生矿：先筑坝以阻挡波浪冲刷，然后移去表层浮土，逐层清理，以防遗漏。（三）海底采矿：DeBeers在纳米比亚、南非等地海岸正在进行开创性的海上钻矿开采。每年可开采百万多克拉的优质钻石。再次总结：金刚石矿床类型原生矿床金伯利岩型钾镁煌斑岩型（1979，澳大利亚）砂矿床1905年以前，几乎所有金刚石均来自砂矿一、金伯利岩型1.南非阿扎尼亚金刚石矿床产在南非地台（太古代，30-35Ma）地台基底由古老的花岗片麻岩组成地台的东南缘覆盖有沉积盖层，由石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪地层组成（统称卡鲁系），主要是陆相沉积物，局部含煤和基性火山岩岩浆喷出时代：晚白垩世金伯利岩筒分布：比勒陀利亚---开普敦，NE向带状分布主要岩筒：普列米尔、金伯利…金伯利岩筒特点：体积不大,平均300m*500m，水平截面多呈不规则椭圆形，直立剖面呈漏斗状埋深290-822m，均分布在隐伏裂隙上，或隐伏裂隙交错处岩石成分：角砾云母橄榄岩（金伯利岩）岩石成分岩筒中充填角砾云母橄榄岩，包括角砾岩相、凝灰岩相和斑状金伯利岩。上部角砾岩中，金伯利岩浆胶结金伯利岩自身碎块和围岩角砾，甚至完全为围岩碎块充填，是近地表爆发作用的产物。岩筒中还发现煤、硅化木、玄武岩碎块。金伯利岩中含有二辉橄榄岩、纯橄榄岩、辉石岩和榴辉岩等深源包体。2.山东蒙阴金刚石矿床位于华北地台冀鲁辽陆核受郯庐断裂控制，位于其西侧金伯利岩大多数侵入到太古界泰山群花岗片麻岩中，少数侵入到古生代石灰岩中二、原生金刚石矿床的特点1）分布与古老地台有关古老的结晶基底刚性强、渗透性差，其下地幔较冷，挥发份可大量聚集2）其分布一般受深大断裂控制3）金伯利岩有成群、成带分布的特点如：山东蒙阴金刚石矿床分三个带：常马、西峪、坡里三个带4）金伯利岩的产状：岩筒（岩管）、岩脉和岩床。其中岩筒最有工业意义，金刚石的含量最富。平面上呈圆形、椭圆形、透镜状和不规则状。剖面上为漏斗状、筒状，产状陡直。1）金刚石是否金伯利岩岩浆结晶的产物1984年,Richardson测定了Kimberly金刚石中石榴石包裹体的同位素年龄，为太古代（3200-3300Ma）的结晶产物，而其寄主岩侵位于中生代。因此可以认为：金刚石不是金伯利岩的副矿物，而只是捕虏晶。金刚石中的镁铝榴石包裹体2）温压条件金刚石形成于高温、高压的环境6-7*109Pa，1200-1800℃相当于地下200-300公里处当压力不变，温度迅速降低时，金刚石可处于稳定状态。当温度不变而压力迅速降低时，则金刚石由稳定状态转化为亚稳定状态，最后转化为石墨。如果金伯利岩浆迅速上升，温度、压力迅速降低，则金刚石可处于亚稳定状态得以保留金刚石砂矿我国金刚石成矿远景区1）辽东-吉南区华北地台、郯庐断裂2）鲁西、苏北、皖北区华北地台、郯庐断裂3）晋、豫、冀区华北地台、紫荆关断裂4）湘、黔、鄂、川区扬子地台中、西部