金刚石分类、组成特征以及我国金刚石研究展望

论文摘要

金刚石由于其独特的物理化学性质,在经济生产与科学研究中均具有重要价值.金刚石形成于地球大于150 km的深度范围内,是人类可以获得的来自地球深部地幔乃至核幔边界的最直接的样品,因此可以为研究地球深部物质组成和物理化学条件提供重要的素材.金刚石由碳元素组成,还含有微量的杂质元素(如氮、硼、氢、氧等),其中氮和硼元素对于划分金刚石的晶体结构类型发挥着重要的作用.根据金刚石的产出类型,金刚石可以划分为幔源型、超高压变质型、陨石相关型以及蛇绿岩型金刚石.全球约百分之一的幔源型金刚石含有包裹体,对这些包裹体的研究显示,金刚石主要来源于地球150～200 km深度的岩石圈地幔.这些含有包裹体的金刚石中,仅有1%的金刚石来自于地球深部的软流圈、地幔过渡带、下地幔、甚至核幔边界.我国的金刚石产出类型多样,但是,目前仅山东蒙阴、辽宁复县的金伯利岩矿床以及湖南沅水的砂矿具有经济价值.蛇绿岩型金刚石是近年来金刚石研究领域取得的重要进展,该类型金刚石分布在全球多个造山带不同时代、不同构造属性的蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中,被认为是一种新的金刚石的产出类型.相对于其他国家和地区的金刚石的研究,我国的金刚石领域的研究程度相对较低,缺乏对金刚石结构、化学组成以及包裹体组成的系统研究,制约了对我国金刚石成因的认识,限制了我国的金刚石的找矿工作.因此,亟需结合先进的分析手段对我国的金刚石及其围岩做进一步的研究,以期揭示金刚石的形成过程,为金刚石的找矿提供理论基础.

论文目录

• 0 引言
• 1 金刚石的产出类型
•   1.1 幔源型金刚石
•   1.2 超高压变质型金刚石
•   1.3 陨石相关型金刚石
•   1.4 蛇绿岩型金刚石
• 2 金刚石的包裹体组成、晶体结构和化学组成
•   2.1 金刚石的包裹体组成
•     2.1.1 金刚石中矿物包裹体组合划分
•     2.1.2 金刚石中的岩石圈地幔矿物包裹体
•     2.1.3 深部地幔矿物包裹体
•   2.2 金刚石晶体结构
•   2.3 金刚石的化学组成
•     2.3.1 碳同位素
•     2.3.2 氮含量及氮同位素
•     2.3.3 碳和氮之间的耦合
• 3 存在问题及思考
•   3.1 低δ13C金刚石的物质来源
•     3.1.1 原始不均一性模型
•     3.1.2 同位素分馏模型
•     3.1.3 俯冲物质模型
•   3.2 混合生长型（mixed-habit）金刚石内部化学成分的差异成因
•   3.3 蛇绿岩型金刚石的成因
• 4 中国金刚石
•   4.1 中国金刚石的分布
•   4.2 中国金刚石同位素组成
•   4.3 中国金刚石中的包裹体
•   4.4 中国金刚石的研究展望

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 连东洋,杨经绥,刘飞,吴魏伟

关键词: 金刚石,碳同位素,氮同位素,包裹体,蛇绿岩型金刚石,岩石学

来源: 地球科学 2019年10期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,矿业工程

单位: 南京大学地球科学与工程学院,地幔研究中心自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所,中国地质大学海洋学院

基金: 国家自然科学基金（Nos.41802034,41802055,41720104009）,江苏省自然科学基金（No.BK20180349）,南京大学队伍建设科研启动经费（No.020614912202）,自然资源部深地动力学重点实验室开放课题基金

分类号: P619.241

页码: 3409-3453

总页数: 45

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