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人类是如何发现钻石的?钻石的环境

人类是如何发现钻石的?钻石的环境

点击数:1419   发布时间:2017-04-06
钻石起源于地球的深部,那么钻石是怎样脱离地壳,来到大家的视野中呢?它们又是怎样抵达地壳浅层的呢?

发生钻石的环境


1827年曾经在印度和巴西的砂矿中,即河流成因的砂、砾石中发现了钻石。1866年这种类型的矿床初次在南非发现。随后不久,在金伯利镇邻近的Koffiefontein找到了含钻石的原岩———金伯利岩,并很快被别的人所辨认。



从那以后,在很多国家发现了金伯利岩。金伯利岩是含钻石的首要寄主岩石。它来源于地球深部,以气体(C、H、O为首要成分)、液体(超镁铁质岩浆)和固体 (地幔橄榄岩和榴辉岩)的混合物方法抵达地壳浅层,在岩浆上升进程中,熔体捕虏了含钻石的橄榄岩和榴辉岩,并携带这些捕虏体、捕虏晶(包含钻石)沿构造薄弱地带抵达地壳浅层。国际不相同区域的金伯利岩具有不相同的构成,这与上升进程中所穿过的岩石类型有关,金伯利岩具斑状构造、角砾状构造和细粒构造,最常见的矿藏是橄榄石、石榴子石、辉石、角闪石、云母、钛铁矿及少数的别的矿藏,如钻石。最有用的指示矿藏是铬镁铝榴石和镁钛铁矿,因这两种矿藏与别的岩石很少共生,并且能够在阅历适当长时期的风化后残存下来。

金伯利岩暴露在大气中,敏捷被风化,成为一种黄色的易碎物质,被称之为“黄地”。在风化带以下,金伯利岩通常是暗蓝灰色岩石,且较硬,被称之为“蓝地”。1979年在西澳大利亚区域发现另一种赋存钻石的岩石———钾镁煌斑岩。像金伯利岩相同,钾镁煌斑岩也以筒状体或岩墙方法产出,但与金伯利岩相对比,其岩筒有一个相对于首要通道来说格外大的火山口带。
西澳大利亚的钾镁煌斑岩是一种超钾质富镁的碱性岩类,也称超钾金云火山岩,属于浅成相或喷出相的岩石,具斑状构造,基质为微晶—隐晶质构造,以脉状或岩墙状方法产出。其特征矿藏有黄长石、白榴石、富钛贫铝的金云母、透辉石、含钛钾的碱镁闪石及富钾的火山玻璃等。像金伯利岩相同,也捕虏了地幔的含钻石的橄榄岩、榴辉岩等捕虏体。除上述的含钻石的两种寄主岩石外,国际上还有很多的冲积砂矿型钻石矿床,即由含钻石的原岩经风化、流水的转移、沉积作用构成砂矿。

钻石的构成条件


早在18 世纪后期,科学上就证实了宝贵的钻石与一般的石墨都是由碳原子构成。



当碳原子呈六方环状的层状摆放时,构成的是低硬度的高温耐火材料———石墨; 当碳原子呈立方最严密堆积, 彼此以共价键相连时, 就构成了自然界最硬的宝石———钻石。现已得知,地球中大大都的碳是以碳酸盐(如石灰岩) 和碳氢化合物(如石油) 的方法存在, 虽然从地幔深处喷射出来的火山中含CO2 气体,证实在地幔中有碳的存在,但地幔中碳含量是适当少的。

钻石中碳的同位素成分测定标明,它们来源于地幔。那么,地幔中少数的碳在什么样的物理化学条件下才干构成具有特别构造的钻石成了大家研讨钻石成因的重要课题。

到目前为止,国际上大大都的钻石首要赋存在金伯利岩中。金伯利岩是一种偏碱性的超基性岩,首要散布于安稳区域的深断裂带中,产状为爆炸岩筒、火山颈,或为岩墙、岩脉, 时代以白垩纪为主。金伯利岩多为深色,以灰绿色者居多。矿藏成分十分复杂,有金伯利岩原生矿藏,有来自上地幔、地壳捕虏的矿藏和后期蚀变的矿藏。

依据含钻石的金伯利岩中捕虏体成分特征,分出橄榄岩型钻石和榴辉岩型钻石。橄榄岩型钻石的包裹体标明,它们的构成温度为900~1 300℃ (均匀 1050℃) ,压力为( 45~60) × 108 Pa , 适当于地球120 ~180 km的深度, 从榴辉岩型钻石的包裹体中取得的结果标明, 其构成温度大约1 250℃ ,一起压力数据也显示出它们也许来自180 km 以下更大的深度(约200 km)。钻石构成的温压条件反映了钻石构成于陆壳安稳的、且在绵长的地质时代里(古生代以来) 很少遭到变形的克拉通下的地幔环境。因为洋壳下适当深度所对应的温度(可达 1500~1700℃) 要比克拉通下地幔高。如今地球上安稳的克拉通区域有加拿大、南部非洲、巴西、澳大利亚、西伯利亚和中国的华北地台、扬子地台等。而钻石的产出恰与这些区域具有厚岩石圈有关。

经过试验室内的高温高压下试验,建立了不相同状况下碳的安稳域,以此推测出钻石也许的生成温度和压力,从高温高压试验可知:高温格外是高压下能够构成颗粒粗大,通明无色的八面体钻石。假如压力安稳,温度敏捷降低,钻石仍处于安稳状况;相反,假如温度安稳, 压力敏捷降低,易致使钻石晶体构造的位错滑移,并诱发晶格缺点,使一部分本来无色的钻石变为褐黄色、棕黄色,钻石逐步石墨化。所以,钻石构成的首要条件是高温高压下构成的无色通明的钻石,在上升进程中压力应根本坚持不变或降低速度很慢。但在地球的开放系统中,尤其是挨近地表时的压力会敏捷降低,岩浆上升进程中要想坚持温度、压力改变不大, 首先是岩浆上升速度有必要很快。而含钻石的金伯利岩浆上升速度可达70 km/ h ,几小时就到了地表,这种速度正好能满意上述请求。除此之外,钻石的构成还与其构成方法、生成环境等密切相关。


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