金刚石原生矿的形成

更新时间:2017-04-23 10:25:04     来源:www.ymsdzgy.com关闭分    享:
地质背景:金刚石原生矿的形成需要有特定的地质构造背景。首先要有长期稳定的地块,这样才能使金刚石得以不断生长;其次要有能够携带金刚石的幔源岩浆,因为金刚石是全质碳,温度、压力条件的变化会导致其“燃烧”殆尽;再次需要有深大断裂,构成岩浆上升的通道,使金刚石能够从地下深部与岩浆一起到达地表,从而形成金刚石原生矿。

   围岩地层蒙山金刚石原生矿产于华北地台东南缘的鲁西隆起区的中部,其围岩为新太古界泰山岩 群,上覆地层为新元古界土门群和古生界寒武系一下奥陶统。围岩地层特征详细描述如下:
   新太古界泰山岩群:主要分布在鲁西山区,自下而上划分为雁翎关组、山草峪组、柳杭组,主要岩性为细 粒斜长角闪岩、透闪片岩、黑云中长变粒岩、黑云奥长变粒岩、变质砾岩、黑云片岩等。
   新元古界土门群:分布在沂沭断裂带内及其西侧,为一套砂质碎屑岩及碳酸盐岩的岩石组合。
   古生界寒武系—下奥陶统:不整合于前寒武纪基底岩系或元古界地层之上,为一套海相、陆源碎屑岩、碳酸盐岩沉积地层,主要岩性为灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、页岩和砂岩。主要分布在蒙山凸起的东北翼。
   金伯利岩形成时,上述古老结晶基底及其上覆沉积盖层为金伯利岩岩浆的储聚和侵爆创造了良好的封闭环境。

   岩浆活动山东幔源岩浆活动强烈,其中在鲁西地区也有明显表现。该区金刚石矿主要是加里东期岩浆侵入形成,即距今 4.5 亿年前,幔源岩浆携带金刚石晶体沿构造薄弱 位置上侵于新太古代英云闪长质片麻岩中,形成金刚石的母岩——常马庄单元金伯利岩。

   断裂构造区内断裂构造发育。以北西向断裂为主导,其次是 北东向断裂、北东东向断裂,再次则为近南北向断裂。金伯利岩的形成与断裂构造关系密切,主要表现为:岩脉一般呈北东向产出,而岩脉组成的矿带却呈北西向展 布,矿脉与矿带的这一展布特点,更加说明上述两组断裂的导岩、控岩作用。

   形成机制:20 纪 70 年代,多数人认为金刚石是金伯利岩岩浆结晶的产物; 20 世纪 80 年代初期,金刚石研究工作的最大进展是确定了金伯利岩中的金刚石属于捕虏体成因。金刚石属古老地幔结晶成因,它是金伯利岩的捕虏体,而金伯利岩浆只是运载工具,这已经成为地学界的主要观点。
   目前,世界上具工业意义的含金刚石原生矿主要以 金伯利岩型为主,金伯利岩岩体中,呈岩管状产出的占90%,且一般含金刚石较富,所以,对于金伯利岩管成因及产状的研究显得更为重要,张培强等人构建了一个 系统的金伯利岩管成因模式。
   在距地表 150~220km 的地幔深处,形成有金刚石晶体,同时发育有稳定的地块和深达地幔的断裂;
   在岩石圈深处,由于温度高,岩石韧性相对较大,金伯利岩岩浆、流体及它们的捕虏体等沿着裂隙上升, 此时形成的金伯利岩以脉状为主;
   当到达距离地表 1~3km 深处时,温度、压力的降低使岩石脆性增大,岩石中的节理和裂隙逐渐发育,产生 的空间也逐渐增大,金伯利岩流体出现“阀门效应”开始气化并在岩石的裂隙或节理交汇处发生隐爆,岩脉中的膨大体、金伯利岩管根部相的小岩管、岩床等在该深度出现;
   随着金伯利岩的继续上升和隐爆的发生,使得相对脆性岩石破碎,并形成较大的空间,大的空间造成压力骤然减小,更多的金伯利流体发生气化,气体总量再次增大,新的隐爆也再次发生。新的隐爆作用产生的空间 往往比上一次隐爆所产生的空间要大,形成上大下小莲藕状的金伯利岩管;最后,接近地表时,金伯利流体完全气化喷出地表,固体和岩浆迅速回落,有着巨大凹坑的金伯利岩管最终形成。
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