湖南沅水砂矿金刚石类型、形貌学特征及其对形成过程的指示*

2019-03-29 10:52薄昊楠丘志力陆太进陈华黄远成邓小芹马瑛杨瀚钱佳琪
关键词:色斑金刚石晶体

薄昊楠,丘志力 ,陆太进,陈华,黄远成, 邓小芹,马瑛,杨瀚,钱佳琪

(1.中山大学地球科学与工程学院∥广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室∥ 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室,广东 广州 510275; 2.国土资源部珠宝玉石首饰管理中心,北京 100013; 3.贵州省地矿局101地质大队,贵州 凯里 556000)

天然金刚石形成于地球深部,其生长过程以及后期所经历的储存、搬运过程都和特定地质环境有关,晶体形态和表面微形貌会因地幔环境、携带金刚石寄主岩石成分变化而产生相应的改变,因此金刚石的形貌特征可以一定程度上反映金刚石形成时深部源区特征[1-5]。大约有70%的金刚石晶体表面的熔蚀特征是由于寄主岩浆在上升过程中与之反应产生的,而另外10%-20%显示的熔蚀特征是在地幔中形成的[3,6]。金刚石表面微形貌特征记录了岩浆上升过程中流体-熔体演化过程,反映了金刚石赋存环境的复杂性[3,6-7]。砂矿金刚石经历过二次搬运和沉积而呈现出不同于原生金刚石的形貌特点,依此可以探索砂矿金刚石在地表搬运过程以及沉积的条件,进而可以推测其形成的时间及搬运过程[1,5,8-9]。

湖南境内湘江、资江、沅江、澧水等水系均发现现代河流砂矿金刚石的存在,沅江是湖南省第二大河流,起源自贵州都匀清水江,流经雪峰山脉、武陵山脉、贵州和湖南多个县市后汇入洞庭湖,其干流全长约1 000 km,流域面积8 700 km2,流域范围内均发现金刚石[8],也是我国最早发现金刚石矿的流域,至今有关其产地和原生成因获得了众多研究[2,6-8,10-19]。湖南现代河流砂矿金刚石主要类型包括河谷阶地冲积砂矿、后期冲刷而成的沟谷坡冲积型细谷阶地、细谷小河砂矿以及现代河床(浅滩、砂洲)冲积砂矿等[13]。其中,沅江流域III-IV级阶地及现代河床沉积物中的金刚石产量最大且品质较高[10,13-14]。至今为止,沅水流域已探明了3个地段4个金刚石砂矿,自下而上分别为黔阳新庄垅砂矿,沅陵窑头砂矿,丁桃地区-常德丁家港砂矿和桃源砂矿[11-12]。总体而言,湖南沅水流域砂矿金刚石具有主流富而支流贫,分段富集、多元补给、不同地段金刚石沉积分选强烈等区域性分布特点[8]。

本文将对收集的297颗湖南现代河流砂矿金刚石的红外光谱和类型、晶体形态和表面微形貌特征进行研究,试图揭示湖南金刚石的结晶环境,形成后经历的熔蚀、磨蚀过程,以及其与深部地质演化过程。

1 金刚石样品基本特征

湖南砂矿金刚石在整个沅江流域均有分布,但主要分布于沅江流域的中下游。本次研究共收集湖南沅水流域现代河流砂矿金刚石样品共297颗,主要取自湖南省泸溪县现代河流,是挖沙船的副产品,较多为小颗粒半宝石级品种,但大多数样品透明。需要说明的是,研究样品可能曾经过了人工筛选,高品质大颗粒的金刚石已被挑选销售,所以统计数据有一定偏差,但由于高品质样品的比例往往很低(例如,低于5%),本文样品在来源及其指示上仍然可以反映湖南砂矿金刚石的主要的特征。

1.1 晶体颜色

纯净的金刚石晶体多为无色透明,但由于杂质元素、内部包裹体以及晶体结构不完美等晶体特点,自然界中出产的金刚石原石经常呈现出丰富多彩的颜色,不同产地金刚石具有一定的颜色组合特征[8]。

本文湖南金刚石样品总数297颗,无色系124颗(约占42%),黄色系(包括浅黄色和黄色)126(约占42%),褐色系(包括浅褐色和褐色)21颗(约占7%),绿色系20颗(约占7%)和紫色系6颗(约占2%)。晶体颜色以无色系和黄色系为主,总计占比超过84%。带有一定色调或肉眼感觉颜色不均匀的金刚石,放大观察则可见明显色斑分布。样品中约有16%的晶体表面可见黄色或褐色色斑,偶见绿色色斑,色斑呈点状不均匀分布或斑块状分布于晶体表面(图 1)。

1.2 晶体颗粒度及完整度

本文样品的粒径范围1.2-6.0 mm,其中约92%的样品最大直径集中在1.0-4.0 mm之间。质量范围1-124 mg,其中45%的颗粒大小为10 mg以下,47%的颗粒大小介于10-50 mg之间,平均质量为18.4 mg。晶体大小及质量整体较为平均且颗粒普遍较小(表 1)。样品大多具有较完整的晶形(图 2),颗粒完整度约占77%,其中单晶率约为90%。

统计结果显示,湖南沅水金刚石样品晶体形态以菱形十二面体及其变形为主(约占36%),其次为八面体及其变形(约占19%)和八面体-菱形十二面体聚形(约占17%),这3种主要晶体形态占比高达70%以上(图 3)。其他数量较少的一些单晶体、连晶或双晶、可辨认晶形的碎块、晶形较为完整但不明确的晶体和碎块,可以进一步划分为次要晶体形态,包括四六面体、双晶及连晶、三角薄片、晶形不明和晶体碎块,分别占比为5.4%、4.4%、4.0%和14.5%。此外,大多数样品整体呈现出磨圆化趋势。

图1 湖南沅水金刚石晶体表面色斑Fig.1 The surface spots of Yuanshui river placer diamonds

质量/mg<1010-5050-100>100百分比/%45.1247.146.731.01最大直径/mm<11-22-4>4百分比/%028.5263.888.15

图 2 湖南沅水金刚石部分晶体Fig.2 Partial enlarged cystals of Yuanshui river placer diamonds

1.3 晶体形态

结合前人对金刚石晶体形态的分类标准[20-21],将研究样品的晶体形态划分为八面体及其变形、菱形十二面体及其变形、聚形、四六面体、双晶及连晶、三角薄片、不明形态及碎块等7大类型,用10倍放大镜、宝石显微镜、实体显微镜以及3D超景深显微镜对样品进行放大观察和统计,结果见表2。

图3 湖南沅水金刚石晶体形态分类样图Fig.3 The crystal forms of Yuanshui river placer diamonds

晶形主要晶体形态菱形十二面体八面体聚形次要晶体形态四六面体双晶及连晶三角薄片晶形不明及碎块数量/个107574916131243百分比/%36191654414

2 金刚石红外光谱及类型

2.1 红外光谱

红外光谱技术是研究金刚石中氮、氢、硼等微量元素最为重要和有效的现代测试手段之一。本文红外光谱测试仪器为NICOLET傅里叶变换红外光谱仪,采用透射法,扫描范围为400-4 000 cm-1,分辨率为4 cm-1,扫描次数32次以上。本文满足条件的实测样品共290颗。

金刚石根据内部总氮含量、不同存在形式及相应的红外活性,会在红外光谱图中不同位置出现不同的特征吸收峰,据此可以将金刚石分类为I型和II型[22-24]。由C-C键引起的红外本征吸收峰出现在1 500-2 680 cm-1和1 975-2 500 cm-1位置。I型金刚石的红外光谱特征可以根据杂质氮的不同含量及聚合状态进一步细分,其中,IaA型金刚石的特征吸收峰为由双原子氮(A心)引起的1 282 cm-1,IaB型金刚石的特征吸收峰为由集合体氮(B心)引起的1 175 cm-1,同时出现A 心和B 心的特征吸收峰时为过渡类型IaAB 型。Ib型金刚石的特征吸收峰为由单原子氮(C心)引起的1 130 cm-1。II型金刚石内部氮杂质含量极低,因此在900-1 350 cm-1范围内没有显著的吸收峰,其中IIb型因为含有少量硼元素,所以在2 790 cm-1位置上有B-C键引起的特征吸收峰。此外,片晶氮集合体会在1 362 cm-1位置上产生特征的吸收峰(图4)。

2.2 金刚石类型统计

对290颗测试金刚石的红外光谱进行了分析,发现其中282颗金刚石属于IaAB型,占比超过97%;3颗为IaB型,占比约1%,5颗为IIa型,占比约2%。所有测试样品均未出现与杂质硼相关的吸收峰,未发现Ib型和IIb型金刚石。本次湖南砂矿金刚石超过98%属于Ia型,其中IaAB型占绝对优势; IIa型样品约2%(表3)。

表3 湖南沅水金刚石类型统计Table 3 Statistics of the types of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

红外光谱图中有关吸收峰的强度可以一定程度上体现出金刚石中杂质氮的聚集程度[25],本次测试的湖南金刚石大部分表现为低氮含量和中-低氮聚集度。通过前人对不同母岩金刚石内部氮含量的对比,橄榄岩型金刚石大多具有低氮含量和高氮聚集度的特点,榴辉岩型金刚石通常表现为高氮含量和低聚集度[3]。较为特殊的如西伯利亚乌达那亚金伯利岩因为形成时代较早(不早于 2.7-2.9 Ga)而具有高氮含量和高氮聚集度[26]。测试结果暗示湖南砂矿金刚石母岩更可能是榴辉岩,且地幔赋存温度较低或金刚石形成年龄较新[27]。

图4 湖南沅水金刚石红外图谱示例Fig.4 The infrared spectra of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

3 金刚石表面微形貌特征

砂矿金刚石表面微形貌特征是指金刚石在结晶完成时、地幔赋存过程、上升运移以及后期搬运过程中,因熔蚀、溶蚀及塑性变形等影响形成的特有的晶体表面痕迹,是金刚石在生长和形成后经历的各种地质环境的指纹性特征。理论上,不同来源的砂矿金刚石因其生长环境、赋存条件、母岩体成分特征、搬运过程的不同,其晶体表面微形貌会呈现出不同的组合特征[6]。根据形成时期可以分为原生形貌和次生形貌。

3.1 原生形貌

金刚石晶体的原生形貌包括其在生长过程及形成后在地幔赋存过程中因为熔蚀和/或溶蚀而产生的形貌特征,主要包括生长阶梯、生长丘、熔蚀沟、熔蚀坑、滴状丘、晕线、倒三角凹坑、三角形凹坑、四边形凹坑、六边形凹坑、塑性变形滑移线等特征(图5)。

图5 湖南沅水金刚石晶体表面原生形貌特征Fig.5 Primary morphologies of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

3.2 次生特征

金刚石晶体的次生形貌是指其在生长形成后,由于外界环境地质变化如冲积、搬运而导致金刚石表面出现一定特征的微形貌痕迹,在本次湖南砂矿金刚石中,主要包括色斑、“弯月”状蚀像和粗糙的毛玻璃外观等(图6)。

色斑是金刚石表面的重要次生特征之一,本文样品中有16%的湖南现代河流砂矿金刚石出现色斑,以黄褐色为主,偶见绿色色斑,是金刚石曾受到地层放射性物质辐照的证据。部分样品中出现了湖南沅水金刚石较特征的“弯月状”次生蚀像,表现为晶面上出现了一系列细小弯曲状裂纹,可能与搬运过程遭受过明显的撞击碰撞有关。毛玻璃蚀像也是重要的次生蚀像之一,是指金刚石晶体表面呈油脂光泽的一种形似“毛玻璃”的表面形貌特征,常出现在经过搬运较浑圆晶体中,但也可以在原生金刚石中见到[8]。在高倍放大观察下,还可见晶体表面的细小溶蚀现象,在一些晶体的晶棱出可见更为粗糙的磨蚀痕迹。本文样品中毛玻璃蚀像的程度差异较大,毛玻璃状态从粗糙到细腻均可见到,显示样品经历的后期风化沉积过程差异较大,但总体上多数金刚石的边棱清晰,磨圆程度不高。

图6 湖南沅水金刚石晶体表面次生形貌特征Fig.6 Secondary morphologies of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

4 分析与讨论

4.1 金刚石晶体形态及表面微形貌的统计学特征

本文湖南现代河流砂矿金刚石颗粒完整度较高(约80%)。颜色以无色系和黄色系为主,约占80%;其次为褐色、绿色、粉紫色等颜色。颜色通常不均匀,约有16%的样品表面可见黄褐色色斑,偶见绿色色斑。

在晶体形态方面,本文金刚石样品晶形比例约为36%为菱形十二面体及其变形,19%为八面体及其变形,16%为类八面体-菱形十二面体聚形,其他单形、连晶或双晶、碎块等约占29%。将本次研究的样品信息与前人发表的相关数据进行综合整理[8], 882颗湖南沅水流域金刚石,其晶体形态统计结果为:37%为菱形十二面体及其变形,25%为八面体及其变形,13%为类八面体-菱形十二面体聚形,其他晶体形态约占25%。前人混合分析的结果和本文现代河流砂矿的单一统计结果一致,说明本文研究样品的晶形具有较好的代表性。

总体而言,湖南砂矿金刚石晶体形态以类十二面体和类八面体为主,其中类十二面体占比大于1/3,类八面体占比约位1/4,大多数晶体显示明显的磨圆化趋势。

晶体微形貌方面,几乎所有晶体表面都可见较为明显的原生或表面次生特征。297颗样品中115颗表面具有明显的生长纹或生长丘,占比约39%;约2/3的样品表面能看到熔蚀坑或熔蚀沟;149颗样品上能观察到典型的滴状丘或叠瓦状蚀像,约占50%;约1/3的样品上具有闭合晕线或平行晕线,其中闭合晕线更加普遍;在约1/3晶体表面可观察到倒三角凹坑、六边形凹坑、四边形凹坑及不规则凹坑;有41颗样品表面可观察到明显的塑性变形滑移线,占比约14%。次生形貌包括色斑、“弯月”状蚀像及毛玻璃蚀像等总的出现几率大约在40%,其中约15%整体磨圆度较好的晶体的样品表面可观察到典型的“弯月状”蚀像,有21颗样品出现明显毛玻璃蚀像,约占7%(图 7)。

4.2 金刚石形貌特征对原生及次生环境的指示

天然金刚石的晶体形态及表面微形貌特征蕴含着金刚石形成及赋存环境信息。湖南砂矿金刚石晶体形态以类菱形十二面体和类八面体为主、罕见类立方体的晶体形态特征。金刚石晶面的不同形态的统计学结果为推测其地幔形成及赋存环境提供了依据[22,28]。晶体(111)面可以细分为三角形和复三角形两种,它们对应着不同的地幔赋存温度[22,29]。本次湖南现代河流砂矿金刚石中可以同时观察到数量较多的三角三八面体和复三方八面体形态,说明湖南砂矿金刚石曾经历过不同温度区间的地幔赋存环境。在(111)面呈现出三角形形态的晶体中,既有晶面较为平整的阶梯状八面体,也有晶面特征较为复杂的晶体及其变形。前人研究表明,前者可能与榴辉岩成因有关[2],和金刚石内部氮含量及聚集度特征相符,结合合成金刚石不同晶型的温压条件,显示部分湖南砂矿金刚石的形成温度处于金刚石形成温度的中-高温区域或者是形成后经历明显的熔蚀过程[30]。上述特征也印证了湖南砂矿金刚石中橄榄岩型及榴辉岩包裹体类型比例较为接近,显示湖南砂矿金刚石具有不同成因来源的特点[8,12,17]。

图 7 湖南沅水金刚石表面形貌统计Fig.7 Statistics of surface topography of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

金刚石表面所具有的微形貌特征,一定程度上指示了其生成时的原生地幔赋存环境,后来经历了表生过程的特点[2,28]。湖南现代河流砂矿金刚石部分晶体表面可见塑性变形滑移线和表现出的塑性变形痕迹如晶体拉长,部分晶体都表现出明显的磨圆化外观和表面机械撞击(弯月状蚀像)和磨蚀(毛玻璃化)等现象,但是仍然较清晰保存着金刚石生长过程的蚀像特征(图8),样品表面熔蚀形貌丰富且清晰,说明其被携带至地表后,尽管遭受了河流的二次冲刷、搬运等地质环境的改造,但表面特征得到较好的保留,说明其地壳存留时间较短或者搬运距离较近。

寄主岩石的地球化学特征的不同也会导致金刚石表面微形貌产生不同的变化[31-32]。Fedortchouk[28]通过将天然金刚石晶体放置于不同比例的H2O和CO2流体中,并结合温压条件来探究晶体(111)面的三角形和六边形凹坑形态与金刚石的地幔赋存环境之间的联系,认为晶体平面上分布单个稀疏的三角形蚀坑可能指示了金刚石晶体被携带只地表的过程中遭受的是富H2O熔体(流体)的熔蚀(如图8,17HN45),而在晶面上出现较大的六边形凹坑以及密集分布的底面为V 字形下凹的针点状凹坑时,可能指示晶体遭受富CO2熔体(流体)的熔蚀(如图8,17HN03,17HN04)[3,28-29]。本次观察,64个样品出现三角形和/或六边形蚀像,其中平底三角形约41个,占比64.1%;六边形16个,占比25%;尖底三角形7个,占比10.9%,显示研究样品经历的地球化学环境存在一定的差异,较多的样品可能和钾镁煌斑岩有关的富H2O熔体(流体)熔蚀有关。前人对金伯利岩和钾镁煌斑岩的地球化学特点和来源深度分析显示,金伯利岩中H2O∶CO2比例小于1,赋存深度约为200-300 km和/或400-700 km;钾镁煌斑岩中H2O∶CO2比例大于1,赋存深度大于140 km,但下限不会过大[33]。湖南金刚石橄榄岩型包裹体原位测试数据表明其来源深度范围为133-192 km[17],与钾镁煌斑岩深度特点相符。扬子克拉通的部分地区如湖南宁乡、贵州镇远等地区已经发现过含有原生金刚石颗粒的钾镁煌斑岩(脉),因此,推测湖南砂矿金刚石的原生矿总体上更大可能和钾镁煌斑岩有关,但无法排除部分砂矿和金伯利岩寄主岩之间可能存在寄主关联。

图8 湖南沅水金刚石特征蚀像Fig.8 Characteristic etching of diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan

砂矿金刚石表面常见的色斑记录了二次成矿作用中晶体曾经历的环境变化。金刚石绿色色斑是由于放射性粒子辐射造成的,而褐色色斑是绿色色斑经过瞬时升温(约500-700 ℃)或长期较低温度(不超过300 ℃)作用下转变而成[14,34]。拉曼光谱和荧光特征表明,湖南金刚石褐色色斑可能与内部晶格变形有关[15-16]。荧光条件下观察带有较大面积色斑的金刚石,发现色斑位置的发光特征有别于金刚石本体,且褐色色斑变化较绿色色斑更加明显,表明在色斑位置上金刚石晶格特征发生了变化[35]。因此,部分金刚石表面出现色斑表明该样品曾受到过放射性粒子的辐照,一定比例样品褐色色斑的出现说明湖南现代河流砂矿金刚石在二次成矿作用中曾经历过较长时间的沉积掩埋且经历了低温变质作用的改造,导致晶体内部晶格的变形。

本次研究中,尽管大多数样品表现出具有丰富的晶面特征,部分样品具有高磨圆度或存在破损的情况,但仍存在晶面较为光洁、具有平直晶棱和锐利角顶的八面体样品(图9),显示研究的湖南现代河流砂矿金刚石的形成时间/地幔赋存时间/喷发时间具有差异性。不同晶面形态、微形貌以及氮含量的双峰式分布,均指示了湖南砂矿金刚石的来源存在多元性。

图9 具有光洁晶面的湖南沅水金刚石晶体Fig.9 Diamonds from the Yuanshui modern placer in Hunan with smooth crystal surfaces

4.3 金刚石特殊形貌特征对其对源区、形成年代的指示

值得提出的是,在本次的样品中出现一颗形态较为复杂的八面体-立方体聚形(17HN245),其外观形似“潜水员头盔”,该特殊形态十分罕见,因加里曼丹砂矿金刚石因具有相对较高的该类晶形占比[36],曾被认为是加里曼丹金刚石的产地特征之一[8]。立方体及其聚形在天然金刚石中出现较少,因此这种形态的金刚石的出现反映了至少部分湖南砂矿金刚石形成条件与加里曼丹金刚石相似或来源存在一定联系。

加里曼丹位于一个爪哇海沟北侧的一个年轻岛弧上,是印度-澳大利亚板块、欧亚板块和西太平洋板块在中生代聚合过程中形成的,与爪哇和西苏拉威西共同组成了印度尼西亚中部陆核。前寒武纪到二叠纪期间,包括加里曼丹在内的Argoland地块与澳大利亚西北缘相邻,大约在中生代早期才与澳大利亚西北缘分开[37-39]。目前已发掘的加里曼丹(Kalimantan)金刚石砂矿共四个,分别分布于加里曼丹中部、东部、东南部和西部[37],该地部分矿带金刚石形成的温压条件与西澳阿盖尔含金刚石的橄榄岩捕掳体的测试结果相符[40]。其中部分金刚石获得的硫化物包裹体Re-Os同位素年龄结果为中太古代,但锆石定年结果表明其形成年龄范围集中在早古生代至新太古代[36-37],与澳大利亚霍尔斯克里克活动带呈现出强相关性,Kueter等[37]认为加里曼丹金刚石的原生矿床极有可能位于澳大利亚北部。此外,阿盖尔(Argyle)金刚石中十分著名的粉红色品种在世界范围内是十分罕见的,有报道表明,加里曼丹东南部曾出产过粉红色金刚石[41]。加里曼丹金刚石中也曾出现过阿盖尔金刚石常见的熔蚀孔道,而这种特征曾在湖南砂矿金刚石中被发现[8]。前人对湖南砂矿金刚石和西澳原生金刚石的研究发现,两者在形貌学特征、类型、包裹体、内部氮含量特征等方面存在一定相似性。显然,这些相似性可能暗示了至少部分湖南砂矿金刚石与加里曼丹砂矿金刚石及西澳原生金刚石在地幔来源上可能存在一定的联系。

澳大利亚近邻阿盖尔金刚石的艾伦代尔金刚石和湖南金刚石的相似性最为突出[35,42-45],湖南砂矿金刚石和艾伦代尔金刚石均有较大比例的榴辉岩型包裹体(均在50%左右),这种比例在世界已发现的矿区中是少见的(另一个具有较为相似比例的金刚石产地为加拿大的水牛头山矿区)[8],暗示了其中相当数量的金刚石形成与板块俯冲作用有关[17,46]。艾伦代尔橄榄岩型金刚石硫化物包裹体Re-Os同位素年龄显示,其金刚石形成年龄约为1.42±0.13 Ga,榴辉岩型金刚石虽然还没有确切的年龄数据,但可能与金利奥波德(King Lepold)造山带新元古代构造-热事件有关[46]。尽管目前尚无扬子克拉通金刚石的包裹体年龄数据,但碳同位素数据表明扬子克拉通金刚石的形成有地壳轻碳物质的参与,与扬子克拉通在古元古代至新元古代曾经历过俯冲碰撞和消减作用的大构造背景一致[8,46-48],鉴于扬子克拉通在罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解过程中和澳大利亚板块有很强的联系[49-52]以及两地金刚石包裹体类型组合特点、晶体形貌上的相似性,有理由推测,部分湖南砂矿金刚石可能和西澳的金刚石在源区上存在成生联系,最早形成的时间应该不早于古元古代,其中榴辉岩型的金刚石更大可能是在新元古代或其后板块俯冲过程的产物。

5 结 论

1)本文研究的297颗湖南现代河流砂矿来源的金刚石颗粒完整度较高。颜色以无色系和黄色系为主,可见褐色、绿色、粉紫色等颜色。部分可见黄褐色色斑,偶见绿色色斑。晶体形态以类菱形十二面体和类八面体为主、罕见类立方体,大多数晶体具有磨圆化外观。晶面微形貌丰富,常见熔蚀沟、熔蚀坑、滴状丘、三角形及六边形凹坑、“弯月状”蚀像、叠瓦状蚀像、晕线、塑性变形滑移线、毛玻璃蚀像等特征。

2)湖南现代河流砂矿金刚石聚形以类菱形十二面体和类八面体为主,暗示其形成温度较高或者地幔中经历过较强的后期溶蚀;根据不同样品晶面呈现的三角三八面体和复三方八面体形态,说明金刚石形成或地幔赋存环境存在差异性;晶面褐色色斑和偶见的绿色色斑,显示其经历过微粒辐照和二次搬运等过程。从金刚石及其晶面微形貌推测,结合扬子克拉通已发现含金刚石微粒钾镁煌斑岩的事实,推测湖南砂矿金刚石原生矿寄主岩更大可能和钾镁煌斑岩有关;金刚石形成时代较新,喷出地表的时间也较晚。

3)湖南砂矿金刚石与加里曼丹金刚石、西澳金刚石在晶体形貌学、包裹体类型及其比例、碳同位素组成等方面均存在一定的相似性,结合前人对扬子克拉通与罗迪尼亚超大陆聚合及裂解过程的研究成果,推测至少部分湖南砂矿金刚石可能和西澳的金刚石存在成生联系,形成的时间应该不早于古元古代,其中榴辉岩型金刚石更大可能是在新元古代或其后板块俯冲过程的产物。

致谢:特别感谢湖南413地质队前总工程师李子云先生在湖南考察过程提供的指导和帮助,感谢贵州省地矿局101地质大队提供了有关的贵州原生矿的比较研究样品;感谢广州钻石交易中心梁伟章先生在样品收集过程中给予的帮助;感谢深圳实验室梁榕、黎辉煌、张天阳和陈慕雨在红外及拉曼测试过程中给予的支持与协助。

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