山东金伯利岩的壳幔混染、部分熔融、Re Os 同位素年龄及冰盖冰川搬运、人造金刚石干扰等领域研究最新进展

王照波 王庆军 朱成河 丁志豪

摘要： 根据山东蒙阴各类金伯利岩及其相关幔源捕掳体的化学成分，研究了金伯利岩壳源混染程度与岩石类型之间的关系。发现橄榄岩—碎裂状橄榄岩—粗斑金伯利岩—细粒金伯利岩之间，其壳源混染程度逐渐增高。粗斑金伯利岩的壳源混染程度接近碎裂状橄榄岩，表明粗斑金伯利岩是碎裂状橄榄岩的进一步碎裂的产物；金伯利岩经历了地幔橄榄岩的部分熔融形成碎裂状橄榄岩、斑状金伯利岩。根据金伯利岩中大理岩包体、黄铁矿的Re Os同位素研究，获得了蒙阴金伯利岩的侵位时间分别为227.97Ma和245.80Ma，属于三叠纪，与苏鲁 大别造山带的形成时间一致，由此分析蒙阴金伯利岩的侵位与扬子板块和华北板块的碰撞有关，也似乎暗示了华北克拉通破坏的初始阶段。华北冰盖冰川对于金刚石的搬运方式、搬运路径与流水搬运之间存在巨大差异，需要对金刚石的供源与分散进行重新认识。地表大量分布的人造金刚石对金刚石的找矿工作已经造成干扰与误导，需要引起重视。

关键词： 金伯利岩；壳源混染；部分熔融；Re Os同位素；冰川搬运；人造金刚石

中图分类号：  P597＋.3；P619.24＋.1      文献标识码：  A    doi：10.12128/j.issn.1672  6979.2023.04.002

引文格式： 王照波，王庆军，朱成河，等.山东金伯利岩的壳幔混染、部分熔融、Re Os同位素年齡及冰盖冰川搬运、人造金刚石干扰等领域研究最新进展［J］.山东国土资源，2023，39（4）：12 21.WANG Zhaobo， WANG Qingjun， ZHU Chenghe， et al. Recent Progress in Research on Crust Mantle Contamination， Partial Melting， Re    Os Isotopic Age Ice Sheet Glacier Transport， Artificial Diamond Interference and Other Fields of Kimberlite in Shandong Province［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（4）：12 21.

0 引言

目前，自然界中出产金刚石的岩石类型有2种，即金伯利岩与钾镁煌斑岩。人类于1870年首先在南非发现含金刚石的超基性角砾岩，次年在南非金伯利城附近也发现了同样的含金刚石岩石，C·刘易斯于1887年将这种岩石命名为金伯利岩。随后，  国际上也相继在苏联（1954）、加拿大（1991）等地发现了大量的金伯利岩型金刚石原生矿。1979年在澳大利亚西部发现了具有经济价值的钾镁煌斑岩型金刚石原生矿［1］。

我国于1965年7月在贵州镇远率先取得金刚石找矿突破，属于我国首次发现金刚石原生矿，命名为“东方一号”［2 3］。此后，1965年8月24日在山东蒙阴常马村北小山谷中发现金刚石原生矿，命名为  “红旗一号”［4］，稍后相继发现了常马、西峪、坡里3个金伯利岩带，并进行了较为广泛的研究［5］。此后，针对金伯利岩也断续开展了部分研究工作［6 7］。其中，王照波等［8］对蒙阴金伯利角砾岩的岩石特征进行研究，首次发现并提出金伯利岩管的形成具有隐爆作用的性质，近似隐爆角砾岩筒［8］；对含有大量蒙阴原生矿金刚石供源的中间储集层——白彦砾岩进行了孢粉年代学研究，首次发现并提出白彦砾岩的沉积时间为中侏罗世，并非前人认为的古近纪—新近纪，这限定蒙阴金伯利岩的侵位时间不会晚于中侏罗世［9］；对蒙阴金伯利岩的控制构造进行研究，首次发现并提出其控制构造继承并沿袭了“牛岚构造体系”的观点，并非前人认为的沂沭断裂带及上五井断裂控矿［10］；通过对蒙阴金伯利岩的侵位地层、金刚石的中间储集层、金伯利岩的古地磁、区域优势节理构造形迹等对蒙阴金伯利岩的侵位时间进行综合约束，首次提出蒙阴金伯利的侵位时间在石炭纪—侏罗纪之间的观点，并非前人认为的奥陶纪［11］；对蒙阴小方山一带奥陶纪地层中的金伯利岩进行研究，发现其为金伯利岩岩床，并非前人认为的岩脉或岩体［12］。

近几年来，笔者就山东蒙阴金伯利岩的壳幔混染程度、地幔橄榄岩的部分熔融、金伯利岩中的黄铁矿Re Os同位素年龄、冰盖冰川对金刚石及伴生矿物的搬运路径、人造金刚石的特征及其对金刚石找矿工作的干扰等几个方面的问题进行了探索性研究，以便供找矿实践与相关领域的研究讨论。

1 金伯利岩

“金伯利岩”这个名词自诞生之日起，相关研究者就想给这个赋存金刚石的母岩下一个确切的定义。但由于金伯利岩物质组成异常复杂，可谓目前地球上已知的岩石中成分最为复杂的岩石，因此，许多的研究者都试图对其进行合理的命名与定义。如：Shand与Holmes认为金伯利岩是黄长玄武岩加上二辉橄榄岩的碎块；Dawson认为金伯利岩是出现于碱性—碳酸岩杂岩中的一员［1］。朱源提出金伯利岩是一种富含挥发组分的钾质超基性岩，为产自上地幔的在上侵过程中与壳层硅酸盐发生过较强烈的混染交代的岩浆产物［5］；池际尚等［1］对我国金伯利岩研究后提出金伯利岩是一种充满晶体（地幔及深源物质解体物）、充满流体及有时数量并不占绝对优势的硅酸盐熔体的三组分固结而成。池际尚等［1］的研究则将壳源混入物排除在金伯利岩之外，仅将地幔来源的物质视作金伯利岩组成，并提出了自然界存在“金伯利岩浆”的概念，该“金伯利岩浆”是指不含地壳物质的金伯利岩再剔除其中的地幔捕掳体。并认为细晶金伯利岩近似的代表“金伯利岩浆”。

2  山东金伯利岩的壳源混染程度与混染过程

地壳组分是金伯利岩中事实存在而又无法彻底剔除的物质组成，仅从岩石的物质组成而言，金伯利岩是一种幔、壳物质以不等比例混合而成的混杂岩。幔源物质为金伯利岩的初始物质组成，在岩浆隐爆—上侵过程中混入了大量不同粒级的壳源物质［8］，这是导致其组分极为复杂的根本原因，因此也使得金伯利岩发生了严重的壳幔混染。金伯利岩的混染程度，在一定程度上不仅会影响其放射性同位素的研究与成果的可靠性，进而也影响到对金伯利岩岩浆演化的研究与认识。因此有必要对蒙阴地区金伯利岩中的壳源物质的混染程度进行分析。

2.1 金伯利岩的壳源混染程度

池际尚等在对蒙阴等地区金伯利岩进行混染程度研究后认为明显受到壳源混染的样品非常少，选取的细粒金伯利岩样品基本未受到壳源物质的混染［1］。但董振信［13］对我国金伯利岩的研究则得出不同的认识，认为金伯利岩是一种混杂岩，我国部分金伯利岩受壳源混染是较为明显的［13］。

为了判断幔源岩石的壳源混染程度，llupin与Lutts曾经采用Si/Mg与Mg/（Mg+Fe）的原子比值来判别壳源物质的混染程度，经综合研究后提出Si/Mg＞0.88，Mg/（Mg+Fe）＜0.85可以代表样品受到了壳源物质的混染，数值偏离程度代表了壳源物质混染的程度［1］。Fesq等经过大量的研究后认为，只要满足Si/Mg>1.20即可视为金伯利岩受壳源混染的判别标准［13］。

表1统计了不同类型金伯利岩的主量元素的分析数据［5］，按照岩性的不同进行混染指数计算，为了获得金伯利岩的初始元素特征，本次还采用了蒙阴常马金伯利岩中方辉橄榄岩、石榴子石纯橄榄岩、纯橄榄岩、碎裂状石榴子石纯橄榄岩、碎裂状纯橄榄岩等各类橄榄岩深源捕掳体的主量元素分析数据［5］。

将各类包体及岩性的分异指数数值投绘到Mg/（Mg+Fe）与Si/Mg二元图上（图1）［13］，根据各类岩性在壳源混染图中的位置，获得了山东蒙阴金伯利岩的混染曲线（图1）。

（1）金伯利岩中的方辉橄榄岩（Si/Mg=0.77）与纯橄榄岩（含石榴子石纯橄榄岩）（Si/Mg=0.842）深源包体位于地壳物质未污染区，即符合Si/Mg＜0.88，Mg/（Mg+Fe）＞0.85限定条件，为llupin与Lutts限定的无地壳物质混染。这与自然状态相一致，这些以固体状态上升的地幔深源包体，其基本不具备受到壳源物质混染的条件［1］。

（2）碎裂化纯橄榄岩与碎裂化石榴子石纯橄榄岩包体（Si/Mg=0.85），也符合Si/Mg＜0.88的判定条件，其Si/Mg值接近于纯橄榄岩，只是由于铁质的增加，使其Mg/（Mg+Fe）＜0.85，而壳源的标志性物质Si的加入不明显，表现为没有经历壳源污染，该类橄榄岩包体尽管呈碎裂状，但其仍然以深源包体的状态存在，其变化的原因应该为处于岩石圈地幔环境中的橄榄岩发生碎裂，并沿裂隙发生了部分熔融，在部分熔融的过程中铁质成分的相对增多所致。因碎裂是在地幔环境下发生的，故与地壳物质之间没有混染关系，橄榄岩碎裂后仍为一个完整的固体状态，以包体形态被带到地表。

（3）粗斑金伯利岩（Si/Mg=0.89）与含岩球斑状金伯利岩（Si/Mg=0.92）则与碎裂状橄榄岩的Si/Mg值相近，都超过了Si/Mg＜0.88的标准，但符合Si/Mg＜1.20的标准［13］。该类岩石主要由橄榄石深源包体构成，显示了较微弱的壳源混染。而粗斑金伯利岩极为接近壳源污染的Si/Mg＜0.88边界值，显示已经具有轻微的壳源污染，其Si/Mg值、Mg/（Mg+Fe）值都与碎裂状橄榄岩包体的数值相近，显示了粗斑金伯利岩与碎裂化纯橄榄岩之间具有内在的演化联系，即与碎裂状橄榄岩进一步熔融有关。

（4）细粒金伯利岩（Si/Mg=2.02）的混染程度最高。尽管由于粒度偏细而不易分辩，但其中混入了大量壳源物质。因此细粒金伯利岩不能代表金伯利岩的基本成分特征，它是由部分熔融程度较高的幔源熔浆与多被溶蚀掉的壳源物质的混合物。碳酸盐化金伯利岩则与细粒金伯利岩的进一步混染有关，其混染程度比细粒金伯利岩更甚。金伯利角砾岩由于其中存在大量的壳源角砾，其成分已经完全偏离了金伯利岩的演化曲线（图1）。

2.2 金伯利岩的壳源混染过程

根据上述的各类包体及岩石的壳源混染程度图解（图1），可以显示出自“纯橄榄岩包体→碎裂状橄榄岩包体→粗斑金伯利岩→细粒金伯利岩→碳酸盐化金伯利巖”之间，在混染程度上存在明显的递进演化关系，演化趋势曲线明显，该曲线实质上显示了金伯利岩从无壳源混染的地幔源区到地壳表层的混染过程，也代表了各类金伯利岩的演化过程。

据此可以获得如下认识：纯橄榄岩包体代表了岩石圈地幔深部的原质岩石；由于某种力学状态的改变使得纯橄榄岩发生了碎裂，压力的降低导致橄榄岩沿着裂隙发生部分熔融；当部分熔融进一步加强时，则沿着裂隙将橄榄岩熔融成含橄榄岩块包体的岩浆，其上侵就位形成为粗斑金伯利岩。应该说，作为岩石状态存在的粗斑金伯利岩，是各类金伯利岩中壳源混染程度最为轻微的岩石，它的物质特征，可以近似的代表初始金伯利岩岩浆，也即在岩石圈地幔环境下具有岩浆特性的金伯利岩浆，其实质是部分熔融的橄榄岩，代表了金伯利岩浆的初始物质组成。

由于金伯利岩是地幔橄榄岩与地壳组分的混合物，鉴于地幔橄榄岩与地壳组分均为时代久远的矿物岩石，其混合后的成分也必然继承了大量的古老物质，这很容易导致测年结果的偏老，因此，只有在地幔橄榄岩部分熔融或者上侵过程中生成的新矿物，对金伯利岩的侵位年龄有代表意义。

3  山东蒙阴金伯利岩初始岩浆演化过程——地幔橄榄岩部分熔融

从金伯利的壳源混染程度上较为直观的显示了金伯利岩来源于幔源橄榄岩的部分熔融。图2b玄武岩形成过程中SiO2与其他元素氧化物相关性图解（Harker图解）［14］，反映了地幔橄榄岩分离结晶形成玄武岩的成分变化的一般形式。将金伯利岩的相关岩石按照前述壳幔混染的程度不同，绘制了金伯利岩的成分演化过程图解（图2a），则反映了地幔橄榄岩向金伯利岩演化过程中的元素氧化物的演化趋势，这一过程则显示了地幔橄榄岩从开始分解到部分熔融的演化过程。图2底部横坐标代表岩石中SiO2的含量，以地幔橄榄石的SiO2平均含量值（41.5%）为中线，向右示橄榄石质原始熔浆的分离结晶形成各类玄武岩的成分演化特征，向左示橄榄石质的固体橄榄岩经部分熔融后形成各类金伯利岩的成分演化特征。通过对K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO/10等7种氧化物制作的Harker图解（图2），在金伯利岩的形成过程中，MgO与Al2O3显示出了较强的线性演化关系，Al2O3的起始点指向橄榄石SiO2为41.5%、Al2O3为零的橄榄石理论值原点；MgO的原始起点指向橄榄石的SiO2为41.5%、MgO为51.5%的橄榄石理论值原点。这显示橄榄石经部分熔融后，随着部分熔融程度的增加，橄榄岩向碎裂化橄榄岩、粗斑金伯利岩方向演化的过程，这与壳幔混染程度图解（图1）之间具有吻合性。

Hugh R.Rllison认为，初始橄榄岩如果从熔浆状态发生分离结晶，则会随着橄榄石的分离结晶发生橄榄石的残留，岩浆成分随着SiO2的增加会导致K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等6种氧化物的相应增加［13］。但是在橄榄石发生部分熔融时，会由于橄榄岩中熔体量的增加与SiO2抽离，则导致硅质的减少与K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3氧化物的相对增加。

这是由于地幔橄榄石发生部分熔融时，因SiO2具有的较低的熔点，导致SiO2成分较早呈熔融状态，且更容易从橄榄岩部分熔融的裂隙中抽离，进而使得部分熔融后的橄榄岩（碎裂状橄榄岩与斑状金伯利岩）具有更低硅质的特征。在部分金伯利岩带的边缘（如蒙阴常马矿带南端的红旗27、蒙阴西峪矿带南端的红旗2号）能够见到一种强硅化的金伯利岩，这种岩石的细粒成分几乎全由硅质组成，但高硅质成分中却可以见到卵斑状的橄榄石包体，该类岩石的SiO2含量最高可达到68.42%。这种成分严重不协调的强硅化金伯利岩的形成，应当与橄榄石部分熔融过程中抽离的硅质熔体有关。

由图2可见，橄榄石在部分熔融或者分离结晶的过程中，都形成了固态与熔体（液态）两相体，都由初始的橄榄石成分开始演化，分离结晶会导致橄榄石的相容元素（Cr、Ni、Co）在熔体中逐渐减少，不相容元素（Sc、V、Zn）逐渐增加。而部分熔融程度的增加则导致硅质抽离，使得残余物（碎裂状橄榄岩、粗斑金伯利岩）相容元素增加，而不相容元素减少。

4  山东蒙阴金伯利岩的Re Os同位素年龄及其意义

前已述及，金伯利岩为幔、壳物质的混杂岩，只有在岩浆过程形成的新矿物，才代表金伯利岩的侵位时间。基于此，本次研究选取了蒙阴西峪金伯利岩带中的大理岩包体与黄铁矿作为Re Os同位素测年研究的目标物。大理岩包体实质是金伯利岩侵位过程中捕掳的寒武 奥陶纪地层中的灰岩角砾，在高温岩浆中发生大理岩化所致（图3a）。在大理岩进行重结晶时，灰岩矿物中原来的Re Os同位素会重置，导致放射性成因的187Os在子体中的存量重新积累而开启新的计时，因此大理岩化的时间则代表了岩浆侵位时间。黄铁矿（图3b）为金伯利岩中含硫热液结晶而成，黄铁矿结晶的时间也代表了金伯利岩的侵位时间［15 16］。

通过Re Os同位素测年研究获得金伯利岩中大理岩化的模式年龄（MY01）为227.97Ma，获得金伯利岩中黄铁矿结晶模式年龄为（MY02）245.80Ma。鉴于目前黄铁矿、大理岩的Re Os同位素测年研究进行的较少，希望其他研究者也能够关注、实践相关研究，借以旁证相关数据的可靠性。

关于蒙阴金伯利的侵位时间，以往多认为为奥陶纪［5］。路凤香等［17］对于蒙阴岩区西峪岩带的红旗2号、红旗27号、红旗28号岩脉中进行的金伯利岩侵位年龄的Sm Nd模式年龄为256.26Ma，红旗6号的金伯利岩的Rb Sr等时线年为296.84Ma。刘礼广等［18］综合了大量辽宁瓦房店金伯利岩的侵位年龄研究，提出辽宁金伯利岩的侵位年龄为246Ma更合适。王照波等［11］综合了金伯利岩的侵位地层、金刚石的中间储集层等多方面信息，提出蒙 阴金伯利岩的侵位时间在石炭纪至侏罗纪之间，较大的可能为石炭纪至二叠纪时侵位，侵位年龄为362～250Ma。也有研究者提出蒙阴金伯利岩属于白垩纪侵位［19］，但由于金刚石形成时岩石圈要有200km左右的厚度，这显然与经过华北克拉通破坏的白垩纪80～120km的岩石圈厚度［20］之间存在不可调和的矛盾。综合各类信息，本文将蒙阴金伯利岩的侵位时代定在三叠纪。

获得的Re Os同位素测试结果见表2。

如果金伯利岩中大理岩包体与黄铁矿的Re Os同位素年龄可靠的话，说明至少在中生代早期的三叠纪（250～200Ma），华北克拉通还维持了一个厚度达200km的岩石圈。鉴于华北克拉通破坏的顶峰时间在晚中生代［20］，蒙阴金伯利岩代表的中生代早期地幔部分熔融事件，极有可能是华北克拉通破坏的序幕。该时间与大别 苏鲁造山带超高压变 质作用时代（240～225Ma）［20］相一致，这则暗示了扬子板块与华北板块的碰撞，导致了华北板块内部“牛岚构造体系”［10］的活化，诱导了岩石圈地幔的部分熔融，部分熔融的岩浆继而沿袭“牛岚构造体系”上侵就位，形成蒙阴金伯利岩岩带。

5  华北冰盖冰川对山东金刚石及指示矿物分散的影响

中国东部第四纪冰川的研究始于李四光先生1921年在太行山东麓的发现［21］。王照波等［22］基于冰蚀地貌三角脊链的研究，提出我国东部存在“华北冰盖”的认识。通过冰碛、玄武岩的叠压关系，确定了华北地区存在两个时段的冰盖发育期，一是距今27.39Ma的渐新世“老府冰期”与距今7Ma的中新世“雪花山冰期”，进入第四纪后，我国东部多表现为山谷冰川［23］。渐新世与中新世时期的“华北冰盖”，其西界抵達太行山东麓，东部覆盖大陆架，山东地区的冰层厚度也在200m左右，华北冰盖的总体运移方向是自西向东移动，因此在华北地区形成了大量的冰盖鼓丘。1972年，中国地质科学院地质力学所钱方研究员曾到沂蒙山区利用冰川理论探讨指导金刚石的找矿工作。

冰盖冰川的搬运方式及移动路径和河流搬运之间具有巨大的差异。首先，冰川搬运对于其内的岩石碎屑基本不具有强的磨蚀性，会使得岩块搬运很大的距离而其中的软质伴生矿物不被磨蚀，待就位风化脱落后显示近源特征，而流水搬运则会导致金刚石伴生矿物的磨蚀与消失。其次，冰盖搬运可以翻越低矮丘陵而不受流域控制，但流水搬运则严格受制到流域的控制。上述两个差异性，容易形成新的近源与供源假象，使金刚石的找矿工作误认为发现了新的供源地，使重砂溯源限定在小流域范围内。

1998年山东地矿七院曾经在莒南县坊前镇赵庄村发现一颗0.75mm的金刚石，并伴有铬铁矿。此外在临沭县石门镇东选获金刚石的伴生矿物镁铝榴石，在莒南县板泉镇南部选获具有金刚石原生矿指示意义的铬铁矿。由于这些矿物的出土位置与蒙阴金刚石原生矿之间隔着沂河、沭河两条大的水系，一般情况下，金刚石及其伴生矿物无法翻越两条大的水系，但在华北冰盖的动力运移下则不存在问题。

在平邑县大井头村南部，这里金刚石找矿工作已经进行了近半个世纪［24 25］，在水系重砂与残坡积物中选获了大量金刚石及其伴生指示矿物，但至今未发现原生矿。在大井头隐爆角砾岩体［26］的南部发现一块长7.5m、宽1m的巨型砂岩（图4），因为当地均为白云岩、灰岩分布区，对于该巨型砂岩砾石的来历，以往认为属于隐爆角砾岩筒爆破过程中从下面携带而来，但根据后来的钻探揭露显示，地面以下的地层中不存砂岩层位。这样，这块砂岩巨石最有可能来自西部山上的寒武系馒头组洪河段砂岩层位，其运移动力则来自冰盖的运移，属于冰川漂砾。近年来，王照波等［27］在其附近小泉庄村的南部发现了典型的冰川岩溶遗迹（Glaciokarst），则也解释了大井头砂岩巨砾的移动动力过程。基于此，大井头地区金刚石找矿工作要跨越分水岭控制区，向西跨过低缓的分水岭寻找新的供源区域（图4）。基于冰盖特殊搬运路径与搬运过程，辽宁瓦房店、贵州镇远地区进一步的金刚石找矿工作也应作相应的考虑。

6  人造金刚石的特征及其在找矿工作中的干扰与误导

自然界产出的金刚石最为突出的特征是每一颗在粒径大小、晶体形态、晶体颜色、生长纹棱、聚晶、表面熔蚀、所含包体等都有个体差异。图5中为山东蒙阴金刚石原生矿中选获的天然金刚石：图5a为红旗28号脉选获的棕色平面八面体金刚石，重12.61mg；图5b红旗6号脉选获的八面体镶嵌状双晶金刚石，具有三角形阶梯状生长纹，内含石墨包体，重12.82mg；图5c为红旗6号选获的曲面菱形十二面体金刚石，重5.02mg；图5d为红旗28号脉选获的金刚石，表明被强烈熔蚀，重32.22mg；图5e为红旗6号脉选获得阶梯状八面体金刚石聚晶，重5.27mg；图5f为红旗28号脉选获的金刚石，重1.54mg，在金刚石的外面包裹有一层黑色的石墨皮壳。

1954年美国通用公司制造出世界第一颗人造金刚石，1963年12月底我国也成功制造出人造金刚石［28］，随着人造金刚石技术的发展与产量的增加，人造金刚石在钻头、切割砂轮、切割锯片中得到广泛的应用，这给金刚石找矿工作带来了极大的干扰。2013年山东地矿七院在平邑县四海山地区金刚石普查过程中，在临涧镇大麦滩村南一个水系重砂中选获27粒金刚石（图5g），这些金刚石具有近似的颜色、晶型与粒径，后经笔者现场调查追索发现，该水系上游不存在超基性岩体，但存在多家花岗石板材加工厂，最后确定所获金刚石为饰面花岗石切割锯片脱落的人造金刚石所致，这些金刚石在颜色、晶型和粒度具有近似特征，颜色为深黄绿色，晶型为立方体与八面体的聚型。

图5h为大井头隐爆角砾岩筒中选获的3颗金刚石，该3颗金刚石与大麦滩水系重砂中选获的27粒金刚石具有近似的特征。2013年4月23日，笔者曾在位于芜湖的安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院参观该院在宿州栏杆地区辉绿岩中选获的金刚石，此外，张洁等［29］报道了栏杆金刚石的矿物特征（图5i、图5j），栏杆辉绿岩中所选数百粒金刚石与平邑四海山选获金刚石具有近似特征，不能排除其為来自钻头等工具中人造金刚石的可能性。此外，马玉广等［30］对安徽栏杆辉绿岩中选获金刚石与附近震旦系地层金山寨组底砾岩中的金刚石进行研究，认为栏杆地区金山寨组底砾岩中次生金刚石与辉绿岩中原金刚石品级不同、来源也不同，前者属Ia型金刚石、后者属Ib型金刚石，且前者来源深度大于后者。进一步指出，栏杆辉绿岩中的金刚石“金刚石晶形较好，多为以立方体与八面体聚形存在；颜色主要为黄色，少量为淡黄色，粒径集中，0.2～0.3mm。”而金山寨底砾岩中的金刚石“晶形不完整，颜色主要有无色、黑色、淡红色，粒径差距较大，0.2～1mm”。

关于人造金刚石为何多为立方体与八面体的聚型、黄色，且粒度均匀的特征。据柯拥军［31］研究，静压触媒法技术是目前人造金刚石大工业生产中最常用的一种方法。大工业粉状触媒方法生产的金刚石中以立方体与八面体聚型（圆晶）居多。金刚石内部的杂质使金刚石呈现各种颜色，氮、铁、钴和钛能使晶体呈黄色；铜、铬、氮（过量）能使晶体呈深黄绿色；镧和铈能使晶体呈深绿色；硅和硼能使晶体呈棕黄色。人工合成的Ⅰb型金刚石多是黄色，因为它在可见光吸收谱有一个蓝光吸收带。同种原材料情况下，合成工艺时间越长，其晶体颜色越黄，顶级的人造金刚石的颜色都是金黄色或黄褐色。由于完整晶形或等积形颗粒的金刚石的强度和耐热性总是高于非等积形的颗粒，因此工业应用前会对金刚石的粒度与晶型进行分选。

鉴于人造金刚石在工业中的广泛应用，其对于金刚石找矿工作产生了严重的干扰与误导，需要提高该领域的认识与分辩能力。

7 讨论与结论

（1）根据金伯利岩的混染程度研究，在橄榄岩、碎裂化橄榄岩、粗斑状金伯利岩之间，其壳源物质含量逐渐增加，各类岩石之间存在典型的线性演化关系，由此显示，金伯利岩是经橄榄岩部分熔融形成的，表明自然界并没有“金伯利岩浆”这种物质，过去被认为代表“金伯利岩浆”的细粒金伯利岩，其壳源混染程度很高，其平均成分是橄榄岩与壳源组分混合后的产物，如果非要确定“金伯利岩岩浆”，粗斑状金伯利岩则为其近似的代表成分。金伯利岩起源于地幔橄榄岩的部分熔融，这种部分熔融是岩石圈地幔橄榄岩在超深构造的扰动下，由于压力的降低而导致橄榄岩的裂解与部分熔融。

（2）根据最新获得的Re Os同位素年龄，结合以往地质等多种手段获得的金伯利岩侵位年龄，推测蒙阴金伯利岩的侵位时间在距今227.97～245.80Ma，时间为三叠纪，这与大别 苏鲁造山带的形成时间相同，由此分析蒙阴金伯利岩的侵位与扬子板块和华北板块的碰撞有关，且似乎暗示了华北克拉通破坏事件的开端时间。扬子板块与华北板块的碰撞活化了“牛岚构造体系”，扰动了深部的岩石圈地幔，使其发生裂解与部分熔融，部分熔融的橄榄岩岩浆沿牛岚构造体系上侵，在浅部发生隐爆作用形成岩筒，金刚石跟随部分熔融的橄榄岩岩浆上侵到地表或近地表。

（3）渐新世老府冰期形成的华北冰盖，冰盖冰川强烈的侵蚀作用形成华北现代地貌的本底。此后中新世时期的雪花山冰期（距今700万年左右）华北冰盖进一步加深了山体的侵蚀，形成了现代地貌。冰盖冰川的搬运方式、运移路径和流水之间存在重大的动力差异，会造成金刚石的供源、分散假象，影响金刚石的找矿方向的分析。

（4）人造金刚石的颗粒之间具有近似的晶型、颜色与粒径的特征，这是与天然金刚石最为突出的形态特征差别，不进行严格的区分，会对金刚石的找矿工作造成干扰与误判。

致谢：本项研究过程中得到了山东省地质科学研究院李大鹏研究员、山东省物化探勘查院臧学农研究员、山东省临沂市自然资源和规划局刘安同高级工程师、山东省第七地质矿产勘查院周登诗研究员、宋奠南高级工程师、艾计泉高级工程师、刘金民高级工程师、徐衍明工程师的大力支持与帮助，在此表示诚挚的谢意！

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Recent Progress in Research on Crust Mantle Contamination，    Partial Melting， Re    Os Isotopic Age Ice Sheet Glacier    Transport， Artificial Diamond  Interference and Other Fields    of Kimberlite in Shandong Province

WANG Zhaobo1，2，3， WANG Qingjun1，4， ZHU Chenghe4， DING Zhihao5

（1.Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resource Utilization， MNR， Shandong Provincial Key Laboratory of Metallogenic Geological Process and Resource Utilization， Shandong Ji'nan 250013， China; 2.Mingguangsi Tree Farm in Pingyi County， Shandong Linyi 273304， China; 3. Yimeng Mountain World Geopark Administration in Linyi City， Shandong Linyi 273304， China; 4. No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Linyi 276006， China; 5. Shandong Compass Mineral Exploration Co.， Ltd.， Shandong Linyi 276006， China）

Abstract：  Based on chemical compositions of various types of kimberlites and their related mantle  derived traps in Mengyin county in Shandong province， the relationship between the mixing degree of kimberlites and rock types has been studied. It is found that the degree of shell  source mixing increased gradually from peridotite， cataclastic peridotite， coarse  porphyry kimberlite to fine  grained kimberlite. The degree of shell  derived mixing about coarse porphyry kimberlite is close to cataclysmic peridotite， which is the product of further cataclysmic peridotite fragmentation. The kimberlite underwent partial melting of mantle peridotite to form cataclastic peridotite and porphyritic kimberlite. According to the Re  Os isotopic study about the marble and pyrite xenoliths in the kimberlite， the emplacement time of Mengyin kimberlite is 227.97Ma and 245.80Ma respectively， which belong to the Triassic and are consistent with the formation time of Sulu  Dabei orogenic belt. Therefore， it is regarded that the emplacement of Mengyin kimberlite is related to the collision between the Yangtze Plate and the North China Plate. It also seems to hint at the initial stages of the destruction of the North China Craton. There are great differences between the transport mode， transport path and water transport of diamond in North China ice sheet glaciers. It is necessary to re  understand the source and dispersion of diamond. The large amount of synthetic diamond distributed on the surface has misled the diamond prospecting work and should be paid more attention.

Key words：  Kimberlite; shell source mixed dyeing; partial melting; Re  Os isotope;glacier transport; synthetic diamond