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倪培团队:辽宁瓦房店金伯利岩特征与金刚石成矿

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图书简介

01

本书系统地总结了近些年来金伯利岩型金刚石矿床的研究进展,回顾了辽宁瓦房店金伯利岩的勘探开发历史,介绍了瓦房店金伯利岩的区域地质特征和典型矿床特征,分析了瓦房店金伯利岩的岩相学特征和地球化学成分,阐述了金伯利质岩浆经历的复杂地质过程,获得了金伯利质岩浆的初始成分,讨论了金伯利岩岩石学成因,建立了金伯利岩含矿性和指示矿物特征的内在联系,揭示了岩浆温度氧逸度条件对金刚石成矿的影响,建立了金伯利岩含矿性评价指标。

本书适合从事金刚石矿床研究的科研人员阅读,也适合从事金伯利岩型金刚石矿床矿山工作的一线地质工作者参考。


瓦房店金伯利岩型金刚石矿床介绍

02

辽宁瓦房店金伯利岩岩区是我国重要的原生金刚石矿产区。该区位于华北克拉通冀鲁辽陆核中部,辽东半岛南部,郯庐断裂带东侧。金伯利岩体分布于瓦房店西部头道沟、老虎屯、李店、二道沟一带。东邻普兰店湾,西濒渤海,南与大连市金州区隔海相望,北与盖州市接壤。

1971年经群众报矿,瓦房店含矿金伯利岩岩区被发现。该岩区随即开展了普查勘探工作。至今,瓦房店金伯利岩岩区已有112个金伯利岩体(24个岩管和88个岩脉),分布面积约1000km2,分布密度之大在世界范围内也属少见。在空间上这些金伯利岩体具有成群成带的特征,可以分成由北向南相距5~6km的3条矿带,矿带走向NE65°~75°。3条金伯利岩(矿)带从南向北呈现规律性变化:岩体群数量从少到多、岩体规模由小到大、成矿作用由弱到强。辽宁省第六地质大队于2009~2010年和2011~2012年在瓦房店金刚石矿区分别提交了29.04万克拉和100万克拉金刚石资源量,2021年在瓦房店50号岩管旁发现深部隐伏矿体,这表明我国瓦房店金伯利岩岩区仍然具有良好的找矿潜力。



03

金刚石是一种由碳元素组成的矿物,属于碳元素同素异形体之一。它是自然界中天然存在的最坚硬物质,广泛应用于国防、电子、航天等科学技术研究领域。一个国家对金刚石的需求量通常标志着该国的工业化水平。中国金刚石资源相对较为贫乏,产量仅为全球的0.1%。

金刚石最早被发现于印度,其后在南非、纳米比亚、俄罗斯、加拿大、澳大利亚相继被发现。20世纪70年代末以前,地质学家普遍认为金伯利岩是金刚石的唯一成矿母岩。直到澳大利亚阿盖尔地区钾镁煌斑岩型金刚石原生矿的发现才改变了这一认识,新的金刚石母岩得到了地质学家的关注。21世纪以来,在雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩型地幔橄榄岩体中,发现了金刚石等超高压矿物,在安徽宿州栏杆地区新元古代辉绿岩中发现大量的金刚石,不同产出金刚石的发现,揭示出新的潜在金刚石矿资源。

20世 50年代我国最早在湖南发现了金刚石砂矿;60~70年代,山东沂蒙地区和辽宁南部地区相继发现了金刚石原生矿床。尤其,70 年代以来,陆续发现了一些100克拉以上的宝石金刚石,如158 克拉的“常林金刚石”、124克拉的“陈埠一号”金刚石、119克拉的“蒙山1号”金刚石等,这表明我国的金刚石具有很高的品质。目前我国的金刚石原生矿主要位于山东蒙阴和辽宁瓦房店(原被称为复县),均为金伯利岩型金刚石矿。这两个地方的金刚石原生矿为我国的经济发展作出了重大贡献,但随着岩区内富金刚石金伯利岩管(如山东胜利1号岩管和辽宁50号岩管)的闭坑停采,我国金刚石资源变得非常紧缺。

近些年,我国的金刚石矿床勘查取得了重大进展。辽宁省第六地质大队于2009~2010年和 2011~2012年在瓦房店金刚石矿区分别提交了29.04万克拉和100万克拉金刚石资源量,2021年在瓦房店50号岩管旁发现深部隐伏矿体,这表明我国特别是瓦房店金伯利岩岩区仍然具有良好的找矿潜力。2014年,中国地质调查局开展了全国范围内的整装勘查区关键基础地质研究,辽宁省第六地质大队和南京大学地球科学与工程学院倪培教授团队合作,共同承担了瓦房店金伯利岩型金刚石原生矿床的关键基础地质研究项目。该书则反映了该项目的主要研究成果。

该书以瓦房店金刚石矿为研究对象,通过详细地野外地质调查和室内分析测试,系统地开展了金伯利岩岩石学成因研究,揭示了金刚石成矿过程,取得了许多创新性成果和认识。书中讨论了低温蚀变作用、地壳混染作用、分离结晶作用和地幔岩捕获作用等对金伯利岩岩浆成分的影响,限定了金伯利岩的初始岩浆成分,约束了金伯利岩源区成分和深度。该书运用指示矿物镁铝榴石和铬铁矿约束了华北克拉通古生代金刚石稳定区温度范围,建立了金伯利岩含矿性和指示矿物特征的内在联系,指出部分岩管中二者关系解耦的内在原因;首次报道了瓦房店金伯利岩岩浆的温度和氧逸度,揭示了低氧逸度和低温金伯利岩岩浆有助于金刚石成矿;建立了金伯利岩含矿性评价指标,对金刚石勘探工作具有重要的指导意义。书中提出了可以用指示矿物的岩相学和地球化学特征来示踪金刚石成矿过程,通过金伯利岩的空间岩相分布特征来判别金刚石形成后的保存,指导金刚石找矿。

我欣喜于并祝贺该书的出版,相信其对从事金刚石矿床研究的科研人员和从事金刚石矿床矿山工作的一线人员有重要的意义。欣然为序。

中国科学院院士


2023 年 5 月于南京

(摘自本书“序”)

本文由作者提供。

《辽宁瓦房店金伯利岩特征与金刚石成矿》

ISBN 978-7-03-075524-7

倪 培 朱仁智 等 著

责任编辑:周 丹 黄 梅

(本文编辑:洪弘)

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