蛇绿岩中金刚石和异常矿物的全球记录
发布时间：2021-11-22 04:18
蛇绿岩型金刚石产在地幔橄榄岩和铬铁矿中,是新建立的金刚石产出类型,不同于产在金伯利岩和超高压变质岩中的金刚石。全球已在21个蛇绿岩中发现了该类金刚石,含金刚石的蛇绿岩主要分布在特提斯造山带、乌拉尔-中亚造山带、日高变质岩带和北美克拉马斯-阿卡特兰造山带。本文梳理了含金刚石蛇绿岩的全球分布和地质背景以及蛇绿岩中超高压-强还原矿物与其它壳幔矿物组合的特征,讨论了已有的含金刚石铬铁矿和地幔橄榄岩的四种成因机制。金刚石和伴生的超高压-强还原矿物组合产在不同时代的造山带蛇绿岩中,不仅仅揭示了金刚石在蛇绿岩中普遍存在,需要重新思考蛇绿岩和铬铁矿的成因以及它们形成的地质构造背景,还证实了蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿是地球深部矿物重要的储存库,为认识地球深部的物质组成和物理化学环境,以及深部物质运移的轨迹和动力学过程等提供了天然样品。
【文章来源】：地质学报. 2020,94(09)北大核心EICSCD
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蛇绿岩型金刚石和寄主铬铁矿、地幔橄榄岩的不同成因模型
表2 蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中分选的金刚石及其伴生的矿物组合Table 2 Diamonds and associated unusual mineral assemblage separated from ophiolitic peridotites and chromitites in the world 蛇绿岩 寄主岩石 分选的矿物组合 康金拉 块状铬铁矿 金刚石、铁、硅、钽等自然元素类;碳硅石、铁镍合金、铁镍铬合金、锰镍合金、铁铬合金、铁硅合金、钛硅磷合金和钛硅合金等合金类;方铁矿、磁铁矿、方镁石、锡石、铬尖晶石、金红石、钛铁矿、刚玉和其它复杂氧化物;黄铁矿、闪锌矿和含镍硫化物 (Xu et al., 2009) 康金拉 方辉橄榄岩 金刚石、自然铁;碳硅石;铁镍、铁锰钴、铁铬镍合金;方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、方镁石、铬尖晶石、金红石、钛铁矿、锡石、铋氧化物、石英等;硫化物、硅酸盐、钨酸盐、碳酸盐矿物等(Xu et al., 2015) 罗布莎 方辉橄榄岩 金刚石、石墨、铬、碳硅石、镍铁合金等(Bai et al., 1993) 罗布莎 块状铬铁矿 金刚石、石墨、硅、铁、锌、铅、铝、铬、锡、镍、锇、钌、铑、钯、铱、金、银、钨、铜、硫和钛等自然元素类;铁硅、铁钛硅磷、镍铁、镍铁铬、铁铬、镍铁铱、铱铁、铂铁、镍铱、铱锇、锇钌、锇钌铱、铂铁钯、铁钌、镍碳、铁碳、钛碳、钨碳、钨钴碳、铁钴、碳化硅、铝铁镧、钨钴、铬碳、铁锰、银金、银锡、铱铁镍、硅钛铁、镍铁硅、钛钨、铜锌、铁铬镍、铁铬碳、镍碳、硅钙铝铁、硅铁铝、硅钙铁、硅钙、钛氮、硅铁钛、硅钙铜等合金类;方铁矿、自由SiO2、硅尖晶石、硅金红石、钙钛矿、FeO与SiO2交生体、铁镁氧化物、镁铝氧化物等氧化物类;铁、铂族元素、镍、铜、钼等硫化物类;镁橄榄石、蛇纹石相八面体、绿泥石相八面体等硅酸盐类(Bai et al., 2000; Bai Wenji et al., 2003) 泽当 方辉橄榄岩 金刚石(8粒)、硅、铜、金、锌、铬等自然元素类矿物;方铁矿、刚玉(2粒)、锡石、石英、铬铁矿、金红石等氧化物;锆石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、金云母等硅酸盐矿物; 黄铁矿、方镍矿、方铅矿、辉钼矿、辉锑矿、 硫钌锇矿等硫化物;碳化硅、硅铁合金等互化物;其它矿物如独居石、萤石等(Guo Guolin et al., 2015) 日喀则夏鲁 方辉橄榄岩 自然元素矿物:金刚石(4粒)、金、铬、铜等;碳化物:碳硅石(1粒)等;氧化物:方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、刚玉、铬尖晶石、金红石、锡 石、黑钨矿等;硫化物:镍黄铁矿、方铅矿、辉钼矿、辉 锑矿、闪锌矿、毒砂等;合金矿物:Au-Ag等;硅酸盐 矿物:橄榄石、辉石、锆石等;钨酸盐矿物:白钨矿等; 氟化物类:萤石等(Xu Xiangzhen et al., 2018) 当穷-休古嘎布 方辉橄榄岩 单晶元素:金刚石(>80粒)、单晶铬;碳化物:碳硅石(>20粒)等;氧化物:刚玉(10粒)、尖晶石、金红石和磁铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂、辉铋矿;硅酸盐:锆石(14粒)、石榴石、蓝晶石和石英等(Xiong et al., 2016) 普兰 含Cpx方辉橄榄岩 金刚石、铬、铁和锌等自然元素类;碳硅石、铁镍合金、铁铬合金和铁砷合金等合金类;方铁矿、刚玉、赤铁矿、磁铁矿、黑钨矿、锡石、金红石和铬尖晶石等氧化物类; 方铅矿、闪锌矿、含镍黄铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿和毒砂等硫化物类; 镁橄榄石、顽火辉石、 透辉石、黝帘石、锆石、蓝晶石和石英等硅酸岩类;白钨矿、萤石和铌钽的复杂氧化物等(Yang Jingsui et al., 2011) 普兰 二辉橄榄岩 金刚石、碳硅石、刚玉、金红石、锆石(Xiong et al., 2019) 东波 方辉橄榄岩 金刚石、铬、金、铁、硅、铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物;铬尖晶石、金红石、铬铁矿、刚玉、黑钨矿、铌钽铁矿、磁铁矿、赤铁矿、方铁矿、锡石等氧化物;铁铬镍合金、镍铁合金、铜锌合金等合金互化物;辉钼矿、方铅矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂和闪锌矿等硫化物;橄榄石、辉石、锆石、蓝晶石、白云母、蛇纹石、绿帘石等硅酸岩;萤石等氟化物(Xu Xiangzhen et al., 2015) 东巧 块状铬铁矿 金刚石、碳硅石、石墨、单质铬、Ni-Fe合金、铬尖晶石等(Bai et al., 1993) 东巧 块状铬铁矿和方辉橄榄岩 铁、铬、铁镍合金、金刚石、石墨、碳硅石、铁石榴石(含锆石、钛铁矿和FeS包裹体)、锆石、铬尖晶石、金红石、刚玉、八面体假象蛇纹石、铂族矿物:铱饿矿、钉铱饿矿、 钉铱矿 、 粗铂矿、 铁铂矿等金属互化物,以及少量硫钉矿、硫砷钉矿、硫砷铱矿、砷铂矿等硫化物或硫砷化物(Yan Binggang et al., 1986) 丁青西 方辉橄榄岩 金刚石、单质铬、氧化物:刚玉、铬尖晶石、金红石、磁铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、辉铋矿;硅酸盐:锆石、石榴石和石英(Xiong et al., 2017b) 缅甸密支那 方辉橄榄岩 金刚石、单质硅、单质铬、碳硅石、金红石、Fe-Cr-Mn合金、黄铁矿、镍黄铁矿、辉钼矿、 方铅矿和锆石等(Chen et al., 2018) 土耳其Pozanti-Karsanti 块状铬铁矿 金刚石(>100粒)、碳硅石、八面体硅酸盐(>100粒),其它矿物:赤铁矿、磁铁矿、金红石、石英,黄铁矿、黄铜矿等硫化物,镁橄榄石、独居石、辉石、锰铝榴石、绿泥石和蛇纹石等(Lian et al., 2017a) 西Mirdita(Skenderbeu) 块状铬铁矿 金刚石(12粒)、碳硅石(12粒)、石榴石、黄铁矿、镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、锆石、榍石、绿帘石和石英等(Wu et al., 2019) 俄罗斯Ray-Iz 块状铬铁矿 自然元素类:金刚石(>1000粒)、铬、镍、钨、铜、硅、铁、锌、锆、铝、钽、铅、钴等;碳化物:碳硅石、WC、WCoC、WCoFeNiC;合金矿物:Cu-Ni、Pt-Fe-Ni-Cu、Pt-Pd-Fe-Cu、Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Si、Fe-Si、Fe-Cr-Ni-Si(Mn,Ti)、Fe-Al-Si、Ag-Au、Ag-Au-Fe、Os-Ir-Ru、Pb-Sn、Sn-Zn-Ag、Pb-Zn-Cu-Fe、Ta-Co、Fe-P-As、Fe-P、Ni-As等;氧化物:方铁矿、铬尖晶石、绿铬矿、石英、赤铁矿、方镁石、锡石,刚玉、绿镍矿、金红石、斜锆石、赤铜矿、黑铜矿、钛铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、单硫铁矿、靛铜矿、毒砂、辉钼矿、辉锑矿、硫砷铱矿、 方铅矿、闪锌矿、白砷镍矿(Yang et al., 2015b) 内蒙古贺根山 块状铬铁矿 金刚石(130余粒)、铬、锰、铝、钙、铁等自然元素类;碳硅石(60多粒)、Ni-Mn- Fe、Fe-Ni-Al、Ni-Mn-Co等金属互化物类;方铁矿、金红石、赤铁矿、锐钛矿、钛铁矿、磁铁矿、铬尖晶石、石英、锡石等氧化物类;黄铁矿、白铁矿、辉钼矿、方铅矿等硫化物类;镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、普通辉石、锆石、蛇纹石、符山石、榍石、正长石、 绿泥石、钙铬榴石和镁铝榴石等硅酸盐类;以及独居石、菱水碳铝镁石、钾盐、钙芒硝和水氯铁镁石等(Huang Zhu et al., 2015) 新疆萨尔托海 块状铬铁矿 金刚石(20多粒)、铬、铁和桂等自然元素类;碳化物碳桂石;铁镍、铁镍络合金等金属合金;方铁矿(几百粒)、金红石(>30)、赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿、独居石、石英和铬尖晶石等氧化物类;方铅矿、闪锌矿、针镍矿、赫硫镍矿和毒砂等硫化物类;镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、错石和长石等硅酸岩类(Tian Yazhou, 2015) 日本Horoman 方辉橄榄岩和二辉橄榄岩 金刚石、刚玉、碳硅石、锆石、独居石、金红石、蓝晶石(Li et al., 2017)2 蛇绿岩中的金刚石和异常矿物
蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中分选出的矿物种类主要包括金刚石等自然元素、碳化物、合金矿物、氧化物、硫化物、硅酸盐和氟化物等矿物(表2)。金刚石普遍为浅黄、黄绿色(图2),少量呈灰绿色、无色或黑色,以单晶为主,粒径一般在0.2～0.5mm,目前已知最大一粒金刚石发现于东巧,达0.7mm×0.6mm×0.6mm,重约0.43mg (Yan Binggang et al., 1986)。金刚石多为自形、半自形,以单晶为主,少数呈连晶或多晶,多为八面体、菱形十二面体、八面体-立方体聚晶等,大多棱角平直,局部可见不规则状蚀坑或树枝状蚀沟(图2, Yang Jingsui et al., 2014)。金刚石具有1330.8～1332.6cm-1激光拉曼光谱峰,傅立叶变换红外光谱(FTIR)显示罗布莎金刚石具有IaA、IaA-IaB混合型和Ib型等不同类型(Rong He et al., 2013; Yang Jingsui et al., 2014; Howell et al., 2015; Xu Xiangzhen et al., 2018)。蛇绿岩型金刚石表面常见不规则斑块状或薄壳状金属薄膜(metal film),如Ray-Iz金刚石表面的金属薄膜厚0.01μm,成分以Zr和ZrO为主,含少量Cu的硫化物、NaCl、SiO2、Ta、Fe和Cr元素(Yang Jingsui et al., 2014),这种金属膜被认为是金刚石在地幔高温高压环境下生长的产物 (Makeev and Kriulina, 2012)。蛇绿岩型金刚石内部常见含Mn矿物包裹体,如Ni-Mn-Co合金、含Mn石榴石、Mn尖晶石、Mn橄榄石和 MnO等,其它包裹体矿物有石墨、柯石英、以及REE和含H2O、Cl、Ca、Si的流体包裹体(Huang et al., 2015; Yang et al., 2015b; Moe et al., 2018)。蛇绿岩型金刚石的δ13C值介于-29.2‰ ～ -17.2‰ (Yang et al., 2015b; Lian et al., 2018; Lian and Yang, 2019; Liu Fei et al., 2019)。该值十分不同于其他产出的金刚石,例如不同于金伯利岩中地幔橄榄岩型(P型)金刚石δ13C值(-26.4‰ ～ +0.2‰)、榴辉岩型(E型)金刚石(-41.3‰ ～ +2.7‰)、超高压俯冲变质岩中金刚石(-30‰ ～ -3‰)和黑金刚石(Carbonado,-32‰ ～ -5‰),但与俯冲沉积物(平均-25‰)的δ13C值相重合(Shirey et al., 2013; Cartigny et al., 2014; Lian Dongyang et al., 2019)。蛇绿岩金刚石的氮同位素δ15N值为-5.6‰ ～ +28.7‰ (Howell et al., 2015; Liu Fei et al., 2019),不同于高温高压法合成的δ15N值({111}面具有大气的δ15N为0‰,{100}面的δ15N= +30‰,Howell et al., 2015)。此外,蛇绿岩型金刚石的稀土元素和微量元素成分图谱与纤维型金刚石平行,整体富集轻稀土,显著富集Ba、Pb、Th、Eu等元素,具有氧化还原敏感元素如Eu、Sm、Yb和Y的明显负异常,基本不含Fe,这些特征不同于金伯利岩型金刚石和人工合成金刚石(Howell et al., 2015;Griffin et al., 2016)。总的来说,包裹体、δ13C值、δ15N值和微量元素成分暗示蛇绿岩型金刚石具有独特的形成环境。
【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3510919
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蛇绿岩型金刚石和寄主铬铁矿、地幔橄榄岩的不同成因模型
表2 蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中分选的金刚石及其伴生的矿物组合Table 2 Diamonds and associated unusual mineral assemblage separated from ophiolitic peridotites and chromitites in the world 蛇绿岩 寄主岩石 分选的矿物组合 康金拉 块状铬铁矿 金刚石、铁、硅、钽等自然元素类;碳硅石、铁镍合金、铁镍铬合金、锰镍合金、铁铬合金、铁硅合金、钛硅磷合金和钛硅合金等合金类;方铁矿、磁铁矿、方镁石、锡石、铬尖晶石、金红石、钛铁矿、刚玉和其它复杂氧化物;黄铁矿、闪锌矿和含镍硫化物 (Xu et al., 2009) 康金拉 方辉橄榄岩 金刚石、自然铁;碳硅石;铁镍、铁锰钴、铁铬镍合金;方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、方镁石、铬尖晶石、金红石、钛铁矿、锡石、铋氧化物、石英等;硫化物、硅酸盐、钨酸盐、碳酸盐矿物等(Xu et al., 2015) 罗布莎 方辉橄榄岩 金刚石、石墨、铬、碳硅石、镍铁合金等(Bai et al., 1993) 罗布莎 块状铬铁矿 金刚石、石墨、硅、铁、锌、铅、铝、铬、锡、镍、锇、钌、铑、钯、铱、金、银、钨、铜、硫和钛等自然元素类;铁硅、铁钛硅磷、镍铁、镍铁铬、铁铬、镍铁铱、铱铁、铂铁、镍铱、铱锇、锇钌、锇钌铱、铂铁钯、铁钌、镍碳、铁碳、钛碳、钨碳、钨钴碳、铁钴、碳化硅、铝铁镧、钨钴、铬碳、铁锰、银金、银锡、铱铁镍、硅钛铁、镍铁硅、钛钨、铜锌、铁铬镍、铁铬碳、镍碳、硅钙铝铁、硅铁铝、硅钙铁、硅钙、钛氮、硅铁钛、硅钙铜等合金类;方铁矿、自由SiO2、硅尖晶石、硅金红石、钙钛矿、FeO与SiO2交生体、铁镁氧化物、镁铝氧化物等氧化物类;铁、铂族元素、镍、铜、钼等硫化物类;镁橄榄石、蛇纹石相八面体、绿泥石相八面体等硅酸盐类(Bai et al., 2000; Bai Wenji et al., 2003) 泽当 方辉橄榄岩 金刚石(8粒)、硅、铜、金、锌、铬等自然元素类矿物;方铁矿、刚玉(2粒)、锡石、石英、铬铁矿、金红石等氧化物;锆石、橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、金云母等硅酸盐矿物; 黄铁矿、方镍矿、方铅矿、辉钼矿、辉锑矿、 硫钌锇矿等硫化物;碳化硅、硅铁合金等互化物;其它矿物如独居石、萤石等(Guo Guolin et al., 2015) 日喀则夏鲁 方辉橄榄岩 自然元素矿物:金刚石(4粒)、金、铬、铜等;碳化物:碳硅石(1粒)等;氧化物:方铁矿、赤铁矿、磁铁矿、刚玉、铬尖晶石、金红石、锡 石、黑钨矿等;硫化物:镍黄铁矿、方铅矿、辉钼矿、辉 锑矿、闪锌矿、毒砂等;合金矿物:Au-Ag等;硅酸盐 矿物:橄榄石、辉石、锆石等;钨酸盐矿物:白钨矿等; 氟化物类:萤石等(Xu Xiangzhen et al., 2018) 当穷-休古嘎布 方辉橄榄岩 单晶元素:金刚石(>80粒)、单晶铬;碳化物:碳硅石(>20粒)等;氧化物:刚玉(10粒)、尖晶石、金红石和磁铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂、辉铋矿;硅酸盐:锆石(14粒)、石榴石、蓝晶石和石英等(Xiong et al., 2016) 普兰 含Cpx方辉橄榄岩 金刚石、铬、铁和锌等自然元素类;碳硅石、铁镍合金、铁铬合金和铁砷合金等合金类;方铁矿、刚玉、赤铁矿、磁铁矿、黑钨矿、锡石、金红石和铬尖晶石等氧化物类; 方铅矿、闪锌矿、含镍黄铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿和毒砂等硫化物类; 镁橄榄石、顽火辉石、 透辉石、黝帘石、锆石、蓝晶石和石英等硅酸岩类;白钨矿、萤石和铌钽的复杂氧化物等(Yang Jingsui et al., 2011) 普兰 二辉橄榄岩 金刚石、碳硅石、刚玉、金红石、锆石(Xiong et al., 2019) 东波 方辉橄榄岩 金刚石、铬、金、铁、硅、铜等自然元素矿物类;碳硅石等碳化物;铬尖晶石、金红石、铬铁矿、刚玉、黑钨矿、铌钽铁矿、磁铁矿、赤铁矿、方铁矿、锡石等氧化物;铁铬镍合金、镍铁合金、铜锌合金等合金互化物;辉钼矿、方铅矿、辉铋矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂和闪锌矿等硫化物;橄榄石、辉石、锆石、蓝晶石、白云母、蛇纹石、绿帘石等硅酸岩;萤石等氟化物(Xu Xiangzhen et al., 2015) 东巧 块状铬铁矿 金刚石、碳硅石、石墨、单质铬、Ni-Fe合金、铬尖晶石等(Bai et al., 1993) 东巧 块状铬铁矿和方辉橄榄岩 铁、铬、铁镍合金、金刚石、石墨、碳硅石、铁石榴石(含锆石、钛铁矿和FeS包裹体)、锆石、铬尖晶石、金红石、刚玉、八面体假象蛇纹石、铂族矿物:铱饿矿、钉铱饿矿、 钉铱矿 、 粗铂矿、 铁铂矿等金属互化物,以及少量硫钉矿、硫砷钉矿、硫砷铱矿、砷铂矿等硫化物或硫砷化物(Yan Binggang et al., 1986) 丁青西 方辉橄榄岩 金刚石、单质铬、氧化物:刚玉、铬尖晶石、金红石、磁铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、辉铋矿;硅酸盐:锆石、石榴石和石英(Xiong et al., 2017b) 缅甸密支那 方辉橄榄岩 金刚石、单质硅、单质铬、碳硅石、金红石、Fe-Cr-Mn合金、黄铁矿、镍黄铁矿、辉钼矿、 方铅矿和锆石等(Chen et al., 2018) 土耳其Pozanti-Karsanti 块状铬铁矿 金刚石(>100粒)、碳硅石、八面体硅酸盐(>100粒),其它矿物:赤铁矿、磁铁矿、金红石、石英,黄铁矿、黄铜矿等硫化物,镁橄榄石、独居石、辉石、锰铝榴石、绿泥石和蛇纹石等(Lian et al., 2017a) 西Mirdita(Skenderbeu) 块状铬铁矿 金刚石(12粒)、碳硅石(12粒)、石榴石、黄铁矿、镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、锆石、榍石、绿帘石和石英等(Wu et al., 2019) 俄罗斯Ray-Iz 块状铬铁矿 自然元素类:金刚石(>1000粒)、铬、镍、钨、铜、硅、铁、锌、锆、铝、钽、铅、钴等;碳化物:碳硅石、WC、WCoC、WCoFeNiC;合金矿物:Cu-Ni、Pt-Fe-Ni-Cu、Pt-Pd-Fe-Cu、Fe-Cr-Ni、Fe-Cr-Si、Fe-Si、Fe-Cr-Ni-Si(Mn,Ti)、Fe-Al-Si、Ag-Au、Ag-Au-Fe、Os-Ir-Ru、Pb-Sn、Sn-Zn-Ag、Pb-Zn-Cu-Fe、Ta-Co、Fe-P-As、Fe-P、Ni-As等;氧化物:方铁矿、铬尖晶石、绿铬矿、石英、赤铁矿、方镁石、锡石,刚玉、绿镍矿、金红石、斜锆石、赤铜矿、黑铜矿、钛铁矿;硫化物:黄铁矿、黄铜矿、单硫铁矿、靛铜矿、毒砂、辉钼矿、辉锑矿、硫砷铱矿、 方铅矿、闪锌矿、白砷镍矿(Yang et al., 2015b) 内蒙古贺根山 块状铬铁矿 金刚石(130余粒)、铬、锰、铝、钙、铁等自然元素类;碳硅石(60多粒)、Ni-Mn- Fe、Fe-Ni-Al、Ni-Mn-Co等金属互化物类;方铁矿、金红石、赤铁矿、锐钛矿、钛铁矿、磁铁矿、铬尖晶石、石英、锡石等氧化物类;黄铁矿、白铁矿、辉钼矿、方铅矿等硫化物类;镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、普通辉石、锆石、蛇纹石、符山石、榍石、正长石、 绿泥石、钙铬榴石和镁铝榴石等硅酸盐类;以及独居石、菱水碳铝镁石、钾盐、钙芒硝和水氯铁镁石等(Huang Zhu et al., 2015) 新疆萨尔托海 块状铬铁矿 金刚石(20多粒)、铬、铁和桂等自然元素类;碳化物碳桂石;铁镍、铁镍络合金等金属合金;方铁矿(几百粒)、金红石(>30)、赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿、独居石、石英和铬尖晶石等氧化物类;方铅矿、闪锌矿、针镍矿、赫硫镍矿和毒砂等硫化物类;镁橄榄石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、错石和长石等硅酸岩类(Tian Yazhou, 2015) 日本Horoman 方辉橄榄岩和二辉橄榄岩 金刚石、刚玉、碳硅石、锆石、独居石、金红石、蓝晶石(Li et al., 2017)2 蛇绿岩中的金刚石和异常矿物
蛇绿岩地幔橄榄岩和铬铁矿中分选出的矿物种类主要包括金刚石等自然元素、碳化物、合金矿物、氧化物、硫化物、硅酸盐和氟化物等矿物(表2)。金刚石普遍为浅黄、黄绿色(图2),少量呈灰绿色、无色或黑色,以单晶为主,粒径一般在0.2～0.5mm,目前已知最大一粒金刚石发现于东巧,达0.7mm×0.6mm×0.6mm,重约0.43mg (Yan Binggang et al., 1986)。金刚石多为自形、半自形,以单晶为主,少数呈连晶或多晶,多为八面体、菱形十二面体、八面体-立方体聚晶等,大多棱角平直,局部可见不规则状蚀坑或树枝状蚀沟(图2, Yang Jingsui et al., 2014)。金刚石具有1330.8～1332.6cm-1激光拉曼光谱峰,傅立叶变换红外光谱(FTIR)显示罗布莎金刚石具有IaA、IaA-IaB混合型和Ib型等不同类型(Rong He et al., 2013; Yang Jingsui et al., 2014; Howell et al., 2015; Xu Xiangzhen et al., 2018)。蛇绿岩型金刚石表面常见不规则斑块状或薄壳状金属薄膜(metal film),如Ray-Iz金刚石表面的金属薄膜厚0.01μm,成分以Zr和ZrO为主,含少量Cu的硫化物、NaCl、SiO2、Ta、Fe和Cr元素(Yang Jingsui et al., 2014),这种金属膜被认为是金刚石在地幔高温高压环境下生长的产物 (Makeev and Kriulina, 2012)。蛇绿岩型金刚石内部常见含Mn矿物包裹体,如Ni-Mn-Co合金、含Mn石榴石、Mn尖晶石、Mn橄榄石和 MnO等,其它包裹体矿物有石墨、柯石英、以及REE和含H2O、Cl、Ca、Si的流体包裹体(Huang et al., 2015; Yang et al., 2015b; Moe et al., 2018)。蛇绿岩型金刚石的δ13C值介于-29.2‰ ～ -17.2‰ (Yang et al., 2015b; Lian et al., 2018; Lian and Yang, 2019; Liu Fei et al., 2019)。该值十分不同于其他产出的金刚石,例如不同于金伯利岩中地幔橄榄岩型(P型)金刚石δ13C值(-26.4‰ ～ +0.2‰)、榴辉岩型(E型)金刚石(-41.3‰ ～ +2.7‰)、超高压俯冲变质岩中金刚石(-30‰ ～ -3‰)和黑金刚石(Carbonado,-32‰ ～ -5‰),但与俯冲沉积物(平均-25‰)的δ13C值相重合(Shirey et al., 2013; Cartigny et al., 2014; Lian Dongyang et al., 2019)。蛇绿岩金刚石的氮同位素δ15N值为-5.6‰ ～ +28.7‰ (Howell et al., 2015; Liu Fei et al., 2019),不同于高温高压法合成的δ15N值({111}面具有大气的δ15N为0‰,{100}面的δ15N= +30‰,Howell et al., 2015)。此外,蛇绿岩型金刚石的稀土元素和微量元素成分图谱与纤维型金刚石平行,整体富集轻稀土,显著富集Ba、Pb、Th、Eu等元素,具有氧化还原敏感元素如Eu、Sm、Yb和Y的明显负异常,基本不含Fe,这些特征不同于金伯利岩型金刚石和人工合成金刚石(Howell et al., 2015;Griffin et al., 2016)。总的来说,包裹体、δ13C值、δ15N值和微量元素成分暗示蛇绿岩型金刚石具有独特的形成环境。
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博士论文
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本文编号：3510919
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