湖南砂矿金刚石包裹体原位测试:对金刚石成因来源的启示

包裹体是探究矿物结晶生长过程及其地球化学环境的重要探针,是反演寄主矿物形成机制及形成环境的有效工具。本文采用显微激光拉曼光谱、电子探针和LA-ICP-MS技术对来自湖南沅水流域的24颗宝石级金刚石的包裹体进行了原位分析。结果显示,湖南砂矿金刚石中橄榄岩型和榴辉岩型包裹体比例接近,橄榄岩型和榴辉岩型包裹体可在同一颗金刚石中＂共存＂;湖南金刚石形成时地幔的温度和压力分别为1109-1237℃和4.05-5.83 GPa,相应的形成深度大致为133-192 km;包裹体成分及组合特征显示,扬子克拉通金刚石的形成环境与华北克拉通金刚石有显著差异,前者的形成与榴辉岩的关系更为密切,暗示有古老的地壳物质参与了金刚石的形成过程。

湖南砂矿金刚石中石墨包裹体拉曼光谱原位测定:形成条件及成因指示

石墨是天然金刚石中最常见的包裹体之一,按其形成顺序可分为原生、同生、次生,原生/同生与次生石墨包裹体的存在指示了金刚石形成的环境及形成后可能经历的变化。对湖南沅水流域产出的13粒宝石级-半宝石级砂矿金刚石中的原生/同生石墨包裹体及次生石墨包裹体进行显微激光拉曼光谱的原位测试。测试显示,湖南沅水流域金刚石中原生/同生石墨包裹体与次生石墨包裹体的G带与D带拉曼位移均存在漂移,其中原生/同生石墨包裹体G带的漂移范围为1 591~1 600cm^(-1),次生石墨的漂移范围为1 575~1 588cm^(-1),显示其形成压力较低,结晶压力变化范围大。原生/同生石墨漂移程度估算出该区域压力范围为4.01~5.88GPa,估算结果与利用橄榄石包裹体拉曼位移估算的源区压力范围基本一致。该区域内金刚石中原生/同生石墨包裹体的D带拉曼位移在1 350~1 368cm^(-1)之间,D带与G带的强度比(I_D/I_G值)值位于0.36~0.82之间,具有较低有序度结构/结晶程度与橄榄岩型金刚石的高结晶度石墨明显不同指示该区域部分砂矿来源的金刚石的形成深度较浅,成因与榴辉岩关系更为密切,形成过程极可能曾位于石墨-金刚石稳定域附近。研究结果表明,金刚石石墨包裹体拉曼位移的漂移程度可成为探索金刚石原生源区形成环境的有效方法之一。