吴成平　石睿　邓茂盛

摘要：为了解我国金刚石原生矿找矿情况，更好地服务于新一轮金刚石找矿工作，介绍了金刚石原生矿成矿类型、指示矿物及相关岩石，编制了金刚石原生矿或与金刚石有关岩体的分布图，梳理了地质、物探、化探、遥感等多种金刚石原生矿找矿方法。我国金刚石原生矿分布地区广、找矿方法多，但金刚石资源稀少，通常矿床规模不大，找矿难度大，应以已知矿为突破口，研究成矿规律、找矿模型，合理选择金刚石找矿方法。

关键词：金刚石原生矿；分布概况；找矿方法

前言

金刚石不仅作为珍贵的宝石供人们使用，在现代工业生产中也有广泛的用途。早在明清乃至唐宋以前，我国就有金刚石开发和应用的记载[1]，20世纪50年代，为寻找金刚石矿床，我国成立了专业的金刚石找矿队伍，为金刚石找矿事业做出了很大的贡献，至今地质专家们仍在为我国寻找金刚石矿不懈努力。我国金刚石矿分布广泛，辽宁、贵州、湖南、山东、新疆、江苏等17个省份均发现金刚石原生矿或与金刚石矿有关的岩体。但从60年代以后，新发现的原生矿数量总体偏少，在国际国内金刚石资源日益紧缺的今天，需总结以往金刚石找矿经验和找矿方法，探索新的方法技术。近期，全国新一轮金刚石找矿工作将华北克拉通郯庐断裂带、鄂尔多斯古陆、太行山断裂带、扬子克拉通雪峰古陆、塔里木克拉通等5个区域作为战略选区，推进我国金刚石找矿工作。本文总结了我国金刚石原生矿找矿分布概况，在前辈工作的基础上编制了我国金刚石原生矿或与金刚石有关岩体的分布图，并介绍了金刚石原生矿找矿方法，希望藉此对金刚石找矿工作有所帮助。

1. 金刚石原生矿成矿类型

随着金刚石原生矿成矿理论不断发展，金刚石原生矿成矿类型亦不断丰富，目前人们认为金刚石的成矿类型主要有4种，包括金伯利岩（钾镁煌斑岩）型、超高压变质型、陨石撞击型及蛇绿岩型[2]。（1） 金伯利岩（钾镁煌斑岩）型金刚石矿源层主要位于古老克拉通范围内的上地幔深部，岩石圈和软流圈交界部位，金伯利岩或钾镁煌斑岩等主岩仅作为把金刚石从上地幔深部携带到地表的载体。含矿的金伯利岩主要发现于克拉通内部，而含矿钾镁煌斑岩则主要发现于克拉通边缘活动带和古、中元古代地台区。（2） 超高压变质型金刚石，含金刚石的岩石为长英质片麻岩、石英岩和大理岩等表壳岩石，表明在板块和地体边界，陆壳物质俯冲到大于150km深度之后，又折返到地表。（3） 陨石撞击型金刚石是陨石撞击地球后，在陨石坑中形成的熔融体中结晶而成。（4） 蛇绿岩型金刚石，在全球5个造山带的10处蛇绿岩的地幔橄榄岩或铬铁矿中均发现金刚石和其他超高压矿物的基础上提出的一种新的天然金刚石产出类型。认为早期俯冲的地壳物质到达地幔过渡带后被肢解，加入到周围的强还原流体和熔体中，当熔融物质向上运移到地幔过渡带顶部，铬铁矿和周围的地幔岩石以及流体中的金刚石等深部矿物一并结晶。之后，携带金刚石的铬铁矿和地幔岩石被上涌的地幔柱带至浅部，经历了洋盆的拉张和俯冲阶段，最终在板块边缘就位。除陨石撞击型金刚石原生矿未在国内发现，其他三种类型均有产出。

2. 金刚石指示矿物及相关岩石

金刚石伴生矿物在原生矿中的数量远多于金刚石，而且搬运距离比金刚石近[3]，在金刚石原生矿找矿中应对这些指示矿物充分重视。一般情况下金伯利岩型金刚石原生矿的指示矿物有镁铝榴石、铬尖晶石[4]、铬透辉石和镁钛铁矿等，钾镁煌斑岩的标志性伴生矿物为镁铝尖晶石、铬金红石等[5]，有这些指示矿物出现的地区且有金刚石出土，是预测金刚石原生矿的重要依据。

除了金伯利岩、钾镁煌斑岩中发现金刚石，在千枚岩、片麻岩、斑岩、碧玄岩、橄榄玄武岩、蛇纹岩、橄榄岩、榴辉岩中均发现过金刚石[6]，古老地台上发育碱性镁铁质岩或超镁铁岩、碱性超镁铁煌斑岩、碳酸岩、科马提岩和碱性玄武岩的区域，可作为大范围优选远景区的依据之一，但在局部地區它们又成为寻找金伯利岩的干扰岩体[7]。目前认为金伯利岩的围岩或盖层为含碳岩石时，对金刚石的富集是有利的[8]，因此炭质板岩、页岩以及碳酸盐区有利于金刚石形成。

3. 我国金刚石原生矿分布概况

我国有计划地开展金刚石找矿工作始于1952年，在华北地台、扬子地台、塔里木地台范围内，多个省份发现了金刚石和金伯利岩、钾镁煌斑岩[6]，金刚石原生矿床主要分布于华北克拉通的辽宁瓦房店和山东蒙阴，其次是湖南沅水流域，但主要是金刚石砂矿床[9]。目前，发现金刚石或与金刚石有关岩体中，按照金刚石原生矿成矿类型划分，我国大部分地区金刚石矿床属于金伯利岩或钾镁煌斑岩型，如山东蒙阴、河北涉县、吉林集安、辽宁瓦房店、贵州马坪、河南鹤壁等地区；江苏新沂地区属于超高压变质型；西藏罗布莎、丁青、泽当、日喀则、当穷、普兰、东波、新疆萨尔托海等地区则属于蛇绿岩型。各省金刚石找矿情况具体如下：

（1） 20世纪50年代，湖南沅水地区开始进行金刚石系统普查，90年代地质工作者在宁乡境内找到了在成分上类似于西澳钾镁煌斑岩的碱性岩群[10]。（2） 1965年，山东蒙阴[11]发现金刚石原生矿，且鲁西、鲁东具备良好的金刚石原生矿成矿地质条件，开展了大规模的金刚石原生矿普查。（3） 1965年起，在河北省境内开展大面积自然重砂扫面工作，80年代，重点围绕涉县东艾口[12]发现金刚石和镁铝榴石开展评价，采用重砂小样控制支流和选矿大样分段控制主流的方法沿漳河水系进行追索，发现了匡门—张家口金伯利岩带。（4） 20世纪60～70年代，吉林省开展了金刚石普查工作，并在集安地区[13， 14]发现59条金伯利岩脉，分布面积约39km2，虽然其后总体工作程度低，但是寻找大型金刚石原生矿床的有利地区。（5） 20世纪60年代中期，在贵州省镇远马坪地区发现金刚石原生矿，但认为是钾镁煌斑岩[15]根部相，矿体已遭到严重剥蚀。20世纪末，在黔东清水江流域亮江次级小支流中发现大量金刚石[5]。2014年贵州省101地质队在施秉翁哨地区开展野外地质调查工作的过程中，发现钾镁煌斑岩两处[16]。2014年～2015年，在黔东地区开展了1∶5万航磁测量，为该地区金刚石找矿提供支持。（6） 20世纪60～70年代，在辽宁复县、铁岭、桓仁、锦西等地[17]发现了金伯利岩，70年代以来，利用磁法配合重砂方法在辽南地区[18]找到了金刚石原生矿床。90年代，在瓦房店地区又新发现金伯利岩体3处。辽宁金刚石勘查工作已发现百余

个金伯利岩岩体，且金刚石品质较好。（7） 80年代以来，西藏自罗布莎蛇绿岩的一个矿区的铬铁矿中发现了金刚石，而后在康金拉矿区及雅鲁藏布江缝合带多个地幔橄榄岩体、班公湖—怒江缝合带的丁青地幔橄榄岩中陆续发现金刚石[2]。（8） 1987年，在湖北大洪山地区[19]发现钾镁煌斑岩，并在北京召开的金伯利岩国际研讨会上得到确认，是大洪山地区金刚石找矿类型的新突破。（9） 20世纪90年代，在山西北部[20]找到了含金刚石的金伯利岩和钾镁煌斑岩，重砂选获细粒级金刚石，虽然不具经济意义，但提供了重要的找矿线索。（10） 20世纪70年代，新疆巴楚地区[21]找到一种角砾状构造的镁铁—超镁铁岩，经新疆地质局科研所鉴定为金伯利岩。90年代，新疆喀拉喀什河水系重砂矿物中发现了大量钛铁矿，并找到了可作为寻找金刚石的指示矿物镁钛铁矿[22]。（11） 20世纪60至90年代，河南省也进行了大量的金刚石普查工作，共发现金刚石及其指示矿物异常区6处，鹤壁地区发现了金伯利岩体79个[23]。在漳河东艾口、安阳河王家岭等地区共出土金刚石6颗。（12） 20世纪80年代，苏北新沂—泗洪及贾汪地区被选定为全国重要金刚石找矿远景区之一，该地区共获金刚石268颗，并发现大量镁铝榴石等指示矿物[24，25]。2015年，苏北金刚石找矿靶区铜山张集普查及泗洪梅花评价项目在徐州张集—房村地区开展了以航磁为主、航放为辅的1：1万航空物探综合测量，为进一步开展金刚石原生矿找矿工作提供了基础资料。（13） 1998年，浙江省龙游[26， 27]发现原生金刚石，至今已在深断裂控制区发现含金刚石似金伯利岩管140余处，具有重大的科研和找矿价值。（14） 2011年～2012年，安徽省宿州栏杆地区[28]的辉绿岩、橄榄玄武岩、火山角砾岩、玻基辉橄岩中分别选出金刚石，累计数量超过200颗。（15） 2015年，从内蒙古贺根山[29]蛇绿岩铬铁矿取样，通过重砂选矿，挑选出了130余粒晶形完好的金刚石。

4. 金刚石原生矿找矿方法

4.1 地质方法

4.1.1 区域地质类比及地质追索法

（1） 区域地质类比法。该方法主要通过与已知金刚石原生矿地质条件进行对比，寻找相似之处。例如，前苏联通过对西伯利亚的地质条件的研究，认为与盛产金伯利岩的南非极为相似，从而在西伯利亚开展找矿并取得成功，开创了区域地质类比法寻找金伯利岩的先例[30]。（2） 地质追索法。金刚石原生矿较少，规模较小，但具有有成群、成带出现的特点，地质追索法以某个地区找到的第一个原生矿为基础，在初步查明原生矿与构造的关系后，进行构造追索，进而直接寻找新的金刚石原生矿。

4.1.2 重砂法

重砂法是寻找金刚石原生矿的最基本、最有效手段[31]，在重砂法实践中不仅要注意金刚石，准确判定金刚石指示矿物也至关重要，这将又省又快地对工作区做出评价，对金刚石的普查找矿十分有利。我国和南非、前苏联等国家的第一个金伯利岩都是重砂法找到的。

通常根据气候、地貌等条件，重砂法采用两类方法，包括土壤方格网重砂法和水系重砂法。在气候干旱、地表水系不发育的准平原化地区，采用地表土壤方格网重砂法。水系发育地区则采用水系重砂法，通常用重砂小样控制支流和选矿大样分段控制主流的方法对水系进行追索，但应注意次生储矿层在普查中的干扰。重砂法找到了河南中部第一颗金刚石，发现了匡门—张家口金伯利岩带，湖南、贵州、广西用此法发现许多矿点。

4.2 物探方法

大部分地区的金伯利岩或钾镁煌斑岩具有一定磁性，金伯利岩普遍表現为低电阻率的特征，与围岩之间亦存在密度差，某些地区的金伯利岩放射性强度不高，但规律明显。金刚石母岩的地球物理特征为物探方法的使用提供了物理基础。物探方法不仅可以确定金刚石母岩的位置，还可以确定其边界、埋深和规模等信息[32]，具体方法包括地面磁法、电法、重力、放射性法，卡帕测量以及航空物探方法等[3]。在地面物探方法中，磁法效果最佳，应用最广，是直接或间接寻找金伯利岩等与金刚石有关岩体的有效手段之一。电法和重力测量因效率低且质量不稳，不宜用于大面积普查找矿，一般用于协助磁法，圈定岩体边界。物探方法的选择使用应根据工作地区的区域地质特征和自然地理条件而确定[33]。航空物探方法经济、高效、探测面积大，已在辽宁、贵州、江苏等多省应用于金刚石找矿工作。航磁测量是金刚石找矿的重要手段，航放作为辅助方法在金刚石找矿中也有所应用，近年来航磁梯度测量也正在我国金刚石找矿区开展试验工作。卡帕测量则通过研究铁磁性矿物的分布规律，追索金刚石原生矿。

4.3 化探方法

钾镁煌斑岩的试验表明金刚石原生岩体一般均含有某些特征元素，其中Cr、Ni、Ti和Nb含量偏高，具有地球化学探矿前提。金伯利岩中微量元素Cr、Ni、Co含量，高于镁铁质岩而低于超镁铁岩；Nb、Ti、Ba、As、U、Th含量高于镁铁质岩和超镁铁岩，在外应力作用下，形成高含量的分散晕（流）异常。但地球化学寻找金刚石需与地质、物探、遥感等其他方法配合使用，应尽可能在收集基础地质和综合找矿资料基础上，确定重点找矿区[7， 34]。

4.4 遥感方法

图2 金刚石原生矿找矿方法

遥感方法具有视野广、区域性大的特点，可利用该方法缩小靶区范围[34]。风化作用使金伯利岩流失形成的金刚石主要积聚在沙洲、沙坝、河滩及河谷阶地以及风化壳、负地形处；金刚石被长时间风化，在地表表现为土状，在进行鉴别时就能发现鳞片状金云母和圆形颗粒；金伯利岩属于暗色岩，在剧烈的风化作用和原岩蚀变下，形成风化产物，其主要组成为叶蛇纹石、胶蛇纹石、纤维蛇纹石和绿泥石等矿物，呈现金刚石矿床“兰土”；金刚石矿床风化球，脱落后出现球印模凹坑，可通过风化物面积及呈褐色风化壳加以鉴别。

5. 结束语

（1） 我国大部分省份已开展金刚石找矿或进行了找矿前景分析，金伯利岩（钾镁煌斑岩）型金刚石矿床主要分布于古老克拉通及其边缘活动带，分布于我国的东北、中东部、西南等省份，超高压变质型金刚石矿床主要分布在大别—苏北—胶东一带；蛇绿岩型金刚石矿床主要分布于板块边缘的西藏、新疆地区。

（2） 从1952年有计划地开展金刚石找矿工作，至今已有64年的历史，已知金刚石产地的勘查开发利用程度较高，部分金刚石原生矿已枯竭停产，金刚石原生矿通常规模小，找矿工作难度大，有的地区几十年金刚石找矿工作仍未取得显著进展，亟需利用我国新一轮金刚石找矿工作的契机，集合优势资源，深入开展金刚石找矿工作。

（3） 根据已知到未知的原则，金刚石原生矿找矿以研究程度高、资料丰富、物化遥异常明显的金刚石已知矿为突破口，总结金刚石成矿规律、找矿模型，在外围或有金刚石成矿指示的区域进一步开展详细工作。金刚石原生矿有较多的找矿方法，在研究成矿地质背景、地球物理特征、地球化学特征、指示矿物的基础上，发挥区域地球物理、遥感的先导作用，以地质观察研究为基础，以重砂法为主要手段，综合利用多种方法是寻找金刚石原生矿的重要途径。

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