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中国金刚石矿产资源综述(1)
2022-02-28 | 阅:  转:  |  分享 
  
中国金刚石矿产资源综述(1)

胡经国(Y

金刚石是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是一种战略资源高经济价值矿产资源,的巨粒和大粒金刚石中国金刚石史或早于印度



一、金刚石矿产资源概述

金刚石是一种由纯碳组成的矿物。约在清代末年,金刚石也称为钻石,其词义显然来自金刚钻,两者在内涵和外延方面是相等的,即金刚石与钻石在含义上是一样的。

金刚石是自然界中最坚硬的物质。碳在高温、高压下成金刚石。碳

金刚石是一种战略资源高经济价值矿产资源,广泛用于航天军精细研磨材料、高硬切割工具、各类、精密仪器部件等工业纳入国家矿产勘查范畴。

原生金刚石是在地下深处130~180km)、高温900~1300℃)、高压45~60下结晶而成的形成年代相当久远。南非金伯利矿,橄榄岩型约形成于距今33亿年前;而大利亚阿盖尔矿、博茨瓦纳奥拉伯矿,榴辉岩型虽说年轻,也分别15.8亿年和9.9亿年了。

金刚石有岩浆岩和砂矿两类。已知含金刚石的岩浆岩有金伯利岩、钾镁煌斑岩橄榄岩其中金伯利岩型和钾镁煌斑岩型具有工业意义。40个。总体上,非洲、大洋洲和亚洲金刚石矿产资源较多。据美国矿业局1996年报道,全世界探明金刚石基础储量仅19亿,远不能满足与工业消费的需要。金刚石主要生产国为澳大利亚、俄罗斯、南非、博茨瓦纳和扎伊尔等。90%以上,俄罗斯约占26%,南非约占25%,博茨瓦纳约占19%,澳大利亚和扎伊尔只约占5%。

自20世纪60年代以来,人工合成金刚石技术兴起,至90年代日臻完善金刚石几乎已完全取代工业用天然金刚石其用量占世界工业用金刚石消费量的90%以上在中国已达99%以上。

中国有计划地开展金刚石地质勘查工作始于1952年。50年代勘查的重点为金刚石砂矿。1952~1953年地质部派专家并组成普查队对山东沂沭河流域进行踏勘和普查1953年地质部组建湖南沅水地质队(后改名队)开展湖南沅水流域金刚石砂矿的普查勘探工作至1967年探明了湖南常德等4个金刚石砂矿。

1957年地质部组建山东沂沭河地质队(后改名队)对山东沂沭河流域和胶东地区进行金刚石普查勘探,先后探明了于泉、陈家埠等5个金刚石砂矿床。1964年全国第一次金刚石专业地质会议动员开展金刚石原生矿普查找矿

1965年贵州地质局队在黔东镇远发现含金刚石的金伯利岩脉

同年8月山东地质局队在蒙阴常马庄发现中国第一个具有工业价值金伯利岩型金刚石原生矿床——红旗1号此后数年内陆续发现60余个金伯利岩体至1977年探明常马庄、王村、西峪、头村和红喜庄5个有工业价值的金刚石原生矿床

1971年6月辽宁省地质局区调队在辽宁复县发现含金刚石的金伯利岩管至1980年探明了30号、42号、50号、57号、68号和74号6个具工业价值金刚石原生矿床。

辽宁、山东、湖南等省金刚石原生矿床与砂矿的发现和勘查,基本查明了中国金刚石矿产资源的格局。

1988年,地质矿产部一直坚持大力开展金刚石找矿,并与英国、澳大利亚、比利时、加拿大等国的矿业公司或专家合资或合作在湖南、山东、贵州、广西、江苏、湖北、江西、山西、四川、新疆、西藏等广泛开展工作,取得一定的进展。

中国金刚石矿产资源比较贫乏通过近50年的地质工作,仅在辽宁、山东、湖南和江苏4省探明了储量。截至1996年底,中国保有金刚石储量2089.78万ct,在世界上不占重要地位。在质量上,中国辽宁省所产金刚石质地优良,宝石级金刚石产量约占总产量的70%。20世纪90年代以来,中国年产金刚石约10~15万ct,远不能满足本国消费的需要。国家所需工业用金刚石99%以上依赖国产金刚石1997年中国金刚石产量达4.4亿ct,天然工业用金刚石所占消费比重极为有限。国天然金刚石产品质量标准按用途、晶体特征及规格(ct粒)情况分为一级品、二级品等不同级别。中国金刚石原矿品位很低规定的最低可采品位比国外(南非、扎伊尔等)低几倍甚至10多倍。岩管最低可采品位定为0.075~0.15,砂矿最低可采品位定为0.01。要从如此贫乏的原矿中选出金刚石颗粒,必须采用复杂的选矿方法及多段磨矿、多段精选的工艺流程才能完成。16个省(区)发现了金刚石,但只在辽宁、山东、湖南和江苏4省有金刚石探明储量。截至1996年底,全国探明金刚石矿产地24处,累计探明金刚石矿物储量B+C+D级4746.69kg(折合2373.35万ct)。其中B+C级储量2480.23kg(折合1240.12万ct)。除山东省郯城县小埠岭金刚石砂矿已闭坑外,全国保有金刚石矿产地23处。其中,大型矿5处,中型矿5处,小型矿13处。全国保有金刚石矿物储量B+C+D级4179kg(折合2089.78万ct)。其中,B+C级矿物保有储量1924.26kg(折合962.13万ct)。

与世界一些国家的金刚石储量基础相比,中国金刚石储量约居世界第9~10位。但是,中国保有金刚石产地的勘查程度和可利用程度均较高。其中,已勘探矿产地储量占总储量的78.6%,已详查矿产地储量占总储量的20.2%,普查矿产地储量只占总储量的1.2%;已利用和近期可利用矿产地保有储量占总储量的84%,暂难利用矿产地储量占总储量的16%。

中国金刚石探明储量比较集中地取得于1964~1980年。在1985年以后,虽然探明储量基本没有增长,但在大力实施金刚石找矿计划中取得明显进展。例如,在辽宁省东部发现代号为109、110的两个含金刚石金伯利岩体,有待进一步查明工业价值。在山东省小埠岭火山岩区,发现金刚石和镁铝榴石。在山东、湖南、辽宁、吉林、山西、河北、贵州、江苏、江西、新疆、内蒙古和西藏等17个省(区)发现金刚石。在贵州、河北、湖北、湖南、山西等省发现钾镁煌斑岩;其中,在湖南省桃源的钾镁煌斑岩中发现金刚石。在西藏自治区发现含金刚石橄榄岩等。这说明,中国兼备金伯利岩和钾镁煌斑岩这两种类型原生矿的成矿地质条件,有进一步扩大资源量的可能性。

五、中国金刚石矿产资源地理分布

中国已探明的金刚石储量分布在辽宁、山东、湖南和江苏4省,而主要集中在辽宁和山东两省。在中国1996年金刚石保有矿物储量中,辽宁省有2204.17kg,占总量的52.74%;山东省有1863.31kg,占总量的44.58%;二者合计占总量的97.32%。湖南和江苏2省合计保有112.08kg,仅占总量的2.68%。

辽宁省是中国金刚石矿产资源第一大省,保有金刚石矿产地9处,均位于瓦房店市(复县)。其中,6处为原生矿产地(大型3处、中型2处、小型1处);砂矿产地3处(中型1处、小型2处)。

山东省是中国金刚石矿产资源第二大省,也是最早发现金刚石原生矿床的产地。山东省共保有金刚石矿产地9处。其中,原生矿产地5处(大型2处、小型3处),均分布于蒙阴县;砂矿产地4处,均为小型产地,分布于郯城县。

湖南省金刚石开发较早,共保有4处产地,均为砂矿。其中,常德丁家港矿和桃源县桃源矿为中型产地,另2处均为小型矿。

江苏省仅在新沂市王圩普查了一个金刚石砂矿产地,探明储量甚微,仅0.089kg,可供进一步工作。

六、中国金刚石矿产资源成矿区

据1987年资料,中国主要金刚石有:辽东吉南成矿区,有中生代和中古生代两期金伯利岩。鲁西、苏北、皖北成矿区,下古生代可能有多期金伯利岩。晋、豫、冀成矿区,已在太行山、嵩山、五台山等地发现金伯利岩。湘、黔、鄂、川成矿区,已在湖南沅水流域发现了4个具工业价值的金刚石。是金刚石消费大国,而且长期靠进口因此,扬子地台金刚石找矿若能取得突破,意义重大。为使金刚石找矿工作不断线,中国地质调查局安排了扬子地台金刚石找矿方向研究与异常查证项目经过三年工作,预测了湘西北地区金刚石原生矿5个成矿远景区、22个重点找矿靶区。湖南省金刚石及其指示矿物大量出土,综合成矿地质条件好,一定赋存有具工业价值的金刚石原生矿。

1、资源贫乏、分布集中65.79kg,与世界大型金刚石矿床无法对比。中国保有金刚石矿物储量总量,仅相当于世界金刚石储量基础的0.1%,人均金刚石储量占有量甚微。探明储量只集中分布在辽宁、山东、湖南、江苏等少数省份,大部分省(区)尚无探明储量。长期以来,由于探明储量少,可供开发利用的产地不足,金刚石一直是中国的短缺矿产之一。

2、矿床类型以金伯利岩型原生矿为主

在保有储量中,以金伯利岩型金刚石原生矿床为主,其储量占总储量的95%以上。金刚石砂矿仅占近5%。

3、矿石品位偏低

中国金刚石砂矿产地的矿石地质平均品位多在4~8mg/m3区间内;唯有辽宁省瓦房店市头道沟砂矿矿石平均品位达到14.6~16.5mg/m3。金刚石原生矿的金刚石品位,山东省产地较辽宁省产地高。山东省蒙阴金刚石矿产地矿石平均品位为53.57~672.313mg/m3,其中王村金刚石矿平均品位最高;辽宁省瓦房店金刚石原生矿产地,保有矿石平均品位为29.8~462mg/m3,最高的为头道沟68号岩管。

4、产品质量较好

就装饰(工艺)用金刚石而言,对优质的天然宝石级金刚石(钻石),要求晶体光泽明亮、透明清澈、无包裹体。因此,金刚石晶体的颜色、透明度和晶体大小,便成为装饰用金刚石的主要质量等级标准。无色透明、纯净者均为优质上等品;纯净透明带蓝黄者为佳品;有些色调很浓如深色“蓝钻”、“金钻”、“黑钻”为少见珍品。粒度方面的标准为∶宝石一级品大于6.00ct/粒,宝石二级品大于3.00ct/粒。

中国天然金刚石产品质量标准,按用途、晶体特征及规格(ct/粒)情况分为一级品、二级品等不同级别。

中国金刚石产品质量总体较好。特别是辽宁省所产金刚石质地优异,宝石级金刚石按地质品位统计,虽仅占30%;而按开采年度产量统计,宝石级金刚石产量最高占年度产量的70%以上,倍受世界称赞。山东省金刚石产品中,宝石级金刚石约占15%~20%。金刚石砂矿的宝石级含量和粒度,均明显高于金刚石原生矿床。湖南、辽宁、山东三省金刚石砂矿的宝石级金刚石,依次占总量的60%、50%和30%。但是,著名大颗粒金刚石却多发现于山东省,且金刚石晶体完整度相对较好。

就工业用金刚石产品而言,对天然Ⅰ型金刚石,主要利用它们的高硬、高耐磨性能;而对Ⅱ型金刚石,主要利用它们良好的导热性和半导体性能,生产各种金刚石产品。

中国金刚石矿中,Ⅱ型金刚石占有一定的比重。根据对部分金刚石矿体金刚石样品的初步测试结果,山东省蒙阴县王村矿区胜利1号岩管的Ⅱ型金刚石含量,占金刚石样品总量的18.67%;其中Ⅱb型占Ⅱ型全量的24.67%。辽宁省瓦房店头道沟矿区50、51、68、74号矿体中,Ⅱ型金刚石含量占金刚石样品总量的3.86%;其中Ⅱb型又占Ⅱ型全量的5%。湖南省常德丁家港砂矿,Ⅱ型金刚石含量占金刚石样品总量的2.6%,全为Ⅱa型金刚石。

八、中国金刚石矿床时空分布及成矿规律

1、含金刚石金伯利岩型金刚石原生矿床

中国已知具有工业价值的金刚石原生矿床,均为含金刚石金伯利岩型,其时空分布与成矿规律是:

①、含矿金伯利岩体多出露于地台区,以及地台与地槽衔接的深大断裂地带,如华北地台的郯庐断裂带。

②、岩浆侵入地质时代为新元古代-古生代,以古生代为主,同位素年龄约为1800~370Ma(Ma=百万年)。同位素年龄是同位素地质年龄的简称,又叫做绝对(地质)年龄,是指根据放射性衰变规律所确定的、以年为单位的地质体的年龄Ni、钴Co、铬Cr、钪Sc、铜Cu、铅Pb、铷Rb、钙Ca以外,常富含铌Nb、钽Ta、钡Ba、锶Sr和稀土元素,且H2O和CO2含量偏高。钪Sc和铌Nb含量对金刚石找矿具有特别意义。

⑤、在含矿金伯利岩矿物组成中,主要矿物为橄榄石和金云母;指示矿物有:铬镁铝榴石、镁铬铁矿、镁钛铁矿、铬透辉石;副矿物有磁铁矿、铈钙钛矿、碳硅石、金红石、榍石、锆石、磷灰石和金刚石等;次生蚀变矿物以蛇纹石、碳酸盐类矿物为主;另外,还含有捕虏体矿物如橄榄石、透辉石和角闪石等,以及其它围岩矿物。

⑥、金伯利岩结构有块状、斑状和角砾状三种主要类型。

⑦、金伯利岩的含矿性差异在于∶岩管状岩体含矿富,粗斑多斑结构含矿高,富铬、富镁、高温高压矿物多的岩体含矿性强;第一代(原生的)富镁贫铁的橄榄石与金刚石呈正消长关系,高铬镁铝榴石含量与金刚石呈正消长关系,金云母含量及金云母富铁量与金刚石呈反消长关系。

2、第四纪金刚石砂矿

中国的金刚石砂矿床在华北地台、扬子地台和塔里木地台等地台均有发现。具有工业意义的金刚石矿床为产于华北地台和扬子地台的第四纪金刚石砂矿。







2009年12月1日2010年2月日

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(本文系胡经国图书...原创)