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金刚石碳同位素组成和成因

刘观亮  韩友科  翟丽娜  高善继  汪雄武  连大炜  苗青  车锋  
【摘要】:本文研究了我国3个主要金伯利岩、钾镁煌斑岩金刚石矿区和1个金刚石砂矿区中的230多颗金刚石的碳同位素组成,获得金刚石的δ~(13)C值为-26.06~+1.5‰,其差值达28.00‰。已获资料表明,金刚石的结晶习性与其碳同位素组成没有固定关系,但金刚石的颜色和类型与碳同位素组成有一定关系,不同矿区或不同地区的金刚石碳同位素组成有自身的特点。研究结果还表明;造成金刚石δ~(13)C值的巨大差别的原因主要是地幔不均一性,特别是在太古宙—元古代的俯冲作用过程中,地壳有机碳参与上地幔再循环作用起着决定性的影响。本文将金刚石碳同位素组成的差异,置于上地幔横向、垂向整个剖面的C-O-H系统中来考察其原因,认为碳同位素的巨大差别在金刚石结晶生长之前早已形成;并提出了太古代—元古代的岩石圈古龙骨通过俯冲作用、超变质-交代作用、均衡化作用三阶段演化模式的形成机理,从而对金刚石碳同位素组成的差异作出合理的解释。在金伯利岩或钾镁煌斑岩岩浆形成之后的C-O-H封闭系统中,不会导致巨大的碳同位素分馏作用,岩石圈古龙骨两大套三阶段演化模式的新思路,不仅对金刚石的成矿理论、原生金刚石矿床普查找矿有重要意义,对扬子克拉通东南缘,以及其它地区岩石圈增厚机理可能具有普遍意义。

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