王照波 王慶軍 朱成河 丁志豪

摘要： 根據(jù)山東蒙陰各類金伯利巖及其相關(guān)幔源捕擄體的化學(xué)成分，研究了金伯利巖殼源混染程度與巖石類型之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)橄欖巖—碎裂狀橄欖巖—粗斑金伯利巖—細(xì)粒金伯利巖之間，其殼源混染程度逐漸增高。粗斑金伯利巖的殼源混染程度接近碎裂狀橄欖巖，表明粗斑金伯利巖是碎裂狀橄欖巖的進(jìn)一步碎裂的產(chǎn)物；金伯利巖經(jīng)歷了地幔橄欖巖的部分熔融形成碎裂狀橄欖巖、斑狀金伯利巖。根據(jù)金伯利巖中大理巖包體、黃鐵礦的Re Os同位素研究，獲得了蒙陰金伯利巖的侵位時間分別為227.97Ma和245.80Ma，屬于三疊紀(jì)，與蘇魯 大別造山帶的形成時間一致，由此分析蒙陰金伯利巖的侵位與揚子板塊和華北板塊的碰撞有關(guān)，也似乎暗示了華北克拉通破壞的初始階段。華北冰蓋冰川對于金剛石的搬運方式、搬運路徑與流水搬運之間存在巨大差異，需要對金剛石的供源與分散進(jìn)行重新認(rèn)識。地表大量分布的人造金剛石對金剛石的找礦工作已經(jīng)造成干擾與誤導(dǎo)，需要引起重視。

關(guān)鍵詞： 金伯利巖；殼源混染；部分熔融；Re Os同位素；冰川搬運；人造金剛石

中圖分類號： ?P597＋.3；P619.24＋.1 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼： ?A ???doi：10.12128/j.issn.1672 ?6979.2023.04.002

引文格式： 王照波，王慶軍，朱成河，等.山東金伯利巖的殼幔混染、部分熔融、Re Os同位素年齡及冰蓋冰川搬運、人造金剛石干擾等領(lǐng)域研究最新進(jìn)展［J］.山東國土資源，2023，39（4）：12 21.WANG Zhaobo， WANG Qingjun， ZHU Chenghe， et al. Recent Progress in Research on Crust Mantle Contamination， Partial Melting， Re ???Os Isotopic Age Ice Sheet Glacier Transport， Artificial Diamond Interference and Other Fields of Kimberlite in Shandong Province［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（4）：12 21.

0 引言

目前，自然界中出產(chǎn)金剛石的巖石類型有2種，即金伯利巖與鉀鎂煌斑巖。人類于1870年首先在南非發(fā)現(xiàn)含金剛石的超基性角礫巖，次年在南非金伯利城附近也發(fā)現(xiàn)了同樣的含金剛石巖石，C·劉易斯于1887年將這種巖石命名為金伯利巖。隨后， ?國際上也相繼在蘇聯(lián)（1954）、加拿大（1991）等地發(fā)現(xiàn)了大量的金伯利巖型金剛石原生礦。1979年在澳大利亞西部發(fā)現(xiàn)了具有經(jīng)濟(jì)價值的鉀鎂煌斑巖型金剛石原生礦［1］。

我國于1965年7月在貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)率先取得金剛石找礦突破，屬于我國首次發(fā)現(xiàn)金剛石原生礦，命名為“東方一號”［2 3］。此后，1965年8月24日在山東蒙陰常馬村北小山谷中發(fā)現(xiàn)金剛石原生礦，命名為 ?“紅旗一號”［4］，稍后相繼發(fā)現(xiàn)了常馬、西峪、坡里3個金伯利巖帶，并進(jìn)行了較為廣泛的研究［5］。此后，針對金伯利巖也斷續(xù)開展了部分研究工作［6 7］。其中，王照波等［8］對蒙陰金伯利角礫巖的巖石特征進(jìn)行研究，首次發(fā)現(xiàn)并提出金伯利巖管的形成具有隱爆作用的性質(zhì)，近似隱爆角礫巖筒［8］；對含有大量蒙陰原生礦金剛石供源的中間儲集層——白彥礫巖進(jìn)行了孢粉年代學(xué)研究，首次發(fā)現(xiàn)并提出白彥礫巖的沉積時間為中侏羅世，并非前人認(rèn)為的古近紀(jì)—新近紀(jì)，這限定蒙陰金伯利巖的侵位時間不會晚于中侏羅世［9］；對蒙陰金伯利巖的控制構(gòu)造進(jìn)行研究，首次發(fā)現(xiàn)并提出其控制構(gòu)造繼承并沿襲了“牛嵐構(gòu)造體系”的觀點，并非前人認(rèn)為的沂沭斷裂帶及上五井?dāng)嗔芽氐V［10］；通過對蒙陰金伯利巖的侵位地層、金剛石的中間儲集層、金伯利巖的古地磁、區(qū)域優(yōu)勢節(jié)理構(gòu)造形跡等對蒙陰金伯利巖的侵位時間進(jìn)行綜合約束，首次提出蒙陰金伯利的侵位時間在石炭紀(jì)—侏羅紀(jì)之間的觀點，并非前人認(rèn)為的奧陶紀(jì)［11］；對蒙陰小方山一帶奧陶紀(jì)地層中的金伯利巖進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其為金伯利巖巖床，并非前人認(rèn)為的巖脈或巖體［12］。

近幾年來，筆者就山東蒙陰金伯利巖的殼?；烊境潭取⒌蒯ｉ蠙鞄r的部分熔融、金伯利巖中的黃鐵礦Re Os同位素年齡、冰蓋冰川對金剛石及伴生礦物的搬運路徑、人造金剛石的特征及其對金剛石找礦工作的干擾等幾個方面的問題進(jìn)行了探索性研究，以便供找礦實踐與相關(guān)領(lǐng)域的研究討論。

1 金伯利巖

“金伯利巖”這個名詞自誕生之日起，相關(guān)研究者就想給這個賦存金剛石的母巖下一個確切的定義。但由于金伯利巖物質(zhì)組成異常復(fù)雜，可謂目前地球上已知的巖石中成分最為復(fù)雜的巖石，因此，許多的研究者都試圖對其進(jìn)行合理的命名與定義。如：Shand與Holmes認(rèn)為金伯利巖是黃長玄武巖加上二輝橄欖巖的碎塊；Dawson認(rèn)為金伯利巖是出現(xiàn)于堿性—碳酸巖雜巖中的一員［1］。朱源提出金伯利巖是一種富含揮發(fā)組分的鉀質(zhì)超基性巖，為產(chǎn)自上地幔的在上侵過程中與殼層硅酸鹽發(fā)生過較強(qiáng)烈的混染交代的巖漿產(chǎn)物［5］；池際尚等［1］對我國金伯利巖研究后提出金伯利巖是一種充滿晶體（地幔及深源物質(zhì)解體物）、充滿流體及有時數(shù)量并不占絕對優(yōu)勢的硅酸鹽熔體的三組分固結(jié)而成。池際尚等［1］的研究則將殼源混入物排除在金伯利巖之外，僅將地幔來源的物質(zhì)視作金伯利巖組成，并提出了自然界存在“金伯利巖漿”的概念，該“金伯利巖漿”是指不含地殼物質(zhì)的金伯利巖再剔除其中的地幔捕擄體。并認(rèn)為細(xì)晶金伯利巖近似的代表“金伯利巖漿”。

2 ?山東金伯利巖的殼源混染程度與混染過程

地殼組分是金伯利巖中事實存在而又無法徹底剔除的物質(zhì)組成，僅從巖石的物質(zhì)組成而言，金伯利巖是一種幔、殼物質(zhì)以不等比例混合而成的混雜巖。幔源物質(zhì)為金伯利巖的初始物質(zhì)組成，在巖漿隱爆—上侵過程中混入了大量不同粒級的殼源物質(zhì)［8］，這是導(dǎo)致其組分極為復(fù)雜的根本原因，因此也使得金伯利巖發(fā)生了嚴(yán)重的殼?；烊尽＝鸩麕r的混染程度，在一定程度上不僅會影響其放射性同位素的研究與成果的可靠性，進(jìn)而也影響到對金伯利巖巖漿演化的研究與認(rèn)識。因此有必要對蒙陰地區(qū)金伯利巖中的殼源物質(zhì)的混染程度進(jìn)行分析。

2.1 金伯利巖的殼源混染程度

池際尚等在對蒙陰等地區(qū)金伯利巖進(jìn)行混染程度研究后認(rèn)為明顯受到殼源混染的樣品非常少，選取的細(xì)粒金伯利巖樣品基本未受到殼源物質(zhì)的混染［1］。但董振信［13］對我國金伯利巖的研究則得出不同的認(rèn)識，認(rèn)為金伯利巖是一種混雜巖，我國部分金伯利巖受殼源混染是較為明顯的［13］。

為了判斷幔源巖石的殼源混染程度，llupin與Lutts曾經(jīng)采用Si/Mg與Mg/（Mg+Fe）的原子比值來判別殼源物質(zhì)的混染程度，經(jīng)綜合研究后提出Si/Mg＞0.88，Mg/（Mg+Fe）＜0.85可以代表樣品受到了殼源物質(zhì)的混染，數(shù)值偏離程度代表了殼源物質(zhì)混染的程度［1］。Fesq等經(jīng)過大量的研究后認(rèn)為，只要滿足Si/Mg>1.20即可視為金伯利巖受殼源混染的判別標(biāo)準(zhǔn)［13］。

表1統(tǒng)計了不同類型金伯利巖的主量元素的分析數(shù)據(jù)［5］，按照巖性的不同進(jìn)行混染指數(shù)計算，為了獲得金伯利巖的初始元素特征，本次還采用了蒙陰常馬金伯利巖中方輝橄欖巖、石榴子石純橄欖巖、純橄欖巖、碎裂狀石榴子石純橄欖巖、碎裂狀純橄欖巖等各類橄欖巖深源捕擄體的主量元素分析數(shù)據(jù)［5］。

將各類包體及巖性的分異指數(shù)數(shù)值投繪到Mg/（Mg+Fe）與Si/Mg二元圖上（圖1）［13］，根據(jù)各類巖性在殼源混染圖中的位置，獲得了山東蒙陰金伯利巖的混染曲線（圖1）。

（1）金伯利巖中的方輝橄欖巖（Si/Mg=0.77）與純橄欖巖（含石榴子石純橄欖巖）（Si/Mg=0.842）深源包體位于地殼物質(zhì)未污染區(qū)，即符合Si/Mg＜0.88，Mg/（Mg+Fe）＞0.85限定條件，為llupin與Lutts限定的無地殼物質(zhì)混染。這與自然狀態(tài)相一致，這些以固體狀態(tài)上升的地幔深源包體，其基本不具備受到殼源物質(zhì)混染的條件［1］。

（2）碎裂化純橄欖巖與碎裂化石榴子石純橄欖巖包體（Si/Mg=0.85），也符合Si/Mg＜0.88的判定條件，其Si/Mg值接近于純橄欖巖，只是由于鐵質(zhì)的增加，使其Mg/（Mg+Fe）＜0.85，而殼源的標(biāo)志性物質(zhì)Si的加入不明顯，表現(xiàn)為沒有經(jīng)歷殼源污染，該類橄欖巖包體盡管呈碎裂狀，但其仍然以深源包體的狀態(tài)存在，其變化的原因應(yīng)該為處于巖石圈地幔環(huán)境中的橄欖巖發(fā)生碎裂，并沿裂隙發(fā)生了部分熔融，在部分熔融的過程中鐵質(zhì)成分的相對增多所致。因碎裂是在地幔環(huán)境下發(fā)生的，故與地殼物質(zhì)之間沒有混染關(guān)系，橄欖巖碎裂后仍為一個完整的固體狀態(tài)，以包體形態(tài)被帶到地表。

（3）粗斑金伯利巖（Si/Mg=0.89）與含巖球斑狀金伯利巖（Si/Mg=0.92）則與碎裂狀橄欖巖的Si/Mg值相近，都超過了Si/Mg＜0.88的標(biāo)準(zhǔn)，但符合Si/Mg＜1.20的標(biāo)準(zhǔn)［13］。該類巖石主要由橄欖石深源包體構(gòu)成，顯示了較微弱的殼源混染。而粗斑金伯利巖極為接近殼源污染的Si/Mg＜0.88邊界值，顯示已經(jīng)具有輕微的殼源污染，其Si/Mg值、Mg/（Mg+Fe）值都與碎裂狀橄欖巖包體的數(shù)值相近，顯示了粗斑金伯利巖與碎裂化純橄欖巖之間具有內(nèi)在的演化聯(lián)系，即與碎裂狀橄欖巖進(jìn)一步熔融有關(guān)。

（4）細(xì)粒金伯利巖（Si/Mg=2.02）的混染程度最高。盡管由于粒度偏細(xì)而不易分辯，但其中混入了大量殼源物質(zhì)。因此細(xì)粒金伯利巖不能代表金伯利巖的基本成分特征，它是由部分熔融程度較高的幔源熔漿與多被溶蝕掉的殼源物質(zhì)的混合物。碳酸鹽化金伯利巖則與細(xì)粒金伯利巖的進(jìn)一步混染有關(guān)，其混染程度比細(xì)粒金伯利巖更甚。金伯利角礫巖由于其中存在大量的殼源角礫，其成分已經(jīng)完全偏離了金伯利巖的演化曲線（圖1）。

2.2 金伯利巖的殼源混染過程

根據(jù)上述的各類包體及巖石的殼源混染程度圖解（圖1），可以顯示出自“純橄欖巖包體→碎裂狀橄欖巖包體→粗斑金伯利巖→細(xì)粒金伯利巖→碳酸鹽化金伯利巖”之間，在混染程度上存在明顯的遞進(jìn)演化關(guān)系，演化趨勢曲線明顯，該曲線實質(zhì)上顯示了金伯利巖從無殼源混染的地幔源區(qū)到地殼表層的混染過程，也代表了各類金伯利巖的演化過程。

據(jù)此可以獲得如下認(rèn)識：純橄欖巖包體代表了巖石圈地幔深部的原質(zhì)巖石；由于某種力學(xué)狀態(tài)的改變使得純橄欖巖發(fā)生了碎裂，壓力的降低導(dǎo)致橄欖巖沿著裂隙發(fā)生部分熔融；當(dāng)部分熔融進(jìn)一步加強(qiáng)時，則沿著裂隙將橄欖巖熔融成含橄欖巖塊包體的巖漿，其上侵就位形成為粗斑金伯利巖。應(yīng)該說，作為巖石狀態(tài)存在的粗斑金伯利巖，是各類金伯利巖中殼源混染程度最為輕微的巖石，它的物質(zhì)特征，可以近似的代表初始金伯利巖巖漿，也即在巖石圈地幔環(huán)境下具有巖漿特性的金伯利巖漿，其實質(zhì)是部分熔融的橄欖巖，代表了金伯利巖漿的初始物質(zhì)組成。

由于金伯利巖是地幔橄欖巖與地殼組分的混合物，鑒于地幔橄欖巖與地殼組分均為時代久遠(yuǎn)的礦物巖石，其混合后的成分也必然繼承了大量的古老物質(zhì)，這很容易導(dǎo)致測年結(jié)果的偏老，因此，只有在地幔橄欖巖部分熔融或者上侵過程中生成的新礦物，對金伯利巖的侵位年齡有代表意義。

3 ?山東蒙陰金伯利巖初始巖漿演化過程——地幔橄欖巖部分熔融

從金伯利的殼源混染程度上較為直觀的顯示了金伯利巖來源于幔源橄欖巖的部分熔融。圖2b玄武巖形成過程中SiO2與其他元素氧化物相關(guān)性圖解（Harker圖解）［14］，反映了地幔橄欖巖分離結(jié)晶形成玄武巖的成分變化的一般形式。將金伯利巖的相關(guān)巖石按照前述殼幔混染的程度不同，繪制了金伯利巖的成分演化過程圖解（圖2a），則反映了地幔橄欖巖向金伯利巖演化過程中的元素氧化物的演化趨勢，這一過程則顯示了地幔橄欖巖從開始分解到部分熔融的演化過程。圖2底部橫坐標(biāo)代表巖石中SiO2的含量，以地幔橄欖石的SiO2平均含量值（41.5%）為中線，向右示橄欖石質(zhì)原始熔漿的分離結(jié)晶形成各類玄武巖的成分演化特征，向左示橄欖石質(zhì)的固體橄欖巖經(jīng)部分熔融后形成各類金伯利巖的成分演化特征。通過對K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO/10等7種氧化物制作的Harker圖解（圖2），在金伯利巖的形成過程中，MgO與Al2O3顯示出了較強(qiáng)的線性演化關(guān)系，Al2O3的起始點指向橄欖石SiO2為41.5%、Al2O3為零的橄欖石理論值原點；MgO的原始起點指向橄欖石的SiO2為41.5%、MgO為51.5%的橄欖石理論值原點。這顯示橄欖石經(jīng)部分熔融后，隨著部分熔融程度的增加，橄欖巖向碎裂化橄欖巖、粗斑金伯利巖方向演化的過程，這與殼幔混染程度圖解（圖1）之間具有吻合性。

Hugh R.Rllison認(rèn)為，初始橄欖巖如果從熔漿狀態(tài)發(fā)生分離結(jié)晶，則會隨著橄欖石的分離結(jié)晶發(fā)生橄欖石的殘留，巖漿成分隨著SiO2的增加會導(dǎo)致K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等6種氧化物的相應(yīng)增加［13］。但是在橄欖石發(fā)生部分熔融時，會由于橄欖巖中熔體量的增加與SiO2抽離，則導(dǎo)致硅質(zhì)的減少與K2O、Na2O、TiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3氧化物的相對增加。

這是由于地幔橄欖石發(fā)生部分熔融時，因SiO2具有的較低的熔點，導(dǎo)致SiO2成分較早呈熔融狀態(tài)，且更容易從橄欖巖部分熔融的裂隙中抽離，進(jìn)而使得部分熔融后的橄欖巖（碎裂狀橄欖巖與斑狀金伯利巖）具有更低硅質(zhì)的特征。在部分金伯利巖帶的邊緣（如蒙陰常馬礦帶南端的紅旗27、蒙陰西峪礦帶南端的紅旗2號）能夠見到一種強(qiáng)硅化的金伯利巖，這種巖石的細(xì)粒成分幾乎全由硅質(zhì)組成，但高硅質(zhì)成分中卻可以見到卵斑狀的橄欖石包體，該類巖石的SiO2含量最高可達(dá)到68.42%。這種成分嚴(yán)重不協(xié)調(diào)的強(qiáng)硅化金伯利巖的形成，應(yīng)當(dāng)與橄欖石部分熔融過程中抽離的硅質(zhì)熔體有關(guān)。

由圖2可見，橄欖石在部分熔融或者分離結(jié)晶的過程中，都形成了固態(tài)與熔體（液態(tài)）兩相體，都由初始的橄欖石成分開始演化，分離結(jié)晶會導(dǎo)致橄欖石的相容元素（Cr、Ni、Co）在熔體中逐漸減少，不相容元素（Sc、V、Zn）逐漸增加。而部分熔融程度的增加則導(dǎo)致硅質(zhì)抽離，使得殘余物（碎裂狀橄欖巖、粗斑金伯利巖）相容元素增加，而不相容元素減少。

4 ?山東蒙陰金伯利巖的Re Os同位素年齡及其意義

前已述及，金伯利巖為幔、殼物質(zhì)的混雜巖，只有在巖漿過程形成的新礦物，才代表金伯利巖的侵位時間?；诖?，本次研究選取了蒙陰西峪金伯利巖帶中的大理巖包體與黃鐵礦作為Re Os同位素測年研究的目標(biāo)物。大理巖包體實質(zhì)是金伯利巖侵位過程中捕擄的寒武 奧陶紀(jì)地層中的灰?guī)r角礫，在高溫巖漿中發(fā)生大理巖化所致（圖3a）。在大理巖進(jìn)行重結(jié)晶時，灰?guī)r礦物中原來的Re Os同位素會重置，導(dǎo)致放射性成因的187Os在子體中的存量重新積累而開啟新的計時，因此大理巖化的時間則代表了巖漿侵位時間。黃鐵礦（圖3b）為金伯利巖中含硫熱液結(jié)晶而成，黃鐵礦結(jié)晶的時間也代表了金伯利巖的侵位時間［15 16］。

通過Re Os同位素測年研究獲得金伯利巖中大理巖化的模式年齡（MY01）為227.97Ma，獲得金伯利巖中黃鐵礦結(jié)晶模式年齡為（MY02）245.80Ma。鑒于目前黃鐵礦、大理巖的Re Os同位素測年研究進(jìn)行的較少，希望其他研究者也能夠關(guān)注、實踐相關(guān)研究，借以旁證相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性。

關(guān)于蒙陰金伯利的侵位時間，以往多認(rèn)為為奧陶紀(jì)［5］。路鳳香等［17］對于蒙陰巖區(qū)西峪巖帶的紅旗2號、紅旗27號、紅旗28號巖脈中進(jìn)行的金伯利巖侵位年齡的Sm Nd模式年齡為256.26Ma，紅旗6號的金伯利巖的Rb Sr等時線年為296.84Ma。劉禮廣等［18］綜合了大量遼寧瓦房店金伯利巖的侵位年齡研究，提出遼寧金伯利巖的侵位年齡為246Ma更合適。王照波等［11］綜合了金伯利巖的侵位地層、金剛石的中間儲集層等多方面信息，提出蒙?陰金伯利巖的侵位時間在石炭紀(jì)至侏羅紀(jì)之間，較大的可能為石炭紀(jì)至二疊紀(jì)時侵位，侵位年齡為362～250Ma。也有研究者提出蒙陰金伯利巖屬于白堊紀(jì)侵位［19］，但由于金剛石形成時巖石圈要有200km左右的厚度，這顯然與經(jīng)過華北克拉通破壞的白堊紀(jì)80～120km的巖石圈厚度［20］之間存在不可調(diào)和的矛盾。綜合各類信息，本文將蒙陰金伯利巖的侵位時代定在三疊紀(jì)。

獲得的Re Os同位素測試結(jié)果見表2。

如果金伯利巖中大理巖包體與黃鐵礦的Re Os同位素年齡可靠的話，說明至少在中生代早期的三疊紀(jì)（250～200Ma），華北克拉通還維持了一個厚度達(dá)200km的巖石圈。鑒于華北克拉通破壞的頂峰時間在晚中生代［20］，蒙陰金伯利巖代表的中生代早期地幔部分熔融事件，極有可能是華北克拉通破壞的序幕。該時間與大別 蘇魯造山帶超高壓變 質(zhì)作用時代（240～225Ma）［20］相一致，這則暗示了揚子板塊與華北板塊的碰撞，導(dǎo)致了華北板塊內(nèi)部“牛嵐構(gòu)造體系”［10］的活化，誘導(dǎo)了巖石圈地幔的部分熔融，部分熔融的巖漿繼而沿襲“牛嵐構(gòu)造體系”上侵就位，形成蒙陰金伯利巖巖帶。

5 ?華北冰蓋冰川對山東金剛石及指示礦物分散的影響

中國東部第四紀(jì)冰川的研究始于李四光先生1921年在太行山東麓的發(fā)現(xiàn)［21］。王照波等［22］基于冰蝕地貌三角脊鏈的研究，提出我國東部存在“華北冰蓋”的認(rèn)識。通過冰磧、玄武巖的疊壓關(guān)系，確定了華北地區(qū)存在兩個時段的冰蓋發(fā)育期，一是距今27.39Ma的漸新世“老府冰期”與距今7Ma的中新世“雪花山冰期”，進(jìn)入第四紀(jì)后，我國東部多表現(xiàn)為山谷冰川［23］。漸新世與中新世時期的“華北冰蓋”，其西界抵達(dá)太行山東麓，東部覆蓋大陸架，山東地區(qū)的冰層厚度也在200m左右，華北冰蓋的總體運移方向是自西向東移動，因此在華北地區(qū)形成了大量的冰蓋鼓丘。1972年，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所錢方研究員曾到沂蒙山區(qū)利用冰川理論探討指導(dǎo)金剛石的找礦工作。

冰蓋冰川的搬運方式及移動路徑和河流搬運之間具有巨大的差異。首先，冰川搬運對于其內(nèi)的巖石碎屑基本不具有強(qiáng)的磨蝕性，會使得巖塊搬運很大的距離而其中的軟質(zhì)伴生礦物不被磨蝕，待就位風(fēng)化脫落后顯示近源特征，而流水搬運則會導(dǎo)致金剛石伴生礦物的磨蝕與消失。其次，冰蓋搬運可以翻越低矮丘陵而不受流域控制，但流水搬運則嚴(yán)格受制到流域的控制。上述兩個差異性，容易形成新的近源與供源假象，使金剛石的找礦工作誤認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了新的供源地，使重砂溯源限定在小流域范圍內(nèi)。

1998年山東地礦七院曾經(jīng)在莒南縣坊前鎮(zhèn)趙莊村發(fā)現(xiàn)一顆0.75mm的金剛石，并伴有鉻鐵礦。此外在臨沭縣石門鎮(zhèn)東選獲金剛石的伴生礦物鎂鋁榴石，在莒南縣板泉鎮(zhèn)南部選獲具有金剛石原生礦指示意義的鉻鐵礦。由于這些礦物的出土位置與蒙陰金剛石原生礦之間隔著沂河、沭河兩條大的水系，一般情況下，金剛石及其伴生礦物無法翻越兩條大的水系，但在華北冰蓋的動力運移下則不存在問題。

在平邑縣大井頭村南部，這里金剛石找礦工作已經(jīng)進(jìn)行了近半個世紀(jì)［24 25］，在水系重砂與殘坡積物中選獲了大量金剛石及其伴生指示礦物，但至今未發(fā)現(xiàn)原生礦。在大井頭隱爆角礫巖體［26］的南部發(fā)現(xiàn)一塊長7.5m、寬1m的巨型砂巖（圖4），因為當(dāng)?shù)鼐鶠榘自茙r、灰?guī)r分布區(qū)，對于該巨型砂巖礫石的來歷，以往認(rèn)為屬于隱爆角礫巖筒爆破過程中從下面攜帶而來，但根據(jù)后來的鉆探揭露顯示，地面以下的地層中不存砂巖層位。這樣，這塊砂巖巨石最有可能來自西部山上的寒武系饅頭組洪河段砂巖層位，其運移動力則來自冰蓋的運移，屬于冰川漂礫。近年來，王照波等［27］在其附近小泉莊村的南部發(fā)現(xiàn)了典型的冰川巖溶遺跡（Glaciokarst），則也解釋了大井頭砂巖巨礫的移動動力過程?；诖耍缶^地區(qū)金剛石找礦工作要跨越分水嶺控制區(qū)，向西跨過低緩的分水嶺尋找新的供源區(qū)域（圖4）?；诒w特殊搬運路徑與搬運過程，遼寧瓦房店、貴州鎮(zhèn)遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)一步的金剛石找礦工作也應(yīng)作相應(yīng)的考慮。

6 ?人造金剛石的特征及其在找礦工作中的干擾與誤導(dǎo)

自然界產(chǎn)出的金剛石最為突出的特征是每一顆在粒徑大小、晶體形態(tài)、晶體顏色、生長紋棱、聚晶、表面熔蝕、所含包體等都有個體差異。圖5中為山東蒙陰金剛石原生礦中選獲的天然金剛石：圖5a為紅旗28號脈選獲的棕色平面八面體金剛石，重12.61mg；圖5b紅旗6號脈選獲的八面體鑲嵌狀雙晶金剛石，具有三角形階梯狀生長紋，內(nèi)含石墨包體，重12.82mg；圖5c為紅旗6號選獲的曲面菱形十二面體金剛石，重5.02mg；圖5d為紅旗28號脈選獲的金剛石，表明被強(qiáng)烈熔蝕，重32.22mg；圖5e為紅旗6號脈選獲得階梯狀八面體金剛石聚晶，重5.27mg；圖5f為紅旗28號脈選獲的金剛石，重1.54mg，在金剛石的外面包裹有一層黑色的石墨皮殼。

1954年美國通用公司制造出世界第一顆人造金剛石，1963年12月底我國也成功制造出人造金剛石［28］，隨著人造金剛石技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)量的增加，人造金剛石在鉆頭、切割砂輪、切割鋸片中得到廣泛的應(yīng)用，這給金剛石找礦工作帶來了極大的干擾。2013年山東地礦七院在平邑縣四海山地區(qū)金剛石普查過程中，在臨澗鎮(zhèn)大麥灘村南一個水系重砂中選獲27粒金剛石（圖5g），這些金剛石具有近似的顏色、晶型與粒徑，后經(jīng)筆者現(xiàn)場調(diào)查追索發(fā)現(xiàn)，該水系上游不存在超基性巖體，但存在多家花崗石板材加工廠，最后確定所獲金剛石為飾面花崗石切割鋸片脫落的人造金剛石所致，這些金剛石在顏色、晶型和粒度具有近似特征，顏色為深黃綠色，晶型為立方體與八面體的聚型。

圖5h為大井頭隱爆角礫巖筒中選獲的3顆金剛石，該3顆金剛石與大麥灘水系重砂中選獲的27粒金剛石具有近似的特征。2013年4月23日，筆者曾在位于蕪湖的安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院參觀該院在宿州欄桿地區(qū)輝綠巖中選獲的金剛石，此外，張潔等［29］報道了欄桿金剛石的礦物特征（圖5i、圖5j），欄桿輝綠巖中所選數(shù)百粒金剛石與平邑四海山選獲金剛石具有近似特征，不能排除其為來自鉆頭等工具中人造金剛石的可能性。此外，馬玉廣等［30］對安徽欄桿輝綠巖中選獲金剛石與附近震旦系地層金山寨組底礫巖中的金剛石進(jìn)行研究，認(rèn)為欄桿地區(qū)金山寨組底礫巖中次生金剛石與輝綠巖中原金剛石品級不同、來源也不同，前者屬Ia型金剛石、后者屬Ib型金剛石，且前者來源深度大于后者。進(jìn)一步指出，欄桿輝綠巖中的金剛石“金剛石晶形較好，多為以立方體與八面體聚形存在；顏色主要為黃色，少量為淡黃色，粒徑集中，0.2～0.3mm?！倍鹕秸椎[巖中的金剛石“晶形不完整，顏色主要有無色、黑色、淡紅色，粒徑差距較大，0.2～1mm”。

關(guān)于人造金剛石為何多為立方體與八面體的聚型、黃色，且粒度均勻的特征。據(jù)柯?lián)碥姡?1］研究，靜壓觸媒法技術(shù)是目前人造金剛石大工業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種方法。大工業(yè)粉狀觸媒方法生產(chǎn)的金剛石中以立方體與八面體聚型（圓晶）居多。金剛石內(nèi)部的雜質(zhì)使金剛石呈現(xiàn)各種顏色，氮、鐵、鈷和鈦能使晶體呈黃色；銅、鉻、氮（過量）能使晶體呈深黃綠色；鑭和鈰能使晶體呈深綠色；硅和硼能使晶體呈棕黃色。人工合成的Ⅰb型金剛石多是黃色，因為它在可見光吸收譜有一個藍(lán)光吸收帶。同種原材料情況下，合成工藝時間越長，其晶體顏色越黃，頂級的人造金剛石的顏色都是金黃色或黃褐色。由于完整晶形或等積形顆粒的金剛石的強(qiáng)度和耐熱性總是高于非等積形的顆粒，因此工業(yè)應(yīng)用前會對金剛石的粒度與晶型進(jìn)行分選。

鑒于人造金剛石在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，其對于金剛石找礦工作產(chǎn)生了嚴(yán)重的干擾與誤導(dǎo)，需要提高該領(lǐng)域的認(rèn)識與分辯能力。

7 討論與結(jié)論

（1）根據(jù)金伯利巖的混染程度研究，在橄欖巖、碎裂化橄欖巖、粗斑狀金伯利巖之間，其殼源物質(zhì)含量逐漸增加，各類巖石之間存在典型的線性演化關(guān)系，由此顯示，金伯利巖是經(jīng)橄欖巖部分熔融形成的，表明自然界并沒有“金伯利巖漿”這種物質(zhì)，過去被認(rèn)為代表“金伯利巖漿”的細(xì)粒金伯利巖，其殼源混染程度很高，其平均成分是橄欖巖與殼源組分混合后的產(chǎn)物，如果非要確定“金伯利巖巖漿”，粗斑狀金伯利巖則為其近似的代表成分。金伯利巖起源于地幔橄欖巖的部分熔融，這種部分熔融是巖石圈地幔橄欖巖在超深構(gòu)造的擾動下，由于壓力的降低而導(dǎo)致橄欖巖的裂解與部分熔融。

（2）根據(jù)最新獲得的Re Os同位素年齡，結(jié)合以往地質(zhì)等多種手段獲得的金伯利巖侵位年齡，推測蒙陰金伯利巖的侵位時間在距今227.97～245.80Ma，時間為三疊紀(jì)，這與大別 蘇魯造山帶的形成時間相同，由此分析蒙陰金伯利巖的侵位與揚子板塊和華北板塊的碰撞有關(guān)，且似乎暗示了華北克拉通破壞事件的開端時間。揚子板塊與華北板塊的碰撞活化了“牛嵐構(gòu)造體系”，擾動了深部的巖石圈地幔，使其發(fā)生裂解與部分熔融，部分熔融的橄欖巖巖漿沿牛嵐構(gòu)造體系上侵，在淺部發(fā)生隱爆作用形成巖筒，金剛石跟隨部分熔融的橄欖巖巖漿上侵到地表或近地表。

（3）漸新世老府冰期形成的華北冰蓋，冰蓋冰川強(qiáng)烈的侵蝕作用形成華北現(xiàn)代地貌的本底。此后中新世時期的雪花山冰期（距今700萬年左右）華北冰蓋進(jìn)一步加深了山體的侵蝕，形成了現(xiàn)代地貌。冰蓋冰川的搬運方式、運移路徑和流水之間存在重大的動力差異，會造成金剛石的供源、分散假象，影響金剛石的找礦方向的分析。

（4）人造金剛石的顆粒之間具有近似的晶型、顏色與粒徑的特征，這是與天然金剛石最為突出的形態(tài)特征差別，不進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分，會對金剛石的找礦工作造成干擾與誤判。

致謝：本項研究過程中得到了山東省地質(zhì)科學(xué)研究院李大鵬研究員、山東省物化探勘查院臧學(xué)農(nóng)研究員、山東省臨沂市自然資源和規(guī)劃局劉安同高級工程師、山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院周登詩研究員、宋奠南高級工程師、艾計泉高級工程師、劉金民高級工程師、徐衍明工程師的大力支持與幫助，在此表示誠摯的謝意！

參考文獻(xiàn)：

［1］ ?池際尚，路鳳香，趙磊，等.華北地臺金伯利巖及古生代巖石圈地幔特征［M］.北京：科學(xué)出版社，1996：1 6.

［2］ ?羅會文，楊光樹，盛學(xué)庸.我國的第一批含金剛石金云火山巖：為貴州已知的含金剛石巖石正名［J］.貴州地質(zhì)，1994（1）：8 26.

［3］ ?王亮，陶平.貴州東南部含金剛石鉀鎂煌斑巖找礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測［J］.地質(zhì)與勘探，2012，48（4）：775 783.

［4］ ?王照波.沂蒙山自然文化探秘［M］.北京：地質(zhì)出版社，2017：185 187.

［5］ ?羅聲宣，任喜榮，朱源，等.山東金剛石地質(zhì)［M］.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，1999：60 63.

［6］ ?張成基，田京祥，陳文韜，等.魯西蒙陰地區(qū)含金剛石金伯利巖的巖漿侵入序列及成礦模式［J］.地質(zhì)學(xué)報，2020，94（9）：2666 2675.

［7］ ?程光鎖，劉衛(wèi)東，褚志遠(yuǎn)，等.山東蒙陰縣西峪金伯利巖帶深部綜合地球物理特征及其意義［J］.地質(zhì)學(xué)報，2020，94（9）：2772 2782.

［8］ ?王照波，張曉梅，程光鎖，等.次火山巖筒的特征與成因探討：兼論山東勝利1號大小金伯利巖筒的成因［J］.地質(zhì)找礦論叢，2003（1）：54 58.

［9］ ?王照波，劉安同，王慶軍.白彥礫巖的形成時代及礫石組構(gòu)特征分析［J］.山東國土資源，2012，28（1）：14 19.

［10］ ?王照波，呂青，葛躍進(jìn)，等.論“牛嵐構(gòu)造體系”特征及其對蒙陰金伯利巖帶的控制［J］.山東國土資源，2013，29（Z1）：1 5.

［11］ ?王照波，王慶軍.華北板塊東緣金剛石成礦區(qū)域地質(zhì)背景分析與成礦預(yù)測［J］.山東國土資源，2014，30（10）：8 14.

［12］ ?王照波，曹和才，李大鵬，等.山東蒙陰小方山地區(qū)金伯利巖床的成礦作用及找礦意義［J］.山東國土資源，2015，31（5）：1 6.

［13］ ?董振信.中國金伯利巖地球化學(xué)［J］.中國地質(zhì)科學(xué)院院報，1991：99 106.

［14］ ?F.Chayes.Variance—Covariance Relations in Some Published Harker Diagrams of Volcanic Suites［J］.Journal of Petrology，1964：1 10.

［15］ ?孫勝玲，李杰，許繼峰，等.金屬硫化物Re Os同位素定年技術(shù)進(jìn)展［J］.巖石學(xué)報，2022，38（6）：1605 1620.

［16］ ?李重陽，陳雪.黃鐵礦Re Os同位素定年在金屬礦床研究中的應(yīng)用［J］.地質(zhì)找礦論叢，2020，35（2）：138 144.

［17］ ?路鳳香，趙磊，鄧晉福，等.華北地臺金伯利巖巖漿活動時代討論［J］.巖石學(xué)報，1995（4）：365 374.

［18］ ?劉禮廣，吳大天，熊志強(qiáng).遼寧省金剛石原生礦成礦規(guī)律與成礦模式研究［J］.山東國土資源，2021，37（10）：29 36.

［19］ ?褚志遠(yuǎn)，王偉德，呂青，等.山東蒙陰坡里地區(qū)金伯利巖帶形成時代：來自輝綠巖鋯石U Pb定年數(shù)據(jù)的證據(jù)［J］.地質(zhì)通報，2019，38（1）：44 50.

［20］ ?朱日祥，徐義剛，朱光，等.華北克拉通破壞［J］.中國科學(xué)：地球科學(xué)，2012，42（8）：1135 1159.

［21］ ?LeeJS.Notes on traces of recent ice action in northern China，Geol［M］.London：Mag.LIX，1922：14 21.

［22］ ?王照波，趙向陽，李寶杰.“華北冰蓋”遺跡的發(fā)現(xiàn)及山東丘陵巖溶地貌塑造機(jī)制研究［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2022，45（1）：19 28.

［23］ ?王照波.中國新生代冰川與環(huán)境演化［M］.北京：地質(zhì)出版社，2021：78 83.

［24］ ?仲衛(wèi)國，周登詩，劉繼太，等.山東費縣大井頭地區(qū)金剛石原生礦找礦前景探討［J］.山東地質(zhì)，2003（1）：43 49.

［25］ ?劉安同，吳靜，單宏.山東平邑大井頭地區(qū)金剛石與伴生礦物來源的新認(rèn)識［J］.地質(zhì)找礦論叢，2007（1）：62 65.

［26］ ?王照波，劉金民，臧學(xué)農(nóng)，等.魯西大井頭地區(qū)隱爆角礫巖特征及其金成礦性研究［J］.地質(zhì)找礦論叢，2006（3）：168 172.

［27］ ?王照波，白偉明，李寶杰.山東中部典型冰川巖溶的發(fā)現(xiàn)及氣候意義［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2021，41（2）：201 209.

［28］ ?胡恩良，陶知恥.我國第一顆人造金剛石的誕生［J］.超硬材料工程，2009，21（6）：45 47.

［29］ ?張潔，蔡逸濤，董鐘斗，等.安徽欄桿金剛石礦物特征及其寄主母巖地球化學(xué)特征研究［J］.寶石和寶石學(xué)雜志，2015，17（5）：1 11.

［30］ ?馬玉廣，萬才宇.安徽省宿州欄桿地區(qū)震旦系金山寨組底礫巖與輝綠巖中金剛石對比［J］.安徽地質(zhì)，2018，28（1）：27 29.

［31］ ?柯?lián)碥?人工合成金剛石的晶體形態(tài)、雜質(zhì)缺陷、顏色及其對金剛石性能表征參數(shù)的影響［D］.長春：吉林大學(xué)，2005：1 ?15.

Recent Progress in Research on Crust Mantle Contamination， ???Partial Melting， Re ???Os Isotopic Age Ice Sheet Glacier ???Transport， Artificial Diamond ?Interference and Other Fields ???of Kimberlite in Shandong Province

WANG Zhaobo1，2，3， WANG Qingjun1，4， ZHU Chenghe4， DING Zhihao5

（1.Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resource Utilization， MNR， Shandong Provincial Key Laboratory of Metallogenic Geological Process and Resource Utilization， Shandong Ji'nan 250013， China; 2.Mingguangsi Tree Farm in Pingyi County， Shandong Linyi 273304， China; 3. Yimeng Mountain World Geopark Administration in Linyi City， Shandong Linyi 273304， China; 4. No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Linyi 276006， China; 5. Shandong Compass Mineral Exploration Co.， Ltd.， Shandong Linyi 276006， China）

Abstract： ?Based on chemical compositions of various types of kimberlites and their related mantle ?derived traps in Mengyin county in Shandong province， the relationship between the mixing degree of kimberlites and rock types has been studied. It is found that the degree of shell ?source mixing increased gradually from peridotite， cataclastic peridotite， coarse ?porphyry kimberlite to fine ?grained kimberlite. The degree of shell ?derived mixing about coarse porphyry kimberlite is close to cataclysmic peridotite， which is the product of further cataclysmic peridotite fragmentation. The kimberlite underwent partial melting of mantle peridotite to form cataclastic peridotite and porphyritic kimberlite. According to the Re ?Os isotopic study about the marble and pyrite xenoliths in the kimberlite， the emplacement time of Mengyin kimberlite is 227.97Ma and 245.80Ma respectively， which belong to the Triassic and are consistent with the formation time of Sulu ?Dabei orogenic belt. Therefore， it is regarded that the emplacement of Mengyin kimberlite is related to the collision between the Yangtze Plate and the North China Plate. It also seems to hint at the initial stages of the destruction of the North China Craton. There are great differences between the transport mode， transport path and water transport of diamond in North China ice sheet glaciers. It is necessary to re ?understand the source and dispersion of diamond. The large amount of synthetic diamond distributed on the surface has misled the diamond prospecting work and should be paid more attention.

Key words： ?Kimberlite; shell source mixed dyeing; partial melting; Re ?Os isotope;glacier transport; synthetic diamond