中国主要产地钻石颜色特征差异
山东和湖南矿区的宝石级金刚石颜色以无色–白色系为主(分别占41.42%和29.2%),比例明显高于辽宁样品(2.4%)。湖南钻石以黄色和无色–白色系为主,其次为褐色系钻石,湖南钻石中彩色系的比例最高,存在一定数量的绿色系和蓝色系钻石,但这些“彩色”钻石大多是次生的,经过切磨后颜色的色度明显增高是湖南砂矿来源钻石区域性的特征之一,显示原先的钻石颜色也是以白色为主的,只是由于经历过比较复杂的搬运沉积成岩甚至变质过程,表面的颜色色系才产生变化。上述结果和前人报道的三个产地金刚石的颜色特征基本相似。
湖南钻石样品存在褐色和绿色的色斑,且数量所占比例较大(37.4%),色斑的成因主要与湖南钻石的成矿类型有关,即色斑可能是由于砂矿钻石在沉积过程中遭受辐射和温度变化等原因引起。山东约1%的样品存在色斑,并有绿色和褐色色斑共存的现象。本项目收集的辽宁样品中未发现色斑。
湖南哪里产钻石
湖南沅水流域
阿盖尔钻矿
湖南彩色钻石
湖南钻石中存在紫苏辉石、金云母、石英、石墨、橄榄石等包裹体
以黄色和绿色调为主
湖南钻石的内部生长特征
4.3.3.1 湖南钻石的异常双折射特征
本项目对75片湖南钻石薄片在正交偏光下进行了观察,结果显示:有16片为全消光(占21.3%),其余为异常双折射。异常双折射图像主要分为:
(1)复杂叠加的消光图案(共15片,占25.4%)。如样品126-HN的晶体外部区域为反映晶体结构的规则分层的环带状消光图案,中心区域的包裹体则导致了花瓣放射状的消光图案,并覆盖在与生长有关的环带状消光图案之上(图4.93);样品182-HN整体具有微弱的格子状的消光图案,表明钻石在生长过程中经历了轻微的塑性变形作用,生长后期钻石受到的应力作用以及包裹体对钻石的应力释放,叠加有明显的等倾线式和包裹体周围的花瓣、放射状消光图案(图4.94)。这些不同消光图案的叠加反映了部分湖南钻石在生长过程和生长期后经历了多期次不同形式的应力作用。
图4.93 环带状(边缘)+ 花瓣放射状消光组合
(126-HN)
Figure 4.93 Birefringence pattern with zonal fringes and radial petals
(sample 126-HN)
图4.94 格子状(微弱)+ 等倾线式 + 花瓣放射状消光组合
(182-HN)
Figure 4.94 Birefringence pattern with lattices (faint) + isoclines + radial petals
(sample 182-HN)
(2)花瓣、放射状消光图案(共20片,占33.9%)。这是由钻石内部的包裹体或裂隙引起的(奥尔洛夫,1977;苑执中等,2001),这种消光样式局限在包裹体或裂隙的周围,当钻石中有矿物包裹体存在时,应力产生不均匀释放而导致晶格畸变,同时包裹体热胀冷缩差异也会破坏钻石晶体的正常生长,而裂隙则是晶体内晶格过度应变而以碎裂方式释放应力的结果,以上情况都会在包裹体和裂隙周围区域形成各种缺陷,最终导致异常消光样式。
(3)格子状消光图案及其他(约40%)。由典型的塑性变形所致“榻榻米”图案占10.2%,较山东的多。
4.3.3.2 湖南钻石的阴极发光图像(CL)和DiamondView荧光图像(DV)特征
对湖南沅江15颗金刚石做阴极发光测试,对104个钻石切片进行DV观察,结果显示:
(1)47%样品显示蓝色调荧光(图4.95),14%显示绿色调荧光(图4.96)。绿色荧光通常与H3 (503nm)中心有关,指示了晶体天然热处理或辐照(Collins,1982)。
图4.95 不规则图案,蓝色荧光
Figure 4.95 Irregular pattern and blue fluorescence
图4.96 网格状发光,绿色荧光
Figure 4.96 Web-like pattern and green fluorescence
(2)64%样品未见明显的生长条带结构(图4.97),显示晶体在生长过程中条件相对稳定。
(3)部分晶体(约为18%)具多期复杂生长环带结构,如图4.98所示。
如图4.99所示,晶体本身较为均匀的发光,在晶体表面发育两组各自平行的细密的塑性滑移变形线,两组滑移线交叉形成菱格状的样式,说明晶体生长虽然较为稳定,但在生长过程中遭受了应力的作用而产生了塑性变形。在晶体外部有一层黑色斑点的图案,推测为在晶体生长结束后遭受溶蚀作用所致。
如图4.100所示,晶体中心部分均匀发光,说明在生长初期流体化学成分没有发生明显的变化,生长过程均一;之后形成了简单平直的八面体环带结构,说明流体均匀变化,生长过程依然稳定。从图中可以明显看到,在晶体外部形成一个死“外壳”的“皮”,表面呈斑驳状,且有黑色斑点分布,说明在晶体形成后遭受了一定的外力作用,可能是外部溶蚀作用或是搬运作用产生。整个晶体为简单八面体闭形,显示两期生长结构。
图4.101为另一种无环带闭形两期生长结构。首先晶体匀速生长,外部环境稳定,生长过程持续,表面有两组塑性滑移变形线形成网格状构造,说明一度遭受应力作用产生塑性变形,生长后期生长边界发生强烈变形弯曲,边界起伏不平,闭形生长线外部为另一“皮壳”式的结构特征,表面极度不均匀,黑色斑点密布,说明晶体生长后遭受了外部强烈的溶蚀作用。
图4.102与前一种生长模式接近,不同的是该晶体的闭形结构完好无弯曲,说明整个晶体一直处于稳定的环境中均匀生长,生长过程持续没有间断,外部同样具有“皮壳”的结构,可能是后期经搬运及溶蚀作用影响所致。
图4.97 未见明显生长条带,蓝、绿荧光
Figure 4.97 Inconspicuous growth zones and blue,green fluorescence
图4.98 多期环带结构,蓝、绿荧光
Figure 4.98 Multi-stage growth zones and blue,green fluorescence
图4.99 阴极发光斑驳的样式
(HN13801-1,CL)
Figure 4.99 Mottled pattern of cathodoluminescence
(sample HN13801-1,CL)
图4.100 “皮壳”结构
(HN18603-1,CL)
Figure 4.100 Cathodoluminescence pattern with a outer coat
(sample HN18603-1,CL)
图4.101 无环带闭形两期生长结构
(HN09601-1,CL)
Figure 4.101 Two-stage growth structure with closed form and no zones
(sample HN09601-1,CL)
图4.102 “皮壳”结构
(HN22101-1,CL)
Figure 4.102 Cathodoluminescence pattern with a outer coat
(sample HN22101-1,CL)
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