金刚石（钻石）及钻石饰品检测（三）

三、金刚石形成条件

3.1碳源

    形成金刚石的碳源认为有三种方式：金伯利岩、钾镁煌斑岩岩浆中的原生碳；捕俘围岩中的有机碳；地壳中碳酸盐岩中的碳。愈来愈多的资料证实金刚石碳主要来源于岩浆中的原生碳。

    岩浆中都含有一定数量的原生游离碳，如金伯利岩浆中含碳量为1.9%~4.3%，超基性岩浆中含碳量为0.06%~0.10%，玄武岩浆中含碳量为0.02%~0.04%，因此金伯利岩中含金刚石量由原生碳提供是足够的。

    金刚石碳同位素C12/C13，其比值与金伯利岩浆中原生碳C12/C13比值是近似的，前者为89.63，后者为89.00。

3.2温度、压力、时间

    金刚石为高温、高压矿物，其中压力因素是主要的。人工合成金刚石实验证明压力、温度、时间是决定金刚石品级的重要因素，触媒剂具有一定的促进作用。

    据实验资料，对金伯利岩主要矿物在压力，温度变化状态下稳定平衡图解说明，最适宜于金刚石结晶的压力条件为(50000~70000)×105pa，温度为1200~1800℃，金伯利岩岩浆在内成稳定阶段推论岩浆深度在150km左右是相适应的。

    从金刚石-石墨平衡曲线分析，要使金刚石处于稳定状态保留下来，必须是压力降低而温度作适应性的转变，如果温度不变，压力迅速下降，金刚石则全部转化为石墨。

    岩浆内提供金刚石结晶时间的长短，影响金刚石结晶颗度大小，在金伯利岩中金刚石品粒大小相差悬殊，这说明结晶单位的差异。

3.3构造封闭系统

    金伯利岩浆要保持一定的压力、温度和一个良好的还原环境，在地质构造上必须是一封闭的、压(扭)性系统组成的上升通道。

    地壳盖层是阻止金伯利岩浆膨胀阶段挥发组分向地表散失的重要条件，但盖层的厚薄又是决定金伯利岩中金刚石形成多少的因素之一。盖层较厚时金伯利岩浆内压力不能冲破围岩的阻力(上覆岩层的重力、岩石破裂临界压力)，得到充分的膨胀，形成较大的岩体和形成大量第二世代金刚石，盖层较薄时又易使金伯利岩浆冲出地表形成喷出相岩石玻璃镁橄岩。

3.4金刚石形成相

    金伯利岩浆演化过程中物理、化学条件变化证实：内成稳定阶段、侵入膨胀阶段具备金刚石的形成相条件。

3.4.1内成稳定金刚石相

    金刚石在内成稳定阶段中由于压力、温度作用使岩浆结晶作用处于十分稳定状态，充足的原生碳、充分的结晶时间、金刚石晶芽大量生长，并成长为较大的平面八面体金刚石，这时岩浆基性程度很高，Ti元素尚为分散状态，由Ti所产生的制约金刚石生成的"触媒'，作用，还不能阻止金刚石的生长。

    岩浆转为侵入阶段后，金刚石完全处于熔蚀状态，第一世代平面八面体金刚石向浑圆状曲面菱形十二面体转化，因此在金伯利岩中曲面晶体及平面一曲面晶体代表了内成稳定金刚石相特征。

3.4.2膨胀金刚石相

    据金伯利岩矿物实验数据认为，膨胀阶段的温度为1000~1500℃，瞬时膨胀所产生的压力达50000×105pa以上，为第二世代金刚石晶芽形成创造了条件，这一阶段形成的金刚石仍为平面八面体，由于结晶时间较短，岩浆碳源的相对减少，金刚石晶体不能得到充分生长；另一方面由于岩浆酸性程度显著增高，Ti元素的的富集和O元素接合力增大，制约着金刚石的生长，因此金刚石晶粒一般都在1mm以下，但金刚石具生长态，以阶梯状八面体为主，这种晶体特征代表了膨胀金刚石相特征。

    在膨胀金刚石相中还有少量异形金刚石晶体形成，说明在内成稳定金刚石相中形成的曲面菱形十二面体金刚石细粒进入膨胀金刚石相后，以此作晶种继续沿结晶轴再生长，形成再生增长的阶梯状八面体为主的曲面菱形十二面体异形晶。

3.5岩筒相金刚石与岩脉相

    金刚石岩筒相与岩脉相金伯利岩中金刚石的晶体形态是不一致的，岩筒相中出现大量平面八面体，阶梯状八面体金刚石，但岩脉相中则显著减少，这一特点也说明岩脉相没有经历强烈的膨胀阶段，这与岩脉产出状态是吻合的。

    具有工业品级、宝石晶级的金刚石均为曲面晶体或平面-曲面晶体，这类金刚石无疑来源于内成稳定金刚石相，金伯利岩浆的运移是将这类金刚石从上地幔搬运到地壳的浅部，同时起着熔蚀作用、浑圆化作用。膨胀金刚石相虽能形成大量金刚石，但由于粒度十分细小，因此不可能提供宝石级的加工原料。

    在金伯利岩浆的运移过程中，Eo·JI奥尔洛夫将金伯利岩中金刚石全部归于熔蚀论，而0.M安舍列斯则将金刚石全归于生长论，笔者认为金刚石在岩浆运移中形成生长相-熔蚀相-生长相这一变化过程，与岩浆的演化过程是一致的。

    从部分金刚石的晶粒大小、形态类型、岩石产出状态的数理统计中可以说明岩脉相、岩筒相中金刚石特征。岩筒相、岩脉相大粒宝石级的金刚石都是曲面晶体，细粒级的都是平面八面体和阶梯状八面体。