金刚石的矿石性质

金刚石矿床

英文：diamond deposit

释文：可供开采和选取金刚石的矿床。金刚石由纯碳元素在地球深部高温高压条件下形成，分原生矿床和砂矿床两大类。原生矿床，分布于地台区，受区域性深断裂控制。成矿的金伯利岩和钾镁煌斑岩是富含碱和挥发分的超基性岩，呈岩筒状和岩脉状，多呈爆发型的火山颈产出。岩筒直径为几十米，少数为几百米，个别达千米。深度很大，含较多的地幔熔融物质。有的岩筒向深部渐变为脉状体。其岩管形成时代，南非的是前寒武纪，中国山东沂蒙山和辽宁南部的是奥陶纪，贵州东部的是泥盆纪，巴西的是中生代，美国科罗拉多州的是新近纪，坦桑尼亚的是第四纪，具有经济价值的金刚石不是金伯利岩和钾镁煌斑岩岩浆结晶的产物，而是捕虏晶。捕虏晶，属橄榄岩型金刚石的，又称P型金刚石；属榴辉岩型金刚石的，又称E型金刚石。但有些工业级的微粒金刚石是与寄主岩浆同期结晶的。金刚石在地表条件下十分稳定，故可形成各种砂矿床，包括残积、坡积、冲积、滨海沉积、冰川I沉积、风积砂矿床，以前三者为主。河成金刚石砂矿床的矿体产于层状的阶地中，长几千米，宽几百米，厚几十厘米至8米。中国已知的有山东沂沭河、辽南复州河、湘南沅水三个河砂矿床。金刚石是最贵重、最坚硬的晶体。矿LLl产出的金刚石有两大级别：宝石级金刚石称钻石，是宝石之王，数量稀少；工业级的小粒级金刚石，一般占总产量的75％以上。含氮极少的Ⅱ型金刚石（Ⅰ型含氮量0.01％～0.25％，是绝缘体；Ⅱ型含氮量小于0.001％），因其良好的导热和导光性，是用于高科技的战略物资。

金刚石的矿石性质

1、矿石的矿物组成

根据金刚石矿床的类型不同，矿石的矿物组成有很大区别。

(1)、原生矿床

金伯利岩型：目前世界上的金刚石原生矿主要产于金伯利岩中。金伯利岩是一种角砾云母橄榄岩，因1870年首先发现于南非的金伯利地区而得名。金伯利岩属超基性岩，主要化学组成为：

SiO

2

含量35%左右，MgO含量30%左右。其它化学成份比较稳定。在金伯利岩中，金刚石与镁铝榴石为标型矿物，它们是在高温高压下形成的。金刚石生成的压力大于镁铝榴石，因此含镁铝榴石的金伯利岩不一定含金刚石，但含金刚石的金伯利岩总含有镁铝榴石。组成金伯利岩的原生矿物有：橄榄石、镁铝榴石、金云母、铬铁矿、铬透辉石、钛铁矿、钙钛矿、磷灰石、碳硅石等。次生交代矿物有：磁铁矿、蛇纹石、绿泥石、方解石等。

钾镁煌斑岩型：这是一种含金刚石的新型岩石。1975年在澳大利亚西部发现。钾镁煌斑

岩的化学组成为：属超基性（MgO含量20~30%）到基性（MgO含量5%或更少）岩。K

2

O含量很高，

达4~12%（金伯利岩中K

2O含量仅为0.3~1%），K

2

O/Al

2

O

3

的比值大，平均为1.2（金伯利岩中为

0.2）；K

2O/Na

2

O的比值大，通常＞10（金伯利岩中为2.5），SiO

2

饱和至过饱和。主要矿物有橄

榄石、透辉石、金云母、斜方辉石、铬尖晶石、白榴石、富钾镁闪石以及钙钛矿、磷灰石、硅锆钙钾石、重晶石、红柱石、钛铁矿等，偶见镁铝榴石。

(2)、砂矿床

河流冲击砂矿：这类砂矿工业意义最大，分布最广。它沿古代或现代河流产出。富矿出现于河流拐弯处和下游地区。矿床经常位于冲积层底部，其中常伴随有橄榄石、钛铁矿、镁铝榴石等重矿物。我国金刚石砂矿多属此类型。主要分布于湖南沅江流域、山东沂沭河流域以及辽宁复州河流域。

海滨砂矿：这类砂矿是河流带来的金刚石受海浪、潮汐以及岸流作用重新分选富集而形成的。往往在河流入海处沿海岸线呈带状分布，金刚石特别富集在海滨砂丘附近。含矿层厚度由数厘米至数米。品位不等，有些矿床品位可达50~100克拉/ m3。颗粒一般不大，但质量好，有些矿床宝石级金刚石高达90%。加纳和纳米比亚都是这类砂矿的著名产地。

残积砂矿：在以风化作用为主的条件下，含金刚石岩石露头处逐渐形成残积层。覆盖层中轻的和可溶的组份被地表水或地下水带走，岩石露头地带就形成残积砂矿。这类砂矿一般规模小，品位低。我国山东郯城金刚石矿就属此类型。

总之，各类型的金刚石砂矿常常伴随有橄榄石、钛铁矿、镁铝榴石、玛瑙、燧石等矿物。砾石以石英为主。

2. 目的矿物的矿物特征（物化性质）

金刚石的化学成份为C，与石墨同是碳的同质多象变体，它是自然界已发现的最硬的矿物。金刚石是一种极稀有、贵重的非金属矿物。其性质如表1所示。Ⅰ型和Ⅱ型金刚石的特征比较如表2所示。

金刚石资源的展望

世界天然金刚石大约80%左右用于工业上加工锯片、钻头和磨料等，大约20%左右为宝石级和近宝石级。用于加工首饰，其经济效益远远高于工业用的品级。由于宝石级金刚石价格上涨，许多国家都加紧了金刚石找矿、勘探和开发。世界天然金刚石市场面临一个竞争更趋激烈的形势，

俄罗斯未加工钻石产量已占世界的25%，有些国家产量的增加，美国金刚石战略储备的抛售等，都增加了这种竞争程度。

中国出口的天然金刚石大多都不是国内自产的，主要是来料加工方式。中国天然金刚石的储量和产量，按比例在世界上处于微不足道的地位。资源是首要条件，为进一步扩大中国金刚石矿产资源，实施《跨世纪金刚石找矿计划》是十分必要的。此外，引进外资和国外先进技术装备改造国内已有的几座国有金刚石矿，使其扩大生产能力，降低采矿选矿中对金刚石晶体的破碎率，提高金刚石的选矿回收率；严格金刚石的分类技术，对金刚石进行合理的经济评价；严格科学管理，提高生产效率和产品质量，杜绝浪费资源；统一收购部门，制止经营中的混乱现象；鼓励一业为主，多种经营，加强矿山与加工厂的横向合作，发展其他行业的多种经营等。

从中国人口众多，多年来国民经济持续稳定增长，人们购买力及消费水平的提高等诸多方面的因素分析，中国有望在不久的将来加入钻石首饰消费大国的行列。

近10年来中国人造金刚石得到超常的发展，产量约占世界人造金刚石产量的30%左右，已形成一个规模不小的产业。

目前对中高档金刚石及制品的需求呈上升趋势，需求量以不小于10%的速度增长，为金刚石工业向高水平发展提供了生存空间，市场潜力很大。随着技术的进步，金刚石在声、光、电、热性能上的广泛应用，其巨大的潜在市场，会越来越明朗化，将成为当今世界高科技新材料领域最富有生命力，最具有发展前景的新型材料之一。

金刚石矿的可供量与消费

根据历年产量统计资料分析，中国自产天然金刚石年可供量最多不超过15万ct；人造金刚石年可供量不超过5亿ct。

由于一系列金刚石矿的开发，今后世界的天然钻石产量将会逐年增加。

目前世界钻石市场的消费结构发生根本性的变化，一向只充当高档商品的钻石成了普通消费者的宠物，钻饰流行趋势向高档化和低档化两个方向同时发展，世界钻石市场销售形势看好，