重砂法——寻找金刚石原生矿的最有效手段

唐　亮

中图分类号:TD-0文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0920104-01

一、引言

重砂法是最基本、最有效的寻找金刚石原生矿的方法。采用“重砂法”这一手段,包括两个内容:1.野外采样:通常可分为以下两种主要情况:(1)在河流发育地区,采用水系重砂法。(2)在河流不发育地区,则用网格重砂法,水系重砂普查样品间距,4个点/1k㎡,样品重量(一般按淘洗,跳汰后小于4mm的精砂计算)8-40公斤,样品重量与采样体职(取砂砾层体积)是两个完全不同的概念,过去我们把采样体积作为样品重量来对待,是不合适,今后要严格区分开来,即不管采样体积多大,必须确保样品质量(淘洗、跳汰后小4mm的精矿重量)10-30公斤。2.指示矿物鉴定:公认的金刚石原生矿指示矿物有镁铝榴石、镁铬铁矿、铬透辉石、镁钛铁矿四种,但最具有广泛指示意义及实际价值的主要是镁铝榴石及镁铬铁矿(铬尖晶石)两种,因此,重点介绍如下。

二、镁铝榴石

为了正确地鉴定来自金刚石原生矿中的镁铝榴石,下面分别叙述每种不同颜色镁铝榴石与其他石榴石的区别。

1.紫红色——包括紫青、紫红、玫瑰、血红色、浅紫色。紫红色是镁铝榴石特征颜色,除镁铝榴石外,其他石榴石都未发现这种颜色的出现。因此,当在样品中发现石榴石具有这种颜色,可以有把握地鉴定为镁铝榴石。紫红色镁铝榴石成分特征是mg低Fe,含量稳定(Mgo=18.50-22.0%)Feo=5.50-9.0%相应镁铝榴石组份含量70-75%,最大特点是高(Cr2

03=1-10%)具含铬最大变化。镁铝榴石颜色、折光率、比重的变化完全取决于Cr的含量变化。

2.橙色——包括红色、褐红、褐橙、橙红、橙黄。这里指出的石榴石所显的红色,不仅橙色系列存在,在紫红色系列中也有,事实上,石榴石显示的颜色,按其矿物碎片颜色特征,并不是真正的红色,往往或是带紫红调,两者必居其一。如果红色石榴石带紫红色调,则是属镁铝榴石,反之如果带橙色调这种石榴石成分则属三种石榴石(镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石之一,而钙铝榴石系列石榴石极少出现这种现象)。

3.绿色——石榴石在自然界中很少出现,除黄绿色钙铝榴石外,呈鲜绿色的钙铝榴石及绿紫色、兰绿色的镁铝榴石是金伯利岩或橄榄钾镁煌斑岩仅有的。

综上所述:金伯利岩或橄榄钾镁煌斑岩中镁铝榴石含铬高的紫红色镁铝榴石含量越高,则金刚石含矿性越富,反之含铬低的橙色镁铝榴石增多,则使含矿贫化。

三、(镁铬铁矿)铬尖晶石

铬尖晶石的形态可划分如下六种。

1.外形浑圆的颗粒:此种颗粒表面粗糙,为均匀的坑点(原生的,不是次生的)组成,光泽暗淡,转动时无闪光或闪光极不明显,有时也见有表现结构完全相反的颗粒,这种颗粒外表光亮圆滑。

2.表面具磷状——阶状结构的颗粒:此种颗粒外形多为半浑圆浑圆状,转动时有明显的闪光。

3.具斜切边的颗粒:此种颗粒实际上是八面体与菱形十二面体,或八面体与十二面体及其他有关单形(如六、八面体、三角三八面体,四角三八面体)所组成的简单至复杂的聚形,如果八面体的晶棱仅被十二面体所代替,则这种面的整体是平的,如果还发育有其他单形。则这种切面则成宽窄不一,弯曲程度不同的弧形,但是不管这种面的整体是平的还是弧形的,都是由细小而较均匀的阶梯至虚线状凸起构成。

由于此种颗粒是由数量不等的单形组成,加以单形发育多不对称以及晶体外形的不规则,致使此种颗粒粗看起来晶形显得十分复杂。

4.棱形尖锐的八面体颗粒:此种颗粒自形程度高,但实际上也是八面体与菱形十二面体等组成的聚形,不过(110)等极不发育及生长不对称,颗粒上大部分地方看不到或不明显而已。

5.具环带构造的颗粒:此种颗粒内核新鲜、断口闪亮,外壳粗糙,多数情况下只能从碎块上观察到此种形态,外壳的层数不等,一般一层,少数情况下可见到二层以上。

6.有深大坑、洞的颗粒:此种颗粒形态属于前面1-5种形态之上,多数铬铁矿(铬尖晶石)颗粒上不一定能看到此种形态。

除上述六种形态外,在重砂样品中往往可以发现一定数量的碎块,对于这些碎块,笔者认为不应另外划分为一类,而应尽量查清其碎块前所属的形态类型而划分之,因为它们实际上都是由上述有关形状颗粒破碎而来,欲鉴别碎块所属形态类型比较困难,必须仔细找其残存原生表面,研究其特征方能确定。

四、金伯利岩、橄榄钾镁煌斑岩中铬尖晶石与其他岩类中铬尖晶石的区别

1.第一种形态的颗粒:金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中铬尖晶石表面坑、点较细密均匀,有明显的粗糙感。而其他岩类中的铬尖晶石表面坑、点大小不均,排列较稀疏。如果此种颗粒外表圆滑光亮,就需要送电子探针分析,用化学成分配合才能鉴别。

2.第二种形态颗粒:金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中的铬尖晶石磷片或阶梯层次分明,排列规则,磷片或阶梯较平宽、粗糙。而其他岩类中的铬尖晶石很少见有此种形态,若有其磷片或阶梯很细、不明显或边缘较圆,大小不一,分布紊乱,转动时其光亮点排列无规则。

3.第三种形态颗粒:金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中的铬尖晶石十二面体等单形的晶面明显发育,八面体的棱由阶梯状至虚线状小突起组成的平一弧形曲面代替,阶梯或小突起点绝大多数情况下明显细致,排列均匀,有明显的粗糙感。而其他岩类中的铬尖晶石虽在某些情况下亦可见到八面体的棱被线条所代替,但是这种线条较粗大,不均匀,互相不一定平行,表面无粗糙感。

4.第四种形态颗粒:金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中铬尖晶石外形为八面体,自形程度高,粗看起来棱角尖锐,但仔细翻转观察则可发现此种颗粒棱是粗糙的,有十二面体等单形的晶面出现,不过此种晶面很窄,且发育不对称。其他岩类中此种形态的铬尖晶石棱角浑圆,平滑光亮,无十二面体等单形出现。

5.第五种形态的颗粒:金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中的铬尖晶石内核与外壳的界线清晰,至较清晰,核断口新鲜光亮,表面具细密的坑、点或磷片结构,但颗粒均匀,排列较紧密。其他岩类中的铬尖晶石,内核与外壳界线不清,呈明显渐变关系,外壳颗粒排列较松散,颗粒较粗且不均匀。

金伯利岩及橄榄钾镁煌斑岩中具有环带构造的铬尖晶石,在化学成份上有自己的变化特点,内核富铬贫钛:外壳富钛贫铬(外壳中Tio2一般为3-8%),含量越高则含金刚石越富。

6.第六种形态颗粒:只偶尔见及,金伯利岩及钾镁煌斑岩中铬尖晶石上的坑、洞明显较大、较深,具有气体作用特征。其它岩类中的铬尖晶石的坑、洞较小而浅,或明显是包体矿物风化后造成的。

综上所述:今后若能在重砂法找矿实践中,准确判定金伯利岩或橄榄钾镁煌斑岩指示矿物,那将又省又快地对工作区作出评价,遵循上述准则,对金刚石的普查找矿是很有帮助的,当然认识是可以不断深化的,所以在今后的找矿实践中,仍然有必要对镁铝榴石,铬尖晶石两种重点矿物的标型特征继续进行研究和探讨,特别是在定量描述方面加以充实和完善,努力提高指示作用的准确度,为加快我国金刚石特别是找矿计划的实现而努力。